Mục tiíu
Trình băy được:
- Cấu trúc chung của phđn tử RNA
- Cấu trúc vă chức năng của câc loại RNA
Câc RNA được tổng hợp từ câc gene tương ứng trín DNA , đóng vai trị trung
gian trong quâ trình sinh tổng hợp protein. Câc phđn tử RNA đều có đặc điểm chung như sau về cấu trúc (hình 1):
- Cấu trúc đa phđn dạng mạch đơn polynucleotide.
- Trong cấu trúc của câc đơn phđn nucleotide: đường pentose lă ribose
C5H10O5, base Uracil (U) thay cho thymin (T).
Hình 1: (a) Cấu trúc bậc 1 (mạch thẳng) của RNA; (b) Cấu trúc bậc 2 của RNA (tạo xoắn không hoăn toăn)
Căn cứ trín chức năng có thể chia ra lăm 3 loại RNA cơ bản sau: - RNA thông tin (mRNA: messenger RNA)
- RNA vận chuyển (tRNA: transfer RNA) - RNA ribosome (rRNA: ribosomal RNA)
CÂC LOẠI RNA
rRNA (RNA ribosome)
Hình 2: Câc rRNA được hoăn thiện sau khi phiín mê. Lưu ý lă ở eukaryote khơng xảy ra q trình cắt tỉa những đoạn nucleotide vă phđn tử 5S rRNA được phiín mê
riíng từ gene rRNA nhỏ (small rRNA)
Trong tế băo rRNA gắn với câc protein thănh một phức hợp ribonucleoprotein gọi lă ribosome tham gia văo quâ trình giải mê. rRNA chiếm từ 75% đến 80% tổng số RNA của tế băo. Dựa trín hệ số lắng S (S: sedimentation) trong quâ trình ly tđm phđn tích mă người ta chia thănh câc loại sau (hình 22):
Ở prokaryote câc ribosome có hệ số lắng 70S, gồm 2 đơn vị:
- Đơn vị lớn 50S có 1 rRNA 23S vă 1 rRNA 5S
- Đơn vị nhỏ 30S chỉ có 1 rRNA 16S
Ở Eukaryota câc ribosome có hệ số lắng 80S, gồm 2 đơn vị:
- Đơn vị lớn 60S có 1 rRNA 28S vă 1 rRNA 5,8S vă 1 rRNA 5S.
- Đơn vị nhỏ 40S chỉ có 1 rRNA 18S
rRNA có cấu trúc khơng gian phức tạp do có nhiều đoạn bắt cặp với nhau theo nguyín tắc bổ sung.
tRNA (RNA vận chuyển)
tRNA có nhiệm vụ gắn với amio acid đặc hiệu để đưa đến ribosome trong quâ
chung như sau (hình 3):
Có khoảng từ 73 - 93 nucleotide Cuộn xoắn một đầu dựa trín nguyín tắc bổ sung giữa câc cặp nucleotide AU vă GC nhưng không hoăn toăn tạo nín hình lâ chẻ ba với câc quai (loop) không tạo xoắn.
Đầu 3' của nhânh tiếp nhận (acceptor
arm) có trình tự kết thúc lă CCA, đđy lă
đầu gắn amino acid trong quâ trình vận
chuyển thơng qua liín kết cộng hô trị. (hình 4)
Nhânh TψC có mang 3 base T, pseudouracyl (ψ) vă C trong quai
Một đầu không tạo xoắn mang bộ ba
đối mê (anticodon) bổ sung với bộ ba mê
sao (codon) trín phđn tử mRNA. Một đặc
điểm đâng chú ý của tRNA lă một tRNA
có thể kết hợp với hai codon khâc nhau
cùng mê hoâ cho một amino acid. Hình 3: Cấu tcrucủa müơt tRNA Việc gắn amino acid văo tRNA đặc hiệu được thực hiện qua trung gian của enzyme
amino acyl-tRNA synthetase.
Có 20 loại enzyme năy tương
ứng với 20 loại amino acid khâc
nhau. Quâ trình gắn amino acid văo tRNA gồm hai giai đoạn như sau:
Hình 4: Vị trí gắn amino acid trên tRNA
Giai đoạn 1: enzyme nhận
biết vă gắn với một amino acyl đặc hiệu
Enzyme + amino acid + ATP → Enzyme-aminoacyl- AMP +P-P
Giai đoạn 2: Amino acid chuyển từ phức hợp enzyme- aminoacyl sang tRNA tương ứng
mRNA (RNA thông tin)
Được sao ra từ trình tự ncleotide trín DNA, có vai trị chuyển thơng tin mê hơ
trín DNA đến ribosome để tổng hợp phđn tử protein tương ứng. mRNA có cấu trúc
mạch đơn. mRNA của prokaryote có cấu trúc đơn giản, thời gian bân huỷ ngắn, trung bình khoảng 2 phút, mRNA của eukaryote có thời gian bân huỷ lđu hơn, khoảng từ 30 phút đến 24 giờ.
mRNA có đoạn đầu mang câc tín hiệu cho ribosome nhận biết để gắn văo vă bắt
đầu thực hiện quâ trình dịch mê vă phần đuôi mang mê kết thúc để bâo hiệu chấm dứt
quâ trình dịch mê.
RIBOZYME VĂ KHẢ NĂNG TỰ CẮT (SELF-SPLICING)
Một số RNA có khả năng xúc tâc như vai trò của câc protein enzyme được gọi lă
ribozyme. Ở những RNA năy quâ trình tự cắt có thể xảy ra trín RNA mă khơng
cần đến vai trị của câc enzyme protein. Hoạt động năy liín quan đến sự biến đổi cấu
trúc của đoạn intron trín RNA lăm cho đoạn intron có hoạt tính xúc tâc tương tự
enzyme, tự xúc tâc cho quâ trình tự cắt ra khỏi RNA.
CĐU HỎI ƠN TẬP
1. RNA có cấu trúc hoâ học như thế năo ?
2. Mô tả cấu trúc không gian vă chức năng của rRNA, mRNA vă tRNA ? 3. Phức hệ tRNA – aminoacyl được hình thănh như thế năo ?
CĐU HỎI TRẮC NGHIỆM
1. Trín mRNA, bộ ba mê ........ (A: AUG; B: UAA; C: UAG) mê hoâ cho methionine (Met) sẽ bắt đầu cho quâ trình dịch mê. Mặc dù chỉ có 1 codon mê hô cho Met nhưng có....... ( 1. một; 2. hai; 3. ba) loại tRNA mang Met đến ribosome.