1.6.1.1. Khái niệm về hệ protein
Protein bản chất là một chuỗi acid amin, là sản phẩm đầu ra của gen trong tế bào. Trình tự các acid amin đƣợc mã hóa bởi các bộ ba nucleotit trên gen, hay nói cách khác, protein là sản phẩm thể hiện hoạt động của gen [139].
1.6.1.2. Biểu hiện và chức năng của protein
Sự biểu hiện hoặc chức năng của các protein đƣợc điều hòa tại nhiều thời điểm, từ phiên mã đến dịch mã và cả sau dịch mã [139]. Sau dịch mã, đa phần các phân tử protein lại bị biến đổi hóa học bởi các tƣơng tác protein- protein, hay các phản ứng với nhóm carbohydrat, phosphate… chính những biến đổi này đóng vai trò chủ yếu trong kích hoạt chức năng của nhiều protein chứ không phải đƣợc mã hóa trực tiếp từ gen [82]. Kết quả là từ một gen ban đầu, ta có thể tìm thấy sự đa dạng về biểu hiện, cấu trúc và chức năng của rất nhiều loại protein khác nhau [81]. Một số nghiên cứu cho thấy, từ một gen có thể phát sinh tới sáu protein ở ngƣời [139].
lệch về trình tự gen [132]. 98% số bệnh còn lại cần đƣợc làm sáng tỏ ở mức độ tƣơng tác giữa các protein [91]. Điều này chứng tỏ, nhiều cá thể có bộ gen hoàn toàn bình thƣờng nhƣng vẫn mắc bệnh, nguyên nhân có thể là do sự sai lạc trong các cấu trúc và mối tƣơng tác, biểu hiện của các protein [35] [63].
Vì vậy, ngày nay nhiều nghiên cứu đang tập trung vào việc phát hiện các protein chỉ thị bệnh. Protein chỉ thị bệnh là một trong số các chỉ số sinh học (biomarker) đƣợc tạo ra một cách bất thƣờng tại một thời điểm nào đó của đời sống tế bào hoặc bệnh nhân, có tác dụng nhƣ một dấu hiệu báo trƣớc [143]. Sự bất thƣờng này đƣợc biểu hiện thông qua nhiều con đƣờng nhƣ lƣợng protein nhiều hơn bình thƣờng, hoặc protein xuất hiện không đúng thời điểm đã đƣợc mã hóa sẵn trong chu trình tế bào. Các protein này thƣờng là sản phẩm của quá trình ghép nối sai các mảnh phiên mã mARN hoặc các dạng biến đổi bất thƣờng sau quá trình dịch mã, vì vậy các bất thƣờng này không có nguyên nhân là các bất thƣờng gen, không phát hiện đƣợc ở mức độ gen [34]. Nhiều protein chỉ thị bệnh đã đƣợc phát hiện, nhận dạng trong huyết thanh và đã đƣợc phát triển thành kit chẩn đoán bệnh nhƣ: Apolipoprotein AI (Zhang et al., 2004; Kozak et al., 2005) [97] [154].
Nghiên cứu về protein là nghiên cứu về các chức năng của gen, có thể trả lời đƣợc các câu hỏi [60] [98] [143]:
- Phần nào của gen đƣợc biểu hiện?
- Gen biểu hiện ở đâu, khi nào và có bao nhiêu sản phẩm đƣợc biểu hiện? - Các sản phẩm protein bị biến đổi nhƣ thế nào, chúng tƣơng tác với nhau nhƣ thế nào?