Đề tài Quá trình sinh tổng hợp protein

än chuyển, đồng thời chứng minh rằng mỗi phân tử tARN gắn với 1 phân tử amino acid và gắn với ribosome. Tối thiểu mỗi acid ain phải 3 có 1 tARN đặc hiệu. Mặc dù mỗi tARN có tính đặc hiệu riêng nhưng chúng lại có 1 số đặc tính cấu trúc chung. a) Cấu trúc tARN : -Mỗi một tARN có chiều dài khoảng 73-93 nucleotide với MW khoảng 25000 Dalton. -Hình dạng của chúng có cấu trúc bậc 2 xoắn gồm một mạch cu6ọn lai như một lá chẻ ba( lá có 3 thùy) bên trong phân tử. -Hầu hết các tARN có thành phần : + Guanosine ở đầu 5’ và thứ tự CCA ở đầu 3’. Amino acid qua nhóm –COOH của mình gắn với nhóm –OH củaở C-2 ribose cua adenisine tận cùng bằng cầu nối ester. + Nút DHU với 8-12 base đơn bao giờ cũng chứa base kiềm dihidroucracil. + Nút 7 base đơn chứa thứ tự T, pseudouridine, C + Nút 7 base đơn chứa anticodon.Anticodon luôn có Uridine ở đầu 5’ và purine ( thường bị methyl hóa) ở đầu 3’. + Một nút nhỏ kích thước thay đổi nằm giữa nút T, pseudouridine, C và nút antocodon. -Các nút base đơn cách nhau bởi những cuống base kết đôi . -Chức năng của cuống anticodon là bắt cặp với base codon tương ứng của nó trên mARN . -Các nút khác làm nhiệm vụ gắn tARN với Ribosome và nhận biết amino acid đã được enzyme hóa để gắn với nó một cách chính xác. -Cấu trúc thưc sự của tARN còn phức tap hơn vì nút DHU và T, pseudouridine, C còn nối với nhau qua nhiều cầu nối hydrogen. b) tARN nhận biết codon: -Do có 61 codon cho các amino acid khác nhau, nên về mặt lý thuyết có thể nghĩ rằng cũng có từng ấy tARN khác nhau với mỗi anticodon tương ứng. Thực tế, con số ấy ít hơn rất nhiều . -Đối với một số amino acid có đến 6 thụ thể đồng phân( isoaceptor) tARN, nhưng có nhiều trường hợp một tARN đơn có thề nhận biết nhiều codon khác nhau ( cho cùng một amino acid). Điều này có thề giải thích rằng sư bắt cặp giữa base thứ 3 của codon ( ở đầu 3’ ) và base thứ nhất của anticodon ( ở đầu 3’ của nó) là không đặc hiệu bằng base kia. Người tagoi hiện tượng này là sự “bắt cặp lỏng lẻo”. Bảng các đôi base đã được phát hiện trong liên kết codon- anticodon Anticodon A C G U I Codon U G U hoặc C A hoặc G A,U hoặc C -Việc bắt cặp lỏng lẻo làm giảm số ARN cần thiết để gắn được với codon từ 61 xuống còn 32,mặc dù trong vài trường hợp sự phân biệt rõ ràng ở base thứ 3 của codon là cần thiết -Gốc inosine thỉnh thoảng có trong anticodon cho phép tARN nhận biết được đến 3 codon lựa chọn. -Trong ti thể, nơi có một số khác biệt về mã di truyền ( ribosome và ADN chứa trong ti thể nhỏ hơn ribosome cua nguyên sinh chất, có lẽ vì thế mà khả năng di truyền của nó bị hạn chế), một vài tARN có khả năng nhận biết đến 4 codon và như vậy số tARN cần thiết giảm xuống còn 22. -Không có tARN tương ứng với codon kết thúc mà thay vào đó các codon này lại được nhận biết bởi các protein yếu tố tách rời. -tARN chứ a một tỷ lệ cao các nucleotide hiếm, như inosine, pseudouridine, robothymidine và hàng loạt các dẫn xuất methyl hóa. inosine pseudouridine -Có khoảng 60 loại tARN đã được phát hiện, và tất cả đều được hình thành nhờ cải biến bởi emzyme sau khi sao mã. -Các gene của tARN tập trung trên những vùng nhất định cua genome, và cả 2 loại đều đềy được tổng hợp ở dạng tiền thân dài hơn để sau đó trở thành dạng chín muồi nhờ emzyme nuclease cắt. -Các amino acid chỉ được nhận biết và tham gia vào tổng hợp protein sau khi được hoạt hóa ,nghĩa là gắn đồng hóa trị với tARN xác định.Việc gắn này do emzyme hoạt hóa là aminoacyl-tARN synthetase xúc tác( enzyme này đặc hiệu với cả amino acid và tARN). -Năng lượng để hình thành liên kết ester do sự thủy phân ATP thành AMP cà pyrophosphate.Đây là phản ứng ligase đặc trưng: Amino acid + ATP + tARN + H2O " Aminoacyl-tARN + AMP + 2Pi -Phản ứng xảy ra qua trung gian gắn với aminoacyldenylate, nó là hồn hợp anhydride cua AMP cà amino acid, nhóm acyl sau đó chuyển sang tARN tạo thành cầu nối ester với adenosine đầu tận cùng 3’. Amino acid có thề gắn vào hoặc 2’ hoặc 3’ tùy thuộc vào chỗ enzyme hoạt hóa tARN. Tối thiểu là 1 hay đôi khi nhiều hơn enzyme hoạt hóa cho mỗi amino acid cà emzyme này thường nhiều thụ thể đồng phân của các tARN. 4. Aminoacyl-tARN synthetase: -Aminoacyl-tARN synthetase chỉ là thành viên của hệ tổng hợp protein nhận biết các amino acid một cách trực tiếp, sau khi hoạt hóa không có cách nào để nhận biết và loại bỏ các amino acid gắn vào tARN khõng đúng.Vì vậy, các emzyme này phải có khả năng phân biệt một cách thận trọng giữa các amino acid và giữa các tARN. -Nhiều chất tương tự amino acid ức chế Aminoacyl-tARN synthetase bằng cách cạnh tranh với cơ chất amino acid, nhưng rất hiếm trường hợp chất tương tự hoạt hóa và gắn vào protein. 5.Sự cản đột biến: Nếu một đột biến vô nghĩa xảy ra trên gene tạo nên codon stop và gây nên việc kết thúc sơm việc dịch mã, thì sau đó một đột biến thứ 2 có thể cản trở hiệu quả này. Hiện tượng này xãy ra khi đột biến trên anticodon của tARN và làm cho nó nhận biết coson đột biến và xen 1 amino acid vào (hoặc là 1 amino acid gốc hoặc là 1 amino acid khác) và vẫn giữ nguyên hoạt tính của protein đột biến. Dạng đội biến thứ 2 gọi là sự cản đột biến (suppressor mutation). D- Sinh tổng hợp protein:             Như chúng ta đã xem ở chương trước, một phức hệ enzim tạo ra các bản sao mới ADN trong các nhiễm sắc thể và sửa chữa hầu hết các sai sĩt.  Nhưng tất cả trình tự baz quan trọng trong ADN khơng chỉ được sao chép và sửa chữa mà cịn phải được dùng để tạo ra các protein cấu trúc của tế bào và các enzim cho sự biến dưỡng của tế bào.  Trong chương này chúng ta sẽ xem xét làm thế nào thơng tin thật sự được mã hĩa ở ADN, và làm thế nào thơng tin được phiên mã thành ARN trong đĩ một số được sử dụng trực tiếp và số cịn lại được giải mã thành protein. I. Sự phiên mã (transcription) Vào đầu những năm 40, các nhà sinh học phân tử đã cho thấy tế bào tụy tạng của động vật cĩ xương sống, nơi sự tổng hợp protein xảy ra hết sức tích cực, cĩ chứa một lượng lớn ARN.  Vì acid nucleic này chỉ cĩ với một lượng giới hạn trong những tế bào khơng sản xuất protein, như trong các tế bào cơ và thận nên dường như cĩ một mối liên hệ chặc chẽ giữa sự tổng hợp protein và ARN.  Hơn nữa, khơng giống như ADN, ARN cĩ cả trong tế bào chất cũng như trong nhân.  Những thí nghiệm đánh dấu bằng đồng vị phĩng xạ đã chứng minh rằng ARN được tổng hợp trong nhân và được chuyển từ nhân vào tế bào chất.  Tất cả những bằng chứng nầy cho thấy rằng ARN là chất liên lạc giữa ADN của nhân và ribơ thể ở tế bào chất trong sự tổng hợp protein. ARN được phiên mã từ ADN nhờ  phức hệ enzim ARN polymeraz.  Phức hệ nầy vừa liên kết với ADN, vừa mở xoắn.  Giống như ADN polymeraz, phức hệ phiên mã di chuyển từ đầu 3 đến đầu 5 của ADN và tổng hợp một sợi cĩ chiều ngược lại (5 - 3) trong trường hợp nầy là một sợi gồm các ribonucleotid.  Ở nhĩm sơ hạch, một loại ARN polymeraz chịu trách nhiệm cho sự tổng hợp tất cả các ARN.  Ở nhĩm chân hạch, ARN polymeraz II chịu trách nhiệm đối với sự tổng hợp mARN.  Hai loại ARN polymeraz khác tổng hợp t ARN và rARN và các ARN khác sử dụng trong cấu trúc tế bào hoặc enzim. Tuy cĩ những điểm khác biệt, ADN vẫn cĩ thể dễ dàng làm khuơn cho sự tổng hợp ARN.  Ngày nay chúng ta biết rằng sự tổng hợp ARN xảy ra theo cách thức tương tự như sự tạo thành ADN mới : hai sợi của phân tử ADN tách rời nhau ra, ARN được tổng hợp dọc theo một trong hai sợi nhờ enzim ARN polymeraz.  Ứng với adenin trên sợi khuơn của ADN là uracil trên sợi ARN, với timin là adenin, với guanin là cytosin và với cytosin là guanin. 1. Sự phiên mã ở nhĩm sơ hạch Những điểm vừa mơ tả trên làm nảy sinh ra một câu hỏi quan trọng : làm thế nào ARN polymeraz nhận biết nơi bắt đầu và kết thúc thơng tin? Câu trả lời là những trình tự kiểm tra chuyên biệt chỉ nơi bắt đầu và kết thúc trên sợi ADN.  Hình 1.  Tín hiệu phiên mã ở ADN của E. coli             Trước tiên là vùng khởi động (promotor).  Các vị trí hoạt động của ARN polymeraz gắn vào vùng mang trình tự baz của vùng này.  Vùng khởi động của E.coli, đọc từ trên sợi khuơn, thường bắt đầu với AACTGT hoặc một trình tự tương tự.  Theo sau đĩ là một trình tự của khoảng 17 baz với chức năng khác, rồi đến ATATAA hoặc một trình tự tương tự (Hình 1A).  Enzim polymeraz nhận ra cả hai trình tự nầy trên ADN và liên kết với cả hai cùng một lúc.  Các trình tự baz nầy được gọi là trình tự phổ biến (consensus sequence) ở nhĩm sơ hạch, cịn ở nhĩm chân hạch vùng này chưa được biết nhiều.  Cần lưu ý rằng trình tự vùng khởi động của phần lớn các gen ít nhiều khác với trình tự phổ biến nầy.  Thí dụ cĩ hơn 100 vùng khởi động khác nhau ở E.coli.  Những sự khác nhau rất nhỏ trong trình tự vùng khởi động làm cho polymeraz gắn thiếu chặt chẽ hoặc khơng thường xuyên vào vùng này.  Vì thế một số gen được sao chép ít hơn các gen khác.  Một khi đã liên kết, polymeraz khơng bắt đầu tổng hợp ARN ngay.  Nĩ phải tìm tín hiệu mở đầu, thường là GTA, cách điểm liên kết khoảng 7 baz về phía đầu của sợi khuơn.             Ở phần lớn nhĩm sơ hạch, sự tổng hợp mARN tiếp tục đến khi polymeraz gặp tín hiệu kết thúc (Hình 1B).  Tín hiệu nầy gồm hai thành phần.  Ðầu tiên cĩ một vùng với một trình tự baz cho phép các baz tương ứng ở đuơi của mARN bắt cặp và liên kết với nhau để tạo thành một vịng hình kẹp tĩc (hairpin loop).  Tiếp theo là sự phiên mã trên mạch khuơn 4 đến 8 adenin.  Khi ARN polymeraz di chuyển vào vùng adenin thì do vịng vừa được tạo ra ở mARN và do sự sốc vật lý, vùng nầy gắn vào phức hệ enzim, làm chậm hoặc dừng hẳn sự phiên mã.  Lúc nầy cĩ 2 việc xảy ra làm ngừng sự tổng hợp ARN: một là trình tự của vịng kéo ra khỏi ADN, hai là do sự liên kết yếu giữa các adenin của ADN và các uracil của mARN (mỗi cặp baz chỉ cĩ hai liên kết hydro) khơng đủ sức để giữ ARN trên ADN khuơn.  Sự dừng và sự kéo làm cho bản phiên mã (ARN) và enzim polymeraz tách rời khỏi nhiễm sắc thể (Hình 1C). 2.  Sự phiên mã ở nhĩm chân hạch      Cơ chế của sự tổng hợp mARN vừa mơ tả được tìm ra ở nhĩm sơ hạch, ở ty thể và lục lạp trong tế bào của nhĩm chân hạch.  Sự phiên mã trong nhân của nhĩm chân hạch thì phức tạp hơn.  Sự phức tạp đĩ là mARN ở nhĩm chân hạch được làm dấu  ở cả hai đầu : một đầu gồm mũ 7 methylguanosin được thêm vào ở đầu 5 trong khi cái đuơi cĩ khoảng 100-200 adenin ở đầu 3.  Sản phẩm tạo thành là bản phiên mã sơ cấp, cịn là một bản thơng tin chưa sử dụng được, nĩi cách khác chỉ là bản nháp. (A) (B) Hình 2.  Sự di dời intron và nối exon ở nhĩm chân hạch Năm 1977 A.  Sharp (Viện kỹ thuật Massachustte) trong khi nghiên cứu gen của nhĩm chân hạch bị nhiễm siêu khuẩn đã khám phá ra là mặc dù bản nháp cĩ khoảng 6.000 baz nhưng mARN thực sự được giải mã chỉ bằng khoảng 1/3 chiều dài nầy.  Những cơng trình tiếp theo đã cho thấy sự phiên mã gen của nhĩm chân hạch bình thường cũng tương tự: những vùng chuyên biệt lớn trong bản nháp của nhĩm chân hạch bị di dời đi trong nhân để tạo ra một phân tử mARN chức năng (Hình 2A).  Những vùng của bản nháp cịn tồn tại và hoạt động trong suốt quá trình tổng hợp protein được gọi là  exon  (vì chúng được biểu hiện)  cịn  vùng  của bản nháp đã bị di dời đi trong nhân được gọi là intron. Nhiều thí nghiệm cho thấy mặc dù bị dời đi rất sớm, nhiều intron rất cần thiết cho hoạt động của ARN: các mARN được phiên mã từ các gen tổng hợp nhân tạo thiếu intron khơng vào được tế bào chất trong khi các gen cĩ vài intron nguyên vẹn thì sự phiên mã thường chính xác và bản phiên mã len lõi qua lỗ nhân vào tế bào chất. Sự di dời các intron là một cơng việc độc đáo.  Một số gen cĩ đến 50 intron và chỉ sai sĩt một baz trong quá trình cắt intron cũng làm cho mARN trở nên vơ dụng.  Nơi bắt đầu và kết thúc của intron trên bản nháp được đánh dấu bằng những tín hiệu để cĩ thể nhận biết và tách ra.  Tín hiệu ngoại vi của intron được nhận diện bởi một đoạn ngắn của ARN trong phức hệ ARN-Protein, những hạt nhỏ riboprotein nhân được ký hiệu là snRNP (small nuclear ribonucleoprotein particles).  Cĩ ít nhất 4 loại snRNP tham gia trong việc cắt ráp.  ARN trong hạt nầy giống như ARN ribơ thể, vì nĩ được sử dụng trực tiếp và cĩ cả hai chức năng enzim và cấu trúc.  Phức hệ snRNP được biết nhiều nhất cĩ một trình tự baz bổ sung cho vùng ranh giới giữa phần cuối của exon và nơi bắt đầu intron.  Phức hệ snRNP phá vỡ các cầu nối giữa các nucleotid trên bản nháp tại mỗi ranh giới exon-intron.  Intron được tách ra và bị tiêu hủy bởi những enzim khác.  Kế đĩ những thành phần khác của snRNP ráp 2 exon lại.  Một khi tất cả các intron đã được loại bỏ thì mARN hồn chỉnh được đưa vào tế bào chất (Hình2B). Như chúng ta đã thấy, sự phiên mã được bắt đầu khi một ARN polymeraz gắn vào vùng khởi động, phức hệ polymeraz bắt đầu tạo ra một bản sao ARN tại trình tự mở đầu và ngừng lại tại tín hiệu kết thúc.  Trong nhĩm chân hạch, bản nháp nầy được biên tập để tách các intron, trong khi đĩ ở nhĩm sơ hạch cơng việc nầy khơng cần thiết.  ARN thơng tin được tạo ra cĩ chứa trình tự các baz qui định thành phần và thứ tự các acid amin trong phân tử protein do gen mã hĩa.  Trước trình tự nầy là phần mở đầu và cuối nĩ là phần kết thúc ngắn.  Trình tự này được giải mã trên ribơ thể bởi một quá trình gọi là quá trình giải  mã.  Thơng tin được phiên dịch từ một ngơn ngữ phân tử nầy sang một ngơn ngữ phân tử khác.  Chúng ta sẽ xem hai ngơn ngữ và quá trình giải mã. a) Mã di truyền Ÿ  Ðơn vị mã (Codon) Khi Watson và Crick khám phá ra rằng ADN gồm 4 loại baz cĩ N : adenin, cytosin, guanin và timin xếp theo đường thẳng thì rõ ràng là trình tự của các acid amin trong một phân tử protein phải được mã hĩa bởi những nhĩm baz.             Nếu như mỗi baz của ADN qui định một acid amin thì phải cĩ 20 loại baz thay vì chỉ cĩ 4 loại.  Nếu cùng một lúc 2 baz qui định 1 acid amin thì chỉ cĩ thể cĩ 16 tổ hợp : AA, AC, AG, AT...  Vì cĩ 20 loại acid amin thường hiện diện trong protein nên thơng tin phải được mã hĩa dưới dạng bộ 3 hoặc nhiều hơn.  Những đơn vị mã nầy gọi là codon. Crick & CSV (Ðại học Cambridge) đã xác lập số nucleotid của một codon vào năm 1961.  Vi khuẩn bị nhiễm siêu khuẩn được xử lý với những hợp chất gọi là Acridin, chất nầy cĩ thể làm mất hoặc thêm nucleotid trên ADN.  Crick lý luận rằng sự thêm hoặc bớt 1 nucleotid sẽ làm cho thơng tin trở nên vơ nghĩa vì nĩ cĩ thể làm ngừng quá trình giải mã do cĩ sự thay đổi điểm khởi đầu đối với các đơn vị mã kế tiếp.  Giả sử thơng tin là               TỐI  NAY TƠI DẠO PHỐ VỚI BẠN ...             Bỏ ký tự I ở chữ TỐI (mã mở đầu) sẽ làm thơng tin trở thành :                                     TỐN  AYT ƠID ẠOP HỐV ỚIB ẠN...             Chỉ xĩa một nucleotid làm xáo trộn trình tự các codon theo sau và nếu nĩ xảy ra gần nơi bắt đầu của thơng tin, trình tự của các acid amin trong phân tử protein hồn tồn bị đảo lộn.  Mất hai nucleotid cũng sẽ dẫn tới kết quả tương tự nhưng nếu số lượng nucleotid bị mất bằng với chiều dài của codon và nếu chúng xảy ra gần nơi bắt đầu, sự giải mã sẽ tạo protein gần đúng, cĩ lẽ cĩ một enzim duy trì hoạt động nầy                                     TxÍxAx TƠI DẠO PHỐ VỚI BẠN ...             Crick & CSV đã dùng acridin với nhiều nồng độ khác nhau làm mất số nucleotid để xác định những nồng độ nào tạo ra enzim hoạt động.  Từ những kết quả được phân tích thống kê, họ đã kết luận rằng codon cĩ độ dài bằng 3 baz. Ÿ.  Sự chuyển đổi đơn vị mã Vấn đề tiếp theo trong sự giải mã là phải xác định mối tương quan chính xác giữa các codon và các acid amin. M.  W.  Nirenberg và H.  Matthaei (Viện Y Tế Quốc Gia Hoa Kỳ) đã sử dụng phương pháp enzim của Ochoa (Ðại học New York) để liên kết các nucleotid tổng hợp ra ARN.  Thí dụ khi chỉ dùng một loại nucleotid là uracil thì một chuỗi polyuracil sẽ được tạo thành.  Tương tự như vậy đối với adenin. Khi dùng polyuracil được tạo ra bằng phương pháp nầy (thay vì mARN bình thường) để tổng hợp protein trong một mơi trường nhân tạo cĩ đủ tất cả các loại acid amin, chỉ cĩ chuỗi polypeptid với 1 loại acid amin là phenylalanin được tạo ra, điều này cho thấy codon UUU mã hĩa cho phenylalanin.  Nirenberg và Matthaei cũng cho thấy AAA mã hĩa cho lysin, GGG cho glycin và CCC cho prolin. Tuy nhiên, vẫn cịn nhiều khĩ khăn để giải thích codon cấu tạo từ hai hoặc ba loại nucleotid khác nhau.  Thí dụ nếu dùng nucleotid uracil và guanin với tỉ lệ 2 : 1 thì mARN nhân tạo được tổng hợp sẽ chứa chủ yếu các codon GUU, UGU và UUG.  Khi mARN nầy được dùng làm khuơn để tổng hợp polypeptid thì chuỗi polypeptid sẽ cĩ chủ yếu là các acid amin cystein, valin và leucin, nhưng bằng cách nầy khơng thể xác định được bộ ba nào đã mã hĩa cho acid amin nào. Năm 1964 Nirenberg và P.  Leder  đã đưa ra một kỹ thuật cho ribơ thể gắn vào bộ 3 nucleotid ARN cĩ thành phần đã được xác định (3 nucleotid liên kết nhau theo trình tự).  Từng  ba nucleotid hoạt động như là một đoạn ngắn của mARN sẽ làm cho ribơ thể gắn với một loại acid amin chuyên biệt - giai đoạn đầu của sự giải mã.  Thí dụ, nếu dùng một ribơ thể gắn với 3 nucleotid gồm UUU thì phenylalanin sẽ liên kết với ribơ thể đĩ.  Việc tổng hợp 3 nucleotid theo một trình tự baz riêng tương đối dễ nên từng bộ 3 trong số 64 tổ hợp bộ ba cĩ thể được tổng hợp và liên kết với các ribơ thể, từ đĩ sự tổ hợp các acid amin cĩ thể được xác định.  Tuy nhiên, cĩ một số bộ ba nucleotid khơng hồn tồn chuyên biệt trong sự liên kết, vì vậy cịn một vài tồn tại trong sự giải thích các đơn vị mã.              Sau kỹ thuật gắn các bộ ba nucleotid, H.  G.  Khorona (Ðại học Wiscosin) đưa ra phương pháp trùng hợp mARN với những trình tự lặp lại đã biết trước (chẳng hạn AAGAAGAAG) và nhờ đĩ đã giải quyết được những vấn đề cịn tồn tại về mã di truyền.            Bảng 9.1 tổng kết các codon đã được xác định. Bảng 1.  Mã di truyền (trong mARN) Baz thứ I         Baz thứ II Baz thứ III           U            C            A            G Phenylalanin Serin Tyrosin Cystein U Phenylalanin Serin Tyrosin Cystein C U Leucin Serin Kết thúc Kết thúc A Leucin Serin Kết thúc Tryptophan G Leucin Prolin Histidin Arginin U Leucin Prolin Histidin Arginin C C Leucin Prolin Glutamin Arginin A Leucin Prolin Glutamin Arginin G Isoleucin Threonin Asparagin Serin U Isoleucin Threonin Asparagin Serin C A Isoleucin Threonin Lysin Arginin A Methionin Threonin Lysin Arginin G Valin Alanin A.  Aspartic Glycin U Valin Alanin A.  Aspartic Glycin C G Valin Alanin A.  Glutamic Glycin A Valin Alanin A.  Glutamic Glycin G           Bảng mã di truyền cho thấy, trừ hai acid amin là methionin và tryptophan, tất cả các acid amin cịn lại đều được mã hĩa bởi nhiều hơn một bộ ba.  Những mã đồng nghĩa (mã hĩa cho cùng một acid amin) thường cĩ hai baz đầu tiên giống nhau nhưng khác nhau ở baz thứ ba.  Thí dụ: CCU, CCC, CCA, CCG cùng mã hĩa cho prolin.  Cần lưu ý thêm là bốn codon AUG, UAA, UAG, UGA dùng để chỉ nơi bắt đầu và kết thúc thơng tin trên mARN. 3.  Vai trị của ribơ thể     Sự giải mã xảy ra ở ribơ thể.  Mỗi ribơ thể gồm hai bán đơn vị lớn và nhỏ.  Khi khơng cĩ sự tổng hợp protein, mỗi bán đơn vị tồn tại riêng rẽ trong tế bào chất (Hình3A, B).  Ribơ thể ở nhĩm sơ hạch gồm hai bán đơn vị 50S và 30S hợp thành ribơ thể 70S (S = Svedberg, là đơn vị đo độ lắng của ribơ thể khi đem ly tâm).  Ở nhĩm chân hạch hai bán đơn vị 60S và 40S hợp thành ribơ thể 80S.  Mỗi bán đơn vị cĩ các phân tử rARN riêng.  Các rARN này kết hợp với các protein để tạo thành các bán đơn vị.  Ribơ thể của nhĩm sơ hạch cĩ các rARN 23S, 16S và 5S trong khi ribơ thể của nhĩm chân hạch cĩ các rARN 28S,18S, 5.8S và 5S (Bảng 2). Bảng 2.  Các thành phần của ribơ thể ở nhĩm sơ hạch và chân hạch NHĨM SƠ HẠCH NHĨM CHÂN HẠCH Thành phần Bán đơn vị RARN 23S (2.900 nu.) + rARN 5S (120 nu.) + 31 protein ¯ 50S rARN 16S ( 1540 nu.) + 21 protein ¯ 30S rARN 28S (4.800 nu.) + rARN 5.8S (160 nu.) + rARN 5S (120 nu.) + 50 protein ¯ 60S rARN 18S (1.900 nu.) + 33 protein ¯ 40S Ribơ thể 70S 80S Hình 3.  Tổng hợp sợi polypeptid ở ribơ thể             Ở nhĩm sơ hạch, đầu 5 của mARN bám vào bán đơn vị nhỏ (Hình 3 B, C), sau đĩ sẽ liên kết phần nầy với bán đơn vị lớn.  ARN thơng tin bám vào bằng sự bắt cặp baz của rARN và một tín hiệu của mARN (thường là AGGAGGU) gần đầu của mARN.  Tín hiệu nầy gắn trong khe của bán đơn vị nhỏ, rồi đến mã mở đầu AUG nằm cách đĩ vài baz trên mARN.  Các protein chuyên biệt gọi là yếu tố mở đầu tham gia vào quá trình nầy.  Khi việc liên kết với bán đơn vị lớn hồn tất thì sự giải mã cĩ thể bắt đầu (Hình 3D).  AUG mã hĩa cho methionin vì methionin luơn luơn là acid amin đầu tiên trong suốt quá trình giải mã.  Về sau, một enzim khác tách methionin ra khỏi đầu của chuỗi polypeptid.             Vì nhĩm sơ hạch khơng cĩ màng nhân, quá trình phiên mã khơng bị tách biệt với ribơ thể và các yếu tố giải mã khác trong tế bào chất nên ribơ thể cĩ thể bám vào một đầu của phân tử mARN và bắt đầu giải mã tạo ra protein trong khi ARN polymeraz vẫn phiên mã phần thơng tin cịn lại từ NST (trường hợp tương tự cũng xảy ra trong sự giải mã ở lục lạp và ty thể của nhĩm chân hạch).  Ở nhĩm sơ hạch và các bào quan của nhĩm chân hạch, trong khi ribơ thể đầu tiên bám vào và đang giải mã phần sau của thơng tin, các ribơ thể khác cĩ thể bám vào và bắt đầu giải mã (Hình 4).  Trường hợp nầy khác với mARN được tổng hợp trong nhân của nhĩm chân hạch.  Dù rằng phần lớn ribơ thể của nhĩm chân hạch được tổng hợp trong nhân, sự giải mã khơng thể xảy ra ở đây vì bước cuối cùng tập hợp ribơ thể xảy ra trong tế bào chất. Hình 4.  Phiên mã và giải mã cùng lúc             Ở nhĩm chân hạch cĩ 4 bước đan xen vào nhau trong sự phiên mã và giải mã.  Chúng ta đã đề cập 3 bước đầu: thay đổi của bản phiên mã ở đầu 5, thay đổi ở đầu 3, và sự nối các đoạn ARN sau khi tách bỏ intron (Hình 2).  Bước thứ tư là sự di chuyển của mARN qua các lỗ của màng nhân để đi vào tế bào chất, nơi đây các ribơ thể tự do sẵn sàng giải mã.  Phần lớn ARN được giải mã bởi ribơ thể trong tế bào chất nhưng mARN mã hĩa cho một số protein đặc biệt luơn luơn được giải mã ở mạng nội chất sần.  Các mARN loại nầy bắt đầu quá trình giải mã theo phương thức thơng thường bằng cách gắn với các bán đơn vị nhỏ của ribơ thể trong tế bào chất, từ đĩ liên kết với bán đơn vị lớn và bắt đầu giải mã, nhưng sự giải mã hầu như đình chỉ ngay: đầu đoạn protein vừa được tổng hợp chứa một trình tự gắn vào một phức hệ nhận diện làm cho quá trình giải mã bị ngừng lại.  Sau đĩ, tổ hợp phức hệ nhận diện mARN-ribơ thể nầy bám vào mạng nội chất sần.  Phần protein vừa được tổng hợp chui vào mạng nội chất, sự giải mã lại bắt đầu và chuỗi acid amin dài ra được đưa vào các khoang của mạng nội chất.  Khi chấm dứt sự giải mã, các bán đơn vị nhỏ tách khỏi mARN và rời mạng nội chất.  Các protein được tổng hợp ở  mạng nội chất sần khơng cĩ nhiệm vụ trong tế bào chất mà chúng cĩ thể hịa tan, hoặc trơi nổi trong khoang của mạng nội chất hoặc được tích tụ lại trong mạng nội chất láng và bị bao lại thành các túi chuyên chở.  Mặt khác, chúng cĩ thể bám vào màng của mạng nội chất, nơi đây chúng cĩ chức năng, hoặc bị bao lại bởi màng của mạng nội chất hay chính màng tế bào.  Ngược lại, phần lớn protein được tổng hợp tại ribơ thể trong tế bào chất đều ở lại trong đĩ. 4.  Vai trị của ARN vận chuyển     Như đã biết, trong nhĩm chân hạch, mARN được tổng hợp từ ADN trong nhân, di chuyển đến ribơ thể và làm khuơn cho sự tổng hợp protein.  Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng mỗi acid amin được gắn vào một tARN tương ứng trước khi đến ribơ thể. Họ cũng đã kết luận rằng mỗi phân tử tARN chỉ mang một phân tử acid amin, hoạt hĩa nĩ với năng lượng ATP và chuyên chở nĩ đến ribơ thể.  Tại ribơ thể acid amin này gắn thêm các acid amin khác để tạo chuỗi polypeptid. Hình 5.   Sự gắn acid amin vào tARN tương ứng Các enzim (aminoacyl tARN synthetaz) xúc tác phản ứng ghép mỗi acid amin với tARN tương ứng.  Mỗi enzim chuyên biệt với một loại acid amin và tARN tương ứng, và xúc tác phản ứng kết hợp cả hai lại với nhau.  Ðầu tiên enzim phản ứng với một acid amin và một phân tử ATP, tạo ra một phức hợp giàu năng lượng AMP- acid amin vẫn cịn gắn với enzim.  Sau đĩ enzim xúc tác sự chuyển acid amin từ AMP sang gắn vào đầu 3 của tARN.  Cuối cùng enzim sẽ phĩng thích tARN đã gắn acid amin (Hình 5).  ARN vận chuyển mang acid a