Công nghệ DNA tái tổ hợp

I. Mở đầu Vào năm 1973, một nhóm các nhà khoa học đã tạo ra cơ thể sinh vật đầu tiên với các phân tử DNA tái tổ hợp. Theo đó, Cohen...Bạn đang xem: Codon là gì


Bạn đang xem: Codon là gì

*

Dịch mã là quá trình các thông tin di truyền chứa trong các trình tự nucleotide của mRNA được sử dụng để tạo ra các chuỗi amino acid trong protein. Sự tổng hợp một protein riêng lẻ đòi hỏi sự tham gia của hơn 100 protein và RNA. Bộ máy dịch mã bao gồm bốn thành phần quan trọng là mRNA, tRNA, aminoacyl tRNA synthetase và ribosome. Các mRNA là khuôn mẫu cho quá trình dịch mã. Dịch mã là một trong những quá trình có tính bảo thủ cao và chiếm nhiều năng lượng của tế bào. Tuy nhiên, do cấu trúc khác nhau giữa mRNA của prokaryote và eukaryote nên quá trình dịch mã của chúng cũng có những điểm khác biệt quan trọng.Do chỉ có bốn loại nucleotide khác nhau trong mRNA và có đến 20 loại amino acid trong protein nên sự dịch mã không thể được thực hiện theo kiểu tương ứng một nucleotide-một amino acid được. Chuỗi nucleotide của một gen thông qua trung gian mRNA được dịch mã thành chuỗi amino acid của protein theo những quy luật được gọi là mã di truyền.Mỗi amino acid được mã hóa bởi ba nucleotide liên tiếp trên DNA (hoặc RNA tương ứng), bộ ba nucleotide này được gọi là một codon. Với 4 loại nucleotide khác nhau sẽ có 43 = 64 codon khác nhau được phân biệt bởi thành phần và trật tự của các nucleotide.Trong số này có 3 codon kết thúc (stop codon) là UAA, UAG và UGA có nhiệm vụ báo hiệu chấm dứt việc tổng hợp chuỗi polypeptide. Trong 61 mã còn lại có nhiều codon cùng mã hóa cho một amino acid (Bảng 3.4-Chương 3).Mã di truyền có tính đồng nhất cho toàn bộ sinh giới trừ một số ngoại lệ đối với các codon ở ty thể. Ở DNA của bào quan này có một số codon mã hóa cho các amino acid khác với nghĩa của các codon này trên DNA trong nhân. Ví dụ:- Các codon được đọc theo hướng 5"→3". Vì vậy chuỗi mã hóa cho dipeptide NH2Thr-Arg-COOH được viết là 5"-ACGCGA-3".- Thông tin được dịch mã theo một khung đọc (reading frame) cố định. Về mặt nguyên tắc, cùng một trình tự RNA có thể có ba khung đọc khác nhau. Tuy nhiên, trên thực tế chỉ có một trong ba khung đọc này chứa thông tin thực sự, chính codon khởi đầu đã xác định khung đọc đúng cho mỗi trình tự mRNA.Ribosome là bộ máy đại phân tử điều khiển sự tổng hợp protein. Nó được cấu tạo bởi ít nhất là 3 phân tử RNA và trên 50 protein khác nhau1 với khối lượng phân tử là 2,5 MDa (megadalton) đối với ribosome của prokaryote và 4,2 MDa đối với ribosome của eukaryote.Mỗi ribosome bao gồm một tiểu đơn vị lớn và một tiểu đơn vị nhỏ. Tiểu đơn vị lớn chứa trung tâm peptidyl transferase chịu trách nhiệm cho việc hình thành các cầu nối peptide. Tiểu đơn vị nhỏ chứa trung tâm giải mã, là nơi các tRNA đã được gắn amino acid đọc và giải mã các codon. Ngoài ra còn có trung tâm gắn các yếu tố ở tiểu đơn vị lớn.Theo quy ước, các tiểu đơn vị được đặt tên theo tốc độ lắng của chúng dưới lực ly tâm. Đơn vị đo tốc độ lắng là Svedberg (tên của nhà phát minh máy siêu ly tâm) và được viết tắt là S. Ribosome của prokaryote là ribosome 70S, trong đó tiểu đơn vị lớn là 50S và tiểu đơn vị nhỏ là 30S. Ribosome của eukaryote là 80S, với tiểu đơn vị lớn là 60S và tiểu đơn vị nhỏ là 40S.Mỗi tiểu đơn vị đều được cấu tạo bởi các RNA ribosome (rRNA) và các protein ribosome. Đơn vị Svedberg lại được sử dụng để phân biệt các rRNA (Bảng 6.1). Trong quá trình dịch mã, tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ của mỗi ribosome liên kết với nhau và với mRNA. Sau mỗi vòng tổng hợp protein, chúng lại rời nhau ra.
*

Xem thêm: What Is The Meaning Of " You Too Có Nghĩa Là Gì, You Too Nghĩa Là Gì

Mặc dù một ribosome chỉ có thể tổng hợp một polypeptide tại một thời điểm, nhưng mỗi mRNA có thể được dịch mã đồng thời bởi nhiều ribosome. Một mRNA mang nhiều ribosome được xem là polyribosome hay polysome. Mỗi ribosome đơn độc tiếp xúc với khoảng 30 nucleotide, nhưng do kích thước lớn của ribosome nên mật độ cho phép trên mRNA là 80 nucleotide cho mỗi ribosome.- E (exit) là vị trí gắn tRNA mà được phóng thích sau khi chuỗi polypeptide được chuyển sang aminoacyl-tRNA.Mỗi vị trí gắn tRNA được hình thành tại giao diện giữa tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ. Bằng cách này, các tRNA được gắn vào có thể bắt ngang qua khoảng cách giữa trung tâm peptidyl transferase của tiểu đơn vị lớn và trung tâm giải mã của tiểu đơn vị nhỏ. Đầu 3" của tRNA được nằm gần tiểu đơn vị lớn và vòng đối mã gần tiểu đơn vị nhỏ.
*

Đó là các kênh cho phép mRNA đi vào và đi ra khỏi ribosome, và kênh cho phép chuỗi polypeptide mới sinh đi ra khỏi ribosome.mRNA đi vào và đi ra khỏi trung tâm giải mã của ribosome thông qua hai kênh hẹp tại tiểu đơn vị nhỏ. Trong đó, kênh vào có chiều rộng chỉ đủ cho RNA không bắt cặp đi qua. Đặc điểm này đảm bảo cho mRNA được duỗi thẳng khi nó đi vào trung tâm giải mã, bằng cách loại bỏ mọi tương tác bắt cặp base bổ sung nội phân tử.Một kênh xuyên qua tiểu đơn vị lớn tạo lối thoát cho chuỗi polypeptide mới được tổng hợp. Kích thước của kênh đã hạn chế được sự gấp của các chuỗi polypeptide đang tổng hợp. Vì vậy, protein chỉ có thể hình thành cấu trúc bậc ba sau khi nó được giải phóng khỏi ribosome.Quá trình gắn amino acid vào tRNA là quá trình hình thành một liên kết acyl giữa nhóm carboxyl của amino acid và nhóm 2"- hoặc 3"-OH của adenine ở đầu 3" của tRNA. Liên kết này được xem là một liên kết giàu năng lượng. Năng lượng giải phóng ra khi liên kết bị phá vỡ giúp hình thành cầu nối peptide để liên kết amino acid với chuỗi polypeptide đang được tổng hợp.
Bài viết liên quan

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *