Công nghệ gene đến Protein part 2

Điều đáng lưu ý là trong phạm vi mỗi gen nhất định, luôn chỉ có một mạch ADN được làm khuôn để phiên mã. Một phân tử mARN chỉ có trình tự bổ sung với mạch làm khuôn ADN theo nguyên tắc kết cặp của các bazơ, chứ không giống hệt mạch làm khuôn này. Sự kết cặp giữa các bazơ là giống nhau trong sao chép ADN và phiên mã, chỉ có đặc điểm khác là U thay thế cho T là thành phần bazơ của ARN; ngoài ra các nucleotit của ARN mang thành phần đ−ờng là ribose...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ gene đến Protein part 2 Baz¬ mARN thø haigen kh¸c. §iÒu ®¸ng l−u ý lµ trong ph¹m vi mçi gen nhÊt ®Þnh,lu«n chØ cã mét m¹ch ADN ®−îc lµm khu«n ®Ó phiªn m·. Mét ph©n tö mARN chØ cã tr×nh tù bæ sung víi m¹ch lµmkhu«n ADN theo nguyªn t¾c kÕt cÆp cña c¸c baz¬, chø kh«nggièng hÖt m¹ch lµm khu«n nµy. Sù kÕt cÆp gi÷a c¸c baz¬ lµgièng nhau trong sao chÐp ADN vµ phiªn m·, chØ cã ®Æc ®iÓmkh¸c lµ U thay thÕ cho T lµ thµnh phÇn baz¬ cña ARN; ngoµi rac¸c nucleotit cña ARN mang thµnh phÇn ®−êng lµ ribose thay Baz¬ mARN thø nhÊtcho deoxyribose trong ph©n tö ADN. Gièng víi m¹ch ADN Baz¬ mARN thø bamíi, ph©n tö ARN ®−îc tæng hîp theo chiÒu ®èi song song víim¹ch ADN lµm khu«n. (Xem c¸c kh¸i niÖm vÒ ®èi songsong vµ chiÒu 5’ → 3’ cña chuçi axit nucleic trªn H×nh16.7). VÝ dô nh−, tr×nh tù ba baz¬ ACC däc ph©n tö ADN (viÕtlµ 3’-ACC-5’) lµm khu«n tæng hîp nªn tr×nh tù 5’-UGG-3’ trªnph©n tö mARN. Mçi bé ba c¸c baz¬ cña ph©n tö mARN ®−îcgäi lµ codon; vµ theo thãi quen, chóng th−êng ®−îc viÕt theochiÒu 5’ → 3’. Trong vÝ dô trªn ®©y, UGG lµ codon m· hãa choaxit amin Tryptophan (viÕt t¾t lµ Trp). ThuËt ng÷ codon trongthùc tÕ còng ®−îc dïng ®Ó chØ bé ba c¸c baz¬ thuéc m¹chkh«ng l m khu«n trªn ph©n tö ADN. Nh÷ng codon nµy cã tr×nhtù c¸c nucleotit bæ sung víi m¹ch ADN lµm khu«n, vµ v× vËy sÏgièng víi tr×nh tù c¸c nucleotit trªn mARN, trõ viÖc U ®−îcthay thÕ b»ng T. (V× lý do nµy, m¹ch ADN kh«ng lµm khu«nl¹i ®−îc gäi lµ “m¹ch m· hãa”.) Trong qu¸ tr×nh dÞch m·, tr×nh tù c¸c codon däc ph©n tö H×nh 17.5 Tõ ®iÓn m· di truyÒn. Thø tù ba baz¬ cñamARN ®−îc gi¶i m·, hay dÞch m·, thµnh tr×nh tù c¸c axit amin c¸c codon mARN ®−îc minh häa theo chiÒu 5 → 3 trªn ph©n tötõ ®ã h×nh thµnh nªn chuçi polypeptit. C¸c codon ®−îc bé m¸y mARN. (Thùc hµnh sö dông Tõ ®iÓn m· di truyÒn nµy b»ngdÞch m· ®äc theo chiÒu 5’ → 3’ cña m¹ch mARN. Mçi codon viÖc t×m ra c¸c codon trªn H×nh 17.4). Codon AUG kh«ng chØ m· hãa axit amin methionine (Met) mµ cßn lµ tÝn hiÖu b¸o hiÖux¸c ®Þnh mét trong 20 lo¹i axit amin ®−îc l¾p r¸p vµo ®óng vÞ cho ribosome b¾t ®Çu dÞch m· t¹i ®iÓm nµy. Cã 3 trong 64trÝ t−¬ng øng däc chuçi polypeptit. Do c¸c codon lµ m· bé ba, codon cã chøc n¨ng lµ tÝn hiÖu kÕt thóc dÞch m· (stop codon);nªn sè nucleotit cÇn ®Ó m· hãa mét “th«ng ®iÖp di truyÒn” cÇn nã b¸o hiÖu sù kÕt thóc cña mét th«ng ®iÖp di truyÒn. XemnhiÒu h¬n Ýt nhÊt ba lÇn so víi sè c¸c axit amin trong s¶n phÈm H×nh 5.17 vÒ c¸ch viÕt t¾t c¸c axit amin b»ng ba ch÷ c¸i.protein. VÝ dù nh−, ®Ó m· hãa mét chuçi polypeptit gåm 100axit amin, cÇn mét tr×nh tù gåm 300 nucleotit däc m¹ch ARN. hÕt. Nh− ®−îc liÖt kª trªn H×nh 17.5, trong sè 64 codon cã 61Gi¶i m· sù sèng codon m· hãa cho c¸c axit amin. Ba codon kh«ng m· hãa cho bÊt cø axit amin nµo ®−îc gäi lµ c¸c “tÝn hiÖu kÕt thóc dÞch m·”C¸c nhµ sinh häc ph©n tö ®· gi¶i m· sù sèng thµnh c«ng vµo (stop codon); ë ®ã, qu¸ tr×nh dÞch m· kÕt thóc. §iÒu ®¸ng l−u ýnh÷ng n¨m ®Çu cña thËp kû 1960, khi mét lo¹t c¸c thÝ nghiÖm lµ codon AUG cã hai chøc n¨ng: nã võa m· hãa cho axit aminhîp lý ®· gióp lµm s¸ng tá sù dÞch m· c¸c axit amin tõ mçi methinonine (Met), võa lµ tÝn hiÖu “b¾t ®Çu dÞch m·” (startcodon trªn mARN. Codon ®Çu tiªn ®−îc gi¶i m· bëi Marshall codon). §iÒu nµy cã nghÜa lµ, c¸c th«ng ®iÖp di truyÒn trªnNirenberg vµ céng sù t¹i ViÖn Y häc Quèc gia Hoa Kú (NIH) ph©n tö mARN lu«n ®−îc b¾t ®Çu tõ codon AUG (trõ mét sèvµo n¨m 1961. Nirenberg ®· tæng hîp nh©n t¹o ®−îc mét ph©n ngo¹i lÖ); nãi c¸ch kh¸c, ®©y còng chÝnh lµ “tÝn hiÖu” th«ngtö mARN gåm toµn c¸c nucleotit ARN thuéc lo¹i uracil (U) b¸o cho bé m¸y dÞch m· b¾t ®Çu qu¸ tr×nh dÞch m· mARN. (Doliªn kÕt víi nhau. BÊt kÓ khi m¹ch ARN ®−îc b¾t ®Çu vµ kÕt AUG ®ång thêi m· hãa cho methionine, nªn tÊt c¶ c¸c chuçithóc dÞch m· nh− thÕ nµo, th× m· bé ba lÆp l¹i còng lu«n lµ polypeptit ®Òu b¾t ®Çu b»ng axit amin nµy khi chóng ®−îc tængUUU. Nirenberg ®· bæ sung ph©n tö “poly U” nµy vµo èng hîp. Tuy vËy, sau ®ã mét enzym cã thÓ c¾t bá axit amin khëinghiÖm chøa dung dÞch hçn hîp gåm c¸c lo¹i axit amin, ®Çu nµy hoÆc kh«ng).ribosome vµ c¸c thµnh phÇn kh¸c cÇn cho sù tæng hîp protein. Cã mét ®Æc ®iÓm cÇn chó ý trªn H×nh 17.5 lµ m· di truyÒnHÖ thèng nh©n t¹o cña Nirenberg vµ céng sù ®· dÉn ®Õn sù cã tÝnh tho¸i hãa, nh−ng lu«n ®Æc thï. Cô thÓ nh−, mÆc dï c¸ch×nh thµnh mét chuçi polypeptit chØ gåm toµn c¸c axit amin m· bé ba GAA vµ GAG cã thÓ ®ång thêi m· hãa cho axitphenylalanine (Phe) kÕt thµnh chuçi liªn tiÕp, cßn ®−îc gäi lµ glutamic (tÝnh tho¸i hãa), nh−ng kh«ng cã bÊt kú m· bé ba nµochuçi polyphenylalanine. B»ng c¸ch ®ã, Nirenberg ®· x¸c ®Þnh ®ång thêi m· hãa cho hai axit amin trë lªn (tÝnh ®Æc thï).®−îc r»ng codon UUU trªn ph©n tö mARN x¸c ®Þnh axit amin ...