Dịch mã và tổng hợp protein

Mã di truyền

• Mô tả: mối liên hệ giữa trình tự nucleotide của DNA (hoặc mRNA) và trình tự acid amin tương ứng của một protein
• Codon
  • Codon: trình tự gồm ba nucleotide (một bộ ba) của mRNA mã hóa cho một acid amin (AA) cụ thể
  • Anticodon: trình tự gồm ba nucleotide trong tRNA bổ sung với codon trên mRNA
  • Codon và anticodon luôn bắt cặp theo chiều song song ngược chiều.
  • Có 64 tổ hợp codon: 61 codon mã hóa cho 20 acid amin (bao gồm cả codon khởi đầu), và 3 codon kết thúc
  • Các codon đáng lưu ý
    • Codon khởi đầu: AUG (nằm ở đầu 5' của mRNA), khởi đầu quá trình dịch mã mRNA
      • Sinh vật nhân thực: mã hóa cho methionine-tRNA (mỗi polypeptide ban đầu đều bắt đầu bằng methionine, amino acid này thường bị loại bỏ trong quá trình dịch mã)
      • Sinh vật nhân sơ: mã hóa cho N-formylmethionine (fMet; kích thích sự hóa ứng động của bạch cầu trung tính).
    • Codon kết thúc: UGA, UAG, hoặc UAA kết thúc quá trình dịch mã

Đặc điểm của mã di truyền
Đặc điểm	Mô tả	Ngoại lệ
Tính không mơ hồ (mã di truyền)	Codon chỉ đặc hiệu cho duy nhất một axit amin (AA)
Tính không có dấu phẩy, không chồng lấp (mã di truyền)	Mỗi codon của mRNA được dịch mã liên tục theo chiều 5' đến 3' trong một khung đọc mở (ORF) Bắt đầu từ codon khởi đầu và kết thúc tại codon kết thúc	Hầu hết các virus
Tính dư thừa, tính thoái hóa (mã di truyền)	Mã di truyền có tính dư thừa, nghĩa là hầu hết các axit amin (AA) được mã hóa bởi nhiều hơn một codon. Giúp giảm mức độ tổn thương gây ra bởi các đột biến DNA. Do hiện tượng lắc lư (wobble) của tRNA: Một số phân tử tRNA có khả năng nhận biết nhiều codon thông qua một mức độ linh hoạt nhất định (lắc lư) trong sự bắt cặp giữa nucleotide thứ ba của codon với nucleotide thứ nhất của anticodon. Vị trí lắc lư nằm ở đầu 5' của anticodon (vị trí thứ 3 của codon), thường chứa inosine thay vì các nucleotide thông thường Hypoxanthine bắt cặp không đặc hiệu với uracil, adenine và cytosine tại đầu 3' của codon. Inosine tạo ra các cặp bazơ lắc lư. Trong hầu hết các trường hợp, các codon chỉ khác nhau ở vị trí thứ ba sẽ mã hóa cho cùng một axit amin hoặc tRNA, vì vậy sự bắt cặp bazơ đặc hiệu cao chỉ cần thiết cho hai vị trí đầu tiên của codon mRNA.	Methionine (AUG) Tryptophan (UGG)
Tính phổ quát (mã di truyền)	Hầu hết tất cả các sinh vật đều sử dụng cùng một mã di truyền (không tiến hóa) Gần như tất cả các sinh vật đều dịch mã DNA và RNA thành các trình tự axit amin của protein	Ti thể Mycoplasma Một số loại nấm men Vi khuẩn cổ (Archaebacteria)

Cách nhớ các codon kết thúc (UAA, UGA, UAG): U Are Away, U Go Away, và U Are Gone.

Cách nhớ codon khởi đầu: AUG AUthorizes Growth.

• Mô tả: sự gắn tRNA với amino acid (AA) tương ứng
• Các enzyme liên quan: aminoacyl-tRNA synthetase
  • Một nhóm các enzyme đặc hiệu cho tRNA, xúc tác cho quá trình sạc tRNA
  • Có ít nhất một synthetase cho mỗi amino acid tạo protein.
• Cơ chế phản ứng
  1. AA + ATP → aminoacyl-AMP + PPi
  2. tRNA + aminoacyl-AMP → aminoacyl-tRNA + AMP
• tRNA bị gắn sai amino acid
  • Các AA được kiểm tra trước và sau khi gắn vào tRNA bởi aminoacyl-tRNA synthetase. Nếu một AA không chính xác gắn vào tRNA, liên kết này sẽ bị thủy phân.
  • Bất kỳ tRNA nào bị gắn sai sẽ chèn sai AA vào chuỗi polypeptide, đó là lý do tại sao AA-tRNA synthetase đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn chính xác AA

Quá trình dịch mã diễn ra theo ba giai đoạn trong một ribosome chức năng: khởi đầu, kéo dài và kết thúc. Quá trình này yêu cầu có mRNA, tRNA và rRNA.

Các vị trí gắn của ribosome

• Xem “Ribosome” để biết thêm chi tiết.
• Ribosome được cấu tạo từ rRNA và các protein tạo thành các tiểu đơn vị.
  • Tiểu đơn vị nhỏ: tiểu đơn vị 40S ở sinh vật nhân thực, tiểu đơn vị 30S ở sinh vật nhân sơ
  • Tiểu đơn vị lớn: tiểu đơn vị 60S ở sinh vật nhân thực, tiểu đơn vị 50S ở sinh vật nhân sơ
• Vị trí gắn cho mRNA nằm trên tiểu đơn vị ribosome nhỏ.
• Cả hai tiểu đơn vị ribosome cùng tạo nên các vị trí gắn cho tRNA.
  • Vị trí Aminoacyl (vị trí A)
  • Vị trí Peptidyl (vị trí P)
  • Vị trí Thoát (vị trí E)
• Do chiều dài của hầu hết các mRNA, nhiều hơn một ribosome có thể gắn vào chúng, cho phép tổng hợp nhiều chuỗi polypeptide cùng một lúc = polysome (đa ribosome).

Sinh vật nhân thực có các tiểu đơn vị ribosome số chẵn (40S + 60S → 80S).
Sinh vật nhân sơ có các tiểu đơn vị ribosome số lẻ (30S + 50S → 70S).

Để nhớ các vị trí gắn, hãy nghĩ về một bữa tiệc "APE" đang phát triển (Growing APE party):
• Growing (Phát triển) = GTP đóng vai trò là nguồn năng lượng
• A site: Arrival (Đến) cùng với Aminoacyl-tRNA
• P site: Party (Bữa tiệc) của các Peptide
• E site: party Ends (Kết thúc) và Empty (Trống rỗng); tRNA Exits (Thoát ra)

Giai đoạn khởi đầu

• Mô tả: sự lắp ráp các ribosome chức năng với sự hỗ trợ của các yếu tố khởi đầu (IFs) và sự nhận diện codon khởi đầu (AUG) trên mRNA trưởng thành bởi tRNA khởi đầu methionyl (met-tRNA)
• Quá trình
  1. Initiator met-tRNA, yếu tố khởi đầu 2 ở sinh vật nhân thực (eIF2), và GTP gắn vào tiểu đơn vị ribosome nhỏ để tạo thành phức hợp tiền khởi đầu (ban đầu là phức hợp tiền khởi đầu 43S).
     • eIF2: một G-protein nhỏ
       • Gắn với initiator met-tRNA (phức hợp tam phân) và tạo thành phức hợp khởi đầu cuối cùng bằng cách thủy phân GTP thành GDP
       • Được chuyển đổi ngược lại thành dạng gắn GTP bởi yếu tố trao đổi nucleotide guanine eIF2B
  2. mRNA được nhận diện bởi eIF4 và gắn vào phức hợp tiền khởi đầu, dẫn đến sự hình thành phức hợp tiền khởi đầu 48S; eIF4 nhận diện mRNA
     • Thường là tại mũ 5' ở sinh vật nhân thực
     • Đôi khi tại vị trí xâm nhập ribosome nội bào (IRES)
       • Một vị trí trên mRNA cho phép khởi đầu dịch mã mà không cần mũ 5'
       • Thường nằm ở vùng 5' UTR (đặc biệt là ở các virus RNA như poliovirus), nhưng có thể nằm ở nhiều vị trí trong mRNA và cũng xuất hiện ở sinh vật nhân thực
     • Initiator met-tRNA nhận diện codon khởi đầu (thường là bộ ba AUG đầu tiên sau mũ 5' của mRNA) và gắn vào vị trí P.
     • Trình tự Shine-Dalgarno: vị trí gắn ribosome có trong mRNA của sinh vật nhân sơ, cho phép khởi đầu tổng hợp protein bằng cách căn chỉnh codon khởi đầu và ribosome
       • Thường tìm thấy cách codon khởi đầu khoảng 8 base về phía thượng nguồn (upstream)
       • Phổ biến ở vi khuẩn
     • Trình tự Kozak: một trình tự nucleotide đặc hiệu trong mRNA được ribosome nhận diện trong quá trình khởi đầu dịch mã
       • Là vị trí khởi đầu của hầu hết mRNA sinh vật nhân thực
       • Điều hướng phức hợp tiền khởi đầu và tiểu đơn vị ribosome nhỏ đến vị trí khởi đầu dịch mã (codon khởi đầu)
       • Đột biến trong trình tự Kozak → lắp ráp thất bại → khởi đầu thất bại → sản xuất protein sai hoặc giảm ['31459]
  3. Thủy phân GTP cung cấp năng lượng để giải phóng eIF2, cho phép tiểu đơn vị ribosome lớn và nhỏ lắp ráp thành một ribosome chức năng (phức hợp khởi đầu cuối cùng; 80S ở sinh vật nhân thực, 70S ở sinh vật nhân sơ).

Giai đoạn kéo dài

• Chiều của các quá trình
  • mRNA được đọc theo chiều 5' đến 3'
  • Sự kéo dài diễn ra theo chiều từ đầu N đến đầu C: Đầu N của protein đang phát triển cũng là đầu rời khỏi ribosome trước.
• Quá trình
  • Initiator met-tRNA nằm tại vị trí P, hoặc một aminoacyl-tRNA phù hợp trước đó đã gắn tại đó.
  • Một phức hợp aminoacyl-tRNA với yếu tố kéo dài 1 ở sinh vật nhân thực (eEF1) thủy phân GTP, từ đó giải phóng eEF1 và GDP, cung cấp năng lượng cho aminoacyl-tRNA gắn vào vị trí A (anticodon khớp với codon của mRNA).
  • Chuỗi polypeptide được kéo dài bằng cách thêm từng acid amin (AA) thông qua các liên kết peptide giữa các AA gắn tại vị trí A và vị trí P (thông qua tRNA).
  • Liên kết được tạo ra bởi phản ứng khử nước được xúc tác bởi peptidyl transferase vốn là thành phần nội tại của rRNA (“ribozyme”) của phức hợp lớn
  • Sự chuyển vị ribosome
    • Ribosome di chuyển một bộ ba dọc theo mRNA theo chiều 3'.
      • Năng lượng được lấy từ sự thủy phân GTP được xúc tác bởi eEF2.
    • Sau khi chuyển vị, tRNA từng ở vị trí A giờ nằm ở vị trí P, và tRNA từng ở vị trí P giờ nằm ở vị trí E.
      • Vị trí A lại trống và có thể gắn với một aminoacyl-tRNA mới (trong phức hợp với eEF1/GTP).
      • Một peptidyl-tRNA hiện diện tại vị trí P cùng với chuỗi peptide đang kéo dài.
      • tRNA không mang acid amin nằm ở vị trí E.
    • tRNA không mang acid amin được giải phóng khỏi vị trí E.

Giai đoạn kết thúc

• Một yếu tố giải phóng nhận diện codon kết thúc, dừng quá trình dịch mã và phân cắt thủy phân các liên kết peptidyl-tRNA (cần GTP), dẫn đến sự giải phóng protein.

ATP dùng để hoạt hóa (nạp) tRNA và GTP dùng để "nắm giữ" (gripping) tRNA và "di chuyển" (going) qua ribosome (chuyển vị) để "phát triển" (growing) một chuỗi polypeptide.

Sự cuộn gập protein

• Mô tả: Quá trình một protein chuyển từ trạng thái tự nhiên chưa cuộn gập để hình thành cấu trúc ba chiều thông qua sự ổn định dần các trạng thái trung gian cho đến khi đạt được mức năng lượng thuận lợi nhất.
  • Sự cuộn gập protein chính xác bắt đầu trong quá trình dịch mã và là điều kiện cần thiết để protein thực hiện chức năng trong tế bào hoặc cơ thể.
• Các yếu tố nội tại
  • Cấu trúc không gian được quy định bởi trình tự axít amin của protein (xem chi tiết tại phần cấu trúc protein).
  • Chủ yếu được thúc đẩy bởi các tương tác kỵ nước, lực Van der Waals, liên kết H⁺ (liên kết hydro), cầu muối và liên kết disulfide.
• Các protein điều hòa: những protein giúp các protein khác hình thành cấu trúc tự nhiên
  • Protein chaperone
    • Là các phức hợp protein nội bào giúp ngăn chặn sự ngưng kết protein trong quá trình tổng hợp (từ đó ngăn chặn việc protein bị mất chức năng) và cho phép tái cuộn gập các protein bị cuộn gập sai trong một môi trường được bảo vệ.
    • Hỗ trợ vận chuyển các protein (tiền chất).
    • ATP bị tiêu thụ trong quá trình này.
    • Ví dụ: protein sốc nhiệt (ví dụ: Hsp70, Hsp60, Hsp90)
      • Là các protein được biểu hiện liên tục giúp ngăn ngừa sự biến tính hoặc cuộn gập sai.
      • Các điều kiện dẫn đến tăng biểu hiện bao gồm nhiệt độ cao, stress hóa học và thiếu oxy.
  • Các chất xúc tác cuộn gập: các enzyme đẩy nhanh các bước giới hạn tốc độ trong quá trình cuộn gập protein
    • Protein disulfide-isomerase: Xúc tác cho việc hình thành các liên kết disulfide thuận lợi về mặt nhiệt động học trong protein (đối với các protein có nhiều hơn hai gốc cysteine), nếu các liên kết disulfide ít thuận lợi hơn về năng lượng được hình thành.
    • Prolyl isomerase: Hỗ trợ tìm kiếm cấu hình thuận lợi về mặt năng lượng của một liên kết peptide với axít amin proline.

Sai hỏng cuộn gập protein

• Mô tả: Tình trạng thiếu hụt cuộn gập hoặc cuộn gập protein không tự nhiên do kết quả của các yếu tố gây biến tính.
• Các yếu tố khởi phát
  • Stress: ví dụ, các điều kiện oxy hóa.
  • Tăng nhiệt độ cơ thể (sốt).
  • Đột biến: ví dụ, sự cuộn gập sai kênh chloride trong bệnh xơ nang; hemoglobin cuộn gập sai trong thiếu máu hồng cầu hình liềm; bệnh amyloidosis.
• Cơ chế sai hỏng cuộn gập
  • Các gốc axít amin kỵ nước trên bề mặt của một protein bị cuộn gập sai có xu hướng ngưng kết với các bề mặt/protein kỵ nước khác.
  • Sự tích tụ các protein giàu phiến β (β-sheets) có thể dẫn đến hình thành sợi (fibrillation).
• Phản ứng nội bào: Các protein bị cuộn gập sai được nhận diện và hoặc được cứu vãn bởi các protein chaperone hoặc được gắn ubiquitin để đánh dấu cho sự phân hủy bởi proteasome (xem “phân hủy protein”).
• Hệ quả của sai hỏng cuộn gập
  • Trong một số rối loạn, cơ chế bảo vệ bị thất bại.
  • Các protein cuộn gập sai hình thành các cụm ngưng kết và sợi không tan, dẫn đến tổn thương và chết tế bào (ví dụ: bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer).
  • Xem “Phân hủy protein.”

Tổng quan

• Nhiều protein đòi hỏi các biến đổi cộng hóa trị đặc hiệu (biến đổi đồng dịch mã hoặc sau dịch mã), bên cạnh việc cuộn gập chính xác để có thể hoạt động bình thường.
• Các ví dụ bao gồm glycosyl hóa, mỏ neo lipid, phosphoryl hóa, acetyl hóa, ubiquityl hóa, ADP-ribosyl hóa, biotinyl hóa, carboxyl hóa, methyl hóa và hydroxyl hóa.

Glycosyl hóa protein

• Glycosyl hóa enzyme bao gồm việc gắn một carbohydrate vào các chuỗi bên acid amin (AA) đặc hiệu của protein thông qua liên kết N-glycosid (glycosyl hóa liên kết N) hoặc liên kết O-glycosid (glycosyl hóa liên kết O), tạo thành một glycoprotein
• Các glycoprotein thường là protein màng tế bào, protein tiêu thể hoặc protein tiết (ví dụ: các protein huyết thanh như erythropoietin).

Glycosyl hóa liên kết N so với glycosyl hóa liên kết O
	Glycosyl hóa liên kết N	Glycosyl hóa liên kết O
Vị trí	Bắt đầu tại lưới nội chất hạt: gắn các oligosaccharide vào các gốc asparagine Tiếp tục tại bộ máy Golgi: cắt tỉa	Bộ máy Golgi
Tỷ lệ trong tổng số các quá trình glycosyl hóa	∼ 90%	∼ 10%
Liên kết bởi	Liên kết N-glycosidic	Liên kết O-glycosidic
Các acid amin tham gia	Asparagine	Serine hoặc threonine
Chuỗi nhánh carbohydrate	Các oligosaccharide phức hợp	Các oligosaccharide ít phức hợp hơn
Các gốc đường tham gia	Glucose Mannose Fucose Galactose N-Acetylglucosamine Acid N-Acetylneuraminic	Galactose N-Acetylgalactosamine N-Acetylglucosamine Acid N-Acetylneuraminic
Các enzyme/phân tử tham gia	Các glycosyltransferase đặc hiệu: oligosaccharyltransferase Dolichol phosphate (trong màng) Các enzyme khác, ví dụ: flippase	Các glycosyltransferase đặc hiệu

Việc gắn đường vào gốc asparagine của protein (tức là glycosyl hóa liên kết N) bắt đầu tại lưới nội chất hạt.

Không nên nhầm lẫn glycosyl hóa enzyme với glycation phi enzyme. Trong quá trình glycation, các aldose (ví dụ: glucose) tự phát gắn vào các nhóm amino của protein và có thể ảnh hưởng đến chức năng của chúng. Một ví dụ điển hình là HbA1c, protein này không bị ảnh hưởng về chức năng bởi quá trình glycation.

Mỏ neo lipid

• Mô tả
  • Hầu hết các protein màng tương tác với màng lipid thông qua các chuỗi bên kỵ nước (ví dụ: gốc valine hoặc leucine)
  • Tuy nhiên, các protein gắn mỏ neo lipid được biến đổi để liên kết cộng hóa trị với các mỏ neo lipid.
• Các loại
  • Acyl hóa: liên kết với các acid béo chuỗi dài, ví dụ: acid palmitic
  • Isoprenyl hóa: liên kết chuỗi bên cysteine của protein với polyisoprene thông qua liên kết thioester, chẳng hạn như trong:
    • Farnesyl hóa: liên kết với gốc farnesyl (ba đơn vị isoprene, tổng cộng 15 nguyên tử C)
    • Geranylgeranyl hóa: liên kết với gốc geranylgeranyl (bốn đơn vị isoprene, tổng cộng 20 nguyên tử C)
  • Mỏ neo GPI: liên kết với glycosylphosphatidylinositol (GPI), một glycolipid

Các biến đổi cộng hóa trị thuận nghịch

Biến đổi protein thuận nghịch bằng enzyme làm thay đổi cấu trúc không gian (cấu hình) của protein, từ đó cho phép điều hòa hoạt tính của nó. Ví dụ, một protein có thể tương tác với các protein khác và/hoặc trở thành một cơ chất có thể nhận diện được. Biến đổi protein thuận nghịch về cơ bản cho phép protein được "bật" hoặc "tắt".

• Phosphoryl hóa: gắn các gốc phosphate vào nhóm hydroxyl (nhóm OH) của serine, threonine hoặc tyrosine bởi các kinase
  • Ví dụ: điều hòa glycogen phosphorylase trong chuyển hóa glycogen thông qua phosphoryl hóa
  • Quá trình ngược lại: khử phosphoryl được điều hòa bởi các phosphatase
• Acetyl hóa: liên kết với nhóm CO-CH₃ bởi các acetyltransferase
  • Ví dụ: điều hòa sự ngưng tụ DNA và từ đó điều hòa phiên mã thông qua acetyl hóa các protein histone
  • Quá trình ngược lại: khử acetyl
• Ubiquityl hóa: gắn ubiquitin (một protein nhỏ) vào nhóm ε-amino của các gốc lysine trong protein, đặc biệt là ở những protein cần bị phân hủy (ví dụ: điều hòa chu kỳ tế bào thông qua ubiquityl hóa và phân hủy các cyclin)
• SUMO hóa: gắn một protein biến đổi giống ubiquitin nhỏ (SUMO) vào các gốc lysine (tương tự như ubiquityl hóa)
  • Ví dụ: Nhiều yếu tố điều hòa chu kỳ tế bào được điều khiển thông qua SUMO hóa.
  • Quá trình ngược lại: khử SUMO
• ADP-ribosyl hóa: chuyển một gốc ADP-ribose từ NAD⁺ bởi ADP-ribosyltransferase (ví dụ: biến đổi histone bằng poly ADP-ribosyl hóa)
• Biotinyl hóa: gắn biotin (ví dụ: pyruvate carboxylase sử dụng cofactor biotin để xúc tác cho quá trình carboxyl hóa pyruvate thành oxaloacetate phụ thuộc ATP)
• Carboxyl hóa: gắn một nhóm acid carboxylic (R–COOH) (ví dụ: quá trình carboxyl hóa phụ thuộc vitamin K tham gia vào quá trình tổng hợp các yếu tố đông máu gắn Ca²⁺ tại gan)
• Hydroxyl hóa: gắn các nhóm hydroxy (-OH), thường là vào proline và đôi khi là lysine (ví dụ: quan trọng đối với tổng hợp collagen để đảm bảo liên kết chéo bên ngoài tế bào )
• Methyl hóa: gắn các nhóm methyl

Các biến đổi cộng hóa trị không thuận nghịch

• Citrulline hóa
  • Chuyển đổi sau dịch mã amino acid arginine thành citrulline, chất này có tính kỵ nước tương đối cao hơn
  • Được thực hiện bởi các peptidylarginine deiminase

Cắt tỉa protein

• Mô tả: việc cắt bỏ các propeptide ở đầu N hoặc đầu C để tạo ra một protein trưởng thành từ trạng thái không hoạt động (ví dụ: kích hoạt trypsinogen thành trypsin)
• Ví dụ
  • Zymogen (ví dụ: các endoprotease)
  • Insulin (trong các túi Golgi)
  • Collagen sau khi tiết

Vận chuyển protein

Điểm đến cuối cùng của một protein phụ thuộc vào trình tự tín hiệu (nếu có) tại đầu N, điều này quyết định quá trình dịch mã sẽ kết thúc tại các ribosome tự do hay các ribosome trên lưới nội chất hạt.

Tổng quan về vận chuyển protein
Đích đến	Trình tự tín hiệu	Ribosome
Bào tương	Không	Ribosome tự do
Ty thể, peroxisome, hoặc nhân tế bào	Có	Ribosome tự do
Màng tế bào, lysosome, hoặc ngoại bào (protein tiết)	Có	Ribosome của lưới nội chất hạt

Sự chuyển vị của ribosome lên lưới nội chất hạt

Tổng quan

• Các protein rời khỏi tế bào (protein tiết), cũng như các protein màng và protein lysosome, ban đầu được tổng hợp trên các ribosome tự do trong bào tương.
• Tuy nhiên, quá trình tổng hợp của chúng sẽ bị tạm dừng ngay sau khi bắt đầu và ribosome được vận chuyển đến phía bào tương của lưới nội chất hạt.
• Sau đó, quá trình tổng hợp protein tiếp tục và protein được tổng hợp trực tiếp vào lòng lưới nội chất.

Cơ chế

1. Khởi đầu dịch mã trên các ribosome tự do trong bào tương.
2. Nếu một trình tự tín hiệu (một trình tự amino acid đặc hiệu từ 9–12 amino acid) được tổng hợp, nó sẽ liên kết với một hạt nhận diện tín hiệu (SRP, một ribonucleoprotein trong bào tương ).
3. SRP gây tạm dừng dịch mã và vận chuyển ribosome cùng với chuỗi peptide (phức hợp polypeptide-ribosome) băng qua màng lưới nội chất.
4. SRP tạo điều kiện cho ribosome mang peptide tín hiệu liên kết với thụ thể SRP trên màng lưới nội chất.
5. Cả SRP và thụ thể SRP đều liên kết với GTP, sau đó GTP bị thủy phân thành GDP; SRP được giải phóng và có thể liên kết với một trình tự tín hiệu mới.
6. Ribosome được chuyển đến một kênh chuyển vị (translocon), một kênh lót protein được cấu tạo từ một phức hợp các protein xuyên màng lưới nội chất, sau đó kênh translocon mở ra. Kênh translocon này được gọi là kênh sec61.
7. Quá trình dịch mã tiếp tục và protein được tổng hợp vào lòng lưới nội chất.
8. Trình tự tín hiệu được cắt bỏ khỏi protein đang phát triển bởi một enzyme signal peptidase.
9. Sau khi kết thúc dịch mã, ribosome được giải phóng trở lại bào tương.
10. Kênh translocon đóng lại và protein đã tổng hợp ở lại trong lưới nội chất. Trong quá trình dịch mã, protein được cuộn gập thành cấu hình tự nhiên.

Nếu SRP bị thiếu hụt hoặc bị rối loạn chức năng, sẽ xảy ra tình trạng tích tụ protein trong bào tương của tế bào!

Biến đổi và phân phối protein

• Biến đổi protein trong lưới nội chất
  • Glycosyl hóa liên kết N
  • Hình thành các liên kết disulfide
• Phân phối protein
  • Các protein định hướng đến màng tế bào được neo trực tiếp vào màng lưới nội chất.
    • Quá trình: Các đoạn kỵ nước thường xuất hiện trong trình tự amino acid, sau đó các đoạn này được tích hợp vào màng lưới nội chất.
  • Các protein hòa tan dành cho lysosome hoặc các protein định hướng rời khỏi tế bào thông qua quá trình xuất bào sẽ ở lại sau khi kết thúc dịch mã cho đến khi chúng được vận chuyển vào lòng lưới nội chất.
  • Tất cả các protein mới tổng hợp trong lưới nội chất được vận chuyển thông qua mạng lưới Golgi đến điểm đến mục tiêu bằng các túi vận chuyển.
  • Các protein lysosome chứa một gốc mannose 6-phosphate, gốc này được nhận diện và liên kết bởi thụ thể mannose 6-phosphate gắn màng trong mạng trans-Golgi và vận chuyển các protein này đến lysosome trong các túi vận chuyển.
  • Các protein hòa tan định hướng ở lại trong lưới nội chất được đánh dấu bằng trình tự tín hiệu KDEL (mã hóa cho các amino acid lysine-aspartate-glutamate-leucine) tại đầu C của chúng.
  • Chỉ những protein được cuộn gập đúng cách mới có thể rời khỏi lưới nội chất để đi đến điểm đến cuối cùng.
    • Nếu không, các protein này sẽ liên kết với các protein chaperone và được vận chuyển ngược trở lại bào tương để bị thoái hóa.

• Thành phần chính: giai đoạn khởi đầu của quá trình dịch mã (điều hòa thông qua các yếu tố khởi đầu)
• Các cơ chế điều hòa
  • Giảm sự hình thành phức hợp tam phân gồm eIF2, GTP và tRNA khởi đầu thông qua quá trình phosphoryl hóa yếu tố khởi đầu eIF2
    • eIF2 đã bị phosphoryl hóa ở dạng gắn GDP không còn khả năng chuyển sang dạng gắn GTP hoạt động. Phức hợp tam phân cần thiết để khởi đầu dịch mã không thể hình thành, dẫn đến tốc độ dịch mã bị giảm.
      • Ví dụ: tổng hợp globin trong hồng cầu
        • Nếu nồng độ heme không đủ để gắn vào protein globin, quá trình tổng hợp globin sẽ bị ức chế thông qua sự phosphoryl hóa eIF2.
• Điều hòa quá trình nhận diện mũ (cap) bởi eIF4