IV. SỰ PHÂN LOẠI SINH GIỚ
1. thành phần hoá học của tế bào
6.3.2.2. Các loại ARN
Dựa vào sự định khu và chức năng, có thể phân biệt 3 loại ARN:
- ARN thông tin hay ARN khuôn (messenger RNA = mRNA) viết tắt là mARN, là khuôn trực tiếp để tổng hợp protein.
mARN có trong nhân, tế bào chất, rất đa dạng, có kích th−ớc rất khác nhau, mARN rất khác nhau (vài trăm nghìn đến vài triệu hoặc lớn hơn), chiếm khoảng 2 – 5% tổng số ARN tế bàọ
mARNBBcóBBthời gian sống ngắn (tốc độ đổi mới nhanh), có cấu trúc bậc 1 (trật tự sắp xếp của các nucleotit trong phân tử) t−ơng ứng với cấu trúc của một gen hoặc nhóm gen tổng hợp nó.
Quá trình chuyển thông tin di truyền đ−ợc thể hiện trong thuyết trung tâm của sinh học phân tử:
ADN mARN Protein
mARN ở tế bào có nhân điển hình có chứa “mũ” ở đầu 5’ và “đuôi poli (A)” ở đầu 3’.
đuôi poli (A) bao gồm 100 – 300 nucleotit ađennilic. Đoạn này gắn vào bản sao chép đầu tiên, có thể có vai trò làm bền, bảo vệ mARN và điều hoà hoạt động phiên mã của mARN.
đầu 5’ của mARN ở tế bào có nhân điển hình th−ờng có cấu trúc đặc biệt, gọi là “mũ” (tiếng Anh : cap). Cấu trúc này gồm 1 gốc G metil hoá ở vị trí 7, ở vị trí 5’ của nucleotit này có 3 gốc photphat (7mG5’ppp), gốc photphat cuối cùng kết hợp với 5’ của mononucleotit tr−ớc đó, baz của nucleotit này là A (đôi khi là G), metil hoá ở vị trí thứ 2’. Cấu trúc “mũ” này có vai trò quan trọng làm tăng khả năng kết hợp giữa mARN với riboxom và có ảnh h−ởng quan trọng đến quá trình phiên mã. Cấu trúc “mũ” cũng góp phần làm bền mARN , bảo vệ đầu 5’ của mARN khỏi bị enzim phân giảị
Gốc riboz của “mũ” 7. mG5’ ppp không bị metil hoá nh−ng 2 gốc nucleotit tr−ớc nó có vị trí 2’ metil hoá.
Có thể kí hiệu phân tử mARN với mũ ở đầu 5’ và đuôi poli (A) nh− sau : 7- mGppp AAA….A
- ARN riboxom (ribosomal RNA = rRNA, viết tắt theo tiếng việt là ARNBrB) là thành phần chủ yếu của riboxom, rARN có vai trò cấu trúc và xúc tác. Vai trò xúc tác thể hiện ở chỗ nó tự xúc tác cho phản ứng cắt, nối để chuyển hoá tiền chất rARN thành rARN . ở Ẹcoli có 3 loại ARN khác nhau về khối l−ợng phân tử và sự định khu trong riboxom.
rARN chiếm khoảng 80% hàm l−ợng ARN trong tế bàọ Hàm l−ợng rARN phụ thuộc vào số l−ợng riboxom, số l−ợng riboxom lại phụ thuộc vào nhịp độ tổng hợp protein.
ở tế bào có nhân thật, trong riboxom có 4 loại rARN : 18S bao gồm 1900 nucleotit, 28S bao gồm 4500 nucleotit 5,8S bao gồm 200 nucleotit, 5S bao gồm 200 nucleotit.
Ngoài ra, ở các tế bào này rARN của các riboxom trong ti thể, lục lạp cũng khác với các rARN của riboxom tế bào chất.
- ARN vận chuyển (transfer RNA = tRNA), còn đ−ợc gọi là ARN hoà tan. Các tARNB
B
vận chuyển axit amin đã đ−ợc hoạt hoá đến riboxom để tổng hợp protein. Mỗi axit amin đ−ợc vận chuyển bởi một số tARN. Trong tế bào có nhiều tARN khác nhau, ở vi khuẩn cũng có 60 tARN khác nhau, ở tế bào có nhân thực số này còn nhiều hơn nữạ Đến nay đã xác định đ−ợc cấu trúc bậc 1 (trật tự sắp xếp của các nucleotit trong phân tử) của hơn 70 tARN.
Tất cả các tARN có một số đặc điểm chung nh− sau :
+ Là 1 chuỗi đơn, chứa khoảng 73 đến 93 nucleotit, MBrB vào khoảng 25 kDạ
+ Có chứa nhiều baz lạ, khoảng 7 – 15 gốc trong 1 phân tử. Phần lớn các baz lạ này là các dẫn xuất metil hoặc đimetil của các baz A, U, X và G.
+ Đầu 5’ của các tARN có gốc photphat, baz nitơ là G do đó đầu 5’ là pG.
+ Đầu 3’ của tất cả các tARN luôn có đoạn – XXẠ Các axit amin đã đ−ợc hoạt hoá kết hợp với nhóm 3’ – OH của AMP ở đầu 3’.
+ Một nửa các nucleotit trong phân tử của tARN có hình chữ L, trong đó đầu 3’ (- XXA) sẽ gắn với axit amin đã đ−ợc hoạt hoá, ở cách vùng anticođon (gắn với mARN) khoảng 80Å
- ARN micro (microRNA) có vai trò trong sự phát triển của câỵ Đây là chức năng mới đ−ợc phát hiện của ARN.
Cách đây vài năm, các nhà khoa học đã phát hiện đ−ợc các ARN rất bé, có chiều dài 20 nucleotit, gọi là ARN micrọ ARN micro đ−ợc phát hiện tr−ớc tiên ở Arabidopsis, đến nay đã biết đ−ợc khoảng 100 ARN micro ở tất cả các loài, tuy nhiên vẫn ch−a biết rõ chức năng của chúng mặc dù chúng có tính bảo tồn cao đến 250 triệu năm trong quá trình tiến hoá của sinh vật. Mới đây, các nhà sinh học của viện công nghệ Massachusett đã phát hiện đ−ợc chức năng của một ARN micro có tên là miR164 ở Arabidopsis. miR164 có vai trò quan trọng đối với sự phát triển bình th−ờng các cơ quan chủ yếu của cây nh− hoa, lá và thân. Các kết quả nghiên cứu Arabidopsis bình th−ờng và 2 dạng đột biến của nó đ−ợc tạo ra trong phòng thí nghiệm cho thấy : ở đột biến thiếu sự điều hoà của miR164, cây tạo ra số l−ợng không bình th−ờng các cơ quan của câỵ Ví dụ nh− quá nhiều cánh hoa và quá ít đài hoạ ở dạng đột biến quá nhiều miR164, các cơ quan có xu h−ớng dính với nhau, ví dụ các đài không tách riêng, các nhị hoa kết với nhau thành một khốị