1
I. ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃỞ PROKARYOTE
II. CÁC GIAI ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ 1. Khởi đầu
2. Kéo dài 3. Kết thúc
III. PHIÊN MÃ VÀ BIẾN ĐỔI SAU PHIÊN MÃỞ EUKARYOTE
QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
ỞPROKARYOTE
Sựphiên mã là 1 phảnứng enzym tổng hợp RNA từkhuôn DNA theo cơ chếbổsung.
Chiều phiên mã 5’ – 3’.
Chỉcó 1 trong 2 mạch đơn của phân tửDNA được dùng làm khuôn.
RNA polymerase quyết định việc chọn mạch khuôn bằng cách gắn vào 1 trình tựđặc biệt trên mạch được chọn làm khuôn, trình tựđó là promoter.
Quá trình phiên mã không có cơ chếsửa sai.
Chỉcó 1 mạch được dùng làm khuôn
• Promoter là một trình tựđiều hòa trên phân tửDNA, nơi RNA polymerase gắn vào đểkhởi động phiên mã.
• Promoter có hai đặc điểm:
+ nằm ngay trước vùng gen mã hóa + hoạt động theo đúng chiều (-35, -10, +1)
Promoter có các vùng trình tự được bảo tồn:
Gdh Fjfj Fiyiư Dutưgkgư Gkư
Trình tự-10(Pribnow) : nằm cách vịtrí bắt đầu phiên mã 10 cặp base (về phía thượng nguồn), có trình tựbảo tồn là TATAAT, trong đó base T cuối có mức độbảo tồn cao nhất. Trình tựnày có nhiều base A, T để2 mạch DNA dễtách nhau khi RNA pol hình thành phức hợp mởđểbắt đầu phiên mã.
Trình tự-35:nằm cách vị trí bắt đầu phiên mã 35 cặp base (về phía thượng nguồn),có trình tựbảo tồn là TTGACA,trong đó 3 base đầu tiên có mức độ bảo tồn cao nhất.
Khoảng cách giữa trình tự-10 và trình tự-35: trình tựnằm giữa chúng không đặc hiệu nhưng khoảng giữa chúng quan trong cho sựnhận điện Promoter của RNA Polymerase
Điểm khởi sự: A (50%), G (25%), C và U (25%)
Promoter có các vùng trình tựđược bảo tồn:
2
TRÌNH TỰCONSENSUS TRÊN PROMOTER RNA polymerase:là một phức hợp của enzyme, được gọi là holoenzyme, gồm enzyme lõi (Core enzyme) và nhân tố
Core enzyme: Gồm nhiều tiểu đơn vị:,,’,, đảm bảo cho phản ứng kéo dài chuỗi RNA
: có vai trò gắn kết các tiểu đơn vị
,’ : trung tâm xúc tác của RNA polymerase,liên kết với DNA khuôn, RNA đang tổng hợp và ribonucleotide
Nhân tốđảm bảo tính đặc hiệu promoter: giảm ái lực giữa RNA pol và trình tựDNA bất kỳ, tăng ái lực giữa RNA pol và promoter.
Holoenzyme
’
+
’
Core enzyme
II. CÁC GIAI ĐO Ạ N C Ủ A QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
1. Khởi đầu 2. Kéo dài 3. Kết thúc
1. Giai đoạn khởi đầu
Core enzyme
’
Promoter -35 -10 RNA pol nhận biết và gắn vào
promoter nhờnhân tố
Phức hợp mở
’
Phức hợp đóng
rNTPs PPi
’
mRNA
-RNA pol nhận biết và gắn một cách lỏng lẻo vào trình tự -35 tạo thành phức hợp đóng.
-RNA pol gắn với DNA chặt hơn để mở xoắn tại vùng trình tự -10, tạo thành phức hợp mở.
RNA pol nhận biết và gắn vào promoter nhờ nhân tố
, theo 2 bước:
- RNA pol nhận biết và gắn một cách lỏng lẻo vào trình tự -35 tạo thành phức hợp đóng.
- RNA pol gắn với DNA chặt hơn để mở xoắn tại vùng trình tự -10, tạo thành phức hợp mở. Tại đây DNA được tháo xoắn và một sợi đơn phơi ra dưới dạng tự do làm khuôn cho sự phiên mã RNA.
1. Giai đoạn khởi đầu
2. Giai đoạn kéo dài- Khi phân tửRNA đạt chiều dài khoảng 8 nucleotide thì nhân tốtách khỏi phức hợp RNA pol, thay thếbằng các nhân tốkéo dài. Sựtách rời này cần thiết cho quá trình kéo dài chuỗi RNA.
- RNAP trượt tiếp tục trên sợi DNA, tháo xoắn liên tục phân tửDNA, vùng DNA được tháo xoắn gọi làtranscription bubbledịch chuyển trên DNA cùng với RNA polymerase.
3
2. Giai đoạn kéo dài
- Kích thước vùng được tháo xoắn luôn duy trì không đổi khoảng 17 cặp base, và xoắn lai RNA-DNA có chiều dài khoảng 12 cặp base.
- Sựduy trì transcription bubble chứng tỏrằng RNA pol tháo xoắnởphía trước bubble và đóng xoắn lạiởđằng sau với cùng vận tốc.
1. Kết thúc phiên mã phụ thuộc nhân tố rho 2. Kết thúc phiên mã không phụ thuộc nhân
tố rho
III. GIAI ĐOẠN KẾT THÚC
1.Kết thúc phiên mã phụ thuộc nhân tố rho
Rho là một protein gồm 6 tiểu đơn vị, có 2 domain
• Rho nhận diện một vùng trên RNA gọi là “rut” (gồm 50-90 bp nằm phiá trước trình tự kết thúc, giàu C và ít G)
• Rho thủy phân ATP đểdịch chuyển trên RNA với tốc độ cao hơn RNA pol. Khi đó Rho phân tách liên kết RNA-DNA nhờhoạt tính helicase. Quá trình phiên mã kết thúc.
1. Kết thúc phiên mã phụthuộc nhân tốrho
2. Kết thúc phiên mã không phụthuộc nhân tốRho:
Dấu hiệu kết thúc phiên mã là một cấu trúc đặc biệt trên DNA sợi khuôn, gồm:
-2 trình tựđối xứng bổsung giàu GC, khi phiên mã sẽtạo thành cấu trúc kẹp tóc, cấu trúc nàyổn định và ngăn không cho RNA pol tiếp tục tổng hợp.
- và tiếp theo là một loạt các adenin, khi phiên mã tạo thành các urcil, làm giảm ái lực của RNA với DNA mạch gốc.
Do đó RNA tách khỏi phức hợp phiên mã.
PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ Ở PROKARYOTE & EUKARYOTE
• RNA Pol I: phiên mã các RNA của ribosome (28S, 18S, 5.8S)
• RNA Pol II: phiên mã mRNA
• RNA Pol III: phiên mã tRNA, rRNA 5S và các RNA nhỏkhác.
RNA PolymeraseởEukaryote
4
Peter J. Russell,iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.
BIẾN ĐỔI SAU PHIÊN MÃỞEUKARYOTE (Quá trình biến đổi mRNA)
1. Gắn mũchụp đầu 5’ (capping) 2. Gắn đuôi poly A
đầu 3’
3. Cắt nối, loại intron
