Giáo trình Phiên mã ARM - Nguyễn Thị Ngọc Yến

Nội dung text: Giáo trình Phiên mã ARM - Nguyễn Thị Ngọc Yến

1. PHIÊN MÃ ARN GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến
2. MỤC TIÊU . Nêu định nghĩa về m~ di truyền . Nguyên tắc chung của qu| trình phiên m~ . Tế b{o nh}n nguyên thủy . Tế b{o nh}n thật . Nắm c|c đặc trưng của sự phiên m~ ngược ở retrovirus
3. PHIÊN MÃ . ADN mang thông tin di truyền, nhưng protein quyết định chức năng sinh học tế b{o . ADN qui định trình tự aa của protein nhưng không trực tiếp tạo ra protein, m{ thông qua ARN Qu| trình truyền thông tin từ ADN sang ARN được gọi l{ phiên mã
4. PHIÊN MÃ
5. NGUYÊN TẮC CHUNG . Phiên m~ bất đối xứng: chỉ 1 mạch của ph}n tử ADN dùng l{m khuôn tổng hợp ARN • ARN sẽ có trình tự bổ sung sợi khuôn • ~ cùng trình tự sợi không phiên m~ . ARN luôn được tổng hợp theo hướng 5’ 3’ trên sợi ARN
6. NGUYÊN TẮC CHUNG 3 giai đoạn: . Khởi đầu: ARN polymerase bám vào promoter trên ADN, di chuyển theo 3’ 5’ trên ADN khuôn để ARN được tổng hợp theo hướng 5’ 3’ ARN pol cắt đứt c|c liên kết hydro t|ch mạch . Kéo dài: ARN pol đọc trình tự m~ hóa trên sợi khuôn, thêm các ribonucleotid ATP, GTP, UTP, CTP v{o (nguyên tắc bổ sung) v{ kéo d{i chuỗi ARN. Mg2+ hoặc Mn2+ làm co-factor . Kết thúc: khi đọc qua dấu kết thúc
7. PHIÊN MÃ Ở E.coli Khởi đầu: cần promoter . Promoter: l{ trình tự khởi đầu cho phép ARN polymerase gắn v{o để khởi động phiên m~ . Gồm 2 trình tự: . Hộp TATA (TATAAT): base trung tâm là – 10 . Trình tự TTGACA: base trung tâm – 35
8. PHIÊN MÃ Ở E.coli
9. PHIÊN MÃ Ở E.coli Khởi đầu: . ARN polymerase gắn v{o promoter ở vùng -35 và - 10, nhưng chỉ bắt đầu tổng hợp mARN từ dấu xuất ph|t (TAC) sau chỗ b|m về phía đầu 5’ . Cắt liên kết hydro trên ADN th|o xoắn cục bộ Promoter TAC ARN polymerase Bắt đầu phiên mã
10. PHIÊN MÃ Ở E.coli Nối d{i: ARN pol không có hoạt tính sửa lỗi
11. PHIÊN MÃ Ở E.coli Kết thúc . ADN nhập v{ xoắn lại . ARN v{ ARN polymerase t|ch khỏi ADN (một số ARN phải trải qua qu| trình biến đổi hậu phiên mã)
12. PHIÊN MÃ Ở E.coli Kết thúc
13. PHIÊN MÃ Ở E.coli
14. PHIÊN MÃ Ở E.coli Đặc điểm . 1 loại ARN polymerase tổng hợp tất cả ARN . mARN: polycistron
15. PHIÊN MÃ Ở E.coli Đặc điểm . Phiên m~ v{ dịch m~ xảy ra đồng thời
16. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT . Xảy ra trong nh}n . Nhiều loại enzym ARN polymerase . ARN polymerase I rARN . ARN polymerase II mARN . ARN polymerase III tARN, snARN, scARN, 5S rARN . Cơ chế tương tự TB nh}n nguyên thủy, nhưng phức tạp hơn: sau phiên m~, c|c ARN ở dạng pre-ARN v{ được biến đổi trước khi sử dụng
17. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Cấu trúc gen eukaryot: gen gi|n đoạn . Gen m~ hóa mARN: c|c đoạn exon (m~ hóa protein) v{ intron (không m~ hóa) xen kẽ nhau Bản phiên m~ l{ pre-mARN qua biến đổi, loại intron tạo ARN trưởng th{nh
18. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Phiên mã do ARN polymerase I . C|c gen tổng hợp rARN thường l{ c|c gen được sao chép mạnh nhất trong tb nhu cầu ribosom cao (50% ARN tb) . Gen rARN xếp th{nh cụm, mỗi cụm có thể hơn 200 bản sao . Phiên mã pre-rARN biến đổi hậu phiên m~
19. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Phiên mã do ARN polymerase II Gen mã hóa mARN . Đa dạng . Ít bản sao v{ mỗi gen hầu như chỉ m~ hóa cho một loại protein mARN phiên m~ từ gen thường chứa thông tin của 1 gen (monocistron)
20. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Phiên mã do ARN polymerase II Gen
21. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Phiên mã do ARN polymerase II Promoter . Hộp TATA (TATAAT): vị trí – 25 định hướng cho enzym phiên mã . Hộp CAAT (GGCAATCT): vị trí -80 . Hộp GC (GGGCCGGG): vị trí thay đổi
22. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Phiên mã do ARN polymerase II Sau phiên mã pre-mARN . Gắn chóp đầu 5’ . Đuôi polyA đầu 3’ . Cắt nối: loại intron, nối exon . mARN: monocistron
23. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Phiên mã do ARN polymerase III . rARN 5S . tARN . snARN . scARN
24. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Gen còn có chứa c|c trình tự hỗ trợ phiên m~ . Enhancer: kích thích phiên m~ mạnh . Silencer: cản trở khởi đầu Tóm tắt phiên m~ TBNT . Mỗi loại ARN polymerase I, II, III chịu tr|ch nhiệm phiên m~ c|c ARN kh|c nhau . Sản phẩm phiên m~ l{ pre-ARN phải qua biến đổi trước khi sử dụng
25. PHIÊN MÃ TB NHÂN THẬT Tóm tắt phiên m~ TBNT Riêng với mARN . Chứa thông tin 1 gen (monocistron) . Sau phiên mã: . Gắn chóp đầu 5’ . Đuôi polyA đầu 3’ . Cắt loại intron, nối exon tạo mARN trưởng thành
26. PHIÊN MÃ NGƯỢC Retrovirus . Vật liệu di truyền l{ ARN, ví dụ: HIV . Tổng hợp ADN từ khuôn mẫu ARN = enzym phiên m~ ngược (reverse transcriptase) . MỒI l{ một tARN của tế b{o chủ, gắn v{o đầu 3’ của retrovirus . Sau khi chuỗi lai ARN – cADN hình thành, ARN virus sẽ bị hủy bởi RNaseH . Mạch ADN đơn n{y được dùng l{m khuôn tổng hợp chuỗi kép ADN. Chuỗi kép n{y sẽ tích hợp v{o ADN ký chủ
27. MÃ DI TRUYỀN . Đơn vị m~ hóa (codon) gồm 3 nucleotid m~ hóa cho 1 acid amin . Có 4 loại base A, G, U, C 64 codon . 3 codon UAA, UAG, UGA không mã hóa: codon kết thúc . Tính “suy tho|i”: 1 aa có nhiều codon m~ hóa codon đồng nghĩa, trừ methionin v{ tryptophan
28. MÃ DI TRUYỀN
29. Ghi chú . Trừ mARN proka, all ARN còn lại đều qua giai đoạn biến đổi hậu phiên m~ . Euka: ARN pol I ở hạch nh}n, II v{ III ở dịch nhân . Trình tự nhận biết stop phiên m~ euka l{ AAUAAA trên ARN ở đầu 3’, endonuclease cắt chuỗi ARN ở vị trí nằm sau đó 10-30 base, sau đó gắn đuôi polyA 100-200 nu . Intron: đệm/ cắt nối có chọn lọc tạo c|c mARN trưởng th{nh # v{ dịch m~ th{nh pro #