Hồ Trung Thông


Cơ chế sinh tổng hợp protein trên ribosome



tải về 410.95 Kb.
trang5/5
Chuyển đổi dữ liệu30.08.2016
Kích410.95 Kb.
#29492
1   2   3   4   5

10.6.2 Cơ chế sinh tổng hợp protein trên ribosome

10.6.2.1 Trình tự những giai đoạn xảy ra trong quá trình tổng hợp protein

Sinh tổng hợp protein - giai đoạn kết thúc của dòng thông tin di truyền phức tạp hơn rất nhiều so với quá trình sao chép mã (transcription). Trong quá trình dịch mã có sự tham gia và phối hợp hoạt động của hàng trăm loại phân tử trong phức ribosome.

Việc tổng hợp của tất cả protein đều bắt đầu từ đầu N-tận cùng. Vì việc dịch mã xảy ra theo chiều 5' 3' cho nên codon dịch mã đầu tiên từ đầu 5' tương ứng với amino acid N-tận cùng của protein.

Quá trình sinh tổng hợp protein được chia thành 5 giai đoạn và thể hiện ở bảng 10.3.



Bảng 10.3: Các thành phần cần thiết trong quá trình tổng hợp protein

Giai đoạn

Các thành phần cần thiết ở tế bào không nhân

Các thành phần cần thiết ở tế bào có nhân

1. Hoạt hóa amino acid

20 loại amino acid,

20 loại aminoacyl-tRNA synthetase,

tRNA, ATP, Mg++


20 loại amino acid,

20 loại aminoacyl-tRNA synthetase,

tRNA, ATP, Mg++


2. Giai đoạn mở đầu

Nfomylmethionyl-tRNA,

Mã AUG trên mRNA, ribosome 30S, 50S

Các yếu tố mở đầu: IF1, IF2, IF3, GTP, Mg++


Met-tRNA,

Mã AUG trên mRNA, ribosome, 40S, 60S

Các yếu tố mỡ đầu: eIF2, eIF 4a, eIF 4c, eIF3, eIF5, GTP, Mg++


3. Giai đoạn kéo dài

Ribosome 70 S hoạt động,

Aminoacyl-tRNA tương ứng với mã,

Yếu tố kéo dài: EF.Tu, EF.Ts, EF.G; peptidyl transferase, GTP, Mg++


Ribosome 80 S hoạt  động,

Aminoacyl-tRNA tương ứng với mã,

Yếu tố kéo dài: eEF1, eEF1, eEF2, peptidyl transferase, GTP, Mg++


4. Giai đoạn kết thúc

Mã kết thúc trên mRNA,

Các yếu tố tách rời: RF1, RF2, RF3, ATP



Mã kết thúc trên mRNA,

Các yếu tố tách rời: eRF, GTP, peptidyltransferase



 

5. Cải biến sau dịch mã



Các enzyme đặc biệt và các yếu tố cho sự tách rời của đoạn mở đầu chuỗi polypeptide

Các enzyme đặc biệt và các yếu tố cho sự tách rời của đoạn mở đầu chuỗi polypeptide

 

* Hoạt hóa amino acid và sự thành lập aminoacyl-tARN

Để lắp ráp các amino acid vào phân tử polypeptide, các amino acid phải được hoạt hóa và gắn vào tRNA tương ứng để hình thành aminoacyl-tRNA, trong đó đầu carboxyl của amino acid được gắn vào vị trí 3’-OH  của tRNA nhờ sự xúc tác của enzyme aminoacyl-tRNA synthetase. ATP cung cấp năng lượng cho quá trình này. Giai đoạn này diễn ra qua 2 bước và được thể hiện ở hình 10.8.

 

 

 



Bước 1: Tạo phức aminoacyladenilate

                           

Bước 2: Hợp chất được tạo thành sẽ phân li cho phép amino acid gắn với tRNA bằng liên kết ester tạo bởi nhóm -COOH của amino acid và nhóm 3'OH hoặc 2'-OH của tRNA tạo thành aminoacyl-tRNA để được vận chuyển đến ribosome.

Bước thứ hai có hai khả năng xảy ra với hai loại enzyme aminoacyl-tRNA synthetase khác nhau. Loại 1, chuyển nhóm aminoacyl sang nhóm hydroxyl 2’ của adenylate ở đầu tận 3’ của tRNA rồi chuyển sang nhóm 3’hydroxyl bằng phản ứng chuyển liên kết ester. Loại 1 này chủ yếu xúc tác sự hoạt hóa các amino acid Arg, Cys, Gln, Glu, Ile, Leu, Met, Trp, Tyr, Val.

Loại 2, nhóm aminoacyl chuyển thẳng sang 3’hydroxyl của adenylate ở đầu tận 3’ của tRNA. Loại này xúc tác sự hoạt hóa các amino acid Ala, Asn, Asp, Gly, His, Lys, Phe, Pro, Ser, Thr.

* Giai đoạn khởi đầu tổng hợp chuỗi polypeptide

Sự tổng hợp protein chỉ có thể diễn ra ở ribosome đã được hoạt hóa, nghĩa là các ribosome đã kết hợp với mRNA.



Ở tế bào prokaryote: amino acid mở đầu bao giờ cũng là methionine vốn đã được formyl hóa bởi N10-formyl tetrahydrofolate (FTHF) nhờ enzyme transformylase đặc hiệu.

Ban đầu, ribosome 70S phân ly thành tiểu đơn vị 50S và tiểu đơn vị 30S. Tiếp đến tiểu đơn vị 30S kết hợp với các yếu tố mở đầu IF1, IF2 và IF3 rồi lại kết hợp tiếp với mRNA và với aminoacyl-tRNA mở đầu để tạo thành phức hợp mở đầu. Phức hợp này lại kết hợp với tiểu phần 50S để tạo thành R70S hoạt động. Trong quá trình này, các yếu tố mở đầu IF1, IF2 và IF3 được giải phóng, GTP bị thủy phân thành GDP và phosphate vô cơ (Pi). Nhờ năng lượng này mà Fmeth-tRNA ở vị trí A chuyển sang vị trí P của ribosome. Còn các yếu tố mở đầu giải phóng để bắt đầu những polypeptide mới. Tại vị trí P, f-Meth-tRNA có đối mã là 3'-UAC-5’ liên kết với mã của methionine là 5'-AUG-3' (Hình 10.9).



Ở tế bào eukaryote: Quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide trong tế bào chất có tRNA khởi đầu cũng mang methionine nhưng không được formyl hóa. Trong tế bào eukaryote thứ tự các sự kiện xảy ra như sau:

- Hình thành phức hệ giữa tiểu phần nhỏ 40S của ribosome với Met tRNAmet, GTP và các yếu tố bắt đầu.

- Gắn mRNA vào, phản ứng này cần GTP.

- Nối ghép với tiểu phần lớn ribosome 60S.

- Thủy phân GTP thành GDP và Pi.

Toàn bộ các sự kiện trong giai đoạn khởi đầu dẫn tới việc hình thành phức hệ khởi đầu 80S và có thể tiến hành việc kéo dài chuỗi polypeptide.



* Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptide

Đây là quá trình lắp ráp các amino acid theo một thứ tự nhất định đã được mã hóa ở mRNA để tạo thành chuỗi polypeptide đặc trưng. Quá trình này xảy ra qua 3 bước riêng biệt, tạo nên “chu trình kéo dài chuỗi polypeptide”:

Bước 1: Gắn aminoacyl-tRNA vào vị trí A của ribosome theo lệnh của codon tiếp theo trên mRNA. Giai đoạn này cần GTP và các yếu tố kéo dài chuỗi. Ở tế bào prokaryote yếu tố kéo dài là EF-T gồm 2 bộ phận hợp thành là EF-Tu và EF-Ts, yếu tố này ở tế bào eukaryote là eEF-1. Các yếu tố trên đều có bản chất là protein, chúng có vai trò chuyển aminoacyl-tRNA vào khu A của ribosome. GTP thủy phân thành GDP và Pi cung cấp năng lượng cho quá trình gắn. Chu trình phản ứng của yếu tố kéo dài chuỗi polypeptide được thể hiện qua hình 10.11.

Bước 2: Hình thành liên kết peptide ở tiểu đơn vị 50S: Lúc này ở ribosome đã có f-meth-tRNA mở đầu ở vị trí P với sự xúc tác của enzyme peptidyl transferase, liên kết peptide được tạo thành giữa nhóm NH2 của aminoacyl-tRNA mới với nhóm -COOH của f-meth-tRNA. Kết quả tạo thành dipeptidyl-tRNA gắn ở vị trí A. Liên kết giữa f-meth và tRNA bị cắt đứt, năng lượng được giải phóng ra dùng để tạo liên kết -CO-NH- còn tRNA-met vẫn gắn ở vị trí P (hình 10.10).

Bước 3: Đây là bước chuyển vị. Ở bước này có sự tham gia của GTP và yếu tố kéo dài EF-G (ở tế bào eukaryote là eEF-1 chuyển peptidyl-tRNA từ vùng A tới vùng P, eEF-2). EF-G khi kết hợp với ribosome góp phần tạo cho ribosome chuyển dịch một khoảng cách bằng một bộ ba trên phân tử mRNA. Khi đó dipeptidyl-tRNA  chuyển từ vị trí A sang vị trí P. tRNA được giải phóng, còn GTP bị thủy phân thành GDP và Pi. Sau khi chuyển vị, vị trí A bỏ trống sẵn sàng tiếp nhận aminoacyl-tRNA tiếp theo để bắt đầu một vòng kéo dài khác (hình 10.12).

Các chu kỳ lắp ráp tương tự cứ tiếp diễn cho đến amino acid thứ n, khi vị trí A của ribosome gặp codon kết thúc (stop codon) là codon không mã hóa cho bất kỳ amino acid nào thì sự lắp ráp dừng lại.



* Giai đoạn kết thúc và tách rời  

Sự tổng hợp chuỗi polypeptide được kết thúc khi trên phân tử mRNA xuất hiện các codon kết thúc UAA, UAG hoặc UGA. Không có tRNA chứa anticodon bổ sung đối với stop codon, thay vào đó những tín hiệu dừng (stop) được nhận biết bởi yếu tố tách chuỗi (release factor), những yếu tố này có bản chất là protein. Ở tế bào eukaryote chỉ có một yếu tố kết thúc là eRF nhận biết từng  stop codon, nhưng ở vi khuẩn có 2 yếu tố tách sợi đã được phát hiện có tính đặc hiệu codon khác nhau: RF1 nhận biết UAA hoặc UAG và RF2 nhận biết UAA và UGA. Còn yếu tố RF3 có chức năng để gắn GTP.

Sự liên kết giữa yếu tố tách sợi với codon kết thúc ở vị trí A được hoạt hóa bởi peptidyl transferase. Enzyme này thủy phân liên kết giữa polypeptide và tRNA trong vị trí P. Chuỗi polypeptide được giải phóng, mRNA và tRNA tách khỏi ribosome. Ribosome 70S tự do lại bị phân ly thành các tiểu đơn vị 30S và 50S và lại có thể tham gia vào việc tổng hợp một phân tử protein mới.





 

* Hoàn chỉnh cấu trúc của protein sau phiên dịch mã

Các chuỗi polypeptide sau khi được tổng hợp sẽ tách khỏi ribosome, các protein phải đảm bảo cấu trúc không gian 3 chiều hợp lý để có hoạt tính sinh học. Quá trình này gọi là sửa đổi sau dịch mã (post-translation processing). Ở tế bào có nhân cũng như ở tế bào không có nhân sự biến đổi này bao gồm các quá trình sau:

- Việc cải biến sau dịch mã mà hầu hết các protein phải thực hiện là loại bỏ amino acid bắt đầu. Ở tế bào prokaryote, N tận cùng tách bỏ formyl và trong một số trường hợp tự methionine bị loại bỏ đi sau khi chuỗi polypeptide được hoàn tất. Ở tế bào eukaryote, N tận cùng methionine cũng bị loại ra trong lúc chuỗi polypeptide mới sinh tổng hợp còn bám vào ribosome và cả trước khi chuỗi polypeptide được hoàn tất.

- Hoàn thiện bằng cách phân giải: Nhiều protein được tổng hợp ở dạng tiền thân, chúng sẽ được sửa đổi để trở thành dạng chín muồi có hoạt tính. Các protease tuyến tụy như chymotrypsin, trypsin và insulin khi mới đựơc tổng hợp là những phân tử lớn không có hoạt tính. Các protein này được hoạt hóa bằng cách nhờ enzyme protease cắt đặc hiệu bỏ đi những phần không cần thiết.

- Sự thay đổi của amino acid riêng biệt trong chuỗi polypeptide: Nhóm phosphate thêm vào làm cho polypeptide mang điện tích âm. Ví dụ như casein của sữa có nhiều nhóm phosphate làm casein gắn với Ca++. Nhóm -OH của mốt số amino acid như Ser, Thr, Tyr trong một số polypeptide được phosphoryl hóa bởi ATP. Nhóm carboxyl được gắn thêm vào Asp, Glu của một vài protein. Prothrombin chứa nhiều carboxyl glutamate mang điện tích âm và gắn với Ca++ nhờ đó có tác dụng đông máu.

- Sự gắn thêm nhóm phụ: nhiều loại protein của tế bào có nhân cũng như không nhân sẽ được gắn thêm nhóm phụ để tạo thành các protein có hoạt tính sinh học; ví dụ, biotin trong enzyme acetyl-CoA-carboxylase hoặc heme trong cytochrome c.

- Sự tạo thành liên kết chéo disulfide: Các protein đi ra ngoài từ tế bào có nhân sau khi chịu sự gập lại một cách tự động, thường liên kết chéo đồng hóa trị bởi sự tạo thành các cầu disulfide giữa cysteine ở trong hoặc ở giữa các chuỗi polypeptide. Việc tạo thành các cầu disulfid này bảo vệ được hình thể tự nhiên của phân tử protein khỏi biến tính trong môi trường ngoài tế bào khác nhiều so với môi trường trong tế bào. 

Như vậy, chuỗi polypeptide sẽ được cuộn lại trong bào tương theo các dạng cấu trúc bậc hai, bậc ba đặc trưng cho phân tử protein, mà sự đặc trưng này được quyết định bởi cấu trúc bậc nhất. Một phân tử mRNA có thể được diễn dịch đồng thời nhiều ribosome vì mRNA có kích thước dài và các ribosome có liên hệ cách nhau khoảng 80 nucleotide. Sự phối hợp các ribosome lập thành polyribosome (hay polysome). Thông tin của một phân tử hemoglobin mã cho 146 amino acid thường kết hợp với 4-6 ribosome, và thông tin càng dài thì polysome càng lớn.

Ở vi khuẩn, DNA nằm trong tế bào chất. mRNA là polycistron, có nghĩa là nó chứa thứ tự nucleotide mã hóa cho hơn một protein. Thông thường các protein này có chức năng trao đổi chất liên quan với nhau. Ở tế bào eukaryote, mRNA không phải là polycistron.  

Về tốc độ, quá trình sinh tổng hợp protein xảy ra rất nhanh và phụ thuộc vào nhiệt độ. Đối với vi khuẩn, ở 37oC trong 1 giây chuỗi polypeptide tăng từ 12 đến 17 amino acid. Bởi vậy, để tổng hợp 1 phân tử protein có độ lớn 300 amino acid thì mất  khoảng 20 giây. Trong các tế bào eukaryote, tốc độ tổng hợp chậm hơn, ví dụ trong tế bào hồng cầu lưới ở 37oC tốc độ kéo dài chuỗi peptide là 2 amino acid trong 1 giây. So với tốc độ giai đoạn kéo dài chuỗi thì giai đoạn khởi đầu và kết thúc xảy ra chậm hơn.  

10.6.2.2 Nhu cầu năng lượng trong quá trình tổng hợp protein

Giai đoạn hoạt hóa amino acid cần 1 ATP và giai đoạn mở đầu cần 1 GTP để cung cấp năng lượng. Mỗi giai đoạn của quá trình kéo dài đều cần năng lượng từ sự thủy phân 2 phân tử GTP thành GDP và Pi để làm thay đổi cấu hình cần thiết cho việc di chuyển của tRNA và mRNA trên ribosome. Sự hình thành liên kết peptide không đòi hỏi sự thủy phân GTP, nó xuất hiện nhờ sự thủy phân liên kết giữa sợi peptide mới sinh ra và tRNA với sự thay đổi năng lượng tự do âm (∆Go = -28 kJ/mol).



10.6.2.3 Polyribosome

Khi việc dịch mã tiến hành, đầu 5' của mRNA trở nên thích nghi cho việc gắn ribosome khác để bắt đầu cho một phân tử protein nữa và tiến hành đến tận đầu 3'. Theo cách này phân tử mRNA có thể kết hợp với nhiều ribosome. Thông tin càng dài, số lượng ribosome kết hợp càng nhiều. Tập hợp các ribosome nối với nhau bởi mRNA gọi là polyribosome hay polysome. Các ribosome có đường kính khoảng 22nm và cách xa nhau từng 3nm và cứ mỗi 80 nucleotide lại có một ribosome trên mRNA để dịch mã một cách rất hiệu quả.

Ở vi khuẩn, DNA nằm trong tế bào chất và việc dịch mã có thể bắt đầu trước khi việc sao mã hoàn tất. mRNA vi khuẩn là polycistron, có nghĩa là nó chứa thứ tự nucleotide mã hóa cho hơn một protein. Thông thường các protein này có chức năng trao đổi chất liên quan với nhau. Thí dụ một mRNA chứa 10 cistron mã cho 10 protein khác nhau tham gia vào việc sinh tổng hợp histidine. Nó dài khoảng 12.000 nucleotide. mRNA polycistron thường chứa các vùng không dịch mã ở mỗi đầu và giữa vùng thông tin cho mỗi protein. Việc bắt đầu dịch mã có thể không chỉ xảy ra ở đầu 5', trước cistron thứ nhất mà ở mỗi codon bắt đầu nơi có thứ tự gắn ribosome. Ở tế bào eukaryote, mRNA không phải là polycistron.    

 

10.6.3 Một số kháng sinh và độc tố ức chế quá trình sinh tổng hợp protein

Cơ chế sinh tổng hợp protein ở tế bào prokaryote (P) và eukaryote (E) về cơ bản là giống nhau nhưng cũng có nhiều điểm khác biệt về cấu trúc của ribosome và các yếu tố protein hòa tan, vì vậy các chất kháng sinh ức chế quá trình tổng hợp protein ở prokaryote và eukaryote có chọn lọc. Một số chất kháng sinh ức chế rất mạnh quá trình tổng hợp protein ở vi khuẩn nhưng lại không có tác động nào đối với quá trình tổng hợp protein ở động vật có vú.

 

Bảng 10.4: Một số chất ức chế quá trình sinh tổng hợp protein

 

Chất ức chế

Giai đoạn bị ức chế

Vị trí hoạt động

Đặc hiệu

Puromycin

Streptomycin

Cycloheximide

Neomycin


Tetracyclin

Chloramphenicol

Erythromycin


Giai đoạn kéo dài

Giai đoạn mở đầu, kéo dài

Giai đoạn kéo dài

Quá trình phiên dịch

Gắn với aminoacyl-tRNA

Chuyển peptid

Sự chuyển vị trí


Tiểu phần lớn

Tiểu phần lớn

Tiểu phần lớn

Tiểu phần nhỏ

Ribosome 70S

Tiểu phần lớn

Tiểu phần lớn


P, E

P

E



P

P

P



P

 

Puromycin, một kháng sinh ức chế quá trình tổng hợp protein ở tế bào prokaryote và eukaryote có cấu trúc tương đồng với cấu trúc của tyrosyl-tRNA, tạo ra sự nhầm lẫn khi tổng hợp. Puromycin liên kết vào vị trí A của ribosome, gây ra sự phóng thích sớm chuỗi polypeptide có gắn puromycin ở đầu C tận cùng.

Streptomycin gắn vào ribosome 70S của prokaryote gây ra sự biến đổi cấu dạng của ribosome ngăn cản phản ứng kết hợp của tRNA với ribosome và với mRNA. Tetracyclin gắn vào vị trí A của ribosome 70S, ngăn cản sự gắn aminoacyl-tRNA vào ribosome. Neomycin cũng kết hợp với ribosome 70S tại tiểu phần nhỏ và làm sai lệch quá trình phiên dịch mã thông tin di truyền.

Người ta cũng phát hiện nhiều chất ức chế quá trình sinh tổng hợp protein ở tế bào eukaryote. Cycloheximide ức chế enzyme peptidyl-transferase của ribosome 80S. Các protein thực vật abrin và ricin là những chất độc ức chế sự tổng hợp protein ở tế bào eukaryote bằng cách làm bất hoạt ribosome 60S. Độc tố bạch hầu (toxin diphtheria) do vi khuẩn gây bệnh bạch hầu tiết ra là một protein ức chế tổng hợp protein của tế bào eukaryote bằng cách làm bất hoạt eEF2 theo phản ứng sau:   



                                               

10.6.4 Điều hòa sinh tổng hợp protein 

10.6.4.1 Điều hòa hoạt động của RNA polymerase

Từ những kết quả thực nghiệm, năm 1961 hai nhà khoa học người Pháp là Franscois Jacob và Jacques Monod đã đề xuất một mô hình operon để điều hòa quá trình sinh tổng hợp protein. Công trình của hai tác giả này đã được tặng thưởng Nobel năm 1966.

Mô hình operon bao gồm gene điều khiển và một hệ thống gene cấu trúc (hình 10.13). Các gene cấu trúc là những đoạn làm khuôn để sao chép ra các mRNA. Gen điều hòa r (represser) có thể sản sinh ra chất kìm hãm, chất này sẽ tác động với gene điều khiển o (operater). Gene điều khiển nằm ngay ở bên cạnh gene cấu trúc và tiến hành kiểm tra gene cấu trúc. Ngoài ra còn điểm khởi động p (promoter) để liên kết với RNA-polymerase. Điểm này bắt đầu quá trình sao chép và tiếp theo là gene điều khiển.

  

Mô hình operon đặc trưng đầy đủ nhất mà những nguyên tắc tương tự cũng được sử dụng trong trường hợp các operon khác, đó là operon lactose ở E. coli (hình 10.14). Trong operon lactose, 3 gene cấu trúc ký hiệu z, y, a tạo thành một đơn vị sao mã. Trong đó z quy định việc tổng hợp -galactosidase để xúc tác sự thủy phân lactose, y quy định sự tổng hợp galactoside permiase xúc tác sự vận chuyển lactose qua màng tế bào, a quy định việc tổng hợp thiogalactoside transacetylase.

Thí nghiệm cho thấy: E. coli được nuôi cấy trên môi trường lactose thì tế bào chứa hàng nghìn phân tử -galactosidase. Nếu E. coli được nuôi cấy trên glucose, glycerol thì số lượng -galactosidase chỉ đạt 10 cho một tế bào. Điều này chứng tỏ rằng lactose là yếu tố kích thích (hay chất cảm ứng) cho quá trình tổng hợp 3 enzyme nói trên của E. coli, do đó ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng.

Trong môi trường không có lactose, gene điều hòa R hoạt động làm khuôn mẫu tổng hợp chất ức chế. Chất ức chế có ái lực rất lớn đối với gene khởi động. Khi không có chất cảm ứng thì chất ức chế kết hợp với gene khởi động và ngăn chặn sự sao mã. 

Trong môi trường có lactose, lactose là chất cảm ứng tạo tín hiệu với yếu tố protein hoạt hóa gene dị hóa (catabolite gene activator protein), cùng với cAMP tác động vào gene khởi động P, đồng thời lactose kết hợp với chất ức chế tạo ra tổ hợp [ức chế-cảm ứng]. Trong phân tử chất ức chế có 2 vị trí liên kết: một để kết hợp với chất cảm ứng và một để kết hợp với gene khởi  động. Khi kết hợp chất cảm ứng vào một vị trí nhất định thì cấu hình không gian của protein ức chế bị thay đổi, điều đó làm ảnh hưởng đến hoạt tính của khu kia. Kiểu quan hệ tương hỗ như vậy được gọi là sự kiểm tra allosteric hay là sự điều hòa dị không gian. Nhờ vậy gene khởi động O trở nên hoạt động và enzyme RNA -polymerase bắt đầu sao chép các gene z, y, a thành lập nên các mRNA tương ứng để đến ribosome nhằm tổng hợp nên 3 enzyme cần thiết cho sự chuyển hóa lactose nói trên.

 

 

10.6.4.2 Sự điều hòa hoạt động của gene ở tế bào có nhân

Ở tế bào eukaryote, sự điều hòa quá trình tổng hợp protein phức tạp hơn. Quá trình này có các đặc điểm sau đây:

- Sự điều hòa của tế bào có nhân thường là sự tăng cường hoạt động. Trước hết sự hoạt động sao chép là sự kết hợp giữa nhiều sự thay đổi trong cấu trúc của chromatin trong vùng sao chép. Thông qua những yếu tố đều hòa dương tính và âm tính đã được tìm thấy, thường thì cơ chế điều hòa dương tính chiếm ưu thế. 

- Phân tử DNA trong chromosome của tế bào eukaryote tồn tại dưới dạng liên kết chặt chẽ với một nhóm protein kiềm tính có phân tử lượng nhỏ gọi là histone. Histone chiếm khoảng một nửa trọng lượng chromosome, còn một nửa là phân tử DNA. DNA kết hợp với histone tạo thành phân tử nucleoprotein gọi là chromatin. Chính loại protein kiềm tính này làm cho phân tử DNA có thể quấn gọn trong một vài micrometer. Mỗi một loại histone có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, vì có sự thay đổi ở một số mạch nhánh. Khả năng liên kết hydro và hình dạng của histone do sự thay đổi liên kết đồng hóa trị có thể là quan trọng đối với DNA trong quá trình nhân đôi hay sao chép.

- Trên DNA có nhiều đoạn nucleotide lặp đi lặp lại nhiều lần giống hệt nhau: Britter đã nghiên cứu động thái (kinetics) của quá trình tái kết hợp 2 nhánh DNA bị tách ra sau khi xử lý nhiệt đã phát hiện ra rằng nó khác DNA ở tế bào prokaryote là chứa rất nhiều đoạn có thứ tự các gốc kiềm lặp lại.

- RNA trong tế bào eukaryote được tổng hợp bằng ba loại enzyme RNA-polymerase. Chúng khác nhau bởi mẫu dùng để tổng hợp, địa điểm tổng hợp và độ mẫn cảm đối với chất kìm hãm.

- Toàn bộ chromosome (nhiễm sắc thể) của tế bào được bao bọc bên trong màng nhân, do đó quá trình sao chép và dịch mật mã tách rời nhau cả về không gian và thời gian trong khi đó ở tế bào prokaryote thì hai quá trình trên xảy ra đồng thời. 

- Trong tế bào eukaryote có các protein điều hòa có khả năng cố định trên DNA ở gần gene cấu trúc, ngăn chặn hoặc hoạt hóa sự sao chép của các gene cấu trúc bằng cách thay đổi hoạt động của RNA polymerase. Các protein này có thể trả lời những tín hiệu xuất phát từ ngoài hoặc trong tế bào. Nhờ đó mà các operon không hoạt động hoặc hoạt động sao chép ra các mRNA. Một protein điều hòa có thể tác động lên nhiều gene và một gene chịu sự ảnh hưởng của nhiều protein điều hòa.  

 

Tài liệu tham khảo

Tài liệu tiếng Việt

Vũ Kim Bảng, Nguyễn Đặng Hùng, Nguyễn Văn Kiệm, Trần Thị Lộc, Vũ Thị Thư, Lê Khắc Thận, 1991. Bài giảng Hóa sinh đại cương. NXB Đại học và Giáo dục chuyên nghiệp.

Nguyễn Hữu Chấn, Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Nghiêm Luật, Hoàng Bích Ngọc, Vũ Thị Phương, 2001. Hóa sinh. NXB Y học, Hà Nội.

Phạm Thị Trân Châu và Trần thị Áng, 2003. Hóa sinh học. NXB Giáo dục.

Nguyễn Đình Huyên, Mai Xuân Lương, 1987. Sinh hóa học hiện đại theo sơ đồ. NXB Y học, TP Hồ Chí Minh.

Nguyễn Tiến Thắng, Nguyễn Đình Huyên, 1998. Giáo trình sinh hóa hiện đại. NXB Giáo dục.

Hoàng Văn Tiến, Lê Khắc Thận, Lê Doãn Diên, 1997. Sinh hóa học với cơ sở khoa học công nghệ gen. Giáo trình cao học nông nghiệp. NXB Nông nghiệp, Hà Nội.

Tài liệu tiếng Anh

Church D. C., Pond W. G., 1993. Basic animal nutrition and feeding.   Third edition, Worth publishers, New York.

Fuller M. F., 1997. Pig nutrition and feeding. Proceeding of a seminar on pig production in tropical and sub-tropical regions, China.

Fuller M. F., McWilliam R., Wang T. C., Giles L. R., 1989. The optimum dietary amino acid pattern for growing pigs: requirements for maintenance and for tissue protein accretion. British J. Nutrition.

Lehninger A. L, Nelson D. L, Cox M. M., 1993. Principles of Biochemistry. Second edition, Worth publishers, New York.

McDonald P., Edwards R. A., Greenhagh J. F. D., Morgan C. A., 2002. Animal Nutrition. Longman Scientific Technical. Sixth edition.

Nelson D. L., Cox M. M., 2005. Lehninger Principles of Biochemistry, Fourth Edition. Freeman and Company, New York, USA.

Stryer L., 1995. Biochemistry. W.H. Freeman and company, SanFrancisco. 4th Edition.



Tom Brody, 1999. Nutritional Biochemistry. Second edition, Academic Press, New York.

tải về 410.95 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương