Giáo trình Nucleic Acid part 10

Nếu môi trường cung cấp đầy đủ Trp, ribosome trượt qua các codon Trp để đi vào vùng 2. Và sự có mặt của ribosome ở vùng 2 ngăn cản vùng này kết cặp với vùng 3. Khi đó vùng 3 sẽ cặp với vùng 4 và tạo ra điểm kết thúc phiên mã sớm (xảy ra sau khi tổng hợp xong 8 uridine ở ngay sau vùng 4). Khi số lượng tRNATrp đưa vào không đầy đủ, sự dịch mã đoạn dẫn đầu dừng lại đột ngột ở các codon Trp của nó (hình 6.24c). ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Nucleic Acid part 10 149nên sự dịch mã đoạn này tỏ ra nhạy cảm với số lượng tRNAtrp đưa vào.Nếu môi trường cung cấp đầy đủ Trp, ribosome trượt qua các codon Trpđể đi vào vùng 2. Và sự có mặt của ribosome ở vùng 2 ngăn cản vùng nàykết cặp với vùng 3. Khi đó vùng 3 sẽ cặp với vùng 4 và tạo ra điểm kếtthúc phiên mã sớm (xảy ra sau khi tổng hợp xong 8 uridine ở ngay sauvùng 4). Khi số lượng tRNATrp đưa vào không đầy đủ, sự dịch mã đoạndẫn đầu dừng lại đột ngột ở các codon Trp của nó (hình 6.24c). Điều nàyngăn cản ribosome tiến vào vùng 2, do đó vùng này sẽ cặp với vùng 3 gâycản trở việc tạo thành cấu trúc phiên mã dở (trp attenuator). Kết quả làphân tử mRNA đa cistron của operon tryptophan được tạo thành một cáchđầy đủ. Operon ở eukaryote - một ngoại lệ thú vị! Khác với tất cả các eukaryote, Caenorhabditis elegans và có lẽ cả mộtsố giun tròn khác cũng có một tỷ lệ lớn các gene được tổ chức theo kiểuoperon. Ở C. elegans, ít nhất 2.300 gene của nó (chiếm khoảng 15% bộgene) có mặt trong các operon, mỗi operon chứa từ 2 đến 8 gene. Giốngnhư các prokaryote, tất cả các gene trong một operon được phiên mã từmột promoter đơn sinh ra một bản sao sơ cấp đơn. Một số gene trong cácoperon này dường như có liên quan đến cùng chức năng sinh hoá như ởcác prokaryote, nhưng không phải là trường hợp cho tất cả. Các operoncủa C. elegans cũng khác với các operon ở prokaryote ở chỗ, mỗi pre-mRNA được xử lý thành một mRNA riêng cho mỗi gene hơn là được dịchmã như một đơn vị (Kimball 2004). Sơ lược về sự điều hoà ở mức dịch mã Hiệu quả của sự khởi đầu dịch mã thường phụ thuộc vào trình tự giàupurine ở vùng 5-UTR. Đó là 6-8 base (thường gặp là AGGAGGU) nằmngay trước codon khởi đầu AUG của mRNA. Đoạn này bàm vào tiểu đơnvị ribosome bé và được J.Shine và L.Dalgarno (Austria) xác định lần đầutiên năm 1974. Vì vậy nó được gọi là trình tự Shine-Dalgarno (Hình6.25). Các tác giả này cho rằng hầu như có sự bổ sung chính xác giữađoạn trình tự này (ở đầu 5 của mRNA) và vùng tương ứng ở đầu 3 củarRNA 16S. Điều đó phù hợp với hiện tượng cố định bước đầu phân tửmRNA trên tiểu đơn vị 30S. Thông thường, ở các mRNA được dịch mã cóhiệu quả nhất thì vùng bám vào ribosome thường nằm cách codon khởiđầu khoảng 8 nucleotide về phía trước. Nếu như đột biến xảy ra ở vùngnày thì có thể làm giảm đột ngột hiệu quả dịch mã trên mRNA. Tuy nhiên,chỉ riêng sự có mặt của trình tự Shine-Dalgarno phân bố chuẩn vẫn chưađủ đảm bảo cho sự khởi đầu dịch mã. Trên thực tế, có nhiều trình tự như 150thế bị che khuất dưới dạng nút cài tóc, vì vậy nó không thể tham giatương tác với vùng tương ứng của rRNA 16S. Đầu 3 của rRNA 16S Yếu tố Shine-DalgarnoHình 6.25 Sự tương tác giữa yếu tố Shine-Dalgarno của một mRNA và trìnhtự tương ứng ở đầu 3 của rRNA 16S có mặt trong tiểu đơn vị ribosome bé (theoM.W.King 1996). Các số liệu thu được cho thấy hiệu quả của việc sử dụng trình tựShine-Dalgarno nhất định có thể chế tác các protein mà đến lượt chúnglại bám vào trình tự đó và ngăn cản nó. Được nghiên cứu chi tiết nhất làcác protein của ribosome ở E. coli. Khi tốc độ tổng hợp các protein nàyvượt quá mức sản sinh các rRNA thì sẽ xảy ra sự tích luỹ các proteinribosome tự do. Số protein dư thừa này được gọi là các protein khoá;chúng bám vào trình tự Shine-Dalgarno trong các mRNA tương ứng. Nhờvậy, tốc độ tổng hợp các protein ribosome được duy trì ở mức không vượtquá khả năng sử dụng chúng để cấu thành các ribosome. Có thể nói, sựđiều hoà ở mức dịch mã là sự cạnh tranh giữa rRNA và mRNA của cácprotein ribosome, gây ra sự kết hợp với các protein khoá này. Khi sựdịch mã mRNA của các protein ribosome không thể tiếp diễn được nữa(do sự bám dính bởi các protein khoá) thì các mRNA này sẽ bị thoái hoánhanh hơn bình thường. Câu hỏi và Bài tập 1. Phân tích các nguyên tắc và đặc điểm chung của quá trình sinh tổnghợp RNA. Từ đó trình bày tóm tắt cơ chế của quá trình này. 2. Trình bày vai trò của các yếu tố tham gia vào quá trình sinh tổnghợp protein của tế bào và phân tích cơ chế sinh tổng hợp protein dựa trênsự tương tác giữa mRNA, các aminoacyl~tRNA và ribosome. 3. So sánh tổ chức của các đơn vị phiên mã ở prokaryote và eukaryote. 4. Giả sử tổng hợp được một mRNA có thành phần 75%U và 25%G. 151Khi sử dụng mRNA này để tổng hợp protein in vitro đã thu được cácamino acid trong các protein với các tần số như sau : Phe : Val : Leu : Cys : Gly : Trp = 1,00 : 0,44 : 0,33 : 0,33 : 0,15 : 0,11. Hãy trình bày phương pháp và chỉ ra kết quả của việc giải đoán cáccodon cho mỗi amino acid nói trên (không sử dụng bảng mã di truyền).Biết rằng các codon cùng xác định một a ...