SINH HOC PHÂN TỬ
LƯƠNG PHẠM NGỌC LÂM
Bài 1. SAO CHÉP DNA
1. Phân biệt sao chép, phiên mã và giải mã.
Sao chép Phiên mã Giải mã
Cơ chế Nhân đôi
Truyền thông tin di
truyền từ ADN đến
ARN
Truyền thông tin di
truyền từ mARN
đến polypeptide
Vị trí Nhân Nhân Tế bào chất
Sản phẩm ADN (con) Các loại ARN Polypeptide
Kích thước sản
phẩm
Dài bằng gen mẹ mARN = gen
Polypeptide ngắn
hơn mARN
Số lượng phân tử
con tạo ra sau một
lần sao chép, phiên
mã, giải mã
Tạo 2 phân tử ADN
con
Từ 1 gen ->1mARN
Số polypeptide bằng
số ribosom trượt
trên 1 sợi
Enzym chính tham
gia trong 3 quá

+ Phần lớn ADN tế bào ở dạng dãn xoắn chứa số xoắn ít hơn so với dạng dãn không tạo xoắn
relaxed ở dạng cấu trúc ADN xoắn B.
+ Về nguyên tắc, 1 xoắn bị gỡ sẽ tách khoảng 10 bp, đặc biệt thể hiện ở sợi ADN dài với mức độ
gỡ xoắn cao.
+ Dạng gỡ xoắn có tác dụng:
• dễ dàng cho sự đóng gói ở dạng siêu xoắn
• tách sợi phục vụ quá trình phiên mã
+ Chỉ ổn định ở dạng ADN vòng hay được gắn với protein giữ cho các sợi không tự do xoay quanh
nhau
+ Xác định bằng chỉ số liên kết (Lk): là số lần một sợi ADN nào đó xuyên qua mặt phẳng của sợi
kia, là số nguyên.
+ Xoắn hình thành ở dạng quay phải thì chỉ số liên kết là dương (+), ngược lại là âm (-). Chỉ số
xoắn âm không phổ biến.
+ Hai dạng ADN vòng khác nhau chỉ số Lk được gọi là topoisomer.+ Dạng ADN gỡ xoắn giúp
tách sợi và hình thành những đoạn ngắn ADN dạng Z quay trái (dạng B quay phải)
3. Chức năng sinh học và điều trị của Topoisomerase.
- Chức năng sinh học:
+ Duy trì và ổn định trạng thái siêu xoắn.
+ Đa số cơ thể sống (trừ vi khuẩn chịu nhiệt và Archaea), ADN ở dạng siêu xoắn âm.
+ Ở vi sinh vật, mức độ siêu xoắn âm được điều hòa bù trừ bởi ADN gyrase và topoisomerase I.
+ Ở vi khuẩn chịu nhiệt và Archaea, reverse gyrase tạo siêu xoắn dương bảo vệ ADN không bị
biến tính ở nhiệt độ cao.
- Phục vụ điều trị:
+ Topoisomerase là đối tượng tác động của thuốc chữa bệnh.
+ ADN gyrase và topoisomerase IV là đối tượng tác động của 2 nhóm thuốc kháng vi khuẩn
+ Topoisomerase I và II là đối tượng tác động của nhiều loại thuốc chữa ung thư.
+ Thuốc coumarin là sản phẩm tự nhiên của nấm Streptomyces ức chế cạnh tranh với ATP gắn lên
gyrase và topoisomerase IV.
+ Thuốc quinolone là thuốc tổng hợp có tác động bao vây phức enzyme với ADN ngăn không cho
enzyme gỡ xoắn và phức sao chép di chuyển trên ADN, gây đứt sợi đôi ADN và gây chết tế bào.

- Sau đó, chuyển tế bào vào môi trường chứa nitơ nhẹ N14, như là nguồn cung cấp nitơ duy nhất và
để cho phân chia trong môi trường N14.
- Khi khối lượng ADN tăng lên gấp đôi, ADN được chiết ra khỏi tế bào và được ly tâm trên thang
nồng độ cesium clorid:+ Nếu cơ chế bảo tồn được thực hiện, 2 băng ADN phải được thấy rõ sau
khi ly tâm: một băng nguyên thủy (N15) và một băng chứa N14
+ Nhưng kết quả thu được chỉ có một băng có tỷ trọng trung gian chứa N14,5 xuất hiện. Tiếp tục,
đem ADN lai đun nóng rồi làm nguội nhanh để tách 2 mạch, ly tâm sẽ thấy 2 băng tương ứng với
ADN N15 và N14. Do đó cơ chế sao chép ADN theo cơ chế bán bảo tồn: 2 mạch của phân tử
AND mẹ làm khuôn để tổng hợp nên mạch con bổ sung, phân tử AND con có 1 sợi N15 và 1 sợi
N14.
8. Các yếu tố cần thiết cho sao chép ADN ở E.coli
- Khuôn mẫu (phân tử ban đầu): Các sợi AND tách ra:
+ Sợi AND có hướng 3’->5’ sẽ được sao chép trực tiếp bởi ADN-polymerase III tạo ra sợi con bổ
sung gọi là sợi sớm.
+ Sợi AND có hướng 5’->3’ không được sao chép liên tục tạo ra bản sao gọi là sợi muộn.
- Enzyme ADN-polymerase: đều có hoạt tính polymer hóa 5’->3’, gồm 3 loại:
# ADN-polymerase III là enzyme sao chép chính của của E.coli:
+ gồm 7 đơn vị nhỏ: α, β, γ, δ, ε, θ và τ, cần cho sự sao chép ADN
+ ưa nhiệt nên không sao chép được ở nhiệt độ 42
0
C.
+ có hoạt tính exonuclease 3’->5’ và 5’->3’
# ADN-polymerase I:
+ Xóa mồi và lắp kín đoạn mồi bị cắt
+ Sửa chữa các ADN hư hỏng
+ Có hoạt tính exonuclease 3’->5’ và 5’->3’
# ADN-polymerase II: chưa rõ, chỉ có hoạt tính exonuclease 3’->5’
Ngoài ra có các enzyme khác:
# Primase: Tổng hợp mồi ARN
# Helicase: Tham gia tách mạch tạo chạc ba sao chép. Helicase sử dụng năng lượng từ thủy

3’->5’
+ - +
+ + +
- Hoạt tính polymer hóa 5’->3’: thêm một nu từ 1 deoxyribonucleotide-5’- triphosphat vào nhóm 3’-
hydroxy của chuỗi ADN
- Hoạt tính exonuclease: thủy phân mạch đơn ADN của chuỗi từ đầu 3’ theo hướng 3’->5’ (hoạt tính
exonuclease 3’->5’) hay từ đầu 5’ (hoạt tính exonuclease 5’->3’)
10. Đặc điểm của ADN polymerase của tế bào nhân thật về vị trí và hoạt tính polymer hóa 5’-
>3’.
- Ở nhân thật có 5 loại ADN-polymerase: α, β, γ, δ và ε.
Polymerase Α β Γ δ ε
Vị trí Nhân Nhân Ty thể Nhân Nhân
Hoạt tính
polymer
hóa 5’->3’
Sao chép
ADN nhiễm
sắc thể (sợi
muộn)
Sửa chữa Sao chép
ADN ty thể
Sao chép
ADN nhiễm
sắc thể (sợi
sớm)
Sao chép
ADN nhiễm
sắc thể
* So sánh ADN-polymarese của tế bào nhân thật và nhân nguyên thủy:
- Giống nhau: +có cấu trúc đa phân tử

để 2 phân tử Helicase tham gia tách mạch tạo chạc ba sao chép. Helicase sử dụng năng lượng ATP để
cắt các liên kết hydro.Protein làm căng mạch SSB gắn vào mạch đơn ADN để ổn định 2 mạch.
- Tổng hợp mồi ARN từ 5-10 nu bằng cách: protein N (Dna C) gắn primase tạo ra mồi. các đoạn
mồi ARN bị ADN-polymerase I cắt bỏ, lắp các nu của ADN vào chỗ trống và thực hiện polymer hóa
hướng 5’->3’.
- Tạo mạch ADN liên tục và các đoạn okazaki:
+ADN-polymerase III gắn vào mạch khuôn có đầu 3’ và tổng hợp mạch liên tục gọi là sợi sớm
(leading strADN).
+ ADN-polymerase III gắn vào mồi ARN và tổng hợp các đoạn ngắn 1000-2000 nu gọi là đoạn
Okazaki.
- Tách mồi bởi ADN-polymerase I, sau đó lắp các nu của ADN vào chỗ trống và thực hiện polymer
hóa hướng 5’->3’.
- Nối liền các đoạn Okazaki bằng ezyme ligase để tạo ra sợi ADN liên tục gọi là sợi muộn.
13. Phân biệt sợi sớm và sợi muộn.
Giống nhau:
- Được tổng hợp từ 2 mạch của cùng 1 phân tử ADN
- Mạch liên tục sau khi kết thúc quá trình sao chép
- Được tổng hợp bởi ADN-polymerase III
Khác nhau:
Sợi sớm Sợi muộn
Mạch khuôn - Mạch khuôn có đầu 3’ - Mạch khuôn có đầu 5’
Hướng tổng hợp - Mạch 5’->3’ hướng vào
chạc ba sao chép
- Mạch 3’->5’ hướng ra
ngoài chạc ba sao chép
Mồi - Không cần - Cần mồi ARN
Quá trình tổng hợp - Tổng hợp ngay mạch liên
tục từ mạch khuôn
- Đầu tiên tổng hợp các đoạn
Okazaki sau đó cắt nối để trở

- Có thể kéo dài sự khởi động chuỗi de novo.
- Kích thước: khoảng 5-10 base
20. Tốc độ di chuyển của chạc ba sao chép ở E.coli và tốc độ tháo xoắn của ADN gốc.
- Tốc độ di chuyển của chạc ba sao chép ở E.coli: 800 base/giây
- Tốc độ tháo xoắn của ADN gốc: 80 vòng/giây
21. Phân biệt siêu xoắn dương và siêu xoắn âm.
Sự tháo xoắn ADN gây ra hiện tượng siêu xoắn:
+ Tháo xoắn sợi kép dẫn đến siêu xoắn âm (xoắn ngược chiều và làm giảm số vòng)
+ Xoắn thêm sẽ dẫn đến siêu xoắn dương (xoắn kép cùng chiều và số vòng tăng)
22. Vai trò của topoisomerase I và II.
- Topoisomerase xúc tác gỡ xoắn và tạo xoắn AND làm thay đổi chỉ số Lk.
- Topoisomerase có vai trò quan trọng trong sao chép và đóng gói AND.
+ Cơ chế sao chép bán bảo tồn cần của AND đòi hỏi các điểm cắt ở 1 sợi hoặc ở cả 2 sợi
AND để tách chuỗi.
+ Sự đóng gói AND cần dạng siêu xoắn đặc hiệu.
- Có 2 nhóm:
+ Topoisomerase I: cắt 1 trong 2 sợi ADN, cho sợi còn laị di chuyển qua sợi bị cắt và nối lại sợi
vừa bị cắt làm thay đổi Lk (chỉ số liên kết)1 giá trị.
+ Topoisomerase II: cắt 2 sợi làm thay đổi Lk 2 giá trị.
- Ví dụ:
+ Ở E.coli: có 4 loại topoisomerase (I đến IV): Loại I và III thuộc nhóm topoisomerase I xúc tác
tạo thêm xoắn bằng cách gỡ siêu xoắn âm làm tăng Lk. Topoisomerase II hay ADN gyrase xúc tác
gỡ xoắn làm giảm Lk, sử dụng năng lượng do ATP cung cấp và cắt đồng thời 2 sợi AND và cho
phép 2 sợi còn lại di chuyển qua khe hở vừa tạo ra.
+ Tế bào eukaryote: cũng có 2 loại topoisomerase I và II.
23. Vai trò của các ADN polymerase ở tế bào nhân thật.
Ở tế bào nhân thật có 5 loại ADN-polymerase: α, β, γ, δ và ε.
Polymerase Α β γ δ ε
Vị trí Nhân Nhân Ty thể Nhân Nhân
Hoạt tính

thời kiểm soát sự biểu hiện của gen theo nhu cầu của tế bào.
2. Các vai trò chủ yếu của ARN?
- ARN tạo nên bộ máy sinh tổng hợp protein:
 Trung gian truyền thông tin di truyền đến bộ máy sinh tổng hợp protein. Từ mỗi gen có thể có
nhiều bản sao ARN để chỉ huy quá trình tổng hợp protein, đồng thời vòng đời của ARN ngắn
nên sự biểu hiện của gen qua trung gian ARN dễ dàng được kiểm soát bởi nhu cầu của tế bào và
điều kiện môi trường.
 Tham gia cấu tạo ribosom.
 Vận chuyển acid amin đến ribosom trong quá trình sinh tổng hợp protein.
- ARN có thể ở dạng tự do hoặc gắn với protein thành các phức hợp nucleoprotein giữ nhiều vai trò
quan trọng trong hoạt động sống của tế bào.
- Có tới 7 loại ARN nhỏ khác nhau, trong đó có một số snARN có liên quan đến việc xử lý hnARN
thành mARN chức năng.
- Một vài loại ARN có cả ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân thật là thành phần của enzyme có
chức năng xúc tác trực tiếp.
3. Các loại ARN trong tế bào?
- mARN – ARN thông tin
- rARN – ARN ribosom
- tARN – ARN vận chuyển
- pre-rARN (tiền rARN) là ARN được tổng hợp từ ADN, sau khi chúng được cắt nối sẽ trở thành
rARN
- pre- tARN (tiền tARN) là ARN được tổng hợp từ ADN, sau khi chúng được cắt nối sẽ trở thành
tARN
- hnARN – ARN nhân không đồng nhất, sẽ tạo mARN sau khi được cắt nối.
- snARN – ARN nhân nhỏ
- scARN – ARN tế bào chất nhỏ
4. ARN ribosom: cấu trúc, vai trò.
- rARN là thành phần cấu tạo ribosom, chiếm phân nửa khối lượng của ribosom.
- Mỗi một ribosom có Mr = 2.5 - 4.5 x 10
6

-S
21
- Các protein ribosom có khối lượng tương đối nhỏ và chứa nhiều acid amin base.
- Các protein của ribosom có các trình tự bậc 1 khác nhau, ngoại trừ L
7
, L
12
và L
8
.
+ L
7
là một dạng aminoacetyl hóa L
12

+ L
8
là phức hợp của một phân tử L
10
liên kết với L
7
và L
12
.
6. Sự methyl hóa nucleotide ở rARN của E.coli .
- Methyl hóa nucleotide là một đặc tính cấu trúc bậc 1 của rARN
- Xảy ra sau khi phiên mã
- Xúc tác bởi ARN-methylase
- Cơ chất cung cấp methyl là S-Adenosyl Methionin (SAM)
- rARN của tế bào nhân nguyên thủy và bào quan: methyl hóa base khởi đầu (5-methylcytosin)

+ Vòng đối mã: gồm 5 cặp base đối mã. Mỗi tARN mang 1 bộ ba đối mã đặc hiệu của 1 hay nhiều
codon mã hóa cho 1 aa.
+ Vòng T: gồm 5 cặp base, chứa trình tự TψC
+ Các base biến đổi: khác với A, U, G, C:
• I = Inosine
• T = Ribothymidine
• Ψ = pseudouridine
• m
1
G = methyl guanosine
• m
2
2
G = dimethylguanosine
• m
1
I = methylinosine
• D = dihydrouridine
b. Chức năng:
Các enzyme đặc hiệu là aminoacyl tARN syntretase gắn mỗi acid amin với tARN tương ứng nhờ năng
lượng ATP tạo ra aminoacyl-tARN. Phức hợp này đến ribosom gắn với mARN. tARN gắn với mARN
bằng sự bắt cặp bổ sung nhờ đối mã.
10. Sự biến đổi của tARN ở E.coli . Vai trò của RNase P.
- tARN được cắt ra từ phân tử dài hơn nhờ RNase P.
- Các phản ứng biến đổi:
• Aminoacyl hóa
• Formyl hóa tARN mở đầu (tế bào nhân nguyên thủy)
• Gắn những yếu tố nối dài
• Gắn ribosom
• Nhận diện codon-anticodon

+ Thúc đẩy quá trình dịch mã hiệu quả hơn
Khác nhau:
Tế bào nhân nguyên thủy Tế bào nhân thật
- mARN là polycistron
- Dịch mã xảy ra ngay khi đang phiên mã
- Thời gian bán hủy ngắn trung bình 2 phút
- Hầu như không bị biến đổi
- mARN là monocistron
- Dịch mã xảy ra sau khi phiên mã hoàn tất
- Thời gian bán hủy dài hơn từ 30 phút đến
24 giờ
- Pre-mARN bị biến đổi:
+ Gắn chóp vào đầu 5’
+ Gắn đuôi poly A vào đầu 3’
+ Methyl hóa
13. Gắn chóp và gắn đuôi mARN của tế bào nhân thật?
a. Gắn chóp:
- Enzyme phosphohydrolase cắt liên kết γ – phosphodiester, loại bỏ α và β phosphat.
- Tiếp theo, enzym guanylyltransferase gắn guanine và α phosphate vào β phosphate của đầu 5’ bằng liên
kết 5’-5’ triphosphat.
- Sau đó, vị trí N-7 của guanine sẽ bị methyl hóa do enzyme guanin-7-methyltranferase.(Chóp 0)
- Cuối cùng, enzym 2’-O-methyltransferase sẽ methyl hóa vị trí 2’ của đường ribose.( Chóp 1)
- Phản ứng methyl hóa chóp có thể xảy ra theo 1 trong 3 cách:
+Chóp 0: nhóm methyl gắn vào vị trí G7 di enzyme guanine-7-methyl transferase xúc tác. Phản ứng
này xảy ra ở tất cả mARN tế bào nhân thật.
+Chóp 1: nhóm methyl gắn vào vị trí 2’-OH đường ribose của nucleotide đầu tiên. Phản ứng do
enzyme 2’-O-methyl transferase xúc tác, xảy ra hầu hết mARN tế bào nhân thật
+Chóp 2: phản ứng methyl hóa xảy ra ở nucleotide thứ 2 với tỉ lệ 10-15%.
+Ngoài ra còn có quá trình methyl hóa nội phân tử xảy ra tại vị trí N6 của adenine với tần suất 0,1%.
- Chức năng:

+ một thành phần của phức hợp nhận diện tín hiệu xuất SRP.
+ SRP gồm: 1 scARN có chứa 294 nucleotide và 6 polypeptide có Mr = 9000-72000. + Khi
mARN của protein xuất bắt đầu được dịch mã, SRP tương tác đặc hiệu với đoạn peptid tín hiệu xuất của
protein mới sinh và với ribosom, ngăn chặn sự dịch mã đến khi ribosom tiếp xúc với lưới nội chất, khi đó
nó rời khỏi ribosom và tín hiệu xuất của protein mới sinh gắn vào bộ máy chuyển vị protein trên màng
lưới nội chất và sự tổng hợp protein được tiếp tục, protein sinh ra được chuyển vào trong lưới nội chất.
22. Vai trò xúc tác của snRNP trong quá trình cắt nối mARN.
+ snRNP U1 gắn vào vị trí cho
+ snRNP U2 tạo liên kết hydro với vị trí nhánh của intron. Giai đoạn này sử dụng ATP thủy phân
và “yếu tố trợ giúp” snRNP ( U2AF)
+ snRNP U1 tương tác với snRNP U2 giúp vị trí cho và ví trí nhận tiến lại gần nhau.
+ Phức hợp U5/U4/U6 gắn với U1 và U2 sử dụng ATP thủy phân; U5 gắn với vị trí cho của intron;
U6 gắn với U2; đây là spliceosom hoàn chỉnh. ATP cung cấp năng lượng cho mỗi giai đoạn. U4
tương tác với U6 bằng liên kết hydro.
+ U5 di chuyển từ phần intron sang phần exon của vị trí cho, U2 thay thế U4 liên kết với U6 nhờ
liên kết hydro.
+ snRNP U5 tương tác với phần intron của vị trí nhận và U2, xúc tác phản ứng cắt liên kết intron-
exon và nối 2 exon. Phản ứng chuyển ester thứ 2 xảy ra.
+ Spliceosom được tháo rời, giải phóng U1, U2, U4, U5, U6.
+ Sợi đôi intron được tháo xoắn và thoái hóa.
Bài 3. SỰ PHIÊN MÃ VÀ MÃ DI TRUYỀN
1. Vai trò dị xúc tác của ADN.
ADN thể hiện khả năng dị xúc tác tức là làm khuôn để tổng hợp nên một phân tử khác.
2. Nguyên tắc của phiên mã.
- Chỉ 1 trong 2 mạch của phân tử ADN dùng làm khuôn để tổng hợp ARN.
- ARN polymerase bám vào ADN làm tách mạch và di chuyển theo hướng 3’-> 5’ trên ADN để cho
“ARN” được tổng hợp theo hướng 5’->3’.
- ARN polymerase gắn vào ADN gây ra hiện tượng “chảy” tại chỗ bên trong chuỗi xoắn kép ADN.
Kết quả làm đứt các liên kết hydro giữa các đôi base bổ sung.
- Cơ chất cho ARN polymerase là các ribonucleotid 5’-triphosphat ATP, GTP, CTP và UTP.

phù hợp.
- Nếu có lỗi hiếm hoi nào xảy ra thì cũng không di truyền được vì ARN có vòng đời ngắn và không
phải là nơi lưu trữ thông tin di truyền.
7. Đặc điểm phiên mã ở tế bào nhân nguyên thủy.
- Chỉ một loại ARN polymerase chịu trách nhiệm tổng hợp tất cả các loại ARN
- mARN thường chứa thông tin nhiều gen nối tiếp nhau (polycistron mARN)
- Quá trình tổng hợp mARN được tiến hành khi ARN polymerase bám vào vùng khởi động
(promoter). Khi gắn vào, polymerase không tổng hợp mARN ngay. Sự tổng hợp chỉ bắt đầu từ dấu
xuất phát thường là TAC nằm cách 7-8 base phía sau chỗ bám về phía đầu 5’ của mạch khuôn.
- Ở phần lớn tế bào nhân nguyên thủy, quá trình tổng hợp tiếp tục đến khi đọc qua dấu kết thúc. Kết
thúc phiên mã, ARN polymerase và mARN tách rời khỏi ADN.
- Quá trình phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời với nhau.
8. Cấu tạo của ARN-polymerase ở E.coli .
- Là một protein phức hợp chứa 5 tiểu đơn vị gồm 4 loại, trọng lượng phân tử 45kDa
- Toàn bộ enzyme gọi là holoenzyme
- Một enzyme duy nhất ở prokaryote
- Lõi enzyme có chức năng xúc tác gồm 4 tiểu đơn vị α
2
ββ’
- Yếu tố sigma (σ) nhận diện promoter
- Các tiểu đơn vị của ARN polymerase của E.coli:
Tiểu đơn vị Gen mã hóa Số lượng Chức năng
Α rpoA 2 Gắn promoter
Β rpoB 1 Gắn nuclectid
β' rpoC 1 Gắn khuôn mẫu
σ
70
rpoD 1 Khởi đầu
9. Cấu tạo promoter ở E.coli .
- Promoter gồm 2 trình tự:

Pribnow), cách điểm xuất phát 6-8 base, có
base trung tâm -10
Promoter gồm 3 trình tự:
- Trình tự ở vùng -30 là TATA (hộp TATA)
có base trung tâm -25 hay -30 ở động vật có
vú và từ -60 đến -120 ở nấm men, định hướng
cho ARN polymerase bắt đầu phiên mã
- Trình tự TTGACA có base trung tâm -35.
Vùng này tham gia vào việc gắn trực tiếp
ARN polymerase
- Hộp TATA hoạt động có hiệu quả cùng với
2 trình tự tương ứng phía trước khoảng -40 là
CCAAT (hộp CAT) và -110 giàu GC có chức
năng liên kết với các yếu tố phiên mã (TF)
11. Chức năng của vùng -10 và -35 ở E.coli .
- Hai vùng này tạo thành promoter là trình tự khởi đầu cho sự phiên mã
- Vùng -10 là nới gắn của yếu tố sigma
- Vùng -35 tham gia vào việc gắn khởi đầu ARN polymerase
12. Vùng khởi động quyết định tốc độ phiên mã. Thí dụ.
- Vùng khởi động quyết định tốc độ phiên mã.
- Càng gần trình tự chung càng mạnh
- Ví du: lac repressor chỉ phiên mã 30 phút/lần; gen rADN phiên mã 2 giây/lần
13. Gen hptR và ARN-polymerase ở E.coli .
- Gen này đáp ứng với shock nhiệt và mã hóa cho chuỗi polypeptide có Mr 32 000
- Đóng vai trò như một yếu tố σ biến đổi. Yếu tố này (được gọi σ32) kết hợp với phần lõi bình
thường của ARN polymerase để tạo nên holoenzyme α
2
ββ’σ32
- Enzyme này chỉ bám vào những promoter của gen shock nhiệt, chứ không bám vào promoter của
các gen bình thường và có trình tự vùng -35 dài hơn với một số khác biệt nhỏ.

- ARN được phiên mã từ trình tự giàu GC trên AND tạo nút “kẹp tóc” vì trình tự này đối xứng 2 bên
- 4 U sau nút liên kết yếu với ADN nên ARN có thể tách khỏi AND.
- Sau đó sợi kép AND được hình thành trong “bong bóng phiên mã” và phần lõi của enzyme
polymerase có ái lực thấp với AND nên được phóng thích ra.
17. Kết thúc quá trình tổng hợp ARN lệ thuộc yếu tố Rho.
- Cần sự có mặt của nút và vòng ngay trước đầu kéo dài của ARN, nhưng không có trình tự oligo (U)
- Yếu tố Rho là protein gắn ARN:
+ Nhận diện các trình tự giàu C và nghèo G
+ Có kênh để ARN chạy qua
+ Hoạt động như Helicase để kéo ARN khỏi ADN
18. Đặc điểm phiên mã ở tế bào nhân thật.
- ARN polymerase II chịu trách nhiệm tổng hợp mARN, ARN polymerase I tổng hợp rARN, ARN
polymerase III phiên mã cho ra các ARN có kích thước nhỏ, tARN, ARN 5S
- mARN chứa thông tin của một gen (monocistron mARN)
- Quá trình phiên mã phức tạp hơn. Ở đầu 5’ mARN có gắn thêm “chóp” (CAP) là 7-methylguanosine,
còn cuối mARN phía 3’ có thêm “đuôi” polyadenin dài 100-200 nucleotid
- Bản phiên mã đầu tiên còn gọi là tiền mARN không được sử dụng trực tiếp mà phải qua biến đổi.
19. Cấu trúc gián đoạn của các gen ở tế bào nhân thật.
- Nhiều gen của tế bào nhân thật có tính gián đoạn
- Các đoạn mã hóa cho protein được gọi là exon xen kẽ với đoạn không mã hóa được gọi là intron.
- Bản phiên mã đầu tiên tức là tiền mARN chứa cả trình tự phiên mã của exon và intron.
- Các intron không mã hóa protein được cắt rời ra, còn các exon mã hóa protein được nối lại với nhau để
tạo ARN trưởng thành. Quá trình này được gọi là cắt nối.
20. Đặc điểm phiên mã các rARN do ARN-polymerase I.
- rARN được phiên mã rất mạnh
- Promoter thực gồm 150 bp giữa các vị trí -146 và +6
- Promoter vệ tinh nằm ở -1200 và -2300 là nơi xếp hàng của polymerase trước khi chuyển động đến
promoter thực
- Trong vùng vệ tinh có nhiều bản sao 60 hoặc 81 bp của promoter thực
- Sản phẩm phiên mã đầu tiên là tiền rARN 45S (pre-rARN) sau đó được cắt thành 28, 18 và 5,8S

- Sự tổng hợp ADN từ khuôn mẫu ARN được xúc tác bởi các enzyme phiên mã ngược (reverse
transcriptase: gồm 2 tiểu đơn vị 560 aa)
- Enzyme này cần mồi là một tARN vủa tế bào chủ, gắn kết vào đầu 3’ của retrovirus.
- Chuỗi kép đầu tiên là chuỗi lai ARN-ADN. ARN virus trong chuỗi lai bị hủy bởi RNaseH.
- Sau đó, một mạch ADN được tổng hợp để tạo ra chuỗi kép ADN. Chuỗi kép tích hợp với ADN ký
chủ.
27. Đặc điểm của mã di truyền.
- Đơn vị mã hóa hay còn gọi là codon gồm có 3 nucleotid kế tiếp nhau
- 64 codon
- 3 codon không mã hóa cho aa (UAA, UAG, UGA) được gọi là codon vô nghĩa hay codon kết thúc
(stop codon)
- Mã di truyền có tính “suy thoái”: một aa có nhiều codon mã hóa chỉ trừ methionin và tryptophan chỉ
có một codon
- Codon đồng nghĩa mã hóa cho cùng một aa thường có 2 base đầu tiên giống nhau, nhưng khác nhau ở
nucleotide thứ 3
- Trừ một số ngoại lệ, mã di truyền có tính phổ biến cho tất cả sinh vật.
- Một codon chỉ mã hóa cho một loại aa, trường hợp ngoại lệ là AUG vừa mã hóa cho Met nội, vừa mã
hóa cho aa mở đầu N-formyl Methionin trong tế bào nhân nguyên thủy hoặc methionin trong tế bào
nhân thật.
Sự khác biệt trong phiên mã ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân thật
Tế bào nhân nguyên thủy Tế bào nhân thật
Chỉ có 1 loại ARN polymerase chịu trách
nhiệm tổng hợp tất cả các loại ARN
Có 3 loại ARN polymerase:
- ARN polymerase I tổng hợp rARN
- ARN polymerase II tổng hợp mARN
- ARN polymerase III tổng hợp các loại
ARN kích thước nhỏ, tARN, ARN 5S
mARN thường chứa thông tin nhiều gen
nối tiếp nhau (polycistron)

Tế bào nhân nguyên thủy Tế bào nhân thật
Chỉ có 1 loại ARN polymerase chịu trách
nhiệm tổng hợp tất cả các loại ARN
Có 3 loại ARN polymerase:
- ARN polymerase I tổng hợp rARN
- ARN polymerase II tổng hợp mARN
- ARN polymerase III tổng hợp các loại
ARN kích thước nhỏ, tARN, ARN 5S
Tế bào chất Nhân
Bài 4. SINH TỔNG HỢP PROTEIN
1. Cấu tạo của các tiểu đơn vị ribosom ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân thật.
- Ribosom ở tế bào nhân nguyên thủy: gồm 2 tiểu đơn vị:
+ Tiểu đơn vị lớn: gồm 2 phân tử rARN (23S và 5S) và 34 phân tử protein.
+ Tiểu đơn vị nhỏ: có 1 rARN 16S và 21 phân tử protein
+ rARN có cấu trúc không gian phức tạp do nhiều đoạn bắt cặp với nhau nhờ có trình tự
nucleotide bổ sung.
- Ribosom ở tế bào nhân thật: gồm 2 tiểu đơn vị, cấu tạo bởi rARN và protein:
+ Tiểu đơn vị lớn: gồm 3 phân tử rARN (28S, 5.8S và 5S) và 45 phân tử protein.
+ Tiểu đơn vị nhỏ: có 1 rARN 18S và 33 phân tử protein
2. Quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra như thế nào ở E.coli .
- Khi ribosom đầu tiên dịch mã mARN được một đoạn, các ribosom khác có thể tiếp tục gắn vào phía
trước để dịch mã.
- Khoảng 15-20 ribosome có thể gắn cùng lúc trên mARN.
- Các ribosome xếp thành chuỗi trên mARN tạo nên cấu trúc polyribosome hay còn gọi là polysome.
3. Cấu trúc của mARN hoàn chỉnh ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân thật.
Thông tin di truyền là một trình tự thẳng của của các base nu tạo thành các codon trên mARN trong
đó lần lượt chứa các vùng sau:
+ Vùng không mã ở đầu 5’ được gọi là trình tự dẫn bao gồm một trình tự bổ sung với rARN của
ribosom để gắn ribosom vào mARN. Các trình tự dẫn đầu 5’ rất khác nhau về độ dài ở các loại
mARN khác nhau, nhìn chung, ở các tế bào nhân thật đều dài hơn ở tế bào nhân nguyên thủy.

thành liên kết peptid.
- tARN-aminoacyl synthetase:
+ Chỉ có một loại tARN-aminoacyl synthetase cho một loại acid amin. Có 20 loại acid amin khác
nhau cấu trúc nên cần phải có tới 20 loại tARN-aminoacyl synthetase khác nhau.
+ Sự nhận diện chính xác tARN của synthetase thông qua việc nhận diện anticodon. Enzyme
tARN-aminoacyl synthetase phải phù hợp và chọn đúng tARN: tARN chỉ đúng cho một synthetase
thì được gọi là tARN duy nhất. Các loại tARN liên quan đến cùng một aa thì được gọi là tARN
đồng nhận.
+ Bước đọc sửa sai chỉ được thực hiện ở giai đoạn aminoacyl hóa bởi chính enzyme tARN-
aminoacyl synthetase.
5. Hai bước aminoacyl hóa.
Bước 1: Hình thành aminoacyl-adenylate hoạt hóa:
- Acid amin phản ứng với ATP có enzyme xúc tác để tạo thành aminoacyl adenylate hoạt hóa.
- Pyrophosphat tạo ra bị thủy giải thành 2 phân tử phosphat vô cơ. Phản ứng này tạo ra một năng
lượng thủy giải tự do tương đối cao, đẩy phản ứng theo chiều tạo aminoacyl-AMP trung gian.
Bước 2: Hình thành aminoacyl-tARN: Aminoacyl-AMP được chuyển tới phân tử tARN tương ứng
bằng synthase.
6. Các tARN và các codon khởi đầu.
- Trình tự mã của phân tử mARN được khởi đầu với bộ ba AUG, rất hiếm hoi các bộ ba khác (AUU,
UUG) hoạt động như bộ ba khởi đầu.
- Chỉ có một codon mã hóa cho Met nhưng trong tế bào chất lại hiện diện 2 loại tARN có khả năng
mang Met đến kết hợp với codon đó ở nhân nguyên thủy:
+ tARNm
Met
kết hợp với codon AUG nằm giữa phân tử mARN, có nhiệm vụ gắn Met vào chuỗi
polypeptide
+ tARNi
Met
kết hợp với codon AUG khởi động, gắn Met mở đầu vào chuỗi polypeptide.
Ở vi khuẩn, tARNi

- Đầu tận cùng 3’ của rARN 18S (tương đương với rARN 16S ở vi khuẩn) không có trình tự CCUCC.
- Bộ ba AUG có thể chỉ là bộ ba mã hóa bình thường nhưng cũng có thể là bộ ba khởi đầu.
- ARN ở nhân thật là monocistron, chúng chỉ chứa một trình tự mã hóa và khởi đầu, thường xảy ra ở bộ
ba khởi đầu AUG trong mARN.
- Ở nhân thật Met-tARNi
Met
phải được gắn kết trước vào tiểu đơn vị 40S. Điều đó cho thấy rằng đối mã
(CAU) trên tARN-khởi đầu đã nhận ra AUG trong khi 40S đang quét trên mARN.
- Kozak xây dựng mô hình khởi đầu sinh tổng hợp protein ở tế bào nhân thật:
+ Trước tiên đơn vị 40S của ribosom gắn vào đầu tận cùng của mARN, sau đó di chuyển dọc theo
mARN tới khi gặp bộ ba khởi đầu AUG.
+ Năng lượng cho sự di chuyển lấy từ sự thủy phân ATP và sự tương tác khởi đầu với mARN có
thể liên quan tới cấu trúc chóp 5’ (CAP).
+ 95% các trường hợp khởi đầu nhân thật xảy ra tại bộ ba khởi đầu AUG, hầu như không dùng tới
GUG.
9. Diến biến quá trình khởi đầu dịch mã ở tế bào nhân thật.
Kozak xây dựng mô hình khởi đầu sinh tổng hợp protein ở tế bào nhân thật:
- 40S gắn với CAP và gắn tiếp với các yếu tố khởi đầu eIF2 và eIF3
- 40S gắn với Met-tARNi
- 40S quét dọc theo mARN dò tìm AUG và cần năng lượng ATP để tháo xoắn nút kẹp tóc
- 40S-eIF2-GTP-Met-tARNiMet-eIF3 tương tác với 60S để bắt đầu dịch mã.
10. Sự nối dài của quá trình dịch mã ở tế bào nhân thật và nhân nguyên thủy.
11. Diến biến kéo dài chuỗi peptide ở tế bào nhân thật và nhân nguyên thủy.
- Quá trình phiên mã trên mARN được nối dài theo hướng 5’->3’, chuỗi polypeptide được bắt đầu
tổng hợp ở đầu tận cùng –N. Quá trình này giống nhau ở tế bào nhân và nhân nguyên thủy.
- Sự nối dài có nhiều chu kì.
- Sự nối dài cần đến các yếu tố nối dài.
+ Ở vi khuẩn, các yếu tố này là EF-Tu, EF-Ts, EF-G.
+ Ở tế bào nhân thật: EF-1α (tương ứng với EF-Tu), EF-2 (tương ứng với EF-G)
- Trên ribosom có 2 vị trí A và P:

đến mức độ chính xác của sự chuyển vị.
Đặc điểm chuyển vị trong quá trình nối dài dịch mã.
- Bước chuyển vị cuối cùng của giai đoạn nối dài cần một yếu tố nối dài khác là EF-G hoặc EF-2 và
GTP. GTP thủy phân thành GDP và Pi.
- Sự chuyển vị có 3 hiện tượng xảy ra đồng thời:
+ tARN vận chuyển xong được tách khỏi vị trí P
+ Peptidyl-tARN di chuyển từ vị trí A sang vị trí P.
+ Ribosom chuyển dịch theo từng bộ ba trên mARN, do đó bộ ba tiếp theo được đưa vào gióng hàng
với vị trí A.
- Quá trình chuyển vị nối dài sẽ được lặp lại cho đến khi có một bộ ba kết thúc xuất hiện tại vị trí A.
- Vai trò của GTP trong quá trình nối dài chưa rõ ràng. Sự thủy phân GTP cung cấp năng lượng cho
việc tạo nên liên kết peptid và cho bước chuyển vị, nhưng nó có thể liên quan một cách không ổn định
đến mức độ chính xác của sự chuyển vị.
12. Kết thúc dịch mã và các yếu tố kết thúc dịch mã.
- Chu trình dịch mã thực hiện thêm khoảng 15aa/giây vào mạch polypeptide. Chu trình được chấm
dứt khi trải qua codon kết thúc là UAA, UAG và UGA.
- Ở bước kết thúc, các mã kết thúc không có anticodon. Thay vào đó là các yếu tố kết thúc (RF) làm
kết thúc quá trình dịch mã.
- Ở vi khuẩn có 3 yếu tố phóng thích: RF-1 (cho UAA hoặc UAG), RF-2 (cho UAA hoặc UGA),
RF-3 (Kích thích RF-2 và RF1). Ở đây còn cần yếu tố nối dài EF-G và yếu tố phóng thích ribosom
(RRF) chuyên biệt.
- Ở tế bào nhân thật chỉ có một yếu tố phóng thích eRF.
Vi khuẩn E.coli Tế bào nhân thật
RF-1 (cho UAA hoặc UAG) eRF (phù hợp với cả 3 stop
codon)
RF-2 (cho UAA hoặc UGA)
RF-3 (Kích thích RF-2 và RF1)
- Sự kết thúc liên quan đến việc phân giải liên kết giữa acid amin cuối cùng của chuỗi peptid mới
sinh và tARN cuối cùng. Phản này được xúc tác bởi enzyme peptidyl transferase của ribosom và
đòi hỏi GTP. Nhờ đó polypeptide hoàn chỉnh được phóng thích.

và 5S) và 34 phân tử protein.
+ Tiểu đơn vị nhỏ: có 1 rARN 16S và 21 phân
tử protein
+ Tiểu đơn vị lớn: gồm 3 phân tử rARN (28S,
5.8S và 5S) và 45 phân tử protein.
+ Tiểu đơn vị nhỏ: có 1 rARN 18S và 33 phân
tử protein
Dịch mã xảy ra ngay khi đang phiên mã nên
tốc độ tổng hợp protein nhanh
Dịch mã xảy ra khi phiên mã hoàn tất nên tốc
độ tổng hợp protein chậm, dịch mã xảy ra
trong tế bào chất còn phiên mã diễn ra trong
nhân
mARN:
+ không có chóp ở đầu 5’
+ trình tự dẫn đầu 5’(5’UTR) ngắn hơn
+ có nhiều vùng mã hóa (polycistron)
+ trình tự không dịch mã ở đầu tận cùng
3’(3’UTR) không có đuôi poly(A)
+ có chóp ở đầu 5’ là 7-methyl Guanosine
triphosphat
+ trình tự dẫn đầu 5’(5’UTR) dài hơn
+ có 1 vùng mã hóa (monocistron)
+ trình tự không dịch mã ở đầu tận cùng
3’(3’UTR) có đuôi poly(A)
tARN:
+ Số lượng: 30-40
+ Codon khởi đầu: AUG (GUG)
+ Acid amin mở đầu: Formyl-methionin
+ tARN khởi đầu: tARNfMet

Khởi đầu chuỗi peptide:
+ 30S nhận diện được đúng codon khởi đầu
của mARN nhờ trình tự Shine-Dalgarno là
trình tự polypurin ngắn ở đầu 5’ của mARN
bổ sung với trình tự giàu pyrimidin ở đầu 3’
của rARN 16S
+ Diễn biến của quá trình khởi đầu dịch mã:
• 30S gắn với IF1và IF3 tạo thành
phức [30S-IF1-IF3] sau đó gắn vào trình
tự SD
• IF2 tạo phức 3 yếu tố với GTP và
tARN khởi đầu là [IF2-GTP-fMet-
tARNifMet], phức này sau đó gắn vào
phức [30S-IF3-mARN-IF1]
• 50S gắn vào 30S để bắt đầu quá
trình dịch mã
+ 40S nhận diện được đúng codon khởi đầu
của mARN nhờ nút kẹp tóc ở đầu 5’ của
mARN
• 40S gắn với CAP và gắn tiếp với
các yếu tố khởi đầu eIF2 và eIF3
• 40S gắn với Met-tARNi
• 40S quét dọc theo mARN dò tìm
AUG và cần năng lượng ATP để tháo xoắn
nút kẹp tóc
• Phức [40S-eIF2-GTP-Met-
tARNiMet-eIF3] tương tác với 60S để bắt
đầu dịch mã.
Nối dài: Các yếu tố nối dài:
+ EF-Tu: Mang các aminoacyl-tARN tới vị trí

GTP -> GDP + Pi, kết hợp với EF-2
GTP -> GDP + Pi
Bài 5. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN
1. Các giai đoạn điều hòa quá trình tổng hợp protein.
- Thời kì chuẩn bị sao chép bộ gen
- Phiên mã nghĩa là sinh tổng hợp các ARN.
- Thời kì kết thúc- dịch mã tạo ra những phân tử protein.
2. Định nghĩa điều hòa dương, điều hòa âm của quá trình sao chép.
- Kiểm soát dương: là sự tích lũy chất hoạt hóa cho đến ngưỡng đủ để khởi động một chu trình sao
chép mới, cần thiết cho sự cân bằng với việc nhân đôi của sinh khối tế bào.
- Kiểm soát âm: Khi chất kiềm hãm cần được tổng hợp một cách giới hạn tiếp ngay khi bắt đầu chu
trình sao chép trước (vì có thể là sản phẩm của gen điều hòa nằm gần vị trí bắt đầu sao chép ->phiên
mã theo sự sao chép).
3. Operon là gì? Sinh vật nào có operon?
- Operon là đơn vị phiên mã bao gồm tối thiểu là vùng khởi động và các gen mã hóa mARNcho một
hay vài chuỗi polypeptide.
- Sinh vật có operon:
4. Phân biệt protein ức chế và protein hoạt hóa.
Protein ức chế
(Repressor)
Protein hoạt hóa
(Activator)
Gen mã hóa Gen có thể ức chế Gen có thể cảm ứng
Vị trí gắn Operator Activator-binding site
Chức năng Ngăn cản sự phiên mã Tăng cường phiên mã
Cơ chế kiểm soát Âm Dương
5. Phân biệt kiểm soát âm và kiem soát dương trong điều hòa phiên mã.
Kiểm soát âm Kiểm soát dương
Protein liên quan Repressor (chất ức chế) Activator (chất hoạt hóa)
Vùng trình tự ADN để

repressor.
# Phức hợp allolactose- repressor không thể gắn lâu vào operator nên operator được giải phóng
# ARN-polymerase có thể đọc operator để phiên mã các gen cấu trúc trên operon.
+ Khi môi trường không có lactose: repressor vừa tổng hợp được giải phóng khỏi allolactose có
thể gắn vào operator, ngăn cản sự phiên mã các gen cấu trúc của lac operon.
8. Vai trò của operon điều hòa.
- Operon điều hòa thường xuyên sinh ra các protein ức chế (repressor) ở mức độ thấp vì có promoter
kém hiệu suất.
- Repressor có thể gắn hay không gắn vào operator để điều hòa sự phiên mã.
- Ví dụ:
+ Khi môi trường không có lactose: repressor gắn vào operator, ngăn cản sự phiên mã các gen cấu
trúc của lac operon.
+ Khi môi trường có lactose: repressor gắn chất cảm ứng là allolactose không còn gắn được trên
operator nên sự phiên mã xảy ra.
9. Bản chất của chất biến dị lập thể.
- Sự thay đổi cấu hình trong phân tử protein do một phân tử khác gắn vào gọi là sự biến hình dị lập thể.
- Ví dụ:Allolactose là chất cảm ứng của lac operon, gắn vào repressor làm thay đổi cấu hình của
repressor và làm thay đổi vị trí gắn của repressor vào operator.
10. Kiểm soát ức chế âm. Vai trò của ức chế gốc và đồng ức chế.
Kiểm soát ức chế âm trong tổng hợp acid amin tryptophan. Tryptophan được tổng hợp theo 5 bước,
mỗi bước được xúc tác bởi một enzyme đặc hiệu. Các gen đáp ứng cho 5 enzyme nằm trên một
operon.Cơ chế kiểm soát như sau:
- Gen điều hòa sản sinh ra một loại protein không chức năng gọi là chất ức chế gốc (aporepressor).
- Khi tryptophan sản xuất dư thừa trở thành chất đồng ức chế (corepressor)gắn vào chất ức chế gốc
(aporepressor) tạo thành phức hợp ức chế chức năng(repressor). Phức hợp ức chế chức năng gắn vào
operator và ức chế sự phiên mã của 5 gen cấu trúc trên operon.
- Khi nồng độ tryptophan giảm xuống, tryptophan tách khỏi chất ức chế gốc và chất ức chế gốc rời
khỏi operator thì ARN-polymerase phiên mã tạo mARN.
11. Hiệu ứng glucose (glucose effect).
- Khi có mặt glucose thì vi khuẩn E.coli không cần thiết phải phân giải một loại đường nào khác và các

Trích đoạn .Đặc điểm của vecto phage Lambda

---