Yếu tố sigma

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Hình 1: Sơ đồ các miền của một yếu tố sigma.

Yếu tố Sigma (phát âm tiếng Việt: Xích-ma hay zíc-ma) là một prôtêin cần thiết cho sự khởi đầu phiên mã ở vi khuẩn (sinh vật nhân sơ) xảy ra được[1][2][3]. Prôtêin này là một yếu tố góp phần chuẩn bị ngay trước khi quá trình phiên mã của vi khuẩn khởi đầu, giúp enzym ARN pôlymêraza (Pol) liên kết với vùng khởi động (promoter) của gen và bắt đầu tiến hành giai đoạn 1 (khởi đầu) của phiên mã. Bởi vậy, yếu tố sigma thuộc nhóm yếu tố tiền khởi đầu phiên mã - trong sinh học phân tử gọi nhóm này là yếu tố phiên mã chung (GTF). Thuật ngữ "yếu tố sigma" dịch từ nguyên gốc tiếng Anh sigma factor (phát âm Quốc tế: /ˈsɪgmə ˈfæktə/).[4] Trong đó từ "sigma" lấy ở tiếng Hy Lạp là "σίγμα" (xích-ma), tên của chữ cái σ (viết thường) và Σ (viết hoa). Do đó, còn được viết tắt là σ factor.

Chức năng[sửa | sửa mã nguồn]

Trong quá trình nghiên cứu sự phiên mã của trực khuẩn E. coli, các nhà khoa học đã thấy rằng ở vi khuẩn này, enzym Pol (ARN pôlymêraza) tuy tự nhận biết được trình tự TATA ở vùng khởi động của gen, nhưng lại không tự khởi đầu phiên mã được, nếu không có σ (yếu tố sigma). Chức năng cơ bản của nó tóm tắt như sau.[5], [6]

  • σ không chỉ giúp Pol liên kết với vùng khởi động của gen Pol cần xúc tác, mà nó còn giúp đoạn gen ở vùng này bị ức chế sự liên kết nội phân tử, nói nôm na là làm đoạn ADN ở đây dãn ra nhiều hơn để Pol "chen" vào khởi đầu phiên mã.
  • σ liên kết vào trình tự TATA cùng với ARN-pôlymêraza, họp thành phức hợp được gọi là hôlô-enzym ARN-pôlymêraza (RNA polymerase holoenzyme). Trong mỗi hôlô-enzym này, thì chỉ có 1 yếu tố sigma, gọi là 1 một tiểu đơn vị.
  • σ có chức năng tương đồng với yếu tố phiên mã B và yếu tố TFIIB ở nhân thực (xem thêm ở trang Yếu tố phiên mã chung).
  • σ là yếu tố tiền khởi đầu phiên mã (PIC) duy nhất để "khởi động" ARN-pôlymêraza.
  • Về chức năng, thì σ có hai chức năng chính:
    • Hướng lõi của Pol đến đúng vùng khởi động của gen tại vị trí bắt đầu +1 của phiên mã,
    • Hỗ trợ tách ADN xoắn kép và kết hợp với Pol thành "bóng phiên mã" (xem thêm ở trang Yếu tố phiên mã chung).

Cấu tạo[sửa | sửa mã nguồn]

Sigma70-1.1
Danh pháp
Ký hiệu Sigma70_r1_1
Pfam PF03979
InterPro IPR007127
Sigma70-1.2
PDB 1ku2 EBI.jpg
Hình 2: Cấu trúc tinh thể của tiểu đơn vị ' Thermus Aquus chứa các miền 1.2 đến 3.1.
Danh pháp
Ký hiệu Sigma70_r1_2
Pfam PF00140
InterPro IPR009042
PROSITE PDOC00592
SCOP 1sig
Sigma70-2
PDB 1sig EBI.jpg
Hình 3: Cấu trúc tinh thể của một tiểu đơn vị sigma ở Escherichia coli.
Danh pháp
Ký hiệu Sigma70_r2
Pfam PF04542
Pfam clan CL0123
InterPro IPR007627
PROSITE PDOC00592
SCOP 1sig
Sigma70-3
PDB 1rp3 EBI.jpg
Hình 4: Cấu trúc của sigma 70 miền 3 ở loài Thermotoga maritima.
Danh pháp
Ký hiệu Sigma70 3
Pfam PF04539
Pfam clan CL0123
InterPro IPR007624
SCOP 1ku2
Sigma70-4
PDB 1tty EBI.jpg
Hình 5: Cấu trúc của sigma70 miền 4 ở loài "Thermotoga maritima
Danh pháp
Ký hiệu Sigma70_r4
Pfam PF04545
Pfam clan CL0123
InterPro IPR007630
SCOP 1or7
Sigma70-4.2
PDB 2h27 EBI.jpg
Hình 6: Cấu trúc tinh thể của miền sigma70-4.2 ở Escherichia coli' liên kết với gen tại điểm -35.
Danh pháp
Ký hiệu Sigma70_r4_2
Pfam PF08281
Pfam clan CL0123
InterPro IPR013249
SCOP 1or7
  • Yếu tố sigma ở dạng tuyến tính là một chuỗi pôlypeptit được chia thành 4 miền:[6]
C-terminus --------------------- N-terminus
                    4    3    2    1
  • Mỗi miền có thể còn được chia nhỏ hơn, chẳng hạn miền 2 gồm 2.1, 2.2, v.v. Mỗi miền có chức năng khác nhau, ví dụ:
    • Miền 1.1 liên quan đến việc đảm bảo yếu tố sigma sẽ chỉ liên kết với chất xúc tác khi nó được tạo phức với Pol.
    • Miền 2.4 nhận và liên kết với trình tự −10 của vùng khởi động trên gen (trình tự TATA).
    • Miền 4.2 nhận ra và liên kết với trình tự −35 ở vùng khởi động.
    • Miền 1 là chính, chịu trách nhiệm cho phần lớn "công việc" trong khởi đầu phiên mã, còn miền 2-4 thực hiện các chức năng chuyên biệt hơn như phản ứng căng thẳng
  • Mỗi miền chính được mô tả ở hình 2 - 6. Yếu tố sigma có nhiều cấu tạo khác nhau, mỗi loại được đặt tên theo khối lượng phân tử (đo bằng Da). Ví dụ σ70 là yếu tố sigma có trọng lượng phân tử 70 kDa thường gặp ở trực khuẩn E. coli. Do đó, các miền thường gọi tắt chẳng hạn σ1, σ2...; còn các miền phụ được gọi là σ1.1, σ1.2...
  • Vị trí liên kết hoặc tác động chính của các miền của yếu tố sigma trên ADN được mô tả ở hình 1.[7]

Nguồn trích dẫn[sửa | sửa mã nguồn]