Sinh học phân tử là khoa học nghiên cứu các hiện tượng sống ở mức độ phân tử. Phạm vi nghiên cứu của môn học này có phần trùng lặp với một số môn học khác trong sinh học đặc biệt là di truyền học và hóa sinh học. Sinh học phân tử chủ yếu tập trung nghiên cứu mối tương tác giữa các hệ thống cấu trúc khác nhau trong tế bào, bao gồm mối quan hệ qua lại giữa quá trình tổng hợp của DNA, RNA và protein và tìm hiểu cách thức điều hòa các mối tương tác này. Hiện nay, sinh học phân tử và sinh học tế bào được xem là nền tảng quan trọng của công nghệ sinh học. Nhờ phát triển các công cụ cơ bản của sinh học phân tử như các enzyme cắt hạn chế, DNA ligase, các vector tạo dòng, lai phân tử, kỹ thuật PCR... sinh học phân tử ngày càng đạt nhiều thành tựu ứng dụng quan trọng.
Chương (tiếp) Các chế điều hòa biểu gene tế bào Eukaryote • ĐIỀU HỒ SAU PHIÊN MÃ • Capping • Splicing • Thêm Poly A • RNA editing (Krap Ch22, pg 522, 523 Biểu gene thông qua điều hoà sau phiên mã Sự cắt nối khác (Alternative Splicing) • Sự cắt nối khác yêu cầu yếu tố cắt nối khác đặc thù cho loại tế bào • Thường mRNA cắt nối khơng mã hố cho protein chức • Khi tất mRNAs cắt nối mã hoá cho proteins chức năng, protein đặc thù thiếu domain chức Giới tính ruồi Drosophila điều hoà cắt nối khác Sự cắt nối khác điều hồ biểu giới tính • Nữ • Nam Sự tồn mRNA Cải biến mRNA • Polyadenin hóa • Capping • Đi poly(A) có vai trò quan trọng việc: – Bảo vệ mRNA khỏi thủy phân enzyme tế bào chất – Vận chuyển mRNA khỏi nhân – Hỗ trợ dịch mã 5’ cap 3’ poly(A) • Các mRNA eukaryote có cấu trúc 5' cap structure (m7GpppN) 3' poly(A) • Quá trình cải biến diễn sau phiên mã (ở nhân) • Sự cải biến ảnh hưởng đến: splicing, vận chuyển tế bào chất, bền vững dịch mã Protein Phosphorylation Acyl hóa e-N-Acetyl hóa Lysine • e-N-Acetylation of Lysine (K) Acyl hóa N-Myristoyl hóa S-Palmitoyl hóa Alkyl hóa • S-adenosylmethionine (SAM) • S-adenosylhomocysteine (SAH) glycosylation, oxidation Acetyl hóa ü Nhiều protein bị cải biến đầu N sau tổng hợp ü Amino acid ü Met thường bị loại bỏ (thủy phân) ü Nhóm acetyl gắn vào amino acid kế cận ü Acetyl-CoA chất cho nhóm acetyl Alkyl hóa Protein Methyl hóa • Methyl hóa thường xảy O N phân tử protein Chất cho thường SAM (Sadenosylmethionine /SAM) • Nhóm ε-amine lysine hay bị methyl hóa (giống chromatin) • Vòng imidazole histidine, arginine, nhóm amine glutamate aspartate hay bị methyl hóa • Gốc R cystein bị methyl hóa N-Myristoylation S-Palmitoylation Các dạng cải biến khác • Sulfat hóa • Prenyl hóa • Cải biến phụ thuộc Vitamin C (Vitamin CDependent Modifications) • Cải biến phụ thuộc Vitamin K (Vitamin KDependent Modifications) • Gắn selen (selenoproteins) Cải biến theo kiểu phân cắt • Tự phân cắt • Khơng phân cắt (sắp xếp lại trình tự) Tự phân cắt Tự phân cắt tái xếp amino acid • Tự phân cắt vị trí xác định • Tự phân cắt tái xếp: Protein Splicing Cắt loại bỏ phần Aspartate decarboxylase ... việc “bật” gene phải có mặt khơng gian thời gian Tồn cụm gene điều khiển “bật tắt” liên quan đến hoạt hóa chromatin • Bằng chứng: Kiểm tra độ mẫn cảm gene globin với DNase I Ở tế bào gene globin... phân cắt protein) Tại lại nhiều protein vậy? • gene polypeptide • gene nhiều protein Các nguyên nhân dẫn đến nhiều protein ü Tái tổ hợp genome (genomic recombination) ü Phiên mã khác vị trí promoter... dịch mã ổn định mRNA Tháo xoắn phiên mã • Gene mã hóa cho β-globin người gà Gene gồm cluster, trải rộng khắp 50,000 nucleotide, phiên mã tế bào máu Mỗi gene “bật” giai đoạn phát triển khác quan