Ôn thi tốt nghiêp: Phiên mã, dịch mã, điều hòa hoạt động của gen

PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ

I. Phiên mã: (Tổng hợp ARN )
1. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN
- ARN thông tin( mARN): Có cấu tạo mạch thẳng, là khuôn cho quá trình dịch mã ở ribôxôm.
- ARN vận chuyển( tARN): Có nhiều loại tARN, mỗi phân tử tARN đều có 1 bộ ba đối mã (anticôdon) và 1 đầu để liên kết với axit amin tương ứng. Vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tham gia tổng hợp chuỗi pôlipeptit.
- ARN ribôxôm( rARN): Là thành phần kết hợp với prôtêin tạo nên ribôxôm.

2. Cơ chế phiên mã: (Tổng hợp ARN )
- Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN.
- Diễn biến của quá trình phiên mã.
ARN polimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn lộ mạch gốc có chiều 3’5’ bắt đầu phiên mã.
ARN polimeraza trượt trên mạch gốc theo chiều 3’5’.
mARN được tổng hợp theo chiều 5’3’, mỗi nu trên mạch gốc liên kết với nu tự do theo nguyên tắc bổ sung A-U, G-X, T-A, X-G (vùng nào trên gen được phiên mã song thì sẽ đóng xoắn ngay). Khi ARN polimeraza gặp tín hiệu kết thúc thì dừng phiên mã. Một phân tử mARN được giải phóng.
Ở sinh vật nhân thực mARN sau khi tổng hợp sẽ cắt bỏ các đoạn Intron, nối các đoạn Exon tạo thành mARN trưởng thành sẵn sằng tham gia dịch mã.
Kết quả: Tạo nên phân tử mARN mang thông tin di truyền từ gen tới ribôxôm để làm khuôn trong tổng hợp prôtêin.

II. Dịch mã: ( Tổng hợp prôtêin)
1. Hoạt hoá axit amin:
- Nhờ các enzim đặc hiệu và ATP mỗi axit amin được hoạt hoá và gắn với tARN tương ứng tạo axit amin - tARN( aa- tARN).
2. Tổng hợp chuỗi pôlipeptit:
- Ribôxôm gắn với mã mở đầu AUG và Met-tARN (anticôdon UAX) bổ sung chính xác với côdon mở đầu.
- Các aa-tARN vận chuyển axit amin tới, anticôdon của tARN bổ sung với côdon trên mARN. Enzim xúc tác hình thành liên kết peptit giữa 2 axit amin.
- Ribôxôm dịch chuyển đến côdon tiếp và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi tiếp xúc với mã kết thúc (không có axit amin vào Riboxom) thì dừng dịch mã hoàn tất. Một chuỗi Polipeptit được hình thành.
- Nhờ enzim đặc hiệu axit amin đầu tiên (Met) được cắt khỏi chuỗi tạo thành chuỗi polipeptit hoàn chỉnh. Sau đó hình thành các cấu trúc bậc cao thực hiện chức năng sinh học của Protein.
- Một nhóm ribôxôm (pôlixôm) gắn với mỗi mARN giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin.


ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN
1. Khái niệm: Điều hoà hoạt động của gen là điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo trong tế bào đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện môi trường cũng như sự phát triển bình thường của cơ thể.
Điều hòa hoạt động gen có thể ở mức độ phiên mã, dịch mã, sau phiên mã.
- Ở sinh vật nhân sơ điều hoà hoạt động gen chủ yếu ở mức độ phiên mã.
2. Cấu trúc của opêron Lac ở E. coli.
Opêron là các gen cấu trúc liên quan về chức năng được phân bố liền nhau và có chung cơ chế điều hòa hoạt động.
Cấu trúc Ôperon Lac:
Z,Y,A: Là các gen cấu trúc mã hóa cho các enzim phân giải Lactozo.
O: Vùng vận hành là trình tự nu đặc biệt để protein ức chế liên kết ngăn cản phiên mã.
P: Vùng khởi động có trình tự nu để ARN polimeraza liên kết và khởi động quá trình phiên mã.
Gen điều hòa không nằm trong Operon nhưng có vai trò điều hòa hoạt động Operon.
3. Cơ chế điều hoà Hoạt động của ôpêron Lac:
Khi môi trường không có lactôzơ: gen điều hoà tổng hợp prôtêin ức chế. Prôtêin ức chế gắn vào vùng vận hành (O)  các gen cấu trúc không phiên mã.
Khi môi trường có lactôzơ: Lactôzơ là chất cảm ứng gắn với prôtêin ức chế  prôtêin ức chế bị biến đổi không gắn được vào vùng vận hành. ARN polimeraza liên kết với vùng khởi động tiến hành phiên mã  mARN của Z, Y, A được tổng hơp và dịch mã tạo các enzim phân hủy Lactozo. Khi Lactozo cạn kiệt thì protein ức chế lại liên kết với vùng (O) quá trình phiên mã dừng lại.