Bài 2: PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ

I. PHIÊN MÃ

1. Khái niệm: Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN.

2. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN:

3. Cơ chế phiên mã : 

+ Đầu tiên ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.

+ Sau đó, ARN pôlimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen (có chiều 3^’à 5^’) để tổng hợp nên mARN theo nguyên tắc bổ sung (A - U ; G - X) theo chiều  5^’à 3^’

+ Khi enzim di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc " phiên mã kết thúc, phân tử mARN được giải phóng. Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn của gen xoắn ngay lại.

* Lưu ý:  Sự khác nhau trong phiên mã ở sinh vật nhân sơ và nhân thực: 

Sinh vật nhân sơ	Sinh vật nhân thực
- mARN sau phiên mã được sử dụng trực tiếp làm khuôn để tổng hợp prôtêin. - Diễn ra ở tế bào chất.	- mARN sau phiên mã phải được loại bỏ các đoạn không mã hoá (intron), nối các đoạn mã hoá (êxôn) tạo ra mARN trưởng thành. - Diễn ra trong nhân tế bào, vào kì trung gian.

II.  DỊCH MÃ (Tổng hợp prôtêin)

1. Khái niệm:Dịch mã là quá trình tổng hợp prôtêin.

- Trên khuôn mẫu mARN.

- Diễn ra trong tế bào chất, do Ribôxôm.

Enzim

2. Cơ chế dịch mã :Gồm hai giai đoạn :

- Hoạt hoá axit amin : Axit amin + ATP + tARN      ®     aa – tARN.

- Tổng hợp chuỗi pôlipeptit :

Bước 1. Mở đầu: 

• Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu (gần bộ ba mở đầu) và di chuyển đến bộ ba mở đầu (AUG).Ở sinh vật nhân thực bộ ba AUG mã hóa cho axit amin Met còn ở sinh vật nhân sơ mã AUG mã hóa cho axit amin f-Met
• aa mở đầu - tARN tiến vào bộ ba mở đầu (đối mã của nó – UAX- khớp với mã mở đầu – AUG – trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), sau đó tiểu phần lớn gắn vào tạo ribôxôm hoàn chỉnh.

Bước 2. Kéo dài chuỗi polipeptit

• Phức hợp aa₁ - tARN vào ribôxôm khớp bổ sung đối mã với côđon tiếp sau mã mở đầu trên mARN, 1 liên kết peptit được hình thành giữa aa mở đầu và aa₁.
•  Ribôxôm dịch chuyển qua côđon tiếp theo, tARN mở đầu rời khỏi ribôxôm, phức hợp aa₂ - tARN vào ribôxôm khớp bổ sung đối mã với côđon đó, 1 liên kết peptit nữa được hình thành giữa aa₁ và aa₂.
• Quá trình cứ tiếp diễn như vậy cho đến khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc (UGA, UAG hay UAA).

Bước 3. Kết thúc

• Khi ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã ngừng lại, 2 tiểu phần của ribôxôm tách nhau ra. Một enzim đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầu và giải phóng chuỗi pôlipeptit, quá trình dịch mã hoàn tất.

Chú ý: Trong dịch mã, mARN thường không gắn với từng riboxom riêng rẽ mà đồng thời gắn với một nhóm ribôxôm (pôliribôxôm hay pôlixôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp .
Ø  Tóm lại: Cơ chế phân tử của hiện tượng di truyền thể hiện ở sơ đồ sau:

ADN

ARN

Prôtêin

Tính trạng

Phiên mã

Dịch mã

Biểu hiện

Nhân đôi