Cắt nối ARN

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Hình 1: Trong cắt nối ARN, phân tử ARN sơ khai bị loại bỏ các đoạn intrôn, rồi nối các đoạn êxôn lại.

Cắt nối ARN là quá trình loại bỏ các chuỗi không mã hoá (intrôn) của gen ở mARN sơ khai và nối các chuỗi mã hóa (êxôn) lại với nhau để tạo nên mARN trưởng thành có thể dịch mã thành prôtêin.[1][2][3]

Đây là thuật ngữ của Di truyền học phân tử, trong tiếng AnhRNA splicing (nghĩa đen: ghép nối ARN) dùng để chỉ một giai đoạn của tiến trình xử lý ARN diễn ra ở tế bào sống trong tự nhiên, tạo ra ARN thông tin trực tiếp làm khuôn cho sinh tổng hợp prôtêin (tức dịch mã).[4][5]

Tổng quan[sửa | sửa mã nguồn]

  • Ở nhiều sinh vật nhân thực (eukaryote), các gen mã hoá protein là gen phân mảnh, gồm các êxôn (đoạn có mã di truyền) và intrôn (không mã). Các intrôn không có mã di truyền nhưng lại rất cần cho cấu trúc của nhiễm sắc thể chứa ADN mang các gen. Nhưng khi dịch mã, thì các intrôn lại không cần thiết nữa trong khuôn của mARN để tạo thành protein, nên trong quá trình xử lý ARN sau phiên mã, thì có giai đoạn cắt nối này.
  • Giai đoạn cắt nối ARN được thực hiện qua một loạt các phản ứng, được xúc tác bởi thể cắt nối (spliceosome) là một phức hợp ribonuclêôprôtêin trong nhân kích thước nhỏ ( small nuclear ribonucleoproteins, viết tắt là snRNP).[2][3]
  • Sự cắt nối ARN sơ khai không chỉ diễn ra với mARN, mà còn có thể diễn ra với các loại ARN khác (như tARN). Ở đây chỉ trình bày cắt nối ở mARN.

Cơ chế[sửa | sửa mã nguồn]

Hình 2: Sơ đổ mô tả hoạt động cắt nối ARN nhờ snRNP.

Diễn biến quá trình này phức tạp, nhưng có thể chia thành ba bước chính, tóm tắt như sau.

  1. Ngay sau khi được tạo thành qua phiên mã từ gen, thì bản mã phiên này (tức mARN) mới chỉ là phân tử sơ khai hay tiền mARN (pre-mRNA).[6] Thể cắt nối (spliceosome) gồm năm phân tử snRNP (đọc là "snurps") sẽ liên kết với đoạn intron (bước 1 ở hình 2). Các thành phần ARN của snRNP sẽ tương tác với đoạn intron này, các thành này đều có chứa nhiều GU ở vị trí nối 5' và nhiều AG tại vị trí nối 3'; nên năm phân tử snRNP này được kí hiệu U1, U2, U4, U5 và U6.[7][8]
  2. Sau đó, U1 liên kết với chuỗi GU tại vị trí nối 5 'của intron này; SF1 (splicing factor 1 tức yếu tố cắt nối 1) liên kết với điểm nhánh cuối intron; U2 liên kết tại vị trí nối 3 'của intron.[9][10] Đoạn intron chịu xúc tác bị uốn cong lại.
  3. Cuối cùng vị trí 3' bị cắt có năng lượng nhờ thủy phân ATP. Đoạn bị cắt tách khỏi mA RN sơ khia rồi bị phân giải. Các snRNP giải phóng khỏi đoạn đã cắt.[11]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Nguồn trích dẫn[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Handbook of Clinical Neurology (2014). “RNA Splicing”. 
  2. ^ a ă Phạm Thành Hổ: "Di truyền học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 1998.
  3. ^ a ă Đỗ Lê Thăng: "Di truyền học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2005.
  4. ^ Gilbert W (tháng 2 năm 1978). “Why genes in pieces?”. Nature 271 (5645): 501. PMID 622185. doi:10.1038/271501a0. 
  5. ^ Tonegawa S, Maxam AM, Tizard R, Bernard O, Gilbert W (tháng 3 năm 1978). “Sequence of a mouse germ-line gene for a variable region of an immunoglobulin light chain”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 75 (3): 1485–9. PMC 411497. PMID 418414. doi:10.1073/pnas.75.3.1485. 
  6. ^ Campbell và cộng sự: "Sinh học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2010.
  7. ^ Matlin AJ, Clark F, Smith CW (tháng 5 năm 2005). “Understanding alternative splicing: towards a cellular code”. Nature Reviews. Molecular Cell Biology 6 (5): 386–98. PMID 15956978. doi:10.1038/nrm1645. 
  8. ^ Graveley BR, Hertel KJ, Maniatis T (tháng 6 năm 2001). “The role of U2AF35 and U2AF65 in enhancer-dependent splicing”. RNA 7 (6): 806–18. PMC 1370132. PMID 11421359. doi:10.1017/s1355838201010317. Bản gốc lưu trữ ngày 20 tháng 11 năm 2018. Truy cập ngày 17 tháng 12 năm 2014. 
  9. ^ Matera AG, Wang Z (tháng 2 năm 2014). “A day in the life of the spliceosome”. Nature Reviews. Molecular Cell Biology 15 (2): 108–21. PMC 4060434. PMID 24452469. doi:10.1038/nrm3742. 
  10. ^ Guth S, Valcárcel J (tháng 12 năm 2000). “Kinetic role for mammalian SF1/BBP in spliceosome assembly and function after polypyrimidine tract recognition by U2AF”. The Journal of Biological Chemistry 275 (48): 38059–66. PMID 10954700. doi:10.1074/jbc.M001483200. 
  11. ^ Ng B, Yang F, Huston DP, Yan Y, Yang Y, Xiong Z, Peterson LE, Wang H, Yang XF (tháng 12 năm 2004). “Increased noncanonical splicing of autoantigen transcripts provides the structural basis for expression of untolerized epitopes”. The Journal of Allergy and Clinical Immunology 114 (6): 1463–70. PMC 3902068. PMID 15577853. doi:10.1016/j.jaci.2004.09.006.