Tiểu luận Cơ chế sao chép DNA và tổng hợp Protein - Hồ Đình Cảnh

Cơ chế sao chép DNA và 
tổng hợp Protein
Phân hiệu Đại Học Nông Lâm TP.HCM 
tại Ninh Thuận
Giảng viên hướng dẫn : Mr. Nguyễn Phương
-Thành viên nhóm:
-Hồ Đình Cảnh
-Lê Phan Thanh Hoài
-Hồ Chí Cường
-Nguyễn Quang Huy
Nội dung
• I: Bản chất DNA trong tế bào
• II: Cơ chế sao chép DNA
• III: Cơ chế tổng hợp Protein
• IV: Kết luận
I. Bản chất DNA
• Thành phần hóa học của DNA gồm : 
gốc phosphoric acid, đường 5-
deoxyribose và base nito
• Sự khác nhau của các nucleotide là 
do cấu tạo của nhóm base nito
Nhóm 
phosphate
Đường deoxyribose
Base nitơ (Adenine)
Liên kết ester
Liên kết glycosidic
1’
2’3’
4’
5’
Cấu trúc của deoxyribo-nucleotide
H
Cytosine Uracil Thymine
Adenine Guanine
Purines
Pyrimidines
Cấu tạo của các base nito
Cấu trúc của DNA
R
ản
h
lớ
n
R
ản
h
n
h
ỏ
0
1
 c
h
u
kỳ
= 
1
0
 c
ặp
b
as
e 
(b
as
e 
p
ai
rs
) 
= 
3
,4
 n
am
o
m
et
er
s
-Gồm hai chuỗi 
polynucleotide xoắn 
kép với nhau.
-Tính đặc trưng DNA 
của mỗi loài biểu hiện ở 
trình tự sắp xếp các 
nucleotide dọc theo 
chiều dài và số lượng 
của chúng.
II.Sao chép DNA
• Khi 2 mạch của phân tử DNA ban đầu 
được tách ra, thì mỗi mạch có có thể làm 
khuôn để tổng hợp mạch mới.
• Mạch mới được hình thành từ chuỗi 
nucleotide theo nguyên tắc bổ sung : A-T, 
G-C
• Mỗi phân tử con đều mang một mạch cũ 
và một mạch mới tuân theo nguyên tắc 
bán bảo toàn.
TÓM TẮT QUÁ TRÌNH SAO MÃ
Hướng sao mã chung
Enzymes helicase 
tháo xoán kép của 
DNA mẹ
DNA mẹ
Mồi RNA
Đoạn Okazaki 
được hình thành
Protein được gắng vào mạch 
đơn để cố định, không làm 
tổn thương DNA mẹ
Trên mạch thuận sợi DNA 
mới được tổng hợp liên tục 
theo chiều 5’ 3’ với xúc 
tác của DNA polymerase
Trên mạch nghịch, đoạn DNA 
được tổng hợp không liên tục. 
Primase tổng hợp các đoạn 
mồi RNA ngắn, sau đó với xúc 
tác của DNA polymerase hình 
thành đoạn Okazaki
Sau khi mồi RNA bị thay thế 
bởi DNA (một loại DNA 
polymerase khác), DNA ligase 
nối các đoạn Okazaki thành 
mạch liên tục
II.Cơ chế sao chép DNA
• Khởi sự:
- Một protein B đặc hiệu nhận biết điểm khởi 
sự sao chép.
- Enzyme gyrase (topoisomerase) cắt DNA làm
tháo xoắn
- Enzyme helicase tham gia tách mạch tạo chẻ
3 sao chép
- Các protein làm căng mạch gắn vào các mặt
đơn làm chúng tách nhau thẳng ra và không
cho chập lại.
Cơ chế sao chép DNA
• Nối dài: 
• Polymer hóa mạch trước: hướng từ ngoài vào chẻ 3.
- Enzyme DNA polymerase III là một phức hợp nhiều enzyme. 
Enzyme này gắn vào mạch khuôn và lắp các nucleotide bổ sung 
vào các vị trí tương ứng( hướng 5’ 3’)
• Polymer hóa mạch sau: hướng từ chẻ 3 sao chép ra ngoài
- Enzyme primase gắn mồi (prime) RNA khoảng 10 nucleotide có
trình tự bổ sung với mạch khuôn
- DNA polymerase III nối theo mồi RNA tổng hợp các đoạn ngắn
1000-2000 nucleotide, các đoạn này được gọi là các đoạn
okazaki.
- DNA polymerase I nối dài đoạn okazaki sau đó cắt bỏ mồi RNA, 
lắp các nucleotide của DNA vào chô trống,thực hiện
polymerase hóa hướng 5’ 3’
Hai đầu hở của đoạn DNA gắn 10 nucleotide được nối liền nhờ
enzyme ligase.
3’
3’
5’
5’
5’
3’
DNA mẹ
Đoạn 
Okazaki
Mạch 
thuận
Mạch 
nghịch
Khuôn mẫu 
mạch thuận
Khuôn mẫu 
mạch nghịch
Điều kiện để thực hiện quá trình sao
mã DNA
- Khuôn mẫu DNA
- Các enzymes (Helicase, DNA polymerase III, 
RNA primase, DNA ligase)
- Các deoxynucleotide tự do
- Mồi RNA
- Năng lượng sinh học ATP
III. Qúa trình sinh tổng hợp
Protein
• Gồm hai quá trình:
- Phiên mã được diễn ra ở trong nhân
tế bào
- Sau khi phiên mã, mRNA được
chuyển ra khỏi nhân, sau đó được
tiến hành dịch mã.
Phiên mã
• Qúa trình sao chép thông tin di 
truyền từ DNA sang mRNA 
được gọi là phiên mã.
• Quá trình phiên mã được thực
hiện ở trong nhân tế bào
Nguyên tắc phiên mã
• Chỉ một trong hai mạch của phân tử 
DNA được dùng làm khuôn để tổng 
hợp mRNA
• RNA-polymerase bám vào DNA làm 
tách mạch và di chuyển theo hướng 
3’ => 5’ trên DNA để cho mRNA được 
tổng hợp theo hướng ngược lại.
• Bổ sung, đối song
Cơ chế phiên mã ở Prokaryotea
• Quá trình tổng hợp mRNA được tiến hành 
khi RNA polymerase bám vào đoạn khởi 
động (promoter)
• Sự tổ hợp bắt đầu từ điểm xuất phát, 
thường là CAT nằm cách khoảng 7 base 
phía sau chỗ bám
• Quá trình tổng hợp kết thúc khi đọc qua 
dấu kết thúc
• mRNA tách rời khỏi DNA
Cơ chế phiên mã ở Eukaryotea
• Cắt chóp:
- Ở đầu 5’ của mRNA có gắn thêm một chóp là 7-
methylguanosine khi mạch mRNA đang được tạo dài ở độ 20-
30 nucleotide
- Bản phiên mã đầu tiên là tiền mRNA chứa đủ trình tự 
nucleotide của gen, cả các đoạn intron.
• Thêm đuôi poly A:
Một đoạn ngắn của mRNA bị cắt và các adenine được nối 
vào thành đuôi polyadenine.
• Splicing:
- Cắt các intron và nối các exon lại với nhau
- mRNA trưởng thành không còn các intron đi qua lỗ màng 
nhân vào tế bào chất tham gia dịch mã
Phiên mã
Gắn nắp
Cắt bỏ các đoạn intron và nối các đoạn exon
Gắn poly (A)
Di chuyển ra tế bào chất 
để dịch mã
ở ribosome
Tóm tắt quá trình phiên mã
Điều kiện để thực hiện quá trình
phiên mã DNA
- Khuôn mẫu DNA
- Các enzymes (Helicase, RNA polymerase)
- Các Nucleotide tự do
- Năng lượng sinh học ATP
Dịch mã
• Trình tự các base trên mRNA được 
sử dụng để xác định trình tự các 
amino acid tạo thành trên mạch 
polypeptide. 
• Quá trình dịch mã được thực hiện 
trên một cấu trúc là Ribosome với sự 
tham gia của cả 3 loại RNA: mRNA, 
rRNA và tRNA.
• Hướng dịch mã trên mRNA là 5’=>3’
1. Phiên mã
2. Dịch mã
Tổng hợp Protein
Cơ chế dịch mã ở Ribosome
• Khởi sự: gắn acid amin đầu tiên.
- Nhân tố khởi sự IF(initiation factors – các 
protein)
- tRNA đặc biệt cho sự khởi sự gắn vào các đơn 
vị nhỏ của ribosome.
- Bộ mã khởi sự AUG, mã hóa methionine(tại tất 
cả các sinh vật)
- Anticodon của tRNA khởi sự bắt cặp với codon 
xuất phát AUG trên mRNA ở điểm P trên 
ribosome
- Đơn vị lớn của ribosome gắn vào
Cơ chế dịch mã
• Nối dài:
- Các nhân tố nối dài EF(elongation factor)
- Các emzyme petidyl trasferase: nối các amino acid 
kề nhau
- Ribosome di chuyển từ đầu 5’---3’: tRNA còn lại 
chiếm điểm P, codon kế tiếp chiếm điểm A
• Kết thúc:
- Các nhân tố phóng thích RF( release factor) làm kết 
thúc quá trình dịch mã khi trải qua các codon kết 
thúc: UAA,UAG,UGA. Mạch polypeptide được giải 
phóng.
- Các codon kết thúc không có anticodon.
Điều kiện để thực hiện quá trình dịch mã
DNA
- Các loại RNA (rRNA, tRNA và mRNA)
- Các enzymes
- Các amino acid tự do đã được hoạt hóa
- Năng lượng sinh học
Nguyên tắc thực hiện quá trình dịch mã
DNA
- Bổ sung
- Theo trình tự bộ ba mã hóa trên mRNA
IV. Kết luận:
• Hai mạch polynucleotide bổ sung của
phân tử DNA xoắn đôi được tách ra và
mỗi mạch đó làm khuôn để sao chép nên
2 mạch polynucleotide mới hoàn toàn bổ
sung với chúng.
 Thông tin di truyền trong phân tử DNA 
mẹ được truyền sang cho các phân tử
DNA con, điều đó giải thích tính giống
nhau giữa thế hệ con và thế hệ cha mẹ
• DNA còn có chức năng quyết định
thành phần cấu tạo, cấu trúc và
chức năng của protein trong cơ thể
sống thông qua cơ chế phiên mã
và dịch mã.
IV. Kết luận:
Hết