Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Danh sách ARN”

Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào

Nội tuyến

Phiên bản lúc 04:27, ngày 23 tháng 11 năm 2018

Hình 1: Đặc trưng của phân tử ARN là chỉ có một chuỗi pôlyribônuclêôtit.

RNA thường viết là ARN (axit ribônuclêic) là một đại phân tử sinh học, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân (polymer) mà mỗi đơn phân (monomer) gọi là ribônuclêôtit, được tạo thành từ một phân tử đường ribôza (C₅H₁₀O₅), một phôtphat (gốc từ H₃PO₄) liên kết với một trong 4 loại bazơ : A (adenine), G (guanine), U (uracil) hoặc C (cytosine, Sinh học phổ thông kí hiệu là X).^[1] ^[2] ^[3]

Đặc trưng về cấu trúc của ARN là chỉ có một chuỗi pôlyribônuclêôtit (hình 1) gồm một mạch đơn có thể ở dạng tuyến tính (mạch thẳng) hoặc xoắn và có liên kết hyđrô nội bộ. ARN đóng một vai trò quan trọng trong biểu hiện gen. Theo Francis Crick thì vai trò này là làm trung gian giữa thông tin di truyền gốc được mã hóa ở ADN với sản phẩm cuối cùng là prôtêin có chức năng sinh học.^[4]

Dưới đây là các loại ARN xếp theo ba nhóm: thường gặp, ít gặp và tổng hợp danh sách.^[5] ^[6]

Các loại thường gặp

ARN thông tin (messenger RNA)

Loại này thường được viết tắt là mARN. Chúng chỉ chiếm khoảng 5% tổng lượng ARN trong tế bào sống, nhưng giữ vai trò rất quan trọng vì là bản mã phiên của mã di truyền gốc từ ADN, chứa thông tin di truyền dưới dạng bộ ba mã di truyền cũng được gọi là codon hoặc trilet.

Mỗi codon (bộ ba) xác định một axit amin cụ thể, mã hoá 20 loại axit amin cơ bản; ngoài ra còn codon khởi đầu dịch mã (START codon) và codon khiến quá trình dịch mã ngừng lại (STOP codon).

Mỗi phân tử mARN ở sinh vật nhân thực có đầu 5’ được có gắn một guanosine triphosphate (gua-nô-zin tri-phôt-phat), giúp các nhân tố khác nhận biết trong quá trình dịch mã. Còn đầu 3’ của nó được "bọc" lại nhờ đuôi pôlyA gồm nhiều adenylate (a-đê-ni-lat) nối nhau, giúp nó không bị các enzym đặc trưng phân giải.

ARN ribôxôm (ribosome RNA)

Loại này thường được viết tắt là rARN. Chúng chiếm tới 80% tổng lượng ARN trong tế bào.
rARN phải liên kết với những loại prôtêin nhất định, thì mới tạo thành ribôxôm - một "phân xưởng" tổng hợp prôtêin bậc I.
Mỗi ribôxôm gồm một tiểu đơn vị lớn gọi tắt là 50S và một tiểu đơn vị nhỏ hơn là 30S. Khi hợp nhất vớu nhau, hai tiểu đơn vị này tạo nên ribôxôm là một cấu trúc phức tạp, di chuyển được dọc theo phân tử mARN, kết hợp với nhiều loại enzym, thực hiện việc lắp ráp các axit amin theo khuôn mẫu của bản mã phiên, từ đó tạo thành một chuỗi pôlypeptit đúng như gen quy định.

ARN vận chuyển (transfer RNA)

Loại này thường được viết tắt là tARN. Đây là loại phân tử có kích thước nhỏ nhất, thường chỉ gồm khoảng 70-95 ribônuclêôtit.
tARN có 2 chức năng trọng yếu trong quá trình dịch mã:

- Chức năng chính của chúng là chở các axit amin từ môi trường ngoài vào "phân xưởng" riboxome để tổng hợp prôtêin.

- "Đuôi" mỗi loại tARN luôn chỉ gắn với một loại axit amin mà nó phải chở, tương ứng với bộ ba đối mã (anticodon) mà nó có. Do đó chúng có cấu trúc tương thích bắt buộc như một adapter (nhân tố tương thích), dẫn đến chúng có chức năng quan trọng là giải mã di truyền.

Nhờ sự phối hợp cả 2 chức năng trên, tARN vừa vận chuyển và vừa lắp ráp axit amin đúng vào vị trí mà gen quy định, từ đó tạo nên bản dịch mã là trình tự các axit amin trong chuỗi pôlypeptit.

Các loại ARN khác

Các ARN không có mã di truyền gồm rất nhiều dạng, dưới đây chỉ giới thiệu một số dạng đáng chú ý hơn cả.^[7]

Các ARN nhân nhỏ (snRNA) gồm các loại ARN ở trong nhân tế bào, kích thước nhỏ chỉ khoảng 150 ribônuclêôtit, đã được chứng minh là tham gia vào quá trình tổng hợp prôtêin. Phân tử snARN là thành phần của spliceosome (thể chế biến) tham gia quá trình xử lý mARN sơ khai (pre-mRNA) thành mARN trưởng thành ở tế bào nhân thực. Chúng còn tham gia vào việc điều hoà enzym ARN pôlymêraza II và một số yếu tố phiên mã khác và trong việc duy trì telomere ở đầu mút nhiễm sắc thể.

ARN điều hoà (regulatory RNA) gồm một số loại ARN có liên quan đến biểu hiện gen, bao gồm ARN siêu nhỏ (micro RNA), ARN can thiệp (small interfering RNA, viết tắt: siRNA) và ARN đối nghĩa (antisense RNA, viết tắt: aRNA).

- miRNA (ARN siêu nhỏ) chỉ gồm khoảng 20 ri ở sinh vật nhân thực, với sự trợ giúp của các enzym riêng, có thể phá huỷ mARN mà nó bổ sung, từ đó ngăn chặn mARN đang được dịch mã hoặc làm mARN chóng bị phân giải hơn so với "tuổi thọ" vốn có.

- siRNA (ARN can thiệp) chỉ gồm khoảng 25 ri, thường được sinh ra do tác động của virus. Chúng có chức năng tương tự như miRNA điều chỉnh hoạt động của mARN tương thích.

- tmRNA (transfer-messenger RNA) hay ARN truyền tin giải cứu, chỉ thấy ở vi khuẩn. Đây là nhóm các phân tử ARN có thể "đánh dấu" (tag) prôtêin được dịch từ các mARN nào bị mất mã kết thúc (stop codon), nhờ đó ngăn cản sớm ribôxôm bị "kẹt" trong dịch mã, nếu không sẽ tạo nên các chuỗi pôlypeptit bị lỗi.

- Ribôzym (ribozyme) hay ARN enzym là nhóm các ARN độc đáo có khả năng hoạt động như một enzym xúc tác sinh học. Chúng đặc trưng bởi một vị trí hoạt động và một vị trí gắn kết với cơ chất tương thích, ngoài ra còn có vị trí liên kết với đồng yếu tố (copfactor) thường là ion kim loại. Một trong những ribozyme đầu tiên được phát hiện là RNase P có bản chất là ARN nhưng lại có chức năng nuclêaza (ribonuclease) tham gia tổng hợp nên các phân tử tARN từ các ARN sơ khai. Chính sự phát hiện ra nhóm ribôzym đã đặt ra giả thuyết ARN xuất hiện trước ADN trong lịch sử phát sinh sự sống.^[2] ^[3]

ARN kép (double-stranded RNA, viết tắt: dsRNA) có cấu trúc hai mạch tương tự như ADN . Chúng là một ngoại lệ về cấu trúc của ARN và là vật liệu di truyền gốc của một số virus.

Danh sách tổng hợp


Tên tiếng Anh	Tiếng Việt	Kí hiệu	Chức năng	Ref.
Messenger RNA	ARN thông tin	mRNA	Mã hoá pôlypeptit
Ribosomal RNA	ARN ribôxôm	rRNA	tham gia cấu trúc riboxom
Transfer RNA	ARN vận chuyển	tRNA	vận chuyển ã và giải mã
Transfer-messenger RNA	ARN giải cứu	tmRNA	Giải cứu ribosome bị "kẹt"
Small nuclear RNA	ARN nhân nhỏ	snRNA	tham gia quá trình chế biến mARN sơ khai	^[8]
Small nucleolar RNA	ARN sửa nucleotit	snoRNA	Sửa nucleotide của ARN khác	^[9]
SmY RNA	ARN smy	SmY	Nối chéo mARN sơ khai khi chế biến	^[10]
Small Cajal body-specific RNA		scaRNA	Một kiểu riêng của snoRNA, đổi nucleotide của ARN khác
Guide RNA	ARN hướng dẫn	gRNA	Hướng dẫn chèn hoặc xóa uridine vào các mRNA ty thể	^[11]
Ribonuclease P	ARN nuclêaza P	RNase P	Một dạng ribônuclêaza (ribozym), chế biến tRNA sơ khai	^[12]
Ribonuclease MRP	ARN nuclêaza MRP	RNase MRP	Một dạng ribônuclêaza (ribozym), chế biến rRNA sơ khai	^[13]
Y RNA	ARN Y	YRNA	Tham gia chế biến ARN và ADN nhân đôi	^[14]
Telomerase RNA Component	ARN xúc tác têlôme	TERC	Tham gia tổng hợp Telomere	^[15]
Spliced Leader RNA		SL RNA	mRNA trans-splicing, RNA processing
Antisense RNA	ARN đối nghĩa	aRNA	Giảm phiên mã / suy thoái mRNA / đóng khối dịch mã	^[16]
Cis-natural antisense transcript		cis-NAT	Tham gia điều hoà gen
CRISPR RNA	ARN đề kháng	crRNA	Chống vật xâm nhập (ký sinh) bằng cách tấn công ADN của nó	^[17]
Long noncoding RNA	ARN không mã dài	lncRNA	Góp phần quy định phiên mã cũng như sự biểu hiện gen
MicroRNA	ARN siêu nhỏ	miRNA	Phân giải ARN, góp phần điều hoà gen	^[18]
Piwi-interacting RNA		piRNA	Bảo vệ gen nhảy (transposon) và vài chức năng khác	^[19]
Small interfering RNA		siRNA	Điều chỉnh hoạt động của mARN tương thích	^[20]
Short hairpin RNA	ARN kẹp tóc ngắn	shRNA	Tham gia điều hoà gen	^[21]
Trans-acting siRNA		tasiRNA	Điều hoà gen ở cây trên cạn	^[22]
Repeat associated siRNA		rasiRNA	Bảo vệ gen nhảy ở ruồi giấm	^[23]
7SK RNA	ARN 7SK	7SK	Điều chỉnh âm tính phức hợp CDK9 / cyclin T
Enhancer RNA	ARN tăng cường	eRNA	Tăng cường hoạt động của ARN tương thích	^[24]
Satellite RNA	ARN vệ tinh	sRNA	ARN tự lan truyền do lây nhiễm
Vault RNA		vRNA, vtRNA	Có thể trục xuất bớt xenobiotics	^[25]

Nguồn trích dẫn

^ https://www.britannica.com/science/RNA
^ ^a ^b Campbell và cộng sự: "Sinh học" - NXB Giáo dục, 2010.
^ ^a ^b SGK "Sinh học 12" - NXB Giáo dục, 2008
^ Phạm Thành Hổ: "Di truyền học" - NXB Giáo dục, 1998.
^ “The Three Roles of RNA in Protein Synthesis”.
^ “Susha Cheriyedath Types of RNA”.
^ https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/small-nuclear-rna
^ Thore S, Mayer C, Sauter C, Weeks S, Suck D (2003). “Crystal Structures of the Pyrococcus abyssi Sm Core and Its Complex with RNA”. J. Biol. Chem. 278 (2): 1239–47. doi:10.1074/jbc.M207685200. PMID 12409299.
^ Kiss T (2001). “Small nucleolar RNA-guided post-transcriptional modification of cellular RNAs”. The EMBO Journal. 20 (14): 3617–22. doi:10.1093/emboj/20.14.3617. PMC 125535. PMID 11447102.
^ Jones TA, Otto W, Marz M, Eddy SR, Stadler PF (2009). “A survey of nematode SmY RNAs”. RNA Biol. 6 (1): 5–8. doi:10.4161/rna.6.1.7634. PMID 19106623.
^ Alfonzo JD, Thiemann O, Simpson L (1997). “The mechanism of U insertion/deletion RNA editing in kinetoplastid mitochondria”. Nucleic Acids Research. 25 (19): 3751–59. doi:10.1093/nar/25.19.3751. PMC 146959. PMID 9380494.
^ Pannucci JA, Haas ES, Hall TA, Harris JK, Brown JW (1999). “RNase P RNAs from some Archaea are catalytically active”. Proc Natl Acad Sci USA. 96 (14): 7803–08. doi:10.1073/pnas.96.14.7803. PMC 22142. PMID 10393902.
^ Woodhams MD, Stadler PF, Penny D, Collins LJ (2007). “RNase MRP and the RNA processing cascade in the eukaryotic ancestor”. BMC Evolutionary Biology. 7: S13. doi:10.1186/1471-2148-7-S1-S13. PMC 1796607. PMID 17288571.
^ Perreault J, Perreault JP, Boire G (2007). “Ro-associated Y RNAs in metazoans: evolution and diversification”. Molecular Biology and Evolution. 24 (8): 1678–89. doi:10.1093/molbev/msm084. PMID 17470436.
^ Lustig AJ (1999). “Crisis intervention: The role of telomerase”. Proc Natl Acad Sci USA. 96 (7): 3339–41. doi:10.1073/pnas.96.7.3339. PMC 34270. PMID 10097039.
^ Brantl S (2002). “Antisense-RNA regulation and RNA interference”. Biochimica et Biophysica Acta. 1575 (1–3): 15–25. doi:10.1016/S0167-4781(02)00280-4. PMID 12020814.
^ Brouns SJ, Jore MM, Lundgren M, và đồng nghiệp (tháng 8 năm 2008). “Small CRISPR RNAs guide antiviral defense in prokaryotes”. Science. 321 (5891): 960–4. doi:10.1126/science.1159689. PMID 18703739.
^ Lin SL, Miller JD, Ying SY (2006). “Intronic microRNA (miRNA)”. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2006 (4): 1–13. doi:10.1155/JBB/2006/26818. PMC 1559912. PMID 17057362.
^ Horwich MD, Li C, Matranga C, Vagin V, Farley G, Wang P, Zamore PD (2007). “The Drosophila RNA methyltransferase, DmHen1, modifies germline piRNAs and single-stranded siRNAs in RISC”. Current Biology. 17 (14): 1265–72. doi:10.1016/j.cub.2007.06.030. PMID 17604629.
^ Ghildiyal M, Zamore PD (tháng 2 năm 2009). “Small silencing RNAs: an expanding universe”. Nat. Rev. Genet. 10 (2): 94–108. doi:10.1038/nrg2504. PMC 2724769. PMID 19148191.
^ Ahmad K, Henikoff S (2002). “Epigenetic consequences of nucleosome dynamics”. Cell. 111 (3): 281–84. doi:10.1016/S0092-8674(02)01081-4. PMID 12419239.
^ Vazquez F, Vaucheret H (2004). “Endogenous trans-acting siRNAs regulate the accumulation of Arabidopsis mRNAs”. Mol. Cell. 16: 69–79. doi:10.1016/j.molcel.2004.09.028. PMID 15469823.
^ Desset S, Buchon N, Meignin C, Coiffet M, Vaury C (2008). Volff J (biên tập). “In Drosophila melanogaster the COM locus directs the somatic silencing of two retrotransposons through both Piwi-dependent and -independent pathways”. PLoS ONE. 3 (2): e1526. doi:10.1371/journal.pone.0001526. PMC 2211404. PMID 18253480.
^ “Enhancers as non-coding RNA transcription units: recent insights and future perspectives”. Nat Rev Genet. doi:10.1038/nrg.2016.4L3.
^ Gopinath SC, Matsugami A, Katahira M, Kumar PK (2005). “Human vault-associated non-coding RNAs bind to mitoxantrone, a chemotherapeutic compound”. Nucleic Acids Res. 33 (15): 4874–81. doi:10.1093/nar/gki809. PMC 1201340. PMID 16150923.

[1] ttps://www.britannica.com/science/RNA

[:0-2] Campbell và cộng sự: "Sinh học" - NXB Giáo dục, 2010.

[:1-3] SGK "Sinh học 12" - NXB Giáo dục, 2008

[4] Phạm Thành Hổ: "Di truyền học" - NXB Giáo dục, 1998.

[5] “The Three Roles of RNA in Protein Synthesis”.

[6] “Susha Cheriyedath Types of RNA”.

[7] ttps://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/small-nuclear-rna

[8] Thore S, Mayer C, Sauter C, Weeks S, Suck D (2003). “Crystal Structures of the Pyrococcus abyssi Sm Core and Its Complex with RNA”. J. Biol. Chem. 278 (2): 1239–47. doi:10.1074/jbc.M207685200. PMID 12409299.

[9] Kiss T (2001). “Small nucleolar RNA-guided post-transcriptional modification of cellular RNAs”. The EMBO Journal. 20 (14): 3617–22. doi:10.1093/emboj/20.14.3617. PMC 125535. PMID 11447102.

[10] Jones TA, Otto W, Marz M, Eddy SR, Stadler PF (2009). “A survey of nematode SmY RNAs”. RNA Biol. 6 (1): 5–8. doi:10.4161/rna.6.1.7634. PMID 19106623.

[11] Alfonzo JD, Thiemann O, Simpson L (1997). “The mechanism of U insertion/deletion RNA editing in kinetoplastid mitochondria”. Nucleic Acids Research. 25 (19): 3751–59. doi:10.1093/nar/25.19.3751. PMC 146959. PMID 9380494.

[12] Pannucci JA, Haas ES, Hall TA, Harris JK, Brown JW (1999). “RNase P RNAs from some Archaea are catalytically active”. Proc Natl Acad Sci USA. 96 (14): 7803–08. doi:10.1073/pnas.96.14.7803. PMC 22142. PMID 10393902.

[13] Woodhams MD, Stadler PF, Penny D, Collins LJ (2007). “RNase MRP and the RNA processing cascade in the eukaryotic ancestor”. BMC Evolutionary Biology. 7: S13. doi:10.1186/1471-2148-7-S1-S13. PMC 1796607. PMID 17288571.

[14] Perreault J, Perreault JP, Boire G (2007). “Ro-associated Y RNAs in metazoans: evolution and diversification”. Molecular Biology and Evolution. 24 (8): 1678–89. doi:10.1093/molbev/msm084. PMID 17470436.

[15] Lustig AJ (1999). “Crisis intervention: The role of telomerase”. Proc Natl Acad Sci USA. 96 (7): 3339–41. doi:10.1073/pnas.96.7.3339. PMC 34270. PMID 10097039.

[16] Brantl S (2002). “Antisense-RNA regulation and RNA interference”. Biochimica et Biophysica Acta. 1575 (1–3): 15–25. doi:10.1016/S0167-4781(02)00280-4. PMID 12020814.

[17] Brouns SJ, Jore MM, Lundgren M, và đồng nghiệp (tháng 8 năm 2008). “Small CRISPR RNAs guide antiviral defense in prokaryotes”. Science. 321 (5891): 960–4. doi:10.1126/science.1159689. PMID 18703739.

[18] Lin SL, Miller JD, Ying SY (2006). “Intronic microRNA (miRNA)”. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2006 (4): 1–13. doi:10.1155/JBB/2006/26818. PMC 1559912. PMID 17057362.

[fruitfly_piRNA-19] Horwich MD, Li C, Matranga C, Vagin V, Farley G, Wang P, Zamore PD (2007). “The Drosophila RNA methyltransferase, DmHen1, modifies germline piRNAs and single-stranded siRNAs in RISC”. Current Biology. 17 (14): 1265–72. doi:10.1016/j.cub.2007.06.030. PMID 17604629.

[20] Ghildiyal M, Zamore PD (tháng 2 năm 2009). “Small silencing RNAs: an expanding universe”. Nat. Rev. Genet. 10 (2): 94–108. doi:10.1038/nrg2504. PMC 2724769. PMID 19148191.

[21] Ahmad K, Henikoff S (2002). “Epigenetic consequences of nucleosome dynamics”. Cell. 111 (3): 281–84. doi:10.1016/S0092-8674(02)01081-4. PMID 12419239.

[22] Vazquez F, Vaucheret H (2004). “Endogenous trans-acting siRNAs regulate the accumulation of Arabidopsis mRNAs”. Mol. Cell. 16: 69–79. doi:10.1016/j.molcel.2004.09.028. PMID 15469823.

[23] Desset S, Buchon N, Meignin C, Coiffet M, Vaury C (2008). Volff J (biên tập). “In Drosophila melanogaster the COM locus directs the somatic silencing of two retrotransposons through both Piwi-dependent and -independent pathways”. PLoS ONE. 3 (2): e1526. doi:10.1371/journal.pone.0001526. PMC 2211404. PMID 18253480.

[24] “Enhancers as non-coding RNA transcription units: recent insights and future perspectives”. Nat Rev Genet. doi:10.1038/nrg.2016.4L3.

[25] Gopinath SC, Matsugami A, Katahira M, Kumar PK (2005). “Human vault-associated non-coding RNAs bind to mitoxantrone, a chemotherapeutic compound”. Nucleic Acids Res. 33 (15): 4874–81. doi:10.1093/nar/gki809. PMC 1201340. PMID 16150923.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]