Đang tải... (xem toàn văn)
Tiểu luận Hóa sinh đại cương Trình bày những hiểu biết của em về rARN có nội dung tìm hiểu tổng quan về ARN; Tổng hợp ribôxôm; Cấu trúc và chức năng cũng như phân loại của rARN;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết tại đây nhé!
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HỐ HỌC *************** TIỂU LUẬN MƠN HỌC ĐỀ TÀI: Trình bày hiểu biết em rARN GVHD: TS Giang Thị Phương Ly SVTH: Lê Thị Thu Trang – MSSV 20175292 Lớp: Hóa Học 01-K62 Mục lục PHẦN MỞ ĐẦU Học thuyết tế bào lần nghiên cứu vào năm 1839 Matthias Jakob Schleidenvà Theodor Schwann, phát biểu tất sinh vật sống cấu tạo hay nhiều tế bào, tế bào đơn vị tạo nên cấu trúc chức quan, tổ chức sinh vật sống Tất tế bào đến từ tế bào tồn trước đó, chứa thơng tin di truyềncần thiết để điều hịa chức tế bào truyền thông tin đến hệ tế bào tiếp theo.Axit ribonucleic (RNA hay ARN) phân tử polyme có nhiều vai trị sinh học mã hóa, dịch mã, điều hịa, biểu gen ARN ADN axit nucleic với lipid, protein cacbohydrat tạo thành bốn loại đại phân tử sở cho dạng sống Trái Đất Việc nghiên cứu lịch sửvà phân loại nguồn gốc lồi sinh vật nhiệm vụ có ý nghĩa nhà sinh vật học.rARN số sản phẩm gen có tất tế bào, tức tất sinh vật có kết cấu tế bào có ARN ribơxơm Vì thế, việc nghiên cứu cấu tạo đặc điểm rARN lànhân tố giúp nhà sinh vật học thực nhiệm vụ rARN kết hợp với prơtêin dẫn đến hình thành ribơxơm Sự có mặt loại rARN tiểu đơn vị lớn tiểu đơn vị bé ribôxôm khác lồi sinh vật ARN ribơxơm sinh vật nhân nguyên thuỷ chia ba loại: ARN ribôxôm 5S, ARN ribôxôm 16S ARN ribôxôm 23S ARN ribôxôm sinh vật nhân thật chia bốn loại ARN ribôxôm 5S, ARN ribôxôm 5,8S, ARN ribôxôm 18S ARN ribôxôm 28S S đơn vị vật lí học vật chất đại phân tử phản ánh gián tiếp kích thước phân tử lượng.Sự khác cấu trúc loại rARN sinh vật cho phép số thuốc kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn cách khống chế ribôxôm vi khuẩn mà không ảnh hưởng đến ribơxơm người Chính đặc điểm bật rARN, mà luận em tìm hiểu rõ cấu trúc, phân loại ứng dụng rARN từ nắm vai trò chức loại rARN ý nghĩa, giá trị nghiên cứu rARN I ĐẠI CƯƠNG Tổng quan ARN 1.1 Định nghĩa Axit ribonucleic (RNA hay ARN) phân tử polyme có nhiều vai trị sinh học mã hóa, dịch mã, điều hịa, biểu gen ARN ADN axit nucleic với lipid, protein cacbohydrat, tạo thành bốn loại đại phân tử sở cho dạng sống Trái Đất 1.2 Phân loại Dựa theo chức năng, ARN phân thành: mARN messenger ribonucleic acid, sản phẩm chép gen mang thông tin di truyền trình tự protein đến ribơxơm tARN transfer ribonucleic acid, mang loại axit amin định đến gắn vào chuỗi polypeptide dài dần vị trí ribơxơm tổng hợp lên protein q trình dịch mã rARN ribosomic ribonucleic acid, hợp phần cấu trúc ribôxômthực ghép nối axit amin tạo chuổi tiền protein snARN small nuclear ribonucleic acid 1.3 Chức Phân tử ARN đóng vai trị hoạt động bên tế bào chất xúc tác cho phản ứng sinh học, kiểm soát, biểu gen đáp ứng cảm nhận liên lạc q trình truyền tín hiệu tế bào.Trong trình sinh tổng hợp protein, phân tử ARN trực tiếp tham gia tổng hợp protein phân tử ribơxơm gọi q trình dịch mã 1.4 Cấu Trúc Mỗi nucleotide ARN chứa đường ribose, với cacbon đánh thứ tự từ 1' đến 5' Một base gắn vào vị trí 1' adenine (A), cytosine (C), guanine (G), uracil (U) Adenine Guanin purine, cytosine uracil pyrimidine Một nhóm phosphat gắn vào vị trí 3' cuả đường ribose vào vị trí 5' đường ribose Các baso tạo thành liên kết Hidro cytosin guanine, adenin uracil Đường β – D – ribose Phosphoric acid: H3PO4 Các Base dẫn xuất pyrimindine purine O NH2 HN N N H O O N N N H O NH2 N N H N HN H2N N N H CytosineUracilAdenineGuanine Các nucleoside hợp thành từ base đường pentose thông qua phản ứng khử nước tạo liên kết β – glycosidic Các nucleoside gồm: NH2 N N N N HO O H H OH OH H H AdenosineUridine CytidineGuanosine Các Nucleotide tạo thành axit phosphoric ester hóa vào nhóm hydroxyl nucleoside Trong ARN bao gồm loại sau: Adenosine – 5’ – monophosphate (AMP):Guanosine - 5’- monophotsphate: O NH2 N N OH O P O CH2 OH H H H OH H OH N OH N O O Uradine- 5’- monophosphate N N P O CH2 OH H NH N NH2 O H H OH H OH Cytodine-5’- monophotsphate: NH2 N N OH O P O CH2 OH H O O H H OH H OH Phân tử ARN là polynucleotide liên kết với nhau bằng liên kết photphodiester. Cấu trúc bậc nhất của RNA là số lượng và trình tự sắp xếp của các mononucleotide trong mạch polynucleotide NH OH O N p A OH N O CH2 N O H H O OH H O N NH2 H C O- P N O CH2 N O O H H OH OH H H Khi chuỗi RNA cuộn gấp, nếu có những gốc base A U, G C tiến đến gần nhau, giữa chúng cũng có liên kết hydro và nếu đoạn đủ dài sẽ có những xoắn kép (cấu trúc bậc 2) xuất hiện dọc phân tử Một thành phần cấu trúc quan trọng ARN khác biệt với ADN có mặt nhóm hydroxyl vị trí 2' đường ribose Sự có mặt nhóm chức làm cho dạng xoắn ARN có dạng A-hình học {1} 1.5 Sự tạo thành ARN Quá trình phiên mã Quá trình tổng hợp ARN gọi phiên mã, cần xúc tác enzym ARN polymerase sử dụng mạch khuôn gen ADN Phiên mã bắt đầu enzyme gắn kết vào trình tự khởi động ADN phía "thượng nguồn" gen Chuỗi xoắn kép ADN vùng có gen cần phiên mã phải tháo xoắn nhờ tơpơizơmêraza, sau dãn mạch tách đôi nhờ enzym hêlicaza Enzym RNA polymerase trượt dọc theo sợi khuôn mẫu (mạch gốc) theo chiều 3’ đến 5’ gen, tổng hợp lên chuỗi pôlyribônuclêôtit theo nguyên tắc bổ sung, kéo dài theo hướng 5’ đến 3’ (ngược lại với hướng di chuyển enzym này) Trình tự đêôxyribônuclêôtit mạch gốc gen không định trình tự chuỗi pơlyribơnuclêơtit RNA, mà cịn quy định kết thúc trình phiên mã Q trình thường diễn ra trong tế bào của sinh vật có nhân hồn chỉnh hay sinh vật nhân thực. Vì những sinh vật nhân thực (gồm cả con người) có tế bào với nhân hồn chỉnh, được bao bọc bởi màng nhân, tế bào lại được chun hố cao, nên q trình này phức tạp hơn hẳn phiên mã ở nhân sơ. Thêm vào đó, phiên mã diễn ra trên ADN khn, mà ADN này lại nằm trong bào quan đặc biệt gọi là nhiễm sắc thể có cấu trúc phức tạp, nên q trình chỉ diễn ra khi trước đó (vào giai đoạn chuẩn bị) có tháo xoắn nhiễm sắc thể, tháo xoắn ADN và dãn xoắntách mạch gen khn mẫu, nghĩa là liên quan cả đến điều hồ gen. Ngồi ra, sau khi ARN đã được tổng hợp ra thì cịn phải qua q trình chế biến mới thành sản phẩm có chức năng sinh học hồn chỉnh. Tổng hợp ribôxôm 2.1 Khái niệm Ribôxôm (ribosome) bào quan tổng hợp chuỗi pôlipeptit dưa khuôn mã ARN thông tin Đây máy phân tử lớn, phức tạp, có mặt tất tế bào sống, nơi xảy q trình sinh tổng hợp protein.Ribơxơm liên kết axit amin với theo trật tự quy định phân tử (mARN) 2.2 Cấu trúc Ribôxôm bao gồm hai thành phần gắn kết với làm việc để chuyển hóa mARN thành chuỗi polypeptide trình tổng hợp protein (Hình trên) Ribơxơm hình thành từ phức hệ ARN protein nên có tên Ribonucleoprotein Mỗi ribơxơm chia thành hai tiểu đơn vị (hai tiểu phần) Tiểu đơn vị nhỏ liên kết với khuôn mẫu mARN gồm nhiều phân tử ARN ribôxôm (rARN) nhiều phân tử protein, tiểu đơn vị lớn liên kết với tARN axit amin Khi ribôxôm đọc xong phân tử mRNA, hai tiểu đơn vị tách Ribơxơm cịn loại enzyme ribozyme, có hoạt động xúc tác phản ứng peptidyl transferase, nhằm mục đích liên kết axit amin với nhau, thực ARN ribôxôm Ribôxôm thường khảm màng nội bào hệ thống mạng lưới nội chất hạt Chính gồm hai thành phần mà kích thước ribơxơm sinh vật khác ribôxôm sinh vật nhân sơ có đường kính khoảng 20 nm (200 Å) tạo thành từ 65% RNA ribôxôm 35% protein ribơxơm Ribơxơm sinh vật nhân thực có đường kính từ 25 đến 30 nm (250-300 Å) tỷ lệ rARN so với protein gần Ribôxôm vi khuẩn bao gồm hai chuỗi rRNA tổng hợp tế bào chất thông qua q trình phiên mã gen ribơxơm operon Ribôxôm sinh vật nhân thực bao gồm ba phân tử rRNA lớn (được gọi ribôxôm RNA) nhiều phân tử protein nhỏ Ribôxôm sinh vật nhân thực tổng hợp tế bào tế bào chất hạch nhân (một vùng nhân tế bào) Theo ngành khoa học thực nghiệm khơng có protein ribơxơmgần mặt phản ứng trình tổng hợp polypeptide Điều cho thấy thành phần protein ribôxôm hoạt động lớp tạm thời, tăng cường khả rRNA để tổng hợp protein thay trực tiếp tham gia xúc tác 2.3 Dịch mã Trong sinh học phân tử di truyền học, dịch mã q trình ribơxơm tế bào chất mạng lưới nội chất tổng hợp protein sau trình phiên mã từ AND đến ARN nhân Tồn trình gọi biểu gen Gồm q trình: Mở đầu Tiểu đơn vị nhỏ ribơxơm (có rARN) gắn với mARN vị trí nhận biết đặc hiệu (gần ba mở đầu) di chuyển đến ba mở đầu (AUG) Aminoacyl-tARN 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 mARN Tiểu đơn vị lớn xúc tác cho hình thành liên kết peptit axit amin mở đầu Ribôxôm tiếp tục dịch chuyển tARN tách di chuyển khỏi ribosome, trình tiếp tục ribosome chạy tiếp dọc mARN Kết thúc Khi ribosome chạy đến codon kết thúc (UAA, UAG, UGA - tương ứng với khơng axit amin) dịch mã chấm dứt, hai tiểu đơn vị ribơxơm tách Ngay sau đó, enzym đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầu, q trình dịch mã hồn tất Ứng dụng: 2.4 Do khác cấu trúc sinh vật cho phép số thuốc kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn cách khống chế ribôxôm vi khuẩn mà không ảnh hưởng đến ribôxôm người Các ribôxôm 70S vi khuẩn dễ bị kháng sinh tác động ribơxơm 80S nhân thực khơng bị ảnh hưởng Mặc dù ty thể có ribơxơm tương tự vi khuẩn, ti thể không bị ảnh hưởng loại thuốc kháng sinh chúng bao quanh bảo vệ hai lớp màng ngăn chặn không để kháng sinh vào sâu bào quan rARN Axít ribơnuclêic ribơxơm (Ribosomal ribonucleic acid ribosomal RNA), cịn gọi ARN ribơxơm, viết tắt rARN, loại ARN chứa nhiều tế bào, loại ARN có khối lượng phân tử tương đối lớn ba loại ARN (ARN vận chuyển, ARN thơng tin ARN ribơxơm), kết hợp với prơtêin dẫn đến hình thành ribơxơm, lấy axít amin hợp thành làm liên kết péptít ARN ribơxơm chiếm vào khoảng 82% tổng lượng ARN CẤU TRÚC II Kết cấu không gian 10 rARN xử lý exonuclease Rex1p, Rex2p Rex3p Các tiểu đơn vị ribosome 60S 40S xuất từ nhân đến tế bào chất nơi chúng tham gia để tạo thành ribơxơm 80S trưởng thành có khả dịch mã.Việc rARN 5s tích hợp vào ribosome cịn gây tranh cãi, người ta thường chấp nhận 5S rARN tích hợp vào hạt 90S, tiền thân hạt 60S, phần phức hợp RNP độc lập với ribosome hình thành 5S rARN protein ribôxôm L5 Như ARN ribôxôm 5S phận đơn vị ribôxôm 50S sinh vật nhân ngun thuỷ ARN ribơxơm 5S có sẵn trình tự bù đắp hỗ tương với trình tự quy đặc biệt ARN vận chuyển Là loại thiết bị cảm biến, đạt tới xúc tiến ribôxôm giao lưu trung tâm chức tiến hành tổ chức phiên dịch.Hoạt tính enzim di chuyển peptidyl ribôxôm khuyết thiếu ARN ribôxôm 5S giảm xuống 1.2.3 Protein quan trọng tương tác với 5S rARN: La protein: Sự tương tác 5S rARN với protein La ngăn chặn thối hóa ARN exonuclease tế bào La protein tìm thấy nhân tất sinh vật nhân chuẩn liên kết với số loại ARN phiên mã RNA pol III La protein tương tác với ARN (bao gồm 5S rARN) thông qua đường 'oligo-uridine chúng, giúp ổn định gấp ARN {8} Protein L5: Trong tế bào nhân chuẩn, protein ribôxôm L5 liên kết ổn định rARN 5S tạo thành hạt ribonucleoprotein tiền ribôxôm (RNP) tìm thấy cytosol nhân Thiếu L5 ngăn cản vận chuyển 5S rARN đến nhân dẫn đến giảm lắp ráp ribôxôm {8} Và protein khác : Ở sinh vật nhân nguyên thủy, rARN 5S liên kết với protein ribôxôm L5, L18 L25, sinh vật nhân thực 5S rARN biết liên kết với protein ribơxơm L5. Ở T. brucei, tác nhân gây bệnh ngủ, 21 5S rARN tương tác với hai protein liên kết ARN liên quan chặt chẽ, P34 và P37, có kết quả mất ở mức độ rARN 5S tồn cầu thấp hơn {8} 1.3 rARN 23S 1.3.1 Kích thước: Khối lượng phân tử tương đối của ARN ribơxơm 23S khoảng chừng là 1,2 Mda {9}, độ dài khoảng chừng là 2900 nt, từ một nửa phân tử trở lên lấy liên kết đơi trong phân tử làm hình thức tồn tại, sản sinh vượt hơn 100 cái xốy ốc. Nó kết hợp với prơtêin ribơxơm L1, L2, L3, L4, L9 và L23 ở trong á đơn vị ribơxơm 50S của ribơxơm 70S hình thành phức hợp sơ cấp. Nghiên cứu theo phương pháp kính hiển vi điện tử của ARN ribơxơm 23S trạng thái khít sát tỏ rõ, hình dạng của ARN ribơxơm 23S tương tự với á đơn vị ribơxơm 50S. Đây là hình ảnh về sự sắp xếp 3D của rARN 23S và 5S trong tiểu đơn vị ribosome Escherichia coli 50S dựa trên cấu trúc kính hiển vi điện tử cryo: Hoạt động peptidyl transferase của ribơxơm nằm trong miền V của rARN này và miền này là vị trí liên kết phổ biến nhất đối với các kháng sinh ức chế dịch mã Một nhân tố nổi tiếng của nhóm kháng sinh này, chloramphenicol, hoạt động bằng cách ức chế sự hình thành liên kết peptide, với các nghiên cứu cấu trúc 3D gần đây 22 cho thấy hai vị trí gắn kết khác nhau tùy thuộc vào lồi ribơxơm Linezolid quinupristindalfopristin cũng liên kết với rARN 23S và tính kháng chéo đã được chứng minh giữa các kháng sinh này. Tương đồng eukaryote của rARN 23S là ARN ribơxơm 28S, với một vùng được lấp đầy bởi ribơxơm R 5,8S 1.3.2 Chức năng: Peptidyl transferase aminoacyltransferase chức enzyme ribosome, hình thành liên kết peptide axit amin liền kề cách sử dụng tARN trình dịch mã hóa sinh tổng hợp protein.Nói chung, rARN có chức thiết yếu peptidyl transferase Cả peptidyl-tARN aminoacyl-tARN quan trọng để tổng hợp protein đáp ứng transpeptidation Tuy nhiên, vị trí rARN 23S G2252, A2451, U2506 U2585 có chức quan trọng để liên kết tARN vị trí P tiểu đơn vị ribơxơm lớn Những nucleotide biến đổi vị trí P ức chế peptidyltARN khỏi liên kết can thiệp điều chỉnh U2555 cách chuyển peptidyl-tARN sang puromycin Hơn nữa, việc sửa đổi hóa học nửa vị trí G2251, G2253, A2439 U2584 ngăn chặn liên kết tARN Peptidyl-tARN tiểu đơn vị 50S liên kết với vị trí P bảo tồn tám vị trí 23S rARN khỏi biến đổi hóa học Mặt khác, 23S rARN tác động đến đột biến cho phát triển tế bào Đột biến A1912G, A1919G Ψ1917C có kiểu hình tăng trưởng mạnh mẽ chúng ngăn cản dịch mã đột biến A1916G có kiểu hình tăng trưởng đơn giản dẫn đến khiếm khuyết tiểu đơn vị 50S {10} Ở sinh vật nhân thật: Trong ribơxơm 80S có chứa bốn chủng loại ARN ribơxơm mà hệ số chìm xuống khơng giống nhau, đó, đơn vị ribôxôm 40S (á đơn vị nhỏ) bao gồm ARN ribôxôm 18S, mà đơn vị ribôxôm 60S (á đơn vị lớn) bao gồm ARN ribôxôm 5S, ARN ribôxôm 5,8S ARN ribôxôm 28S Ngược lại, sinh vật nhân thật (hay sinh vật nhân chuẩn ) thường có nhiều gen rARN tổ chức lặp lại song song Ở người, có khoảng 300- 400 lần lặp lại có mặt năm cụm, nằm nhiễm sắc thể 13 23 (RNR1), 14 (RNR2), 15 (RNR3), 21 (RNR4) 22 (RNR5) Con người có 10 cụm rADN gen, tổng cộng chiếm chưa đến 0,5% gen người Trước người ta chấp nhận chuỗi rADN lặp lại giống hệt dùng để giải thích cho lỗi chép tự nhiên đột biến điểm Tuy nhiên, thay đổi trình tự rADN (và sau rARN) người nhiều nhiễm sắc thể quan sát cá thể người Nhiều số biến thể chuỗi palindromic (trình tự axit nucleic phân tử ADN ARN chuỗi kép đọc theo hướng định chuỗi khớp với trình tự đọc theo hướng chuỗi bổ sung) lỗi tiềm ẩn chép Một số biến thể định thể theo cách thức mô cụ thể chuột Cấu trúc bậc ba ARN ribôxôm tiểu đơn vị nhỏ giải tinh thể học tia X Cấu trúc thứ cấp tiểu đơn vị nhỏ ribôxôm chứa miền riêng biệt, miền 5', trung tâm, 3' ' Một mơ hình cấu trúc thứ cấp cho miền '(500-800 nucleotide) hiển thị ARN ribôxôm tiểu đơn vị nhỏ, miền 'được lấy từ sở liệu Rfam Ví dụ RF00177, mảnh từ vi khuẩn chưa nuôi cấy: 24 2.1 rARN 18S ARN ribơxơm 18S (viết tắt 18S rARN) là một phần của ARN ribơxơm.RARN 18S tiểu đơn vị bé của ribơxơm một thành phần của sinh vật nhân chuẩn (40S) 18S rARN là ARN cấu trúc cho thành phần nhỏ của ribơxơm tế bào nhân thực, và do đó là một trong những thành phần cơ bản của tất cả các tế bào nhân thực . 2.1.1 Kích thước: Khối lượng phân tử tương đối của nó khoảng chừng là 0,7 Mda,{9}độ dài khoảng chừng là 1900 nt. ARN ribơxơm 18S ngồi hơi dài hơn ARN ribơxơm 16S lại nhiều cánh tay và kết cấu vịng thêm, kết cấu khơng gian của hai loại chúng nó vơ cùng giống nhau,tác dụng đi xây dựng trong ribơxơm cũng giống nhau cơ bản 2.1.2 Ứng dụng: Các gen mã hóa cho 18S rARN được gọi là gen 18S rARN. Dữ liệu trình tự từ các gen này được sử dụng rộng rãi trong phân tích phân tử để tái tạo lại lịch sử tiến hóa của các sinh vật, đặc biệt là động vật có xương sống, vì tốc độ tiến hóa chậm của nó làm cho nó phù hợp để tái tạo các phân kỳ cổ xưa Gen rARN 18S tiểu đơn vị nhỏ là một trong những gen được sử dụng thường xun nhất trong các nghiên cứu phát sinh gen và là dấu hiệu quan trọng chophản 25 ứng chuỗi polymerase mục tiêu ngẫu nhiên trong sàng lọc đa dạng sinh học môi trường Gen rARN 18S là một phần lõi chức năng ribosome và được chọn lọc trong các sinh vật sống: Gen nguyên nhân tồn sống cho hệ thống metasoan nhóm sinh vật đa bào, nhân chuẩn, phân loại là giới Động vật , là bằng chứng cho việc phân chia các nhánh Ecdysozoa và Lophotrochozoa, góp phần thay đổi hiểu biết về mối quan hệ trong metazoan. 2.2 rARN 5S ARN ribôxôm 5S chủng loại ARN liên kết đơi có đơn vị lớn ribôxôm tế bào sinh vật nhân nguyên thuỷ sinh vật nhân thật Như nói mục sinh vật nhân nguyên thủy 2.3 rARN 5,8S 2.3.1 Kích thước: Khối lượng phân tử tương đối ARN ribôxôm 5,8S khoảng chừng 40 Kda, độ dài khoảng chừng 160 nt Nó tồn tế bào cổ khuẩn 2.3.2 Chức năng: rARN 5,8S (5,8S rRNA) thành phần ARN khơng mã hóa tiểu đơn vị lớn ribơxơm eukaryote đóng vai trị quan trọng dịch mã protein Nó phiên mã ARN polymerase I phần tiền thể rARN 45S chứa rARN 18S 28S Chức cho dịch chuyển ribơxơm Nó biết hình thành liên kết cộng hóa trị với protein ức chế khối u p53 5,8S rARN sử dụng làm gen tham chiếu để phát miARN rARN 5,8S sử dụng để hiểu rõ trình đường rARN khác tế bào ARN ribôxôm 5,8S lấy gen tham dự nội để tiến hành dị xét suy đốn tiểu phân tử ARN 26 2.3.3 Cấu trúc Kích thước xấp xỉ 150 nucleotide bao gồm nhiều sợi gấp, số coi sợi đơn RARN này, với rARN 28S 5S với 46 protein ribôxôm, tạo thành tiểu đơn vị lớn ribôxôm {11} 2.4 rARN 28S ARN ribôxôm28S ARN ribôxômcấu trúc (rARN) tiểu đơn vị lớn ribôxômtế bào nhân thực, thành phần tất tế bào nhân chuẩn Kết cấu ARN ribôxôm 28S sinh vật nhân thật tương tự với ARN ribôxôm 23S vi khuẩn Escherichia coli 2.4.1 Kích thước Khối lượng phân tử tương đối khoảng chừng 1,7 Mda, độ dài khoảng chừng 4700 nt.{9} 2.4.2 Ứng dụng: Các gen mã hóa cho 28S rARN gọi 28S rADN Việc so sánh trình tự từ gen đơi sử dụng phân tích phân tử để xây dựng phát sinh gen, ví dụ protist (một nhóm vi sinh vật nhân chuẩn có kích thước hiển vi), nấm, trùng, ngànhtardigrades( ví dụ Gấu nước sinh vật nhỏ bé, sống nước, thuộc nhóm động vật có kích thước hiển vi có tám chân)và động vật có xương sống {12} rARN khác Trong ti thể tế bào động vật cho bú có chứa chủng loại ribôxôm 55S, đơn vị ribôxôm 28S (á đơn vị nhỏ) có chứa ARN ribơxơm 12S mà độ dài khoảng chừng 950 nt, đơn vị ribơxơm 39S (á đơn vị lớn) có chứa loại ARN ribơxơm 16S khác biệt mà độ dài khoảng chừng 1560 nt Trong phận diệp lục thể tế bào thực vật có chứa ribơxơm 80S, có bốn chủng loại phân tử ARN ribôxôm 27 tiền thể ARN ribôxôm 45S,độ dài khoảng chừng 14.000 nt, tiến hành công việc sản sinh hạt nhân nhân tế bào Trong q trình tiến hành cơng việc, nhiều 100 nuclêơtít tiền thể ARN ribơxơm bị metyl hoá, nhiều lần trải qua loạt dãy phản ứng xúc tác enzim bị cắt đứt thành sợi liên kết ARN.{9} IV CHỨC NĂNG: Chúng đóng vai trị quan trọng việc hình thành vị trí xúc tác dịch mARN Trong trình dịch mã mARN, rARN có chức liên kết mARN tARN để tạo thuận lợi cho trình dịch chuỗi codon mARN thành axit amin RARN bắt đầu xúc tác tổng hợp protein tARN bị kẹp tiểu đơn vị bé tiểu đơn vị lớn Trong tiểu đơn vị bé ribôxôm, mARN tương tác với anticodon tARN Trong tiểu đơn vị lớn, gốc chấp nhận axit amin tRNA tương tác với rARN tiểu đơn vị lớn Ribôxôm xúc tác trao đổi ester-amide, chuyển đầu C peptide sinh từ tARN sang amin axit amin Các q trình xảy vị trí ribơxơm phân tử liên kết, hình thành vịng lặp rARN Một ribơxơm có ba số vị trí cố định gọi vị trí A, P E: Vị trí A (aminoacyl) chứa aminoacyl-tARN (một tARN ester hóa thành axit amin đầu ') Vị trí P (peptidyl) chứa tARN ester hóa với peptide sinh Nhóm amino tự (NH2) tARN vị trí A cơng liên kết este tARN P, gây chuyển peptide sinh sang axit amin vị trí A Phản ứng diễn trung tâm peptidyl transferase Vị trí E chứa tARN thải ra, với đầu ' (khơng có axit amin peptide sinh) Một mARN đơn lẻ dịch đồng thời nhiều ribơxơm Điều gọi polysome Ví dụ sinh vật nhân nguyên thủy,tầm quan trọng rARN dịch mã mARNđược làm rõ người ta thấy vị trí A bao gồm chủ 28 yếu 16S rARN Ngoài protein khác tương tác với tARN vị trí này, có giả thuyết cho protein bị loại bỏ mà không làm thay đổi cấu trúc ribôxôm, vị trí tiếp tục hoạt động bình thường Tại P, thơng qua quan sát cấu trúc tinh thể, hiển thị 'đầu 16 rARN gập vào vị trí thể phân tử mARN Điều dẫn đến tương tác liên phân tử giúp ổn định tiểu đơn vị Tương tự, giống A, P chủ yếu chứa rARN với protein Trung tâm peptidyl transferase, ví dụ, hình thành nucleotide từ tiểu đơn vị 23S rARN Trên thực tế, nghiên cứu trung tâm peptidyl transferase khơng chứa protein hồn tồn bắt đầu diện rARN Không giống A P, E chứa nhiều protein Vì protein khơng cần thiết cho hoạt động vị trí A P, nên thành phần phân tử vị trí E cho thấy tiến hóa sau Trong ribơxơm ngun thủy, có khả tARN khỏi vị trí P Ngồi ra, người ta chứng minh tARN E liên kết với hai tiểu đơn vị rARN 16S 23S {13} V Ý NGHĨA Đặc điểm ARN ribơxơm quan trọng q trình tiến hóa, có ý nghĩaphân loại học y học.{9} rARN số sản phẩm gen có tất tế bào, tức tất sinh vật có kết cấu tế bào có ARN ribơxơm Vì lý này, gen mã hóa rARN (rADN) giải trình tự để xác định nhóm phân loại sinh vật, tính tốn quần ước tính tỷ lệ độ khác nhaucủa chủng loại phương diện tiến hành phân loại học lồi sinh vật Kết là, hàng ngàn chuỗi rARN xếp đặt theo thứ tự lưu trữ sở liệu chuyên ngành RDP-II SILVA.{13} Thay đổi rARN cho phép số vi khuẩn gây bệnh, chẳng hạn Mycobacterium tuberculosis (vi khuẩn gây bệnh lao) phát triển kháng thuốc cực độ Do vấn đề tương tự, điều trở thành vấn đề phổ biến y học thú y, phương pháp để xử lý nhiễm vi khuẩn vật nuôi sử dụng thuốc công trung tâm peptidyl-transferase (PTC) ribôxôm vi khuẩn Đột biến 23S rARN tạo kháng thuốc hoàn 29 hảo với loại thuốc chúng hoạt động theo cách thức không xác định để vượt qua PTC cách đáng gờm ARN ribôxôm chứa ribơxơm mục tiêu nhiều loại lâm sàng có liên quan đến chất kháng sinh rARN sở nhiều loại kháng sinh có liên quan đến lâm sàng: chloramphenicol, erythromycin, kasugamycin, micrococcin, paromomycin, ricin, alpha-sarcin, Spectinomycin, streptomycin thiostrepton Paromomycin chất kháng vi sinh vật sử dụng để điều trị số bệnh nhiễm ký sinh trùng bao gồm nhiễm amebia, nhiễm giardia, nhiễm leishmania, nhiễm sán Đây tuyến điều trị cho bệnh nhiễm amebia nhiễm giardia thời kì mang thai Paromomycin thuộc họ thuốc aminoglycoside kết hợp cách dị biệt đặc thù với vùng A (ARN ribơxơm 16S tồn vùng đó) đơn vị nhỏ 30S ribôxôm sinh vật nhân nguyên thuỷ, làm nhiễu loạn tiến trình bình thường trình phiên dịch {14} Chloramphenicol kháng sinh sử dụng để điều trị số bệnh nhiễm trùng vi khuẩn.Có thể kể đến việc bôi vào mắt để điểu trị đau mắt đỏ Chloramphenicol thông qua phản ứng với ARN ribôxômđể xây dựng tác dụng kháng khuẩn, ngồi cịn có chất kháng sinh khác có tác dụng kháng khuẩn Erythromycin, Kasugamycin, Micrococcin, Ricin, Alphasarcin, Spectinomycinvà Thiostrepton {15} Ngồi ra, trình tự rARN tiểu đơn vị bé tiểu đơn vị lớn sử dụng rộng rãi để nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa sinh vật, chúng có nguồn gốc cổ đại, tìm thấy tất dạng sống biết chống lại chuyển gen ngang Trình tự rARN bảo tồn (khơng thay đổi) theo thời gian vai trò quan trọng chúng chức ribosome Thông tin phát sinh từ rARN 16S sử dụng làm phương pháp phân định lồi prokaryote tương tự cách tính độ tương tự nucleotide Trình tự ARN ribôxôm đặc biệt ARN ribôxôm đơn vị nhỏ, làm thành sở liệu thường dùng cho phát sinh chủng loại- 30 miêu tả lịch sử tiến hóa nhóm lồi, ARN ribơxơm đơn vị nhỏ có sẵn đặc điểm bên dưới: Độ dài hạng trung, thông thường 1200 đến 1900 nt, đủ đạt đến trình độ đưa cung cấp tin tức đầy đủ, mà lại khơng q dài Hồn tồn phân bố rộng khắp tất sinh vật có sẵn kết cấu tế bào, q trình tiến hố lại tương đối chậm trễ Trong đó, vùng bảo vệ dùng tiến hoá hệ thống, khu vực dễ thay đổi dùng để phân biệt chi loài Chuyển động theo phương ngang gen ARN ribơxơm vơ khó phát sinh, chức chúng vơ lại trọng yếu, cần thiết có khống chế tinh tế chế phiên dịch thật chức đủ bình thường.{9} VI SỰ SUY THỐI ARN ribơxơm ổn định so với loại ARN thông thường khác tồn thời gian dài môi trường tế bào khỏe mạnh Sau tập hợp thành đơn vị chức năng, ARNribôxômtrong ribôxômổn định giai đoạn đứng yên vòng đời tế bào nhiều Sự suy thối xảy thông qua ngừng lại ribôxôm, trạng thái xảy ribôxôm nhận mARN bị lỗi gặp phải khó khăn xử lý khác khiến cho q trình dịch mã ribơxơmbị ngừng Khi ribơxơmngưng lại, có cách để bắt đầu tháo gỡ ribôxôm{13} Ở sinh vật nhân chuẩn Như với protein ARN, sản xuất rARNcó thể sản xuất rARN không chức Để khắc phục điều này, tế bào cho phép phân hủy rARN thông qua đường phân hủy rARN không chức Các nghiên cứu chủ đề thực tế bào nhân chuẩn, đặc biệt nấm men saccharomyces cerevisiae Hiện tại, có cách tế bào nhận ribosome bị khiếm khuyết chức đểbắt đầu tháo gỡ sinh vật nhân chuẩn Con đường phân hủy rARN không chức 31 cho tiểu đơn vị 40S tách biệt tiểu đơn vị 60S Nó cho thấy số gen định ảnh hưởng đến thối hóa số tiền ARN định, khơng phải gen khác Nhiều protein có liên quan đến đường phân hủy rARN không chức năng, chẳng hạn Mms1p Rtt101p, cho khác với để thực việc tháo gỡ ribosome Mms1p Rtt101p tìm thấy để liên kết với Rtt101p cho để hình thànhphức hợp ligase ubiquitin E3, cho phép ribosome không chức nhận trước bị biến đổi.Tốc độ tăng trưởng tế bào nhân chuẩn dường không bị ảnh hưởng đáng kể tích tụ rARN không chức Ở tế bào nhân ngun thủy: Mặc dù có nghiên cứu thối hóa rARN sinh vật nhân sơ so với sinh vật nhân chuẩn, thối hóa có giống so với sinh vật nhân chuẩn khơng? Phần lớn nghiên cứu Escherichia coli-trực khuẩn lị Một số đột biến định rARN dẫn đến thối hóa rARN sinh vật nhân chuẩn thực sinh vật nhân sơ Vì thể thối hóa hai lồi sinh vật theo đường khác nhau.{16} Đột biến điểm rARN 23S làm cho rARN 23S 16S bị suy giảm, so với sinh vật nhân chuẩn, đột biến tiểu đơn vị khiến tiểu đơn vị bị suy giảm Các nhà nghiên cứu nhận thấy việc loại bỏ toàn cấu trúc xoắn (H69) khỏi rARN 23S khơng kích hoạt xuống cấp Điều khiến họ tin H69 quan trọng trực khuẩn lị để nhận làm suy giảm rARN bị đột biến 32 KẾT LUẬN Tóm lại,rARN loại ARN chứa nhiều tế bào, hợp phần cấu trúc ribosome, ARN ribôxôm theo ribơxơm bị trừ bỏ đi, kết cấu ribôxôm phát sinh sập lún Ở ribôxôm, rARN thành phần kết cấu mà xây dựng lên tác dụng trọng yếu, hạt nhân trung tâm kết cấu chức năng, chức quan trọng hình thành vị trí xúc tác q trình dịch mã Trình tự cấu trúc rARN tiểu đơn vị bé tiểu đơn vị lớn sử dụng rộng rãi để nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa sinh vật mà ARN có ý nghĩa lớn phân loại học y học Trình tự ARN ribơxơm đặc biệt ARN ribơxơm đơn vị nhỏ, làm thành sở liệu thường dùng cho phát sinh chủng loại- miêu tả lịch sử tiến hóa nhóm lồi Do sinh vật có kết cấu tế bào có rARN mà gen mã hóa rARN (rADN) giải trình tự để xác định nhóm phân loại sinh vật từ đótính tốn quần thể tương quan đánh giá liệu tính độ khác biệt chủng loại phương diện tiến hành phân loại học lồi sinh vật đó.Trong y học, rARNlà sở nhiều loại kháng sinh có liên quan đến chức chung rARN thường tồn lâu ARN khác tế bào khỏe mạnh Sự suy thối xảy thơng qua ngừng lại ribosome, lúc tế bào cho phép phân hủy rARN thông qua đường phân hủy rARN khơng chức 33 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! TÀI LIỆU THAM KHẢO {1} Salazar M và đồng nghiệp (tháng 4 năm 1993). “The DNA strand in DNA.RNA hybrid duplexes is neither Bform nor Aform in solution”. Biochemistry 32 (16): 4207–15. {2} “7-methylguanosine” pubchem.ncbi.nlm.nih.gov {3} Szymański M, Barciszewska MZ, Erdmann VA, Barciszewski J (May 2003). "5 S rRNA: structure and interactions". The Biochemical Journal. 371 (Pt 3): 641–51. {4} Woolford JL, Baserga SJ (November 2013). "Ribosome biogenesis in the yeast Saccharomyces cerevisiae". Genetics. 195 (3): 643–81. {5}Baßler J, Hurt E (June 2019). "Eukaryotic Ribosome Assembly". Annual Review of Biochemistry. 88 (1): 281–306. {6} Jurgen Brosius, Margaret L. Palmer, Poindexter J. Kennedy, and Harry F. Noller (1978). “Complete nucleotide sequence of a 16S ribosomal RNA gene from Escherichiacoli (recombinant plasmids/DNA sequence analysis/rrnB cistron)” (PDF). Biochemistry: 4801–4805 {7} Shine J, Dalgarno L (1975). “Determinant of cistron specificity in bacterial ribosomes”. Nature 254 (5495): 34–8. 34 {8}Ciganda, Martin; Williams, Noreen (July 2011). "Eukaryotic 5S rRNA biogenesis". Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA. 2 (4): 523–533. {9}https://vi.wikipedia.org/wiki/ARN_ribosome#cite_note2 {10}https://en.wikipedia.org/wiki/23S_ribosomal_RNA {11} https://en.wikipedia.org/wiki/5.8S_ribosomal_RNA {12}https://en.wikipedia.org/wiki/28S_ribosomal_RNA {13}https://en.wikipedia.org/wiki/Ribosomal_RNA#cite_note Eukaryotic_Ribosome_Assembly12 {14}https://vi.wikipedia.org/wiki/Paromomycin {15} https://vi.wikipedia.org/wiki/Chloramphenicol {16} Paier A, Leppik M, Soosaar A, Tenson T, Maiväli Ü (January 2015). "The effects of disruptions in ribosomal active sites and in intersubunit contacts on ribosomal degradation in Escherichia coli" 35 ... định vị trên bề mặt? ?của? ?ribosome và chỉ được tìm thấy ở? ?sinh? ?vật nhân chuẩn. Một tiểu? ?đơn vị bé nhân chuẩn có chứa? ?tiểu? ?đơn vị 18S? ?rARN, cũng chứa ES. Phân đoạn mở rộng? ?của? ?tiểu? ?đơn vị bé? ?của? ?sinh? ?vật nhân chuẩn thường nhỏ... nuôi cấy: 24 2.1 rARN 18S ARN ribơxơm 18S (viết tắt 18S? ?rARN) là một phần? ?của? ?ARN ribơxơm .RARN 18S ? ?tiểu? ?đơn vị bé? ?của? ?ribơxơm một thành phần? ?của? ?sinh? ?vật nhân chuẩn (40S) 18S? ?rARN? ?là ARN cấu trúc cho thành phần nhỏ? ?của? ?ribơxơm tế bào nhân thực, và do ... số đột biến định rARN dẫn đến thối hóa rARN sinh vật nhân chuẩn thực sinh vật nhân sơ Vì thể thối hóa hai lồi sinh vật theo đường khác nhau.{16} Đột biến điểm rARN 23S làm cho rARN 23S 16S bị