[Sản khoa cơ bản số 1] Khái niệm về di truyền và biểu hiện Gene – Khái niệm về kiểm soát thượng di truyền

Advertisement

MỤC TIÊU BÀI GIẢNG

Sau khi học xong, sinh viên có khả năng:
1. Trình bày được các khái niệm liên quan đến bộ gene và biểu hiện gene.
2. Trình bày được các khái niệm giải thích cơ chế kiểm soát thượng di truyền.

DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA)

Nucleotide là đơn vị cấu trúc cơ bản của phân tử DNA.

DNA là phân tử lưu giữ mật mã di truyền của cơ thể sống. DNA là một polymer, với đơn vị là nucleotide. Cấu tạo của mỗi nucleotide gồm một phân tử đường deoxyribose, một gốc phosphate và một base ni-tơ. Trong phân tử DNA, base ni-tơ có thể là một pu-rines (vòng kép) hay là một pirimidines (vòng đơn). Có hai loại purines: Adenine (A) và Guanine (G). Có hai loại pirimidines: Thymine (T) và Cytosine (C). Các nucleotide được gọi tên theo loại base ni-tơ của nó.

Chuỗi đơn DNA là một khung phosphate-đường. Base ni-tơ được gắn vào deoxyribose của khung phosphate-đường.

Chuỗi đơn polymer DNA được hình thành do liên kết giữa đường deoxyribose của nucleotide xếp trước và phosphate của nucleotide xếp sau. Liên kết kiểu nối đuôi phosphate-đường tạo ra khung đỡ phosphate-đường của chuỗi đơn polymer DNA. Khung này bắt đầu từ phosphate của nucleotide đầu tiên (qui ước gọi là đầu 5’) và kết thúc ở deoxyribose của nucleotide cuối cùng (qui ước gọi là đầu 3’).
Base ni-tơ được gắn vào deoxyribose của khung phosphate-đường.

Mã di truyền cho sinh tổng hợp protein được lưu trữ theo từng codon 3 nucleotide.

Trình tự các nucleotide trên chuỗi DNA rất nghiêm ngặt, là mật mã của toàn bộ đặc điểm di truyền của cơ thể sống. Một số đoạn của DNA mang mã dành cho sinh tổng hợp protein. Tại các đoạn DNA này, mật mã di truyền được lưu trữ theo từng codon. Mỗi codon gồm 3 nucleotide liên tiếp nhau. Không có khoảng cách giữa các codon. Các codon không chồng lấn lên nhau. Mỗi codon mã hóa một amino acid. Một chuỗi xác định các codon trên DNA mã hóa một trình tự xác định của amino acid trong protein tương ứng.

Do có 4 base ni-tơ, và do một codon tạo bởi 3 base ni-tơ, nên ta có tất cả 64 kiểu trình tự nucleotide của một codon. 3 kiểu codon được dùng như là mã kết thúc. 61 kiểu codon còn lại dùng để mã hóa 20 amino acid.
Ngoài chức năng mã hóa amino acid của protein, DNA còn có các vùng hay các đoạn mã khác. Các đoạn mã này qui định điểm khởi đầu, điểm dừng, hay các điểm mốc đánh dấu trong quá trình điều hòa gene, kiểm soát gene hay sinh tổng hợp protein.

Phân tử DNA hoàn chỉnh có cấu tạo chuỗi xoắn kép được tạo từ hai chuỗi đơn 5’3’ và 3’5’. Hai chuỗi đơn DNA có cấu tạo “soi gương”.

Phân chia tế bào để tạo ra tế bào mới là hoạt động cơ bản của sự sống. Trong tế bào mới buộc có đủ tất cả các mật mã di truyền của tế bào nguồn. Mật mã di truyền chứa trong DNA phải được sao chép sang tế bào mới.

Cơ chế của sao chép dựa trên nguyên lý là mỗi purines chỉ bắt cặp với một pirimidines cố định, bằng liên kết hydro, tạo thành hai cặp cố định là A-T (hoặc T-A) và G-C (hoặc C-G). Giữa adenine và thymine là 2 liên kết hydro. Giữa cytosine và guanine là 3 liên kết hydro.

Các liên kết hydro giữa A với T và giữa C với G gắn hai chuỗi đơn DNA với nhau để tạo ra chuỗi xoắn kép DNA. Trình tự nucleotide trên chuỗi đơn DNA này qui
định trình tự nucleotide trên chuỗi đơn DNA còn lại. Nói cách khác, hai chuỗi đơn DNA là hai chuỗi “soi gương” của nhau. Dù chỉ cần một chuỗi DNA là đủ để lưu giữ mật mã di truyền, nhưng việc chỉ có một chuỗi DNA duy nhất sẽ gây khó khăn cho sao chép mật mã di truyền được lưu giữ.

Khi thực hiện tổng hợp chuỗi DNA từ bản gốc là chuỗi 5’3’, ta không thu được chuỗi 5’3’, mà ta chỉ thu được bản “soi gương” của nó là chuỗi 3’5’. Mật mã lưu giữ trên chuỗi 3’5’ là mật mã ngược với mật mã trên 5’3’.

Tương tự, khi thực hiện tổng hợp chuỗi DNA từ bản gốc là chuỗi 3’5’, ta không thu được chuỗi 3’5’, mà ta chỉ thu được bản “soi gương” của nó là chuỗi 5’3’. Mật mã lưu giữ trên chuỗi 5’3’ là mật mã ngược với mật mã trên 3’5’.

Cấu trúc chuỗi kép của DNA giải quyết hoàn hảo vấn đề “soi gương” này. DNA được tạo bằng 2 chuỗi soi gương 5’3’ và 3’5’. Khi tế bào nhân đôi, 2 chuỗi sẽ tách ra. Chuỗi 5’3’ gốc được dùng làm bản gốc cho chuỗi 3’5’ mới, tạo ra chuỗi kép DNA mới thứ nhất giống hệt DNA cũ, mang chuỗi đơn 5’3’ gốc. Sao chép trên bản gốc 5’3’ cần đến enzyme DNA polymerase. Chuỗi 3’5’ gốc được dùng làm bản gốc cho chuỗi 5’3’ mới, tạo ra chuỗi kép DNA mới thứ nhì giống hệt DNA cũ, mang chuỗi đơn 3’5’ gốc. Sao chép trên bản gốc 3’5’ cũng cần đến enzyme DNA polymerase nhưng tiến trình có phức tạp hơn, do DNA polymerase không trực tiếp đọc được chuỗi 3’5’. Các cầu liên kết hydro giữa các base ni-tơ trong một cặp sẽ gắn hai chuỗi đơn DNA với nhau, tạo ra chuỗi xoắn kép.

DNA ở dạng chuỗi kép không thể hoạt động. Khi cần đến hoạt động của DNA, các cầu hydro giữa hai chuỗi sẽ tách ra ở các vị trí cần thiết, để các chuỗi đơn DNA bắt đầu hoạt động làm khuôn mẫu cho tổng hợp RNA.

Trong tế bào, DNA hiện diện trong nhiễm sắc thể ở nhân tế bào và chất nhiễm sắc ty thể.

Mật mã di truyền qui định bởi DNA trong nhân tạo ra di truyền nhân. Cá thể thừa hưởng mật mã di truyền nhân từ DNA có nguồn gốc từ cả cha và mẹ.Mật mã di truyền qui định bởi DNA ty thể tạo ra di truyền ty thể, hay là di truyền ngoài nhân. Di truyền ngoài nhân chỉ có nguồn gốc duy nhất từ tế bào chất của noãn bào.

DNA được gắn vào histone, tạo ra các nucleosome.

Mỗi tế bào đều mang toàn bộ vốn DNA của cá thể. Tổng chiều dài của toàn bộ số DNA trong mỗi tế bào lên đến 1.8 mét. Tuy nhiên, mỗi tế bào chỉ khai thác một lượng rất hạn chế thông tin có trong cơ sở dữ liệu DNA của nó.

Vì thế, DNA phải được “đóng gói” để được cất giữ một cách “gọn gàng”. Tế bào chỉ truy cập và truy xuất những thông tin cần thiết cho nó mà thôi. Để thực hiện được điều này, phải có cơ chế lưu trữ, đồng thời là các cơ chế tắt-mở các cơ sở dữ liệu của DNA. Histone là một protein đảm nhận việc này. Histone là một protein octamere, gồm 8 tiểu đơn vị, có vai trò của một giàn giáo mà trên đó DNA được gắn vào. 146 cặp base ni-tơ sẽ được “quấn” quanh mỗi octamere của histone, tạo ra một nucleosome. Các nucleosome được cách nhau bởi các DNA nối. Các nucleosome được gắn với nhau, một cách có cấu trúc (hình 3), để tồn trữ. Trong quá trình phân bào, nhiễm sắc chất co cụm lại và được nhìn thấy ở dạng nhiễm sắc thể

Khi đang ở trạng thái được cất giữ trong các nucleosome, cơ sở dữ liệu cất giữ trong các DNA sẽ ở dạng không sẵn sàng để truy cập. Muốn có biểu hiệngene, phải truy cập được vào đoạn DNA tương ứng với gene đó.

Điều hòa biểu hiện gene được thực hiện thông qua các biến đổi của histone. Bất thường của acetyl hóa hay khử acethyl của histone có thể gây ra các khiếm khuyết thượng di truyền.

Histone đóng vai trò quan trọng trong biểu hiện gene. Histone trong nucleosome có các đuôi thò ra ngoài. Các đuôi histone này là nơi xảy ra các quá trình acetyl hóa hay khử acetyl. Tiến trình acetyl hóa hay khử acetyl của histone là một khâu then chốt trong biểu hiện gene. Histone được acetyl hóa là một trong các điều kiện để có biểu hiện gene. Khi histone được acetyl hóa, gene sẽ được mở. Khi histone bị khử acetyl, gene sẽ
bị đóng.
Lệch lạc trong kiểm soát acetyl hóa hay khử acetyl có thể dẫn đến việc các gene bị điều hòa lên hay xuống một cách bất thường, dẫn đến các biến đổi thượng di truyền.

Rất nhiều gene được đánh dấu điểm khởi đầu bằng tiền tố (promoter) là hộp TATA và hộp CCAAT.

Rất nhiều gene có điểm khởi đầu được đánh dấu bằng hộp TATA, là một vùng chỉ dài khoảng 25-30 cặp base (bp). Đây là một vùng giàu A và T. Hộp CCAAT cũng là một hộp đánh dấu khởi đầu, hộp này có kích thước nhỏ hơn hộp TATA.

Đột biến trên hộp TATA và hộp CCAAT có thể gây các bệnh lý di truyền liên quan đến gene mà chúng kiểm soát.

Đột biến ở các hộp TATA hay CCAAT sẽ làm tê liệt việc chuyển mã RNA của gene đi sau các hộp này, và như vậy, sẽ ảnh hưởng đến tiến trình sinh tổng hợp protein.

Một ví dụ về đột biến ở hộp TATA gây mất khả năng tổng hợp protein tương ứng là bệnh β-Thalassemia.

Các đảo CpG là nơi gắn của một số các yếu tố chuyển mã chuyên biệt.

Khi khảo sát trình tự nucleotide, người ta chú ý đến sự hiện diện cận kề nhau của hai loại nucleotide C và G Một số gene có điểm khởi đầu không phải là hộp TATA hay hộp CCAAT.

Điểm khởi đầu của các gene này có một mật độ cao của dinucleotide 5’-CpG-3’. Vùng hiện diện CpG với mật độ cao gọi là đảo CpG. Các đảo CpG là nơi gắn của một số các yếu tố chuyển mã chuyên biệt.

Đảo CpG là đích nhắm của hiện tượng methyl hóa DNA. Bất thường của methyl hóa hay khử methyl ở đảo CpG có thể gây ra các khiếm khuyết thượng di truyền.

CpG là đích nhắm của hiện tượng methyl hóa DNA. Tình trạng methyl hóa quá đáng xảy ra ở các đảo CpG thường dẫn đến việc ức chế khả năng chuyển mã của
gene. Các bất thường của tiến trình methyl hóa-khử methyl của các đảo CpG gây ra các biến đổi trong việc đóng mở các gene, và gây ra các biến đổi thượng di truyền.

RIBONUCLEIC ACID (RNA)

RNA là phân tử thực thi các nhiệm vụ chức năng bao gồm sinh tổng hợp và điều hòa gene.

Tuy là nơi lưu trữ mã di truyền, nhưng hoạt động sinh tổng hợp protein không thực hiện trực tiếp trên khuôn mẫu là DNA, mà phải thông qua một bản chuyển mã của DNA là RNA thông tin (mRNA).

Ngoài việc lưu trữ mật mã của protein, DNA còn đảm nhận các chức năng khác. Một điểm chung nhất là tất cả những hoạt động này đều thông qua các dạng RNA khác nhau. Như vậy có rất nhiều loại RNA chức năng.

Các RNA cũng được tạo thành từ các nucleotide.

Tuy cũng được tạo thành từ các nucleotide, nhưng RNA rất khác DNA.
1. RNA có cấu tạo chuỗi đơn
2. RNA không có các nucleosome
3. Thành phần đường trong RNA là ribose
4. RNA không có Thymine. Thay cho T là Uracil (U).

Các mã di truyền cất giữ trong DNA sẽ được phiên mã sang RNA.

Tiến trình chuyển mã DNA thành mã RNA (transcript) được thực hiện cùng nguyên lý như sao mã DNA, với sự tham gia của RNA polymerase. Tuy nhiên khi nucleotide trên mã DNA gốc là A, thì nucleotide tương ứng trên RNA sẽ là U, thay vì T.

GENE, GENOME, CHUYỂN MÃ VÀ DỊCH MÃ

Toàn bộ DNA của một tế bào tạo ra bộ gene (genome).

Bộ gene gồm rất nhiều gene, được lưu trữ trên DNA. Tuy nhiên, không phải bất cứ đoạn DNA nào cũng chứa mật mã di truyền. Trình tự các nucleotide sẽ cho biết đoạn DNA nào có chứa mã di truyền.

Các đoạn DNA với trình tự lặp lại là các đoạn DNA không mang mật mã di truyền (intron).

Không phải tất cả các DNA đều mã hóa protein.

Các đoạn DNA với trình tự lặp lại là các đoạn DNA không mang mật mã di truyền (intron).

Các intron đảm nhận việc ngăn cách các đoạn DNA có trình tự không lặp lại.

Các đoạn DNA mang mật mã di truyền được gọi là exon.

Các đoạn DNA mang mật mã di truyền, có trình tự nucleotide không lặp lại, qui định tính trạng, thông qua sinh tổng hợp protein được gọi là exon. Một gene thường được cấu tạo từ nhiều exon.
Các exon thường được ngăn cách với nhau bằng các đoạn không mang mật mã di truyền, gọi là intron.

Gene được cấu tạo từ các intron và exon.

Tuyệt đại đa số các gene ở tế bào có nhân của sinh vật cấp cao đều đều được cấu tạo bằng nhiều exon, ngăn cách nhau bởi các intron.

Có hai loại gene khác nhau: một loại mã hóa một protein chức năng, và một loại khác không mã hóa protein.

Gene mã hóa protein chức năng sẽ được chuyển mã sang RNA. Tiến trình này được gọi là chuyển mã RNA (transcript). RNA này sẽ thực hiện sinh tổng hợp protein tương ứng với gene đó. Tiến trình này được gọi là dịch mã RNA (translate).

Một protein được mã hóa bằng một bộ các exon theo trình tự xác định.

Mỗi amino acid được mã hóa bằng hơn một mã codon, riêng chỉ có methionine chỉ được mã hóa bằng một mã codon duy nhất. Có ba codon dừng là UAA, UAG và UGA

Ở sinh vật cấp cao, hầu hết các gene đều được tạo bởi nhiều exon, ngăn cách bởi các intron. Trên một gene qui định một protein chuyên biệt, trình tự các exon và intron qui định trình tự của amino acid cấu thành nên protein đó.

Đầu tiên, việc sao mã sẽ chuyển mã DNA thành mã RNA nhân. RNA nhân này chưa phải là RNA sẵn sàng cho việc tổng hợp protein. RNA nhân bao gồm cả mã của các đoạn intron lẫn các exon.

Tiến trình chuyển mã RNA được nối tiếp bằng việc loại bỏ các intron trong bản sao RNA, tạo ra mRNA trưởng thành. mRNA trưởng thành không còn chứa các đoạn intron, là khuôn mẫu cho tiến trình phiên mã tổng hợp protein

Advertisement

 

Kế đó, từ bản sao RNA nhân, tế bào sẽ loại bỏ các đoạn mã intron, bằng tiến trình phân tách RNA, nhờ các cấu trúc chuyên cho cắt dán gọi là spliceosome. Kết quả của việc cắt intron và dán exon của mRNA nhân là tạo ra mRNA trưởng thành không chứa intron, tức mã liên tục của protein. Protein sẽ được tổng hợp nhờ mRNA này.

Khiếm khuyết trong quá trình sao mã và cắt dán RNA nhân có thể tạo ra bất thường trong protein.

Sau khi hoàn thành quá trình chuyển mã thành mRNA, đoạn mã của các intron sẽ được loại bỏ. Nguyên tắc hoạt động của các spliceosome là loại bỏ các đoạn có cấu trúc lặp lại, tức không chứa thông tin di truyền.

Vì thế, khi một gene có quá nhiều exon (đồng nghĩa với có quá nhiều intron), hay các intron quá giống nhau thì sẽ dẫn đến các sai lạc trong quá trình cắt dán tạo ra mRNA cuối cùng, tức cắt một đoạn dài gồm hai intron có chứa một exon ở giữa, dẫn đến sự biến mất của một exon trong phân tử mRNA.

Đột biến điểm có thể gây ra tính đa hình đơn nu-cleotide (SNP) của protein.

Đột biến (thay đổi) trong một codon sẽ làm thay đổi amino acid tương ứng và làm thay đổi protein, tạo ra tính đa hình của một loại protein (Single Nucleotide
Polymorphism), với hệ quả là thay đổi tính chất của protein.

Có thể lấy ví dụ là trường hợp của thụ thể với hormone FSH trên màng tế bào (rFSH). rFSH là một protein. Tại một vị trí của protein này có Serine. Codon của Serine trên mRNA là UCU hoặc UCC (xem bảng). Đột biến xảy ra trên codon này thay C ở vị trí thứ nhì bằng A. Kết quả là ta có codon UAU hoặc UAC, là codon của Tyrosine.

Như vậy, đột biến này dẫn đến việc tạo ra một hình thái rFSH có cấu tạo khác, với Serine bị thay bằng Tyrosine.
rFSH với Tyr ở vị trí của Ser không đảm bảo được hoạt động bắt giữa FSH cho tế bào, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng của tế bào.

CÁC RNA KHÔNG MÃ HÓA PROTEIN (NCRNA)

Các gene không mã hóa protein có vai trò quan trọng trong nhiều tiến trình điều hòa khác nhau.

Gene không mã hóa là một gene cũng được chuyển mã sang các RNA. Các RNA này được gọi chung là các RNA không mã hóa protein (non-coding RNA – ncRNA) hay các RNA cấu trúc (structural). Tuy các RNA này không có chức năng tham gia tổng hợp protein, nhưng chúng tham gia vào nhiều quá trình điều hòa khác nhau. Có thể liệt kê một số nhóm RNA cấu trúc chính như:

1. Các RNA vận chuyển (tRNA) tham gia vào tiến trình vận chuyển các amino acid đến ribosome cho sinh tổng hợp protein
2. Các RNA tham gia vào tiến trình điều hòa gene
3. Các miRNA tức là RNA nhỏ, nhưng có vai trò quan trọng trong biểu hiện gene…

RNA vận chuyển (tRNA) có nhiệm vụ vận chuyển amino acid đến ribosome trong quá trình sinh tổng hợp protein.

Trong quá trình sinh tổng hợp protein, có hai ncRNA tham gia: rRNA (ribosome RNA) và tRNA (transfer RNA). Mỗi tRNA gồm có hai đầu, một đầu mang đối-codon, khớp với mã codon trên mRNA. Đầu còn lại của tRNA mang amino acid tương ứng với mã đối codon của nó.

Thoạt tiên, hai đơn vị của ribosome đến khớp với nhau ở đoạn mRNA có mã codon khởi đầu (AUG: methionine). Khi hai đơn vị của ribosome gắn với nhau, nó bao phủ một khu vực gồm 3 codon. Co-don ở đầu 5’ là nơi tRNA thoát khỏi ribosome (vùng thoát). Codon ở đầu 3’ là nơi tRNA mang amino acid đến gắn vào (điểm đến). Codon ở giữa là nơi tRNA nhả amino acid ra để gắn với chuỗi polypeptid (điểm nhả).

Sau khi ribosome được tổ hợp, tRNA mang methionine sẽ đến điểm đến. Ribosome bắt đầu trượt trên mRNA theo từng bước, mỗi bước là một codon. Sau khi nó trượt bước đầu tiên, tRNA của methionine sẽ đến điểm nhả và nhả methionine ra. Trong khi đó một tRNA mang amino acid mới sẽ đến, có mã đối codon khớp với mã codon thứ nhì.

Ribosome trượt bước thứ nhì, tRNA của methionine sẽ đến vùng thoát, và thoát ly khỏi ribosome. tRNA thứ nhì sẽ đến điểm nhả và nhả amino acid để gắn với methionine. Lúc này, một tRNA thứ ba mang amino acid mới sẽ đến, có mã đối codon khớp với mã codon thứ ba. Ribosome tiếp tục tiến theo chiều 5’ đến 3’. Chuỗi polypeptide dài dần.

Cuối cùng, khi ribosome tiến đến mã codon dừng (UAA, UGA, UAG), tức codon dừng rơi vào điểm đến. Lúc này, do không có tRNA nào mang mã đối codon là AUU, ACU hay AUC, nên sẽ không có tRNA nào gắn vào điểm đến. Ribosome trượt thêm một bước, và chuỗi polypeptide bị đứt ngang và dừng lại ở đó

Nếu trong một exon có một codon bị đột biến điểm và trở thành codon dừng thì chuỗi protein do gene chứa exon đó phụ trách sẽ bị đứt đoạn tại điểm dừng bất thường.

Có thể lấy hai ví dụ là β-Thalassemia.

Ví dụ thứ nhất là một đột biến điểm, thay nucleotide này bằng một nucleotide khác. Ở người bình thường, chuỗi β-globin là một globin protein được tạo bởi 146 amino acid. Glutamine (mã codon CAG) là amino acid chiếm vị trí thứ 39 của chuỗi β-globin. Codon này có thể bị đột biến trở thành UAG, là một codon dừng. Chuỗi β-globin khi được tổng hợp đến vị trí này thì bị đứt đoạn. Ở người bị đột biến kiểu này, việc sinh tổng hợp thay vì cho ra một chuỗi polypeptide 146 amino acid có chức năng thì bây giờ chỉ tạo ra một chuỗi polypeptide 38 aminoacid không chức năng. Cơ thể không có chuỗi β-globin, tạo ra một bệnh lý rất nặng là β0 Thalassemia.

Ví dụ thứ nhì là một đột biến mất nucleotide, làm xáo trộn chuỗi. Ở người bình thường, các codon 15-16-17-18-19 lần lượt là … 15UGG-GGC-AAGGUG-AAC19… tương ứng với đoạn polypeptide là …15trp-gly-lys-val-asn19… Đột biến mất một nucleotide G ở codon 16 sẽ làm thay đổi toàn bộ các codon còn lại. Đoạn này sẽ trở thành …15UGG-GCA-AGG-UGAstop, với chuỗi polypeptide chỉ có 17 amino acid, với 2 amino acid cuối cùng bị sai …15trp-ala-argstop. Cơ thể cũng không có chuỗi β-globin, tạo ra một bệnh lý rất nặng là β0 Thalassemia.

ncRNA tham gia vào kiểm soát hoạt động của gene.

ncRNA tham gia điều hòa hoạt động của gene, bằng cách tham gia vào cơ chế đóng mở của các gene. Kiểm soát gene thông qua ncRNA là một điển hình của các kiểm soát bằng cơ chế thượng di truyền.

Một ví dụ là trong trường hợp bất hoạt nhiễm sắc thể X.

Trung tâm bất hoạt nhiễm sắc thể X (Xic) chuyển mã một ncRNA gọi là Xist (X-inactive specific transcript RNA). Xist phong tỏa hoạt động histone của nhiễm sắc thể X và methyl hóa các CpG trên nhiễm sắc thể X, dẫn đến bất hoạt một trong hai nhiễm sắc thể X.

miRNA tham gia vào nhiều tiến trình điều hòa tế bào

miRNA là các RNA nhỏ, với rất nhiều chức năng. Chúng tham gia vào nhiều hoạt động như chết chương trình tế bào, sửa chữa mô tế bào, tân tạo mạch, phát triển tế bào…

miRNA chỉ có chiều dài khoảng 20-25 nucleotide. Chúng được tổng hợp bằng quá trình chuyển mã các gene không mã hóa protein, tạo ra các miRNA sơ cấp. Các miRNA sơ cấp này có cấu tạo “chuỗi giả kép” nhờ các liên kết hydro. Enzyme Dimer cắt nhỏ miRNA sơ cấp thành các “khoanh” là các đoạn kép ngắn. Một trong hai chuỗi của đoạn kép sẽ bị thoái giáng. Đoạn miRNA đơn còn lại sẽ kết hợp với một protein tạo phức miRNA-protein. Phức bộ này đến gắn vào mRNA và tác dụng trên mRNA.

Vị trí gắn vào mRNA là bất kỳ, miễn có sự tương hợp nucleotide. Hơn nữa, để gắn được với mRNA, không cần có sự tương hợp nucleotide hoàn toàn. Nói cách khác, miRNA có thể gắn vào mRNA theo kiểu từng đoạn ngắn.

Khi đã gắn vào mRNA, các miRNA tác dụng bằng cách chặn ngang tiến trình sinh tổng hợp protein khi ribosome đi đến các codon bị phong tỏa bởi miRNA. miRNA cũng có thể gắn vào đoạn cuối của mRNA, trước đuôi Poly-A, và ngăn cản tiến trình sau dịch mã thành protein. miRNA cũng có thể làm mRNA bị vỡ vụn và thoái giáng.

 

miRNA là các phân tử rất nhỏ, nhưng đóng vai trò rất lớn trong điều hòa tế bào, nhất là điều hòa sau dịch mã. Bất thường trong chuyển mã miRNA (theo cả hai chiều tăng hoặc giảm) cùng có thể dẫn đến bệnh lý.

Khảo sát các miRNA mở ra nhiều hướng mới cho chẩn đoán và điều trị. Khảo sát bất thường về chuyển mã miRNA cho phép dùng chúng như các chỉ báo sinh học (biomarkers) của bệnh lý muốn khảo sát.

Điều trị dựa trên nền tảng miRNA là một ngành điều trị mới. Các đoạn nucleotide nhỏ chuyên biệt có thể được dùng với vai trò miRNA giả hay đối-miRNA, để tác động trên các mRNA của bệnh lý tương ứng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Thompson & Thompson Genetics in Medicine 8th edition. Tác giả Nussbaum. Nhà xuất bản Elsevier 2016.

2. The human Y chromosome: the biological role of a “functional wasteland”. Journal of Biomedicine and Biotechnology.

3. Âu Nhựt Luân (2018). Bài giảng TBL sản khoa Y4. Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh

Xem tất cả các bài TBL Sản khoa tại: https://ykhoa.org/category/khoa-hoc/khoa-hoc-lam-sang/tbl-san/

Advertisement
Print Friendly, PDF & Email

Giới thiệu tranphuong

Check Also

[Sản khoa cơ bản số 86] Vàng da sơ sinh

Advertisement Mục tiêu bài giảng Sau khi học xong, sinh viên có khả năng: 1. …