Trình bày cơ chế dịch mã diễn ra tại ribôxôm

Dịch mã là quá trình tổng hợp prôtêin. Quá trình này gồm hai giai đoạn:

* Hoạt hóa axit amin:

Trong tế bào chất, nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các axit amin được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp axit amin – tARN (aa – tARN).

* Tổng hợp chuỗi pôlipeptit:

- Giai đoạn khởi đầu:

+ Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu. Bộ ba đối mã của phức hợp mở đầu Met – tARN (UAX) bổ sung chính xác với côđon mở đầu (AUG) trên mARN.

+ Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp tạo ribôxôm hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi pôlipeptit.

- Giai đoạn kéo dài:

+ Tiếp theo tARN mang axit amin thứ nhất (aa1-tARN) tới vị trí bên cạnh, anticôđon của nó khớp bổ sung với côđon của axit amin thứ nhất ngay sau côđon mở đầu trên mARN.

+ Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và axit amin thứ nhất (met-aa1).

+ Ribôxôm dịch chuyển đi một bộ ba trên mARN theo chiều 5’ → 3’, đồng thời tARN (đã mất axit amin mở đầu) rời khỏi ribôxôm.

+ Sau đó, phức hợp aa2-tARN tiến vào ribôxôm, anticôđon của nó khớp bổ sung với côđon của axit amin thứ hai trên mARN. Liên kết peptit giữa axit amin thứ nhất và axit amin thứ hai (aa1 - aa2) được tạo thành. Sự dịch chuyển của ribôxôm tiếp tục theo từng bộ ba trên mARN.

- Giai đoạn kết thúc:

+ Quá trình dịch mã diễn ra cho đến khi gặp côđon kết thúc trên mARN thì dừng lại.

+ Ribôxôm tách ra khỏi mARN và chuỗi pôlipeptit được giải phóng, đồng thời axit amin mêtiônin mở đầu cũng tách ra khỏi chuỗi pôlipeptit.

+ Chuỗi pôlipeptit sau đó hình thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh.

Diễn biến của cơ chế dịch mã gồm 2 giai đoạn.

* Hoạt hoá axit amin:

Dưới tác dụng của một loại enzim, các axit amin tự do trong tế bào liên kết với hợp chất giàu năng lượng ATP, trở thành dạng axit amin hoạt hoá. Nhờ một loại enzim khác, axit amin đã được hoạt hoá lại liên kết với tARN tạo thành phức hợp aa-tARN.

* Dịch mã và hình thành chuỗi pôlipeptit:

- Đầu tiên, tARN mang axit amin mở đầu (met-tARN) tiến vào vị trí côdon mở đầu, anticôdon tương ứng trên tARN của nó khớp bổ sung với côdon mở đầu trên mARN.

- Tiếp theo tARN mang axit amin thứ nhất (aa1 -tARN) tới vị trí bên cạnh, anticôdon của nó khớp bổ sung với côcion của axit amin thứ nhất ngay sau côdon mở đầu trên mARN. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và axit amin thứ nhất (met-aa1). Ribôxôm dịch chuyển đi một bộ ba trên mARN đồng thời tARN (đã mất axit amin mở đầu) rời khỏi ribôxôm:

- Tiếp theo, aa2tARN tiến vào ribôxôm, anticôdon của nó khớp bổ sung với côđon của axit amin thứ hai trên mARN. Liên kết giữa axit amin thứ nhất và axit amin thứ hai (aa1-aa2) được tạo thành. Sự dịch chuyển của ribôxôm lại tiếp tục theo từng bộ ba trên mARN.

- Các quá trình tiếp theo cứ vậy tiếp diễn cho đến khi gặp côdon kết thúc trên mARN thì quá trình dịch mã dừng lại. Ribôxôm tách khỏi mARN và chuỗi pôlipeptit được giải phóng, đồng thời axit amin mêtiônin mở đầu cũng tách khỏi chuỗi pôlipeptit. Chuỗi pôlipeptit sau đó hình thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh. Axit amin mở đầu ở sinh vật nhân sơ là foocmin mêtiônin (fMet) còn ở sinh vật nhân thực là mêtiônin (Met).