Trần Thanh Hòa
Senior Member
Bài này em tổng hợp các tài liệu để viết bài cho tập san của em (số này đã phát hành rồi), nên bây giờ post lên cho bà con tham khao thử xem luôn, có gì góp ý cho em luôn nhé 
trans-translation
Trong mọi tế bào, protein được tổng hợp nhờ bởi các ribosome theo một cơ chế giải mã chính xác các thông tin di truuyền. Bình thường quá trình giải mã này sẽ được bắt đầu với việc nhận biết các trình tự khởi đầu và kết thúc với việc nhận biết các trình tự kết thúc. Vậy đã bao giờ bạn đặt vấn đề rằng: ribosome sẽ đi về đâu một khi trong quá trình dịch mã nó gặp phải một mRNA bị lỗi, bị đứt đoạn do đó thiếu mất mã kết thúc ở đầu 3’. Giống như chiếc xe đang đi vào ngõ cụt, ribosome sẽ bị kẹt lại và các polypeptide chưa hoàn thành sẽ có thể tạo nên độc tính đối với tế bào. May thay, ở vi khuẩn vấn đề này đã được giải quyết bởi sự can thiệp của tmRNA (transfer-messenger RNA) hay còn có tên gọi khác là 10 SaRNA (SSrA).
Hình 1: Ribosome bị trì hoãn bời mRNA hư hỏng và vai trò của tmRNA
Phân tử tmRNA này dài khoảng 260-430 nucleotid tùy thuộc vào xuất xứ của chúng, nó là một dạng lai độc đáo giữa tRNA và mRNA và nó biểu hiện ở tất cả các vi khuẩn thật. tmRNA mang hai chức năng đúng như tên gọi của nó: vừa mang chức năng của tRNA, vừa mang chức năng của mRNA. tmRNA có hai vùng domain chức năng: vùng giống như nhánh acceptor của tRNAAla (bao gồm thân acceptor và T stem-loop) với đầu 3’CCA có thể gắn với acid amin Alanin; và một phần nữa nằm giãn bên trong (tạo không gian dịch mã) được gọi là khung đọc mở ngắn (short ORF).
Gen mã hóa cho tmRNA được tìm thấy trong tất cả các bộ gen vi khuẩn đã biết và có một số ở trong bộ gen của lục lạp. Cho đến hiện nay thì ở cả Archaea và Eukaryota dường như không có gen này, tuy nhiên trong bộ gen của ty thể lại tìm thấy một gen mã hóa cho một dạng tmRNA bị thoái hóa.
Hình 2: tmRNA
tmRNA cho phép giải phóng và tái sinh các ribosome bị kẹt lại tại đầu 3’ của các mRNA bị lỗi, bị cắt ngắn (mà nguyên nhân có lẽ do sự bắt gặp ngẫu nhiên của đầu 3’ này với một RNase nào đó). Đôi khi tmRNA còn được sử dụng khi quá trình dịch mã tiến đến một codon hiếm mà acid amin được mã hóa bởi codon đó không có hay có quá ít trong tế bào làm cho quá trình dịch mã bị trì hoãn. Ngoài ra thì chuỗi peptide mà tmRNA thêm vào tại đầu C của chuỗi polypeptid mới sinh còn đóng vai trò như một dấu hiệu cho sự phân hủy các polypeptide này bởi các proteasome. Do vậy tmRNA đóng vai trò sinh học quan trọng cho sự sống sót và phát triển của các vi khuẩn trong điều kiện stress hay tình trạng bệnh lý.
Đầu tiên tiền tmRNA được phiên mã, sau đó được chế biến bởi các tRNA ribonuclease đạc hiệu như RNase E, RNase P, sau đó hai biến đổi sau dịch mã được thêm vào trưởng thành nhờ các enzyme methyl transferase và pseudouridine synthase.
Tiếp đến tmRNA sẽ được gắn Alanin nhờ enzym Alanyl-tRNA synthase (AlaRS) và nhân tố EF-Tu sẽ được gắn vào nhằm ngăn chặn quá trình deaminoacyl hóa. Tuy nhiên trước đó tmRNA sẽ được gắn với SmpB, nhân tố này cần thiết cho sự gắn của tmRNA vào ribosome. Sau đó tmRNA tiếp tục được gắn với protein S1, một nhân tố khác cũng góp phần hỗ trợ sự gắn của tmRNA với ribosome.
Alanyl-tmRNA sau khi hình thành sẽ chuyển đến gắn vào vị trí A của ribosome bị trì hoãn và chuỗi polypeptide đang được tổng hợp dang dở sẽ nhận thêm acid amin Alanin (nhờ hoạt tính transfer của phần giống tRNA). Phân tử mRNA hỏng sẽ được giải phóng và có lẽ sẽ được phân hủy nhờ RNase R. Phần tRNA lúc này sẽ chuyển sang vị trí P và vùng đọc mở ngắn của nó sẽ thay thế cho phân tử mRNA mới được giải phóng. Hiện tượng này gọi là trans-translation (sự chuyển dịch mã). Và quá trình dịch mã sẽ được kết thúc bình thường do trong khung đọc mở ngắn có codon kết thúc. Như thế các ribosome bị trì hoãn sẽ được giải thoát và các polypeptide mới sinh sẽ được gắn vào một đuôi giống nhau, mà những cái đuôi này sẽ là tín hiệu nhận diện để các polypeptide này nhanh chóng bị phân hủy bởi các proteasome vì chúng là các polypeptide lỗi, các polypeptide không đạt chất lượng.
Hình 3: Các bước của quá trình trans-translation
a, Sự gắn alanine vào tmRNA bởi sự xúc tác của enzyme alanine tRNA synthase (AlaRS)
b và c, Phức hệ EF-Tu, PrsA, SAF, RNAse R (các co-factor) và tmRNAala complex gắn vào vị trí P của ribosome bị trì hoãn
d, tmRNA thay thế đoạn mẫu cho dịch mã (trans-translation)
e, Phức hệ sau khi dịch mã sẽ bị cắt bởi protease, ClpXP
Thanh Hòa
(tổng hợp)
(hình ảnh thì em lấy từ http://www.nsht.org/forum/viewtopic.php?t=787)
trans-translation
Trong mọi tế bào, protein được tổng hợp nhờ bởi các ribosome theo một cơ chế giải mã chính xác các thông tin di truuyền. Bình thường quá trình giải mã này sẽ được bắt đầu với việc nhận biết các trình tự khởi đầu và kết thúc với việc nhận biết các trình tự kết thúc. Vậy đã bao giờ bạn đặt vấn đề rằng: ribosome sẽ đi về đâu một khi trong quá trình dịch mã nó gặp phải một mRNA bị lỗi, bị đứt đoạn do đó thiếu mất mã kết thúc ở đầu 3’. Giống như chiếc xe đang đi vào ngõ cụt, ribosome sẽ bị kẹt lại và các polypeptide chưa hoàn thành sẽ có thể tạo nên độc tính đối với tế bào. May thay, ở vi khuẩn vấn đề này đã được giải quyết bởi sự can thiệp của tmRNA (transfer-messenger RNA) hay còn có tên gọi khác là 10 SaRNA (SSrA).
Hình 1: Ribosome bị trì hoãn bời mRNA hư hỏng và vai trò của tmRNA
Phân tử tmRNA này dài khoảng 260-430 nucleotid tùy thuộc vào xuất xứ của chúng, nó là một dạng lai độc đáo giữa tRNA và mRNA và nó biểu hiện ở tất cả các vi khuẩn thật. tmRNA mang hai chức năng đúng như tên gọi của nó: vừa mang chức năng của tRNA, vừa mang chức năng của mRNA. tmRNA có hai vùng domain chức năng: vùng giống như nhánh acceptor của tRNAAla (bao gồm thân acceptor và T stem-loop) với đầu 3’CCA có thể gắn với acid amin Alanin; và một phần nữa nằm giãn bên trong (tạo không gian dịch mã) được gọi là khung đọc mở ngắn (short ORF).
Gen mã hóa cho tmRNA được tìm thấy trong tất cả các bộ gen vi khuẩn đã biết và có một số ở trong bộ gen của lục lạp. Cho đến hiện nay thì ở cả Archaea và Eukaryota dường như không có gen này, tuy nhiên trong bộ gen của ty thể lại tìm thấy một gen mã hóa cho một dạng tmRNA bị thoái hóa.
Hình 2: tmRNA
tmRNA cho phép giải phóng và tái sinh các ribosome bị kẹt lại tại đầu 3’ của các mRNA bị lỗi, bị cắt ngắn (mà nguyên nhân có lẽ do sự bắt gặp ngẫu nhiên của đầu 3’ này với một RNase nào đó). Đôi khi tmRNA còn được sử dụng khi quá trình dịch mã tiến đến một codon hiếm mà acid amin được mã hóa bởi codon đó không có hay có quá ít trong tế bào làm cho quá trình dịch mã bị trì hoãn. Ngoài ra thì chuỗi peptide mà tmRNA thêm vào tại đầu C của chuỗi polypeptid mới sinh còn đóng vai trò như một dấu hiệu cho sự phân hủy các polypeptide này bởi các proteasome. Do vậy tmRNA đóng vai trò sinh học quan trọng cho sự sống sót và phát triển của các vi khuẩn trong điều kiện stress hay tình trạng bệnh lý.
Đầu tiên tiền tmRNA được phiên mã, sau đó được chế biến bởi các tRNA ribonuclease đạc hiệu như RNase E, RNase P, sau đó hai biến đổi sau dịch mã được thêm vào trưởng thành nhờ các enzyme methyl transferase và pseudouridine synthase.
Tiếp đến tmRNA sẽ được gắn Alanin nhờ enzym Alanyl-tRNA synthase (AlaRS) và nhân tố EF-Tu sẽ được gắn vào nhằm ngăn chặn quá trình deaminoacyl hóa. Tuy nhiên trước đó tmRNA sẽ được gắn với SmpB, nhân tố này cần thiết cho sự gắn của tmRNA vào ribosome. Sau đó tmRNA tiếp tục được gắn với protein S1, một nhân tố khác cũng góp phần hỗ trợ sự gắn của tmRNA với ribosome.
Alanyl-tmRNA sau khi hình thành sẽ chuyển đến gắn vào vị trí A của ribosome bị trì hoãn và chuỗi polypeptide đang được tổng hợp dang dở sẽ nhận thêm acid amin Alanin (nhờ hoạt tính transfer của phần giống tRNA). Phân tử mRNA hỏng sẽ được giải phóng và có lẽ sẽ được phân hủy nhờ RNase R. Phần tRNA lúc này sẽ chuyển sang vị trí P và vùng đọc mở ngắn của nó sẽ thay thế cho phân tử mRNA mới được giải phóng. Hiện tượng này gọi là trans-translation (sự chuyển dịch mã). Và quá trình dịch mã sẽ được kết thúc bình thường do trong khung đọc mở ngắn có codon kết thúc. Như thế các ribosome bị trì hoãn sẽ được giải thoát và các polypeptide mới sinh sẽ được gắn vào một đuôi giống nhau, mà những cái đuôi này sẽ là tín hiệu nhận diện để các polypeptide này nhanh chóng bị phân hủy bởi các proteasome vì chúng là các polypeptide lỗi, các polypeptide không đạt chất lượng.
Hình 3: Các bước của quá trình trans-translation
a, Sự gắn alanine vào tmRNA bởi sự xúc tác của enzyme alanine tRNA synthase (AlaRS)
b và c, Phức hệ EF-Tu, PrsA, SAF, RNAse R (các co-factor) và tmRNAala complex gắn vào vị trí P của ribosome bị trì hoãn
d, tmRNA thay thế đoạn mẫu cho dịch mã (trans-translation)
e, Phức hệ sau khi dịch mã sẽ bị cắt bởi protease, ClpXP
Thanh Hòa
(tổng hợp)
(hình ảnh thì em lấy từ http://www.nsht.org/forum/viewtopic.php?t=787)
ù bài viết tự tổng hợp những vẫn cần thiết đề các TLTK và có trích dẫn ý nào lấy từ tài liệu nào mới đúng là 1 bài viết khoa học.
