Tài liệu: Biểu hiện gen

Biểu hiện gen, (thuật ngữ tiếng Anh: gene expression hay expression), ám chỉ mọi quá trình liên quan đến việc chuyển đổi thông tin di truyền chứa trong gen (gen là một đoạn/chuỗi ADN) để chuyển thành các axít amin (hay protein) (mỗi loại protein sẽ thể hiện một cấu trúc và chức năng riêng của tế bào). Tuy nhiên, cũng tồn tại các gen không mã hóa cho protein (ví dụ: gen rARN, gen tARN). Biểu hiện gen là quá trình đa giai đoạn....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu: Biểu hiện gen Biểu hiện genBiểu hiện gen, (thuật ngữ tiếng Anh: geneexpression hay expression), ám chỉ mọi quátrình liên quan đến việc chuyển đổi thông tin ditruyền chứa trong gen (gen là một đoạn/chuỗiADN) để chuyển thành các axít amin (hayprotein) (mỗi loại protein sẽ thể hiện một cấutrúc và chức năng riêng của tế bào). Tuy nhiên,cũng tồn tại các gen không mã hóa cho protein(ví dụ: gen rARN, gen tARN).Biểu hiện gen là quá trình đa giai đoạn.  Với sinh vật nhân sơ: Có 2 giai đoạn chính là sao mã (hay còn gọi là phiên mã) và dịch mã  Với sinh vật nhân chuẩn: Ngoài 2 giai đoạn trên, còn có thêm giai đoạn chế biến ARN nằm ở giữa 2 giai đoạn đó.Mục lục  1 Các giai đoạn chính o 1.1 Sao mã (Phiên mã) o 1.2 Xử lí ARN  1.2.1 Gắn mũ  1.2.2 Ghép mảnh  1.2.3 Thêm đuôi polyA o 1.3 Dịch mã  2 Các kiểu biểu hiện gen  3 Đo đạc định lượng  4 Điều tiết biểu hiện gen  5 Liên kết ngoàiCác giai đoạn chínhSao mã (Phiên mã) Bài chi tiết: Sao mãSao mã là quá trình dùng mạch mang nghĩa củagen làm mẫu để tổng hợp thành một ARN (dạngmạch đơn). Enzym tham gia làm xúc tác choquá trình phản ứng có tên là ARN polymeraza(RNA polymerase).Với sinh vật nhân thực, có 3 loại ARNpolymeraza, mỗi loại sẽ sao mã ra một nhómARN khác nhau. ARN polymeraza I thì dùng đểtổng hợp ra rARN, ARN polymeraza II (Pol II)thì dùng để tổng hợp ra mọi mARN (là cácprotein để mã hóa ARN), và ARN polymerazaIII thì dùng để tổng hợp ra tARN và một sốARN ổn định nhỏ khác. ARN polymeraza II làquan trọng nhất.Xử lí ARNLà giai đoạn chỉ diễn ra ở sinh vật nhân chuẩn,bao gồm các sự kiện: gắn mũ (capping), ghépmảnh (splicing) và thêm đuôi polyA.Gắn mũCác mARN của sinh vật nhân thật và virus cómột cấu trúc đặc biệt ở đầu 5´, gọi là “mũ” –thực chất là phân tử 7-metyl-guanosin. Quátrình gắn mũ này xảy ra trong quá trình phiênmã và được bảo đảm đặc hiệu cho cấu trúc 5´mARN. Cấu trúc mũ này có tác dụng bảo vệARN mới hình thành khỏi các enzymexonucleaza 5’-3’, là vị trí gắn trực tiếp chophức hợp gắn với mũ (CBC - cap-bindingcomplex) – chuẩn bị cho các bước chế biến tiềnmARN kế tiếp và cũng là vị trí gắn cho cácnhân tố trong tế bào chất cần thiết trong quátrình dịch mã.Ghép mảnhỞ sinh vật nhân chuẩn, gen không chỉ chứa cácđoạn mang mã mà còn xen kẽ bởi các đoạnkhông mang mã, lần lượt được gọi là exon vàintron. Trong quá trình chế biến tiền mARN, cácđoạn intron này được loại bỏ và các đoạn exonnối lại với nhau tạo thành mARN trưởng thành.Chính mARN trưởng thành này mới là khuônchính xác cho quá trình dịch mã mARN thànhprotein tương ứng. Sự kiện trên được gọi làghép mảnh (splicing), cũng được thực hiện đồngthời với quá trình phiên mã và tiếp tục sau phiênmã bởi một phức hợp lớn gồm các snRNP(small nuclear ribonucleoprotein) (gọi làspliceosome). Một trong những đặc điểm nổi bậtcủa ghép mảnh chính là ghép mảnh lựa chọn:Các exon trên mARN gồm 2 loại là exon cấuthành và exon lựa chọn, trong đó, chỉ có exoncấu thành luôn được giữ lại trên mARN trưởngthành. Chính nhờ ghép mảnh lựa chọn, một gencó thể tạo ra sản phẩm là nhiều protein khácnhau và vì thế, làm tăng độ đa dạng cũng như độphức tạp của bộ gen sinh vật nhân chuẩn.Thêm đuôi polyAQuá trình này liên quan mật thiết với việc kếtthúc phiên mã. Tuy nhiên, tác dụng của việc gắnđuôi polyA cho mARN để tạo thành mARNtrưởng thành vẫn chưa được hiểu rõ.Dịch mãCác kiểu biểu hiện genPhần lớn thuật ngữ được dùng để miêu tả cácmô hình của sự biểu hiện gen, bao gồm:  Gen cấu trúc là một gen được phiên mã liên tục khi so sánh với gen tùy ý chỉ được dịch mã khi cần thiết.  Gen giữ nhà (housekeeping gene) là một gen cấu trúc điển hình, được phiên mã ở một mức độ tương đối liên tục. Những sản phẩm từ sự phiên mã các gen này cần cho sự duy trì sự sống tế bào. Có thể nói là sự biểu hiện của chúng không bị ảnh hưởng bởi những điều kiện thí nghiệm. Ví dụ như actin, GAPDH và ubiquitin.  Gen tuỳ ý là gen chỉ được phiên mã khi cần so sánh với gen cấu thành.  Gen cảm ứng là gen mà sự biểu hiện của nó nhằm đáp ứng với những thay đổi của môi trường hay phụ thuộc vào từng trạng thái trong chu kỳ tế bào.Đo đạc định lượng Đề mục này cần được mở rộng.Biểu hiện của một gen cụ thể có thể ước địnhmột cách gián tiếp dùng công nghệ vi mảngADN, nó cho ta biết số liệu thô về độ tập trungcủa tế bào tại các ARN thông tin khác nhau;thường là vài ngàn tế bào tại cùng một thờiđiểm. Tiếng Anh vẫn thường gọi là expressionprofiling, nhưng thực ra từ này dùng khôngđúng lắm.Biểu hiện của nhiều gen được xác định thườnglà ổn định sau giai đoạn sao mã, nên việc tăngđộ tập trung mARN không có nghĩa là sẽ làmtăng độ biểu hiện. Một phương pháp khác chínhxác và nhạy hơn để đo độ biểu hiện gen là phảnứng chuỗi polymeraza thời gian thực. Vớiđườ ...