DỊCH MÃ
1. Khái niệm
- Dịch mã là quá trình chuyển thông tin là mã di truyền thành trình tự axit amin trên chuỗi polipeptit.
- Thực chất là quá trình tổng hợp prôtêin.
2. Vị trí diễn ra
- Diễn ra trong tế bào chất.
3. Thành phần tham gia
- Mạch khuôn: mARN
- tARN
- Riboxom
- Axit amin tự do
- Enzim tham gia: enzim hoạt hoá, enzim đặc hiệu
4. Nguyên tắc
- Nguyên tắc khuôn mẫu
- Nguyên tắc bổ sung
5. Diễn biến
Quá trình này chia làm 2 giai đoạn:
5.1. Hoạt hóa a.a
Trong tế bào chất nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các aa đựơc hoạt hoá và gắn với tARN tạo nên phức hợp aa – tARN.
5.2. Tổng hợp chuỗi polipeptit
- Riboxom trượt trên mARN theo chiều 5’ →3’. Bắt đầu tại mã mở đầu [AUG] → Kết thúc ở mã KT [UAA, UAG, UGA]. Mỗi lần dịch chuyển 1 codon.
- Axit amin được lắp vào đúng vị trí là nhờ NTBS giữa codon [mARN] với anticodon [tARN].
- Quá trình [3 giai đoạn]
+ 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], aa mở đầu - tARN tiến vào bộ ba mở đầu [đối mã của nó khớp với mã mở đầu trên mARN theo nguyên tắc bổ sung], sau đó tiểu phần lớn gắn vào tạo ribôxôm hoàn chỉnh.
+ Kéo dài
aa1 - tARN tiến vào ribôxôm [đối mã của nó khớp với mã thứ nhất trên mARN theo nguyên tắc bổ sung], một liên kết peptit được hình thành giữa axit amin mở đầu với axit amin thứ nhất.
Ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba thứ 2, tARN vận chuyển axit amin mở đầu được giải phóng. Tiếp theo, aa2 - tARN tiến vào ribôxôm [đối mã của nó khớp với bộ ba thứ hai trên mARN theo nguyên tắc bổ sung], hình thành liên kết peptit giữa axit amin thứ hai và axit amin thứ nhất.
Ribôxôm chuyển dịch đến bộ ba thứ ba, tARN vận chuyển axit amin mở đầu được giải phóng. Quá trình cứ tiếp tục như vậy đến bộ ba tiếp giáp với bộ ba kết thúc của phân tử mARN.
+ Kết thúc
Khi ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba kết thúc 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.
• Polixôm [poliriboxom]
Plixôm là hiện tượng nhiều ribôxôm cùng tham gia giải mã trên một mARN giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin.
Xem video quá trình dịch mã tại đây:
Dịch mã là quá trình thông tin di truyền chứa trong ARN được chuyển thành trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi pôlipeptit của prôtêin.
Diễn biến quá trình Dịch mã:
Quá trình dịch mã gồm có 2 giai đoạn:
a. Hoạt hóa axit amin
Nhờ Enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các a.a được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo thành phức hợp aa-tARN.
b. Tổng hợp chuỗi polipeptit
* Mở đầu:
– Tiểu đơn vị bé của ribôxôm tiếp xúc với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu.
– tARN mang axit amin mở đầu [metionin ở sinh vật nhân thực hoặc foocmin metionin ở sinh vật nhân sơ] tiến vào côđon mở đầu [mã mở đầu AUG]. tARN có bộ ba đối mã [anticôđôn] khớp được với mã mở đầu [cođon mở đầu AUG] theo nguyên tắc bổ sung.
– Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp vào tạo thành ribôxôm hoàn chỉnh.
* Kéo dài:
– Ribôxôm dịch chuyển đến bộ ba số 1 [côđôn thứ 2].
– Phức hệ axit amin -tARN mang axit amin số 1 tiến vào, có bộ đối mã khớp được với bộ mã này theo nguyên tắc bổ sung.
– Axit amin mở đầu liên kết với axit amin số 1 bằng liên kết peptit.
– Ribôxôm dịch chuyển từng bước bộ ba tiếp theo cho đến cuối mARN.
* Kết thúc:
– Khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc [một trong 3 bộ kết thúc UAA, UAG, UGA] thì quá trình dịch mã hoàn tất.
– Hai tiểu phần của riboxom tách nhau ra.
– Chuỗi polipeptit được giải phóng, axit amin mở đầu được cắt ngay khỏi chuỗi polipeptit vừa được tổng hợp nhờ enzim đặc hiệu.
Quá trình dịch mãPoliriboxom
– Trên mỗi phân tử mARN thường có nhiều ribôxôm cùng hoạt động được gọi là pôliribôxôm.
– Mỗi phân tử mARN có thể được sử dụng để tổng hợp từ một đến nhiều chuỗi pôlipeptit rồi tự huỷ.
– Các ribôxôm được sử dụng qua vài thế hệ tế bào và có thể tham gia vào tổng hợp bất cứ loại prôtêin nào.
Mối liên hệ giữa: ADN – mARN – Prôtêin – Tính trạng
– Thông tin di truyền trong ADN được truyền đạt cho thế hệ tế bào con thông qua cơ chế nhân đôi.
– Thông tin di truyền trong ADN được biểu hiện thành tính trạng của cơ thể thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.
Các giai đoạn của quá trình dịch mã là hoạt hóa axit amin và tổng hợp chuỗi polipeptit, trong đó, quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit diễn ra theo ba bước [mở đầu, kéo dài chuỗi polipeptit, kết thúc].
Các giai đoạn của quá trình dịch mã là?
A. Phiên mã và hoạt hóa axit amin
B. Hoạt hóa axit amin và tổng hợp chuỗi polipeptit
C. Tổng hợp chuỗi polipeptie và loại bỏ axit amin mở đầu
D. Phiên mã và tổng hợp chuỗi polipeptit
Đáp án đúng B.
Các giai đoạn của quá trình dịch mã là hoạt hóa axit amin và tổng hợp chuỗi polipeptit, trong đó, quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit diễn ra theo ba bước [mở đầu, kéo dài chuỗi polipeptit, kết thúc].
Giải thích lý do chọn đáp án B:
Dịch mã là quá trình chuyển từ mã di truyền chứa trong phân tử mARN thành trình tự các axit amin trong chuỗi pôlipeptit của phân tử prôtêin. Quá trình dịch mã gồm hai giai đoạn: hoạt hóa axit amin và tổng hợp chuỗi pôlipeptit.
– Quá trình hoạt hoá axit amin: Trong tế bào chất, nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, mỗi axit amin được hoạt hoá và gắn với ARN tương ứng tạo nên phức hợp axit amin – tARN
– Quá trình tổng hợp Prôtêin là quá trình truyền thông tin di truyền từ mARN sang trình tự sắp xếp của các aa trong chuỗi polipeptid [Prôtêin]. Quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit diễn ra theo ba bước:
+ 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 a.a Methionin còn ở sinh vật nhân sơ mã AUG mã hóa cho a.a foocmin Methionin. a.a 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.