Đề tài Ribosome

Bài thuyết trình về Ribosome Thành viên nhóm: Đặng Thành Sang Mai Hưng Kiên Đặng Trường Nguyễn Nguyễn Hữu Phúc Lời mở đầu Giới thiệu về ribosome Đặc điểm cấu tạo ribosome Các vị trí gắn tRNA trên ribosome Các kênh của ribosome Khái niệm polyribosome Ribozyme và self-splicing I.Giới thiệu về ribosome Ribosome còn gọi là hạt Palad,được Palade mô tả đầu tiên vào năm 1953 Là bào quan có mặt trong tất cả các tế bào sinh vật sống Đảm nhiệm chức năng thực hiện sinh tổng hợp protein của tế bào Nằm tự do trong tế bào chất hoặc bám trên màng của mạng lưới nội chất Hình ribosome Hình ribosome II.Đặc điểm cấu tạo ribosome 1.Đặc điểm hình thái và vị trí: Là những khối hình cầu hay hình trứng,đường kính 150Ao Nằm tự do rải rác trong tế bào chất hay hoặc dính trên mặt ngoài của mạng lưới nội sinh chất Hình ảnh sự phân bố ribosme trên lưới nội chất (3)lưới nợi chất (5)ribosome Hình ảnh ribosome ở dạng tự do( free ribosome) Ribosome tự do có mặt trong mọi tế bào và còn có trong ti thể và lục lạp của tế bào eukaryote Nhiều ribosome tự do có thể bám vào một mRNA tạo thành ribosome tự do Ribosome dính trên lưới nội chất hoặc màng nhân không có ở tế bào prokaryote 2.Thành phần cấu tạo: Ribosome được cấu tạo bởi ít nhất 3 phân tử RNA và trên 50 protein khác nhau Khối lượng phân tử là 2,5MDa (megadalton) đối với ribosome của prokaryote,và 4,2MDa đối với ribosome của Eukaryote Được cấu tạo bởi 2 đơn vị nhỏ gọi là 2 tiểu phần (tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ) có độ lắng và kích thước khác nhau,gắn với nhau nhờ ion Mg++ Hình tiểu đơn vị lớn (1) kết hợp vừa vặn với tiểu đơn vị nhỏ (2) Cấu trúc ribosome với tiểu đơn vị nhỏ(A) và tiểu đơn vị nhỏ(B).Mặt cắt bên và trước (1) Đầu (2) Phần trung tâm (3) Chân (4) Rãnh (5) trung tâm tổng hợp (6) Lưng (7) Tay (8) Mặt Hai tiểu đơn vị Tiểu đơn vị lớn chứa trung tâm peptidyl transferase chịu trách nhiệm cho việc hình thành cầu nối peptide Tiểu đơn vị nhỏ chứa trung tâm giải mã,là nơi các tRNA đã được gắn amino acid đọc và giải mã các codon Các vùng liên kết RNA trên tiểu phần lớn của ribosome -Trong quá trình dịch mã,tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ liên kết với nhau và với mRNA Hình tiểu đơn vị lớn,đơn vị nhỏ,mRNA . Mỗi tiểu đơn vị đều được cấu tạo bởi các RNA ribosome (rRNA) và các protein ribosome: a) rRNA: Là thành phần chủ yếu,chiếm khoảng 65%,có kích thước khác nhau Chiếm tỉ lệ cao trong tế bào khoảng 80% tổng RNA của tế bào Cùng với protein cấu tạo nên ribosome Các rARN có vai trò trong sự liên kết hai đơn vị nhỏ với nhau cũng như liên kết với rARN khác Các ribosome có các rRNA khác nhau Eukaryote:ribosome có hệ số lắng khi li tâm là 80S, gồm hai đơn vị : Tiểu đơn vị lớn(60S) có rRNA: 28S; 5,8S; 5S Tiểu đơn vị nhỏ(40S) có rRNA: 18S Prokaryote và lục lạp, ty thể có hệ số lắng khi ly tâm là 70S, gồm 2 đơn vị Đơn vị lớn (50S): có loại rRNA 23S ; 5S Đơn vị nhỏ (30S): có rRNA 16S Hình .Ribosome tách thành các tiểu phần. Hình .Các tiểu phần kết hợp với nhau tạo thành Ribosome hoạt động Hình. So sánh Ribosome ở Bacteria và ở (Eukaryotic ribosome) RNA ribosom có cấu trúc bậc I (mạch thẳng) và cấu trúc bậc hai Trong ribosome, các rRNA tồn tại ở dạng cấu trúc bậc hai Là một sợi xoắn có nhiều vùng liên kết đôi theo nguyên tắc bổ sung Hình ảnh rRNA cấu tạo nên ribosome b) Protein ribosome Đóng vai trò là giá đỡ giúp tăng khả năng xúc tác phản ứng của rRNA Protein ribosome có vai trò trạo nên các vùng liên kết của của ribosome(vùng A,vùng P,vùng liên kết với mARN) Nói cách khác, ribosome được coi là một ribozyme xúc tác hình thành liên kết peptide 3.Thành phần hóa học: Bằng phương pháp phân tích hóa học , người ta xác định thành phần hóa học ribosome: rRNA ,các enzyme,các protein cấu trúc và nước Ribosome 70S chứa 50% nước,rRNA bằng 63% trọng lượng khô,protein bằng 37% trọng lượng khô Bibosome 80S chứa 80% nước,rRNA bằng 50% trọng lượng khô,protein bằng 50% trọng lượng khô Ngoài những thành phần nói trên,trong ribosome còn có các ion Mg++,Ca++ ,các enzym như ribonuclease,deoxynuclease ở dạng không hoạt tính, leuxinamino peptidase, β-galactoridase ,các enzyme photphat bazo và acid 4.Chức năng: Là nơi tổng hợp protein Ribosome dạng tự do tổng hợp protein dạng hòa tan Ribosome dính trên lưới nội chất tổng hợp protein đóng gói như tiêu thể,kháng thể,hoocmon… III.Các vị trí gắn tRNA trên ribosome Trên ribosome chứa ba vị trí gắn tRNA là vị trí A, P và E: A là vị trí gắn aminoacyl-tRNA (tRNA có mang amino acid) P là vị trí gắn peptidyl-tRNA (tRNA có mang chuỗi polypeptide) E (exit) là vị trí gắn tRNA mà được phóng thích sau khi chuỗi polypeptide được chuyển sang aminoacyl-tRNA Hình. Các thành phần chức năng của ribosome IV.Các kênh của ribosome Là các kênh cho phép mRNA đi vào và đi ra khỏi ribosome Kênh cho phép chuỗi polypeptide mới sinh đi ra khỏi ribosome mRNA đi vào và đi ra khỏi trung tâm giải mã của ribosome thông qua hai kênh hẹp tại tiểu đơn vị nhỏ kênh vào có chiều rộng chỉ đủ cho RNA không bắt cặp đi qua Một kênh xuyên qua tiểu đơn vị lớn tạo lối thoát cho chuỗi polypeptide mới được tổng hợp Kích thước của kênh đã hạn chế được sự gấp của các chuỗi polypeptide đang tổng hợp Vì vậy, protein chỉ có thể hình thành cấu trúc bậc ba sau khi nó được giải phóng khỏi ribosome V.Khái niệm polyribosome Mỗi mRNA có thể được dịch mã đồng thời bởi nhiều ribosome Một mRNA mang nhiều ribosome được xem là polyribosome hay polysome Khoảng cách giữa các ribosome là 50- 150Å Mỗi chuỗi có từ 5 - 70 ribosome (theo Rich, 1963-1964) Hình:polyribosome gắn trên mRNA Hình :Polyribosome VI. Ribozyme và self- splicing Vào 1981, phát minh về vai trò xúc tác của một số phân tử RNA đã làm đảo lộn quan điểm về chất này Các phân tử rRNA của các loài nguyên sinh động vật, lúc đầu được tổng hợp với một số lượng lớn tiền chất, từ số các rRNA này sẽ có một được tạo ra bằng cách tự cắt nối (self - splicing) - Phản ứng self-splicing trong đó trình tự intron tự xúc tác quá trình tự cắt rời khỏi phân tử rRNA ở loài Tetrahymena qua 2 bước: Phản ứng được bắt đầu khi nucleotide G gắn vào trình tự intron, đồng thời cắt mạch RNA Đầu 3’ của RNA mới vừa được tạo ra gắn vào đầu bên kia của intron hoàn thành phản ứng nối liền Hình. Hoạt động cắt intron và nối exon trên mRNA Trình tự intron dài 400 nucleotide đã được tổng hợp trong ống nghiệm và nó cuộn lại tạo phức hợp bề mặt có hoạt tính tương tự enzyme trong các phản ứng với các RNA khác Các RNA có khả năng tự xúc tác được gọi là ribozyme Tóm lại Ribosome là những nhà máy sản xuất protein của tất cả các tế bào sống Chúng giữ các thiết bị cần thiết để đọc mã gen và chuyển chúng thành những cấu trúc protein cụ thể Bên trong mỗi tế bào, hàng chục nghìn ribosome tạo ra các protein với tốc độ và sự chính xác đáng kinh ngạc Chúng là các cấu trúc cổ điển và ít biến đổi giữa các dạng sự sống khác nhau. Xin chân thành cám ơn các bạn đã chú ý lắng nghe !