1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
o0o
PHẠM HỒNG NGỌC THÙY
BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM THU NHẬN
CHẾ PHẨM ENZYME CHITOSANASE KỸ THUẬT TỪ
STREPTOMYCES GRISEUS VTCC – A – 1126 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Công nghệ Sau thu hoạch
Mã số: 60.54.10
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Trần Thị Luyến
NHA TRANG – 06/2008
2
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này
Trước hết tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc nhất đến cô giáo hướng dẫn: GS.TS.
Trần Thị Luyến đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Xin cảm ơn quý thầy cô đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong
suốt thời gian học cao học.
Xin cảm ơn quý thầy cô trong hội đồng bảo vệ đề cương thạc sĩ đã có những ý
kiến đóng góp quý báu.
Xin cảm ơn Viện công nghệ sinh học và môi trường, phòng thí nghiệm Công nghệ
chế biến, phòng thí nghiệm Hóa sinh - Vi sinh, Khoa Chế biến, Đại học Nha Trang.
Cảm ơn quý thầy cô trong khoa Chế biến, đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn
quý thầy cô thuộc bộ môn CN Thực phẩm, ĐH Nha Trang đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của các bạn cùng lớp và gia
đình đã luôn luôn chia sẻ cùng tôi trong suốt thời gian vừa qua.
VTCC-A-1126 41
2.3. Các thiết bị thí nghiệm chủ yếu đã sử dụng 41
2.4. Phương pháp xử lý số liệu 41
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42
3.1. Xác định nguồn cacbon nuôi cấy Streptomyces griseus VTCC-A-1126 để thu sinh
khối tế bào 42
5
3.2. Xác định thời gian thu nhận sinh khối thích hợp 44
3.3. Ảnh hưởng của nồng độ chất cảm ứng - chitosan - trong môi trường nuôi cấy
đến khả năng sinh tổng hợp enzyme chitosanase của Streptomyces griseus VTCC-
A-1126 45
3.4. Xác định thời gian nuôi sinh chitosanase thích hợp 47
3.5. Ảnh hưởng của loại tác nhân kết tủa đến hoạt độ chitosanase 48
3.6. Ảnh hưởng của nồng độ (%) aceton đến hoạt độ chitosanase 49
3.7. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt độ CPE chitosanase 50
3.7.1. Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ CPE chitosanase 50
3.7.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ CPE chitosanase 52
3.8. Kết quả sử dụng chế phẩm enzyme chitosanase để thủy phân dung dịch
chitosan 1% 53
3.9. Quy trình thu chế phẩm chitosanase kỹ thuật từ Streptomyces griseus VTCC - A -
1126 56
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
PHẦN PHỤ LỤC
7
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
TT TÊN BẢNG TRANG
1 Bảng 3.1. Số lượng khuẩn lạc của Streptomyces griseus VTCC - A
- 1126
1-PL
2 Bảng 3.2. Khối lượng tế bào trong các môi trường có nguồn carbon
khác nhau
8
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
TT TÊN HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TRANG
1 Hình 1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng enzyme 7
2 Hình 1.2. Ảnh hưởng của pH tới tốc độ phản ứng 8
3 Hình 1.3. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới tốc độ phản ứng 8
4 Hình 1.4. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất tới tốc độ phản ứng 9
5 Hình 1.5. Xác định K
m
và K bằng phương pháp của Lineaweaver
và Berk
9
6 Hình 1.6. Cấu trúc không gian của chitosanase từ Streptomyces sp.
N174
20
17 Hình 3.3. Đường cong sinh trưởng của Streptomyces griseus
VTCC - A - 1126 theo thời gian nuôi cấy tĩnh
44
18 Hình 3.4a. Ảnh hưởng của nồng độ chất cảm ứng - chitosan - trong
môi trường nuôi cấy đến tổng hoạt độ chitosanase
45
19 Hình 3.4b. Ảnh hưởng của nồng độ chất cảm ứng - chitosan - trong 46
9
môi trường nuôi cấy đến hoạt độ riêng chitosanase
20 Hình 3.5a. Tổng hoạt độ chitosanase theo thời gian nuôi 47
21 Hình 3.5b. Hoạt độ riêng chitosanase theo thời gian nuôi 47
22 Hình 3.6. Ảnh hưởng của loại tác nhân kết tủa đến hoạt đ ộ chitosanase 48
23 Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ (%) aceton đến hoạt độ chit osanase 49
24 Hình 3.8a. Dịch enzyme chitosanase sau khi ly tâm loại tế bào 50
25 Hình 3.8b. Dịch enzyme chitosanase sau khi kết tủa bằng aceton 75% 50
26 Hình 3.9. Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ CPE chitosanase 50
27 Hình 3.10. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ CPE chitosanase 52
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trong nông nghiệp, trong công
nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, y – dược, Do đó,
việc nghiên cứu sản xuất chitin, chitosan và các dẫn xuất của chúng đang là vấn đề
được quan tâm nghiên cứu.
COS (Chitin/Chitosan - Olygosaccharide) là sản phẩm thủy phân của chitin,
chitosan, chúng là những chất có hoạt tính sinh học cao. Chúng có tác dụng điều hòa
lượng cholesterol, điều hòa áp suất trong máu, làm tăng khả năng hấp thụ canxi, thúc
đẩy quá trình bài tiết axit uric, chống ung thư, trị được bệnh viêm loét dạ dày, chuột
rút và có khả năng làm tăng sức đề kháng cho cây trồng. Do vậy, chúng được ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực như Y-dược, Nông nghiệp, Công nghệ Thực phẩm,
Hiện nay, tại Đại học Nha Trang GS.TS. Trần Thị Luyến và các cộng sự đã
nghiên cứu sản xuất COS bằng phương pháp hóa học (thủy phân chitin, chitosan bằng
axit HCl đậm đặc) hoặc thu COS bằng phương pháp sinh học (dùng các enzyme như
papain, hemicellulase, cellulase để thủy phân chitin, chitosan) [10], [15], [20]. Việc
thủy phân chitin, chitosan bằng axit đậm đặc có nhiều nhược điểm như chi phí tốn kém,
hiệu suất thấp, gây ô nhiễm môi trường, hao mòn máy móc thiết bị và sản phẩm có hoạt
tính không cao. Do đó, việc nghiên cứu sản xuất COS bằng phương pháp sinh học là
một hướng đi có nhiều triển vọng vì điều kiện phản ứng nhẹ nhàng, ít gây ô nhiễm môi
trường và sản phẩm có chất lượng tốt.
Vì vậy đề tài "Bước đầu nghiên cứu thu nhận chế phẩm enzyme chitosanase kỹ
thuật từ Streptomyces griseus VTCC-A-1126" là cần thiết, CPE chitosanase này được
sử dụng thay thế cho axit HCl đậm đặc để thủy phân chitosan thu COS có chất lượng
tốt, đồng thời hạn chế ô nhiễm môi trường và hao mòn máy móc thiết bị.
Mục đích của luận văn:
Bước đầu nghiên cứu các điều kiện thích hợp để thu nhận chế phẩm enzyme
chitosanase kỹ thuật từ Streptomyces griseus VTCC-A-1126.
11Nội dung nghiên cứu của luận văn:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ ENZYME VÀ SINH TỔNG HỢP ENZYME CỦA VI
SINH VẬT [3], [19]
1.1.1. Tổng quan về enzyme
Hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào sống đều do enzyme xúc tác.
Enzyme là những protein có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học.
Chúng không những có khả năng xúc tác cho các phản ứng xảy ra trong tế bào sống
mà sau khi tách khỏi tế bào chúng vẫn có thể xúc tác cho các phản ứng hóa học. Mặt
khác, enzyme còn có hoạt lực xúc tác cao gấp hàng trăm hàng ngàn lần so với các chất
xúc tác vô cơ thông thường [3], [19].
Ví dụ: trong phản ứng thủy phân saccharose nếu dùng enzyme saccharase làm
chất xúc tác thì tốc độ phản ứng tăng nhanh gấp 2.10
12
lần khi sử dụng axit làm chất
xúc tác. Quan trọng hơn, enzyme còn có khả năng xúc tác cho các phản ứng hóa học
xảy ra trong những điều kiện bình thường về nhiệt độ, pH. Trong khi các chất xúc tác
vô cơ không có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học thì enzyme lại có
khả năng xúc tác đặc hiệu cao đối với kiểu phản ứng cũng như đối với cơ chất mà nó
tác dụng.
Ví dụ: axit chlohydric không có tính đặc hiệu nên có thể xúc tác thủy phân các
liên kết peptit có trong protein cũng như liên kết glucosid có trong tinh bột. Protease là
enzyme chỉ thủy phân đặc hiệu các liên kết peptid mà không phân cắt được liên kết
glucosid trong tinh bột, amylase lại chỉ có khả năng cắt liên kết glucosid của tinh bột
mà không cắt được liên kết peptid của protein.
Do những ưu điểm trên mà ngày nay việc nghiên cứu và ứng dụng enzyme càng
có ý nghĩa về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn.
Enzyme là những protein có khối lượng phân tử lớn, đa số có khối lượng phân
alcohol-dehydrogenase của nấm men có tới bốn trung tâm hoạt động. Các trung tâm
hoạt động có thể giống nhau, nhưng cũng có thể khác nhau về cấu tạo và chức năng.
Enzyme một thành phần chỉ có phần protein do vậy trung tâm hoạt động của nó
là sự phối hợp giữa các nhóm chức tự do của axit amin. Các nhóm chức thường gặp của
các axit amin trong trung tâm hoạt động của enzyme là: nhóm –SH (sulfuhydryl) của
Cys; nhóm –OH (hydroxyl) của Ser hay Thr hoặc Tyr; nhóm –COOH (carboxyl) của
Asp hay Glu; nhóm (ε-NH
2
) của Lys; vòng imidazol của His; nhóm guanilic của Arg.
14
Đối với enzyme hai thành phần trung tâm hoạt động của nó ngoài các nhóm chức của
axit amin, người ta còn gặp các nhóm chức của phần coenzyme (thường chứa các
vitamin) hoặc các ion kim loại.
Enzyme có trong mọi tế bào của động vật, thực vật và vi sinh vật. Do vậy người
ta có thể thu nhận enzyme từ các nguồn này để sử dụng trong công nghiệp. Một số
nguyên liệu dùng để tách chiết enzyme là:
Từ thực vật: nhựa đu đủ tách papain, hạt đậu tương tách urease, thân và quả dứa
tách bromelin,
Từ động vật: từ một số mô và cơ quan động vật người ta có thể thu nhận nhiều
enzyme khác nhau như từ dạ dày có thể thu được pepsin, từ tụy tạng thu được trypsin,
chymotrypsin,
Từ vi sinh vật: vi sinh vật thường dùng để sản xuất chế phẩm enzyme gồm nhiều
loại: Aspergillus, Bacillus, Pencillium, Clostridium, Streptomyces và các loại nấm men.
Vi sinh vật là đối tượng thích hợp nhất để sản xuất enzyme. Sử dụng vi sinh vật để sản
xuất enzyme có những ưu điểm sau:
- Có thể chủ động quá trình sản xuất
- Chu kỳ sinh trưởng phát triển của vi sinh vật ngắn do đó có thể sản xuất enzyme
từ vi sinh vật trong một thời gian ngắn từ 36-60 giờ.
- Có thể định hướng việc tổng hợp enzyme ở vi sinh vật theo hướng sản xuất chọn
cũng ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính xúc tác của chúng.
Ở nhiệt độ mà tại đó enzyme thể hiện hoạt tính xúc tác cao nhất (vận tốc của
phản ứng enzyme cao nhất) được gọi là nhiệt độ thích hợp. Mỗi enzyme có một nhiệt
độ hoặc một khoảng nhiệt độ thích hợp, càng xa nhiệt độ thích hợp vận tốc phản ứng
của enzyme càng giảm:
Nếu nhiệt độ quá cao nó sẽ phá vỡ hoàn toàn cấu trúc của enzyme (kể cả cấu trúc bậc
một) nên enzyme sẽ bất hoạt (không thể hiện hoạ t tính xúc tác và phản ứng enzym ngừng).
Ở nhiệt độ quá thấp enzyme sẽ giảm hoạt tính xúc tác nhưng khi tăng dần nhiệt
độ lên thì chúng lại thể hiện được hoạt tính xúc tác.
Ở nhiệt độ mà tại đó enzyme không thể hiện ho ạt tính xúc tác gọi là nhiệt độ tới hạn.
Tuy nhiên nhiệt độ thích hợp của enzyme còn phụ thuộc vào bản chất của cơ
chất, độ pH và một vài các chất ảnh hưởng khác, đồng thời cũng phụ thuộc vào trạng
thái của chúng. Nhìn chung enzyme ở trạng thái khô có cơ chất bền với nhiệt hơn là
enzyme ở trạng thái lỏng không có cơ chất.
Tồn tại một số loại enzyme thể hiện hoạt tính xúc tác ở nhiệt độ cao ví dụ như bromelin
trong khóm, thơm, dứa; papain trong đu đủ có thể chịu được nhiệt độ lớn hơn 80
o
C.
E + S ES P + E
16
Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính xúc tác của enzyme như sau:
+ OH
-
→ S
o
Ở hai trạng thái này enzyme và cơ chất đều mất trạng thái ion hóa (mất điện tích
hoặc không mang điện) vì vậy phản ứng enzyme không xảy ra.
Độ pH thích hợp: 5-9, tuy nhiên có một vài loại enzyme có thể hoạt động ở độ pH
thấp. Ví dụ pepsin có pH thích hợp là 1,5-2,5 vì trong cấu tạo của chúng có chứa một
số ít các nguyên tố vi lượng, những nguyên tố vi lượng này đủ làm bền enzyme trong
môi trường axit.
Cùng một enzyme mà cơ chất khác nhau thì pH thích hợp cũng khác nhau. Ví dụ
enzyme maltase có độ pH thích hợp là 6,7 nếu cơ chất là maltose, còn nếu cơ chất là
metylglucozit thì pH thích hợp là 6,2.
Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến hoạt tính xúc tác của enzyme:
t
opt
t
V
V
max
Hình 1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng enzyme
17
E + S ES P + E (1)
v
1
, k
1
v
2
, k
-1
v
3
, k
2
[E]
opt
[E]
V
V
max
Hình 1.3. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới tốc độ phản ứng
pH
opt
pH
V
V
max
Hình 1.2. Ảnh hưởng của pH tới tốc độ phản ứng
Để thuận tiện hơn Lineaweaver và Burk (1934) đã cải biến phương trình
Michaelis- Menten bằng cách chuyển thành dạng nghịch đảo: Phương trình có dạng y = ax + b, đường biểu diễn của nó là một đường thẳng, cắt
trục tung ở một điểm 1/V và cắt trục hoành ở điểm -1/K
m
.
1
1
S
K
V
v
m
1/[S]
1/V
Hình 1.5. Xác định K
m
và K bằng phương pháp của Lineaweaver và Berk
1/V
max
19
Ý nghĩa: xác định được nồng độ cơ chất thích hợp để đưa vào phản ứng, tránh
trường hợp thừa hoặc thiếu cơ chất do đó tiết kiệm được cơ chất.
Các chất hoạt hóa
Các chất hoạt hóa là những chất khi có mặt chúng trong môi trường phản ứng sẽ làm
tăng hoạt tính xúc tác của enzyme, kết quả làm tăng vận tốc phản ứng enzyme.
Các chất hoạt hóa có thể là:
Những chất rất đơn giản như các nguyên tố hóa học: Mg, Mn, Fe,
Những chất rất phức tạp có bản chất protid như protamin hoạt hóa enzyme ARN
polymerase thuộc ADN.
Ý nghĩa: các chất hoạt hóa làm tăng vận tốc phản ứng; hoạt hóa enzyme chuyển
một số enzyme ở dạng không hoạt động thành dạng hoạt động tức là thể hiện hoạt tính
của mình.
Các chất ức chế
Các chất ức chế là những chất khi có mặt chúng trong môi trường phản ứng sẽ ức
chế hoạt tính xúc tác của enzyme vì vậy làm vận tốc phản ứng giảm hoặc ngừng.
Các loại chất ức chế: chất ức chế cạnh tranh và chất ức chế không cạnh tranh
- Chất ức chế cạnh tranh: là những chất có cấu tạo gần giống như cơ chất, nó sẽ
CH
COOH
Axit fumaric
Xucxinat
dehydrogenase
20
Khi so sánh với phương trình động học Michaelis Menten nhận thấy có sự thay
đổi ở hằng số K
m
.
Nếu không có chất ức chế cạnh tranh thì
Nếu có chất ức chế cạnh tranh thì
Điều này cho thấy có sự thay đổi giữa ái lực của enzyme và cơ chất. Vì vậy muốn
loại trừ trường hợp này phải nâng nồng độ cơ chất lớn hơn nhiều so với nồng độ chất
ức chế cạnh tranh.
Ý nghĩa: khi phát hiện các chất ức chế cạnh tranh (thường hay xảy ra trong phản
ứng), chỉ cần nâng nồng độ cơ chất chủ yếu thì sẽ loại bỏ được các chất ức chế cạnh
tranh.
- Chất ức chế không cạnh tranh: là những chất có cấu tạo khác hẳn với cơ chất, nó
chiếm vị trí khác với vị trí của cơ chất trên trung tâm hoạt động của enzyme vì vậy làm
cấu trúc không gian của enzyme thay đổi, kết quả là làm phản ứng enzyme ngừng.
Các loại chất ức chế không cạnh tranh:
Rất đơn giản như những nguyên tố hóa học: chất độc bảng A, CN, CO, Pb,
Rất phức tạp như antienzyme, antivitamin, antihoocmon.
Khi so sánh với phương trình động học Michaelis Menten nhận thấy nếu:
1
S
K
V
v
m
1
S
K
V
v
m
I
21
Trong hóa phân tích: để định tính và định lượng các chất.
Trong y học: có thể sử dụng enzyme để chữa bệnh, để sản xuất các sinh tố và
các chất kháng sinh. Ví dụ có thể dùng enzyme để tăng thêm lượng enzyme cho cơ thể,
chữa các bệnh thiếu enzyme bẩm sinh hoặc làm nội quan nhân tạo, có thể dùng enzyme
để chữa các bệnh tiêu hóa kém hoặc để loại bỏ các phần mô bị hư hỏng, bị thối ở các ổ
viêm, vết thương,
Trong công nghiệp:
Trong công nghiệp xà phòng, enzyme dùng làm chất tẩy rửa dầu mỡ công nghiệp.
Trong công nghiệp dệt: dùng enzyme amylase để khử hồ trên vải
Trong phân tử axit nucleic có sự kết hợp giữa một bazơ và một phân tử đường
nhờ liên kết β – glucozit ở vị trí C
1
của phân tử đường và N
3
của bazơ nhân pirimidin
hoặc N
9
của bazơ nhân purin tạo thành các nucleotit.
Trong các nucleotit, axit photphoric kết hợp với nguyên tử cacbon thứ 3’ hoặc
5’ hoặc 2’ của phân tử đường. Các nucleotit là đơn vị cấu tạo nên đại phân tử axit
nucleic. Trong cơ thể, chúng tham gia tạo thành một số enzyme với tư cách là các
coenzyme, một số nucleotit là chất tích lũy năng lượng cho phương trình trao đổi năng
lượng mà ở đây ta gọi là các chất cao năng (chất giàu năng lượng).
Chức năng
Đối với sự sinh sản, tồn tại và phát triển của cơ thể sống ADN có chức năng
sinh học rất quan trọng vì nó đảm bảo được tính di truyền trong sự tổng hợp protein
thông qua vai trò chất làm khuôn để tổng hợp nên các phân tử ARN thông tin (ARN
tt
).
ADN tập trung trong nhân của tế bào, là thành phần của nhiễm sắc thể.
ARN nằm trong nhiều cấu tử của tế bào, có nhiều loại ARN có tính chất và
chức năng khác nhau.
- ARN vận chuyển (ARN
vc
) nằm trong tương bào, dịch nhân làm nhiệm vụ vận
chuyển các axit amin tới các vị trí tổng hợp sợi polypeptit. Mỗi ARN
vc
chỉ có thể kết
hợp với một axit amin phù hợp với đối mã của nó.
Ngày nay người ta đã biết rằng thông tin di truyền chứa trong ADN được sao lại trong
ARN
tt
. Chính ARN
tt
là chất chuyển trung gian đã chỉ huy gắn các chất axit amin theo
một trật tự nhất định, cho phép tổng hợp protein đặc thù. Quá trình này được gọi là sự
dịch mã. Như vậy từ ADN đến protein có hai quá trình nối tiếp là sao mã và dịch mã. Sinh tổng hợp enzyme
Quá trình sinh tổng hợp enzyme (protein) có thể phân biệt thành các giai đoạn
chính như sau:
- Hoạt hóa axit amin và truyền thông tin di truyền từ ADN → ARN
tt
- Giai đoạn bắt đầu
- Tạo thành liên kết peptit
- Kết thúc quá trình tổng hợp
Giai đoạn hoạt hóa axit amin và truyền thông tin di truyền từ ADN đến ARN
tt
- Giai đoạn hoạt hóa axit amin:
Axit amin được vận chuyển bởi ARN
vc
đặc hiệu của nó do anticodon trên đầu
cùng của ARN
vc
quy định, 20 loại axit amin sẽ được vận chuyển bởi 20 ARN
vc
Trong phức hợp Aminoaxil - ARN
vc
, axit amin gắn với ARN
vc
bằng liên kết
este tạo bởi nhóm cacboxyl (-COOH) của axit amin với nhóm -OH (3’) hoặc -OH (2’)
của Adenozin cuối cùng trong ARN
vc
.
Trước khi gia nhập chuỗi polypeptit, các axit amin phải được hoạt hóa bởi vì
năng lượng đòi hỏi để tạo thành liên kết peptit -CO-NH- giữa các axit amin cần 3000
calo/Ptg. Vì vậy Hogen (1955) đã đề ra giả thuyết là các axit amin phải được hoạt hóa
trước khi đi vào tổng hợp protein enzyme.
- Giai đoạn hoạt hóa axit amin:
Trong quá trình sinh tổng hợp protein enzyme cho tế bào, phân tử protein mới
được tổng hợp so với số lượng và thứ tự các axit amin giống như số phân tử protein
đặc trưng của tế bào. Trong quá trình đó ADN có vai trò rất quan trọng trong việc giữ
vai trò truyền thông tin từ protein đặc hiệu sang protein mới sinh tổng hợp.
ARN là một polynucleotit bao gồm nhiều mononucleotit gắn với nhau theo một
trình tự nhất định. Protein là một polypeptit, gồm nhiều axit amin gắn với nhau theo
một trình tự nhất định. ADN muốn được thông tin về trình tự sắp xếp các axit amin
trên phân tử protein thì phải có một sự sắp xếp tương ứng nào đó giữa các
mononucleotit trên ADN và các axit amin trên protein. Sự tương ứng được gọi là sự
mã hóa. Các nhà nghiên cứu cho thấy trên ADN có sự hình thành các bộ 3 mã hóa,
một tổ hợp gồm 3 nucleotit ứng với 3 bazơnitơ cụ thể nào đó. Một bộ 3 mã hóa trên
ADN quy định trật tự một axit amin trên protein.
Ví dụ:
Xitron hay gen cấu trúc
Sợi trên ADN
Polypeptit đặc hiệu
Sợi trên ADN
Polypeptit đặc hiệu
AGG XGG AGG XXA GAA
25
Mỗi đoạn ADN ứng với một chuỗi polypeptit như vậy gọi là xitron hay gen cấu
trúc. Thông tin về chuỗi polypeptit đặc hiệu được bảo trên ADN (gen cấu trúc), nhưng
ADN lại ở nhân tế bào, quá trình sinh tổng hợp xảy ra ở tế bào chất. Do vậy ADN
không tham gia trực tiếp vào quá trình sinh tổng hợp protein mà thông tin di truyền
phải được truyền qua một yếu tố trung gian ARN
tt
đến protein mới được tổng hợp. Cơ
chế của quá trình truyền thông tin di truyền từ ADN sang ARN
tt
polymerase xúc tác.
Đầu tiên xoắn kép của đoạn gen cấu trúc trên ADN được mở ra một phần và các
ribonucleotit (ATP, GTP, XTP, UTP) chuyển tới các vị trí theo nguyên tắc bổ sung với
một trong hai chuỗi của ADN theo quy luật A = U; T = A; G = X. Sau đó các
pirophotphat Sau khi ARN
tt
n.GTP
n.XTP
n.UTP
n.AMP
n.GMP
n.XMP
n.UMP
P
P
O
~ ~
-
n.
Copyright: Tài liệu đại học ©