1

I. ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ ỞPROKARYOTE

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 MÃ ỞEUKARYOTE

QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ Ở

PROKARYOTE

Sự phiên mã là 1 phản ứng enzym tổng hợp RNA từ khuônDNA theo cơ chế bổ sung.

Chiều phiên mã 5’ – 3’. Chỉ có 1 trong 2 mạch đơn của phân tử DNA được dùng làm

khuôn. RNA polymerase quyết định việc chọn mạch khuôn bằng

cách gắn vào 1 trình tự đặc biệt trên mạch được chọn làmkhuôn, trình tự đó là promoter.

Quá trình phiên mã không có cơ chế sửa sai.

Chỉ có 1 mạch được dùng làm khuôn

• Promoter là một trình tự điều hòa trên phân tử DNA, nơiRNA polymerase gắn vào để khởi 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 vị trí bắt đầu phiên mã 10 cặp base (vềphía thượng nguồn), có trình tự bảo tồn là TATAAT, trong đó base T cuối cómức độ bảo tồn cao nhất. Trình tự này có nhiều base A, T để 2 mạch DNAdễ tách nhau khi RNA pol hình thành phức hợp mở để bắt đầu phiên mã.Trình tự -35: nằm cách vị trí bắt đầu phiên mã 35 cặp base (về phíathượng nguồn), có trình tự bảo tồn là TTGACA, trong đó 3 base đầu tiêncó mức độ bảo tồn cao nhất.Khoảng cách giữa trình tự -10 và trình tự -35: trình tự nằm giữa chúngkhông đặc hiệu nhưng khoảng giữa chúng quan trong cho sự nhận điệnPromoter của RNA PolymeraseĐiểm khởi sự: A (50%), G (25%), C và U (25%)

Promoter có các vùng trình tự được bảo tồn:

2

TRÌNH TỰ CONSENSUS TRÊN PROMOTERRNA 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 phảnứng kéo dài chuỗi RNA

: có vai trò gắn kết các tiểu đơn vị, ’ : trung tâm xúc tác của RNA polymerase, liên kết vớiDNA khuôn, RNA đang tổng hợp và ribonucleotide

Nhân tố đảm bảo tính đặc hiệu promoter: giảm ái lực giữa RNApol và trình tự DNA bất kỳ, tăng ái lực giữa RNA pol và promoter.

Holoenzyme

’

+

’

Core enzyme

II. CÁC GIAI ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNHPHIÊN MÃ

1. Khởi đầu2. Kéo dài3. Kết thúc

1. Giai đoạn khởiđầu

Core enzyme

’

Promoter-35 -10

RNA pol nhận biết và gắn vàopromoter nhờ nhân tố

Phức hợp mở

’

Phức hợp đóng

rNTPsPPi

’

mRNA

-RNA pol nhận biết vàgắn một cách lỏng lẻovào trình tự -35 tạothành phức hợp đóng.

-RNA pol gắn với DNAchặt hơn để mở xoắntại vùng trình tự -10, tạothành 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 vàotrình tự -35 tạo thành phức hợp đóng.

- RNA pol gắn với DNA chặt hơn để mở xoắn tạivùng trình tự -10, tạo thành phức hợp mở. Tại đâyDNA được tháo xoắn và một sợi đơn phơi ra dướidạng tự do làm khuôn cho sự phiên mã RNA.

1. Giai đoạn khởi đầu 2. Giai đoạn kéo dài

- Khi phân tử RNA đạt chiều dài khoảng 8 nucleotide thì nhân tố táchkhỏi phức hợp RNA pol, thay thế bằng các nhân tố kéo dài. Sự tách rờinày cần thiết cho quá trình kéo dài chuỗi RNA.

- RNAP trượt tiếp tục trên sợi DNA, tháo xoắn liên tục phân tử DNA,vùng DNA được tháo xoắn gọi là transcription bubble dịch chuyển trênDNA cùng với RNA polymerase.

3

2. Giai đoạn kéo dài

- Kích thước vùng được tháo xoắn luôn duy trì không đổikhoảng 17 cặp base, và xoắn lai RNA-DNA có chiều dàikhoảng 12 cặp base.- Sự duy trì transcription bubble chứng tỏ rằng RNA pol tháoxoắn ở phía trước bubble và đóng xoắn lại ở đằng sau vớicùng vận tốc.

1. Kết thúc phiên mã phụ thuộc nhân tố rho2. Kết thúc phiên mã không phụ thuộc nhân

tố rho

III. GIAI ĐOẠN KẾT THÚC

1.Kết thúc phiên mãphụ thuộc nhân tố rho

Rho là một protein gồm 6tiểu đơn vị, có 2 domain

• Rho nhận diện một vùng trênRNA gọi là “rut” (gồm 50-90bp nằm phiá trước trình tựkết thúc, giàu C và ít G)

• Rho thủy phân ATP để dịchchuyển trên RNA với tốc độcao hơn RNA pol. Khi đó Rhophân tách liên kết RNA-DNAnhờ hoạt tính helicase. Quátrình phiên mã kết thúc.

1. Kết thúc phiên mã phụ thuộc nhân tố rho

2. Kết thúc phiên mã không phụ thuộc nhân tố Rho:

Dấu hiệu kết thúc phiên mã là một cấu trúc đặc biệt trên DNA sợi khuôn, gồm:

-2 trình tự đối xứng bổ sung giàu GC, khi phiên mã sẽ tạo thành cấu trúc kẹp tóc, cấutrúc này ổn 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 lựccủa RNA với DNA mạch gốc.

Do đó RNA tách khỏi phức hợp phiên mã.

PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ ỞPROKARYOTE & 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 nhỏ khác.

RNA Polymerase ở Eukaryote

4

Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.

BIẾN ĐỔI SAU PHIÊN MÃ Ở EUKARYOTE(Quá trình biến đổi mRNA)

1. Gắn mũ chụp đầu5’ (capping)

2. Gắn đuôi poly Ađầu 3’

3. Cắt nối, loại intron