Tiểu luận Tìm hiểu về messenger RNA

Untitled TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC o0o TIỂU LUẬN HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG Đề tài Tìm hiểu về messenger RNA 1 Mục lục A MỞ ĐẦU 3 B NỘI DUNG 4 I TỔNG QUAN VỀ RNA 4 II RNA THÔNG TIN[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC - o0o TIỂU LUẬN HĨA SINH ĐẠI CƯƠNG Đề tài: Tìm hiểu messenger RNA Mục lục A MỞ ĐẦU B NỘI DUNG .4 I TỔNG QUAN VỀ RNA II RNA THÔNG TIN Khái niệm Cấu trúc .5 Vòng đời mRNA Các loại mRNA .15 4.1 Pre-mRNA hnRNA 15 4.3 MRNA nhị phân 16 4.4 MRNA đa .16 Chức 16 Ví dụ rối loạn liên quan đến xử lý mRNA 17 III MỞ RỘNG VÀ ỨNG DỤNG .17 C KẾT LUẬN .18 D TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 A MỞ ĐẦU Nghiên cứu tế bào người tiến hành từ xa xưa, với thời gian phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, bí ẩn sống tế bào khám phá Những cấu trúc hiển vi siêu hiển vi tế bào làm sáng tỏ DNA, RNA Protein số đại phân tử sinh học có vai trị quan trọng thiết yếu dạng sống DNA - mang thông tin cấu trúc prôtêin - nhân tế bào chủ yếu Cịn prơtêin hình thành chất tế bào Như vậy, chứng tỏ gen prôtêin phải có mối quan hệ với thơng qua cấu trúc trung gian Cấu trúc RNA RNA có ba loại chủ yếu: RNA thơng tin, RNA vận chuyển, RNA riboxom Đặc biệt, RNA thông tin (mRNA) thông tin di truyền gốc gen, làm nhiệm vụ truyền đạt thiết kế prôtêin bậc I gen quy định, thơng tin từ gen có mã hóa hay khơng mRNA đóng vai trị vơ quan trọng Sự tồn mRNA Francis Crick tiên đoán từ khoảng năm 1954 - 1955, sau phát vĩ đại ông James Watson mô hình ADN khơng lâu Phân tử mRNA mơ tả lần vào năm 1956 nhờ hai nhà khoa học Elliot Volkin Lazarus Astrachan.RNA thông tin tham gia hai trình phiên mã dịch mã, thay đổi cấu trúc mRNA ảnh hưởng lớn tới cấu trúc protein tạo thành, liên quan trực tiếp đến chức sinh vật Chính thế, việc tìm hiểu cấu tạo chức mRNA vô hấp dẫn cần thiết B NỘI DUNG I TỔNG QUAN VỀ RNA Axit ribonucleic (RNA hay RNA) phân tử polyme có nhiều vai trị sinh học mã hóa, dịch mã, điều hòa, biểu gene RNA DNA axit nucleic, với lipid, protein cacbohydrat, tạo thành bốn loại đại phân tử sở cho dạng sống Trái Đất RNA chủ yếu nằm tế bào chất, có cấu tạo đa phân nhiều đơn phân (gọi ribonucleotit) kết hợp lại Mỗi ribonucleotit bao gồm: đường pentose(C5H10O5); axít Photphoric H3PO4; bốn loại Bazơ-Nitric (nitrogeneous base - hợp chất bazơ có chứa nguyên tử nitơ): Adenin(A), Guanin(G), Uraxin(U), Cytosine(C) Quá trình đa phân hóa địi hỏi diện enzyme gọi RNA polymerase Về vai trò tham gia q trình phiên mã dịch mã thơng tin di truyền, RNA chia làm ba loại chính:  RNA thông tin (mRNA): chép đoạn mạch ADN theo nguyên tắc bổ sung A thay cho T  RNA ribôxôm (rRNA): thành phần cấu tạo nên ribôxôm  RNA vận chuyển (tRNA): mạch pôlinuclêôtit cuộn lại đầu II RNA THƠNG TIN Khái niệm RNA thơng tin loại RNA mang ba mã di truyền tổng hợp trực tiếp từ gen DNA nhân, ngồi vùng nhân làm khn dịch mã tổng hợp nên chuỗi polypeptide Hình 1: mRNA Cấu trúc Trên nguyên tắc, RNA cấu tạo từ đơn phân ribonucleotide Đường pentose đặc trưng RNA ribose, cịn thành phần base, có bốn loại adenine (A), uracil (U), guanine (G) cytosine (C) Các ribonucleotide nối kết với liên kết 3',5'phosphodiester tạo thành chuỗi polyribonucleotide - cấu trúc sơ cấp phân tử RNA Hình 2: Cấu trúc hóa học RNA Nhìn chung, mRNA có cấu trúc mạch thẳng, với kích thước khác có ba phần sau: 5’-UTR │ vùng mã hóa │ 3’-UTR Tuy nhiên, lồi sinh vật, cấu trúc có khác biệt: Hình 3: Cấu trúc mRNA sinh vật nhân sơ(A) mRNA sinh vật nhân thực (B) Ở cấu trúc mRNA nhân sơ cho thấy:  vùng 5'-UTR chứa trình tự ShineDalgRNAo (SD, gồm base purine), vị trí tương tác với vùng đặc thù giàu pyrimidine rRNA 16S tiểu đơn vị ribosome bé để khởi đầu tổng hợp protein  vùng dịch mã giới hạn codon khởi đầu codon kết thúc  vùng 3'-UTR nằm sau codon kết thúc Ở cấu trúc mRNA nhân thực cho thấy rõ "mũ" m 7Gppp đầu mút 5' đuôi poly(A) đầu 3'  Vùng dẫn đầu (5'UTR): không dịch mã có cấu trúc cần thiết cho bám vào tiểu đơn vị ribosome bé  Vùng mã hoá (coding region): nằm kề sau vùng 5'-UTR; mang thơng tin cấu trúc chuỗi polypeptide, mRNA sinh vật nhân thực (monocistronic mRNA) mang thông tin nhiều polypeptide khác cách đoạn đệm không dịch mã, mRNA sinh vật nhân sơ (polycistronic mRNA)  Vùng kéo sau (3'-UTR): nằm đuôi mRNA, không dịch mã Cấu trúc "mũ" đặc trưng có mặt đầu 5' tất mRNA trưởng thành nhân thực Hình 4: Cấu trúc "mũ" (5' cap) có mặt tất mRNA nhân thực Vòng đời mRNA RNA tổng hợp từ mạch khuôn DNA.Tuy nhiên,chỉ lượng nhỏ DNA sử dụng để mã hóa mRNA Vịng đời phân tử RNA thơng tin tính từ bắt đầu q trình phiên mã kết thúc phân tử bị phân hủy RNase Trong trình này, RNA thơng tin chế biến, chỉnh sửa, vận chuyển trước xảy trình dịch mã Những RNA thông tin sinh vật nhân chuẩn thường phải trải nhiều trình chế biến vận chuyển phức tạp nhiều so với tế bào sinh vật nhân sơ mRNA tồn khoảng thời gian ngắn từ vài giây đến vài phút sinh vật nhân sơ sống lâu sinh vật nhân chuẩn phải di chuyển khỏi nhân đến vị trí tổng hợp protein mà ribosome có tế bào chất 3.1 Phiên mã Phiên mã q trình tổng hợp RNA từ mạch khn gen Trong q trình này, trình tự đêơxyribơnuclêơtit mạch khuôn gen (ADN) chuyển đổi (phiên) thành trình tự ribơnuclêơtit RNA theo ngun tắc bổ sung Quá trình phiên mã diễn sau: – Chuẩn bị: Hệ enzym tháo xoắn AND, gỡ xoắn tách ADN khn đoạn có gen cần phiên Sau phiên mã tiến hành – Khởi đầu: Enzim RNA-pôlymeraza bám vào đoạn khởi đầu vùng điều hịa gen, chọn mạch khn bắt đầu trượt dọc theo mạch theo chiều 3’- 5’ để sẵn sàng tổng hợp RNA – Kéo dài : RNA-pôlymeraza vừa trượt dọc mạch khuôn gen theo chiều 3’- 5’, vừa lắp ribônuclêôtit tự vào mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung, sử dụng ATP để gắn ribônuclêôtit vừa lắp mạch khuôn với liên kết phôtphođieste, tạo nên chuỗi pôlyribônuclêôtit theo hướng 5’-3’ Đoạn gen phiên mã xong đóng xoắn lại Ở bước này, chuỗi pôlyribônuclêôtit dài dần ra, nên gọi giai đoạn kéo dài giai đoạn lâu tồn q trình – Kết thúc: Khi RNA-pơlymeraza trượt tới tín hiệu kết thúc gen dừng phiên mã tách khỏi gen, phân tử mRNA vừa tạo thành giải phóng, đồng thời đoạn gen bị tách "khép" lại trở thành cấu trúc xoắn kép trước Hình 5: Sơ đồ khái quát trình phiên mã Phiên mã sinh vật nhân thực nhân sơ giống theo giai đoạn Chỉ có vài điểm khác sau: – Phiên mã nhân sơ nói chung, cần loại enzym RNA-pôlymeraza xúc tác, kể phiên mRNA hay tRNA rRNA Nhưng nhân thực có nhiều loại enzim khác tham gia: loại RNA (mRNA, tRNA rRNA) phiên mã xúc tác loại RNA-pôlymeraza riêng – Do vi khuẩn (nhân sơ) khơng có màng nhân, nên phiên mã mRNA chưa xong làm khuôn dịch mã ngay, nghĩa phiên mã dịch mã coi lúc, phiên mã xong dịch mã hoàn tất – Ngay sau RNA tạo thành xong, nhân sơ, RNA sử dụng tế bào Nhưng nhân thực, chuỗi pôlyribônuclêôtit phân tử RNA sơ khai, phải qua trình chế biến, đặc biệt phân tử mRNA sơ khai phải cắt bỏ intrôn (không có codon) nối êxơn (có codon), trở tạo mRNA trưởng thành, mRNA trưởng thành qua màng nhân vào mạng lưới nội chất để làm khuôn dịch mã 3.2 Chế biến Việc chế biến (xử lý) RNA thông tin khác sinh vật nhân chuẩn nhân sơ RNA thông tin sinh vật nhân sơ hoàn chỉnh việc phiên mã khơng cần chế biến (ngoại trừ vài trường hợp hiếm).Cịn RNA thơng tin sinh vật nhân chuẩn đòi hỏi xử lý nhiều Tạo tiền RNA thông tin sinh vật nhân chuẩn: – Cộng gốc 5' q trình nucleotid guanin thay đổi cộng vào đầu 5' tiền RNA thơng tin Q trình sửa chữa quan trọng cho việc phát đính kèm RNA thơng tin với ribosome Nó quan trọng với q trình ghép vận chuyển – Vận chuyển - q trình tiền RNA thơng tin sửa chữa để kéo giãn chuỗi khơng mã hóa, gọi intron; chuỗi protein mã hóa gọi exons Tiền RNA thông tin vận chuyển nhiều đường khác nhau, cho phép gen đơn mã hóa cho nhiều protein, q trình gọi vận chuyển liên tiếp Quá trình vận chuyển thường thực phức hợp gọi thể cắt nối (spliceosome), phân tử RNA có khả làm chất xúc tác cho trình vận chuyển chúng – Polyadenylation - liên kết không phân cực (covalent) nửa polyadenylyl với phân tử RNA Trong sinh vật nhân chuẩn, polyadenylation q trình mà phần lớn phân tử RNA thông tin kết thúc gốc 3' chúng Các đầu viện trợ poly(A) RNA thơng tin ổn định để bảo vệ khỏi trình exonucleases Polyadenylation quan trọng với trình kết thúc phiên mã, đưa RNA thơng tin ngồi hạt nhân dịch mã – Polyadenylation diễn sau trình phiên mã ADN vào RNA Sau trình phiên mã kết thúc, vịng RNA thơng tin phân nhờ hoạt động endonuclease phức gắn với RNA polymerase Vị trí phân rã xác định xuất chuỗi AAUAAA gốc gần chỗ phân rã 10 Sau RNA thông tin tách ra, 80 đến 250 adenosine lại gắn vào gốc tự 3' vị trí phân rã – Một chuỗi (khoảng vài trăm) nucleotid loại Adenin cộng vào đầu 3' tiền RNA thông tin nhờ hoạt động enzyme có tên polyadenylate (polyA) polymerase Đi PolyA gắn với chứa chuỗi đặc biệt, ký hiệu AAUAAA Tầm quan trọng ký hiệu AAUAAA chứng minh thay đổi mã hóa chuỗi DNA (AATAAA), dẫn đến thiếu hụt hồng cầu Polyadenylation làm tăng trình phân đơi q trình chép, cuối dài tế bào dẫn đến việc dịch mã nhiều hơn, tạo nhiều protein 3.3 Xử lý Xử lý RNA trình biến đổi tự nhiên phân tử RNA sơ khai vừa tổng hợp, từ tạo nên RNA trưởng thành.Q trình gặp hầu hết lồi sinh vật nhân thực, xảy sau phiên mã (tổng hợp RNA) nên gọi biến đổi sau phiên mã (post-transcriptional modification) Thuật ngữ dịch từ nguyên gốc tiếng Anh: RNA processing dùng để trình biến đổi RNA sơ khai vừa phiên mã từ gen, qua khâu cắt intrôn, ghép êxôn số biến đổi khác để tạo nên RNA trưởng thành Quá trình xử lý RNA phát vào khoảng từ năm 1978, dịch trình chế biến RNA Quá trình xử lý RNAcó thể chia thành hai giai đoạn chính: – Giai đoạn "đội mũ - gắn đuôi" gồm gắn mũ (cap) 7-methylguanosine gắn thêm chuỗi pôly A đuôi phân tử, nhờ đa ađênin hoá (polyadenylation) – Giai đoạn cắt - nối RNA sơ khai, tiếng Anh gọi RNA splicing (xem trang cắt nối RNA) Bởi ADN sinh vật nhân thực phức tạp, vùng mã hóa lại có đoạn intrơn (khơng có mã) xen kẽ với đoạn êxơn (có mã di truyền), thêm vào đó, lại có loại gen mã hoá nhiều RNA nhỏ liền nhau, sau phiên mã tách rời nhau, nên phiên mã xong tạo RNA sơ khai chưa có chức sinh học thường bị tế bào phân giải Do đó, xử lý RNA trình bắt buộc biểu gen Xử lý RNA thường gồm kiện – Gắn mũ (chóp) GTP Các RNA thơng tin sinh vật nhân thực virus có cấu trúc đặc biệt hai đầu cuối Ngay sau tiền RNA thông tin (pre-mRNA) tạo thành khỏi phân tử RNA pơlymeraza, loạt enzym tiến hành phản ứng lên đầu 5' để tạo thành 5' methylated cap, gọi "mũ" – thực chất phân tử 711 methyl-guanosine gắn với nucleotide cuối RNA thơng tin qua liên kết "khơng bình thường" 5'-5' triphosphate Quá trình gắn mũ xảy trình phiên mã, sau phiên mã khoảng 20-50 nucleotide [7] Ở virus, enzyme gắn mũ cho RNA thông tin gắn với RNA polymerase virus Còn sinh vật nhân thực, khác với RNA polymerase I RNA polymerase III, RNA polymerase II có phần CTD (carboxyterminal domain) [8] tương tác với enzyme gắn mũ.Nhờ vậy, mũ bảo đảm đặc hiệu cho cấu trúc đầu 5' RNA thông tin.Mục tiêu việc gắn mũ tránh việc phân tử RNA bị enzyme khác làm phân hóa trợ giúp cho RNA có khả khỏi nhân tế bào đến tế bào chất Cụ thể hơn, cấu trúc mũ có tác dụng bảo vệ RNA hình thành khỏi enzyme exonuclease 5'-3', vị trí gắn trực tiếp cho phức hợp gắn với mũ (CBC - cap-binding complex) – chuẩn bị cho bước biến đổi tiền RNA thông tin vị trí gắn cho nhân tố tế bào chất cần thiết q trình dịch mã – Thêm pơlyA Đầu cịn lại bị tách enzyme phân hóa (endonuclease) để giải phóng nhóm hydroxyl 3' nucleotide đầu cuối 3' thêm vào adenylic acid nhờ vào enzyme poly(A) polymerase Quá trình liên quan mật thiết với việc kết thúc phiên mã, lần nữa, có tham gia RNA polymerase II CTD để tương tác với nhân tố gắn polyA Tuy nhiên, người ta chưa thực hiểu rõ tác dụng việc gắn đuôi polyA cho RNA thông tin để tạo thành RNA thông tin trưởng thành: bổ sung nhân tố làm ngưng q trình khơng ảnh hưởng đến việc tổng hợp RNA thông tin RNA thông tin khơng có poly(A) vận chuyển khỏi nhân tham gia dịch mã với hiệu suất thấp – Cắt nối Ở sinh vật có nhân, gene khơng chứa đoạn mang mã - chứa thơng tin mã hóa protein mà cịn xen kẽ đoạn không mang mã, gọi exon intron.Trong trình xử lý tiền RNA thông tin (pre-mRNA), đoạn intron loại bỏ đoạn exon nối lại với để tạo thành RNA thơng tin trưởng thành.Chính RNA thơng tin trưởng thành khn xác cho q trình dịch mã RNA thơng tin thành protein tương ứng.Sự kiện gọi trình cắt nối, thực đồng thời với trình phiên mã tiếp tục sau phiên mã phức hợp lớn gồm snRNPs (small nuclear ribonucleoprotein) (gọi spliceosome) Sự cắt nối có vai trị quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến khn dịch mã protein, vị trí cắt nối phải đánh dấu xác Trình tự base đoạn nối intron-exon RNA sinh vật nhân thật có chung motif: trình tự intron bắt đầu GU kết thúc AG Ngồi cịn có vị trí đặc biệt bên intron gọi vị trí nhánh (branch site) với ribonucleotide A cố định Những phần khác intron khơng đóng vai trị quan trọng 12 q trình splicing: người ta chèn thêm, loại bỏ hay thay phần mà không ảnh hưởng đến trình splicing giữ ngun vị trí nhánh, đầu 5' 3' Về chế hóa học, cắt nối trình bao gồm phản ứng chuyển ester (transesterification) liên tiếp Đầu tiên, liên kết phosphodiester exon phía đầu (tạm gọi exon1) đầu 5' intron bị phá vỡ nhóm hydroxyl ribonucleotide A vị trí nhánh, liên kết phosphodiester hình thành đơn phân A với nhóm phosphate đầu 5' intron tạo thành cấu trúc trung gian hình nút thịng lọng Nhóm 5'hydroxyl tự exon1 lúc công liên kết phosphodiester intron exon phía intron(exon2) tương tự phản ứng Kết exon1 exon2 nối với đoạn intron giải phóng dạng nút thòng lọng.Chú ý số lượng liên kết phosphodiester giữ nguyên suốt trình cắt nối – điều cần thiết trình cắt nối nhờ vậy, diễn mà không tiêu tốn lượng Đây trình đặc biệt quan trọng để hình thành RNA thơng tin trưởng thành.Các RNA thơng tin khơng cắt nối thích hợp bị giữ lại vị trí phiên mã (cơ chế chưa nghiên cứu rõ) Một đặc điểm bật q trình cắt nối q trình cắt nối lựa chọn (alternative splicing) Các exon RNA thông tin gồm hai loại exon (constitutive exon) exon lựa chọn (alternative exon), hay intron, đó, có exon ln giữ lại RNA thông tin trưởng thành, intron bị cắt xén Quá trình cắt nối lựa chọn thực nhờ chế gọi chế định nghĩa exon, với tham gia nhân tố giao dịch(gắn với nhân tố tăng cường hay ức chế splicing) Chính nhờ cắt nối lựa chọn, gene tạo sản phẩm nhiều protein khác thế, làm tăng độ đa dạng độ phức tạp gene sinh vật nhân chuẩn 13 Hình 6: Quá trình xử lý mRNA 3.4 Vận chuyển Một khác biệt khác sinh vật nhân chuẩn nhân sơ q trình vận chuyển RNA thơng tin Do phiên mã dịch mã sinh vật nhân chuẩn diễn tách biệt không gian tế bào, nên mRNA trưởng thànhcủa sinh vật nhân chuẩn phải chuyển từ nơi tổng hợp nhân tế bào qua lỗ nhân tới tế bào chất 3.5 Dịch mã Trong dịch mã, RNA thơng tin giải mã ribosome bên ngồi nhân, để tạo chuỗi axit amin hay polypeptide Polypeptide sau gấp, co xoắn tạo protein hoạt động thực chức tế bào Ribosome tạo điều kiện cho giải mã cách tạo trình tự bổ sung với tRNA với mRNA mang mã di truyền Mỗi tRNA mang axit amin cụ thể nối với thành polypeptide mRNA qua "đọc" ribosome Ở sinh vật nhân sơ (vi khuẩn), dịch mã xảy tế bào chất, nơi tiểu đơn vị lớn nhỏ ribosome liên kết với mRNA Ở sinh vật nhân chuẩn dịch mã xảy cytosol màng mạng lưới nội chất trình gọi chuyển dịch đồng dịch Q trình dịch mã gồm phần chính: – Mở đầu Tiểu đơn vị nhỏ ribosome (có rRNA) gắn với mRNA vị trí nhận biết đặc hiệu (gần ba mở đầu) di chuyển đến ba mở đầu (AUG) AminoacyltRNA phù hợp tiến đến gắn với mở đầu theo nguyên tắc bổ sung (UAX - AUG), sau tiểu đơn vị lớn gắn vào tạo ribosome hoàn chỉnh – Kéo dài Aminoacyl-tRNA khớp bổ sung đối mã với codon mRNA Tiểu đơn vị lớn xúc tác cho hình thành liên kết peptit axit amin mở đầu Ribosome tiếp tục dịch chuyển tRNA tách di chuyển khỏi ribosome, trình tiếp tục ribosome chạy tiếp dọc mRNA – Kết thúc 14 Khi ribosome chạy đến codon kết thúc (UAA, UAG, UGA - tương ứng với khơng axit amin) dịch mã chấm dứt, hai tiểu đơn vị ribosome tách ra.Ngay sau đó, enzym đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầu, trình dịch mã hồn tất Hình 7: Q trình dịch mã 3.6 Phân hủy Sau khoảng thời gian định, RNA thông tin phân hủy thành thành phần nucleotide nó, thường nhờ hỗ trọ RNase Ứng với q trình chế biến RNA thơng tin, RNA thông tin sinh vật nhân chuẩn tổng hợp cách ổn định RNA thông tin sinh vật nhân sơ Các loại mRNA 4.1 Pre-mRNA hnRNA Tiền chất mRNA (tiền mRNA) phiên mã mRNA nhân chuẩn khỏi mẫu DNA Pre-mRNA phần nhóm RNA gọi RNA hạt nhân không đồng (hnRNA) hnRNA đề cập đến tất RNA chuỗi đơn nằm bên nhân tế bào nơi diễn trình phiên mã (DNA-> RNA) tiền mRNA tạo thành phần lớn axit ribonucleic Pre-mRNA chứa chuỗi cần phải loại bỏ intron tách trước dịch thành protein Sau bước xử lý này, pre-mRNA coi phiên mã mRNA trưởng thành 15 Intron trình tự nuclêơtit khơng có chức mã hố gen Chúng thường xuất loài sinh vật nhân thực khơng tìm thấy lồi sinh vật nhân sơ (đơi lúc tìm thấy loài vi khuẩn cổ) Trong gen nhân thực, chúng thường xen đoạn DNA có mã hóa gọi êxon, từ tạo thành gen phân mảnh (gene in pieces) Sau gen tiến hành phiên mã xong, đoạn intron bị loại bỏ khỏi phân tử RNA qua trình xử lý RNA.Cơ chế thực tế bào nhân thực.Các đoạn intron tự xúc tác cho phản ứng cắt khỏi đoạn mRNA (những đoạn RNA có tính chất gọi ribozyme) từ làm cho đoạn êxon gắn lại với nhờ q trình dịch mã diễn liên tục.Sau mRNA vận chuyển khỏi nhân tế bào.Số lượng chiều dài intron khác tuỳ lồi.Ví dụ lồi cá nốc hổ có intron.Trong động vật có vú thực vật có hoa lại có nhiều intron, chí intron có chiều dài lớn so với êxôn thuộc gen 4.2 mRNA đơn dòng mRNA đơn dòng đề cập đến mRNA sinh vật nhân chuẩn chứa chuỗi exon mã hóa cho protein 4.3 MRNA nhị phân Một phân tử mRNA bicistronic chứa chuỗi mã hóa exon cho hai protein 4.4 MRNA đa Một phân tử mRNA đa chứa chuỗi mã hóa exon cho nhiều protein Hầu hết mRNA vi khuẩn đa Chức Chức mRNA hoạt động trung gian thông tin di truyền DNA chuỗi axit amin protein mRNA chứa codon bổ sung cho chuỗi nucleotide DNA mẫu định hướng hình thành axit amin thông qua hoạt động ribosome tRNA mRNA chứa nhiều vùng quy định xác định thời gian tốc độ dịch mã Ngoài ra, đảm bảo q trình dịch diễn theo trật chứa vị trí để ghép ribosome, tRNA protein trợ giúp khác 16 Protein sản xuất tế bào đóng nhiều vai trị khác nhau, enzyme, phân tử cấu trúc máy móc vận chuyển cho thành phần tế bào khác Một số tế bào chuyên biệt để tiết protein, chẳng hạn tuyến sản xuất enzyme tiêu hóa hormone ảnh hưởng đến q trình trao đổi chất tồn sinh vật Ví dụ rối loạn liên quan đến xử lý mRNA Hơn 200 bệnh có liên quan đến khiếm khuyết q trình xử lý pre-mRNA thành mRNA Đột biến DNA ảnh hưởng lớn đến độ xác pre-mRNA Ví dụ, chuỗi DNA bất thường loại bỏ, làm suy yếu kích hoạt vị trí mối nối ẩn pre-mRNA Tương tự máy móc nối khơng hoạt động đúng, spliceosome cắt pre-mRNA khơng xác Những đột biến dẫn đến việc xử lý pre-mMRA thành mRNA tiếp tục mã hóa protein bị trục trặc Bản thân mRNA bất thường mục tiêu cho phân rã mRNA qua trung gian thối hóa pre-mRNA sinh Các tế bào có nguồn gốc từ bệnh nhân mắc nhiều loại bệnh bao gồm progeria, ung thư vú xơ nang hiển thị khiếm khuyết nối RNA III MỞ RỘNG VÀ ỨNG DỤNG RNA thơng tin (mRNA), có khả tạo tế bào sản xuất protein trị liệu, hứa hẹn cho việc điều trị nhiều loại bệnh Cho đến nay, trở ngại lớn phương pháp cần tìm cách an tồn hiệu để đưa phân tử mRNA đến tế bào nhắm đích.RNA thơng tin mã hóa dẫn di truyền (genetic instructions) kích thích tế bào tạo protein riêng biệt Nhiều nhà nghiên cứu nghiên cứu phát triển mRNA để điều trị hội chứng rối loạn di truyền ung thư cách biến tế bào bệnh nhân thành nhà máy sản xuất thuốc Các nhà khoa học phát triển thành công loại vắc xin hệ dựa vật liệu di truyền RNA công nghệ nano Vắc xin sản xuất tuần theo đơn đặt hàng có khả đáp ứng nhanh chóng dịch bệnh 17 bùng phát đột ngột Vật liệu di truyền RNA thông tin (mRNA) thiết kế tùy biến để mã hóa cho protein vi rút, vi khuẩn hay ký sinh trùng Những phân tử RNA sau đóng gói dạng hạt nano mang điện tích, cho phép chúng xâm nhập vào tế bào tương tự cách xâm nhập vi rút Dựa hoạt động tế bào, trình dịch mã xảy sinh tổng hợp protein mã hóa với mầm bệnh đích, protein khuyếch đại lên nhiều lần để kích thích đáp ứng miễn dịch đặc hiệu từ vật chủ C KẾT LUẬN Như vậy, mRNA thành phần cần thiết quan trọng trình tổng hợp protein.RNA thông tin loại RNA đa dạng tế bào có nhiều gen mã hóa protein, gen lại cho loại mRNA, mang ba mã di truyền tổng hợp trực tiếp từ gen DNA nhân ngồi vùng nhânmRNA có chức làm khuôn dịch mã tổng hợp nên chuỗi polypeptide thơng qua q trình phiên mã dịch mã Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân (polymer) mà đơn phân (monomer) gọi ribônuclêôtit tạo thành từ phân tử đường ribôzơ (C 5H10O5), photphat (gốc từ H3PO4) liên kết với bốn loại bazơ: A,U,G,C RNA thơng tin tự tạo protein bị đột biến, gây bệnh Nhờ hiểu biết cấu tạo tính chất RNA thơng tin, nhà khoa học đãnghiên cứu đưa ứng dụng có ý nghĩa to lớn y học Bài luận có sử dụng tài liệu nước ngồi nước.Vì vậy, khơng tránh khỏi sai sót việc diễn đạt câu từ.Rất mong nhận góp ý thảo luận giáo bạn để báo cáo hoàn thiện kiến thức khơng bị sai lệch tìm hiểu Em xin chân thành cảm ơn! 18 D TÀI LIỆU THAM KHẢO Wikipedia Sách giáo khoa sinh học Campbell cộng sự: "Sinh học" - Nhà xuất Giáo dục, 2010 Hoàng Trọng Phán, Di truyền học phân tử (tái bản) Trung tâm ĐTTX Đại học Huế - NXB Giáo Dục, 1997 Phạm Thành Hổ: "Di truyền học" - Nhà xuất Giáo dục, 1998 Đỗ Lê Thăng: "Di truyền học" - Nhà xuất Giáo dục, 2005 Watson, James D (February 22, 2013) Molecular Biology of the Gene, 7th edition Pearson Higher Ed USA  Quaresma AJ, Sievert R, Nickerson JA (April 2013) "Regulation of mRNA export by the PI3 kinase/AKT signal transduction pathway" Molecular Biology of the Cell https://biologydictionary.net/mrna/ 19