RNA các nghiên cứu và ứng dụng potx

các nghiên cứu và ứng dụng
. Sơ lược lịch sử nghiên cứu
. Cơ chế và ứng dụng của các kĩ thuật và
nghiên cứu quan trọng gần đây
RNA

Sơ lược lịch sử nghiên cứu:
•
Đầu TK XX, phân biệt được 2 loại nucleic acid
•
1939, Torbjorn Caspersson, Jean Brachet và
Jack Schultz → vai trò của RNA trong tổng hợp
protein
•
1959, Severo Ochoa → cơ chế tổng hợp RNA
•
1960, Sydney Brenner, Francis Crick, Francois
Jacob và Jacques Monod → mRNA
•
1964, Hollel → giải trình tự tRNA trong nấm men
•
1972, Harry Noller → vai trò của rRNA trong dịch
mã

Sơ lược lịch sử nghiên cứu:
•
1976, Walter Fiers và cộng sự → trình tự hoàn
chỉnh một RNA virus
•
1977, Richard Roberts và Phillip Sharp →

alternative splicing
•
1986, Thomas R. Cech → self-splicing
Kary Mullis → kỹ thuật PCR
•
1989, Thomas R. Cech và Sydney Altman →
ribozyme
•
1990s, các cơ chế RNA antisense và RNA
interference

Các nghiên cứu và ứng dụng:
•
Ribozyme
•
RNA antisense:
–
RNA Antisense
–
RNA interference
–
RNA activation

Ribozyme
•
Lịch sử:
–
1967, Carl Woese, Francis Crick và Leslie Orgel →
khả năng tạo thành các cấu trúc bậc hai phức tạp
→ đề nghị khả năng hoạt động như enzyme của

RNA
–
1989, Thomas R. Cech và Sydney Altman →
Ribozyme đầu tiên

•
Các dạng phổ biến:
–
Ribozyme đầu búa (hammerhead RNA): virus thực vật
–
Ribozyme kẹp tóc (hairpin RNA): virus thực vật
–
Ribozyme virus viêm gan Delta: ở người
–
Ribosome
–
Ribozyme intron nhóm I va II
–
RNase P (tạo tRNA trưởng thành)
–
Spliceosome (splicing )

Ribozyme đầu búa (virus thực vật)
Cấu trúc cấp hai

Ribozyme đầu búa (virus thực vật)
- Cấu trúc cấp ba
Scott et al and Klug, Science 1996

Ribozyme kẹp tóc (virus thực vật)

hairpin ribozyme
Ruppert et al, Nature 2001, Science 2002

Ribozyme kẹp tóc
Ruppert et al, Nature 2001 Ruppert et al, Science 2002
Trạng thái biến đổiTrạng thái căn bản

Ribozyme virus viêm gan Delta
Ferre d’Amare, Nature 1998

Ribosome
Cấu trúc bậc hai

Ribosome
Cấu trúc bậc ba


•
Ứng dụng:
–
Khả năng xúc tác các phản ứng đặc hiệu: splicing,
cắt…
→
•
Liệu pháp chống virus.
•
Điều chỉnh sự phát triển khối u ung thư.
•
Hỗ trợ các RNA antisense

•
Ưu điểm:
–
Không gây đáp ứng miễn dịch
–
Cho các phản ứng đặc hiệu với các RNA mà
enzyme protein không có: splicing, cắt…
–
Ribozyme đầu búa: cắt các triplet NUA, NUC, NUU…

•
Nhược điểm:
–
Rất không ổn định, cấu trúc dễ bị biến đổi → mất
hoạt tính
–
Thời gian tồn tại ngắn.
–
Bị cản trở bởi cấu trúc bậc hai và bậc ba của
mRNA

RNA antisense
•
Cơ chế:
–
Sự gắn kết giữa mRNA và đoạn RNA có trình tự bổ
sung với nó (RNA antisense) → mRNA mất khả
năng tổng hợp protein.

•
Ưu điểm:
–
Đơn giản, nhanh chóng, chi phí thấp và dễ thực
hiện hơn so với gây đột biến loại bỏ gen.
–
Gen bị khóa không bị mất dữ liệu di truyền trong
DNA.
–
Có thể kiểm soát mức độ biểu hiện của gen.

Cà chua Flavr Savr

•
Nhược điểm:
–
Hiệu suất bắt cặp kém.
–
RNA antisense dễ bị tấn công bởi các enzyme bảo
vệ.
–
RNA antisense không ổn định, có thể tác dụng với
một số protein gây độc cho tế bào.

RNA interference
•
Cơ chế:
–
Dicer cắt các dsRNA (double-stranded RNA) hoặc

RNA kẹp tóc thành các đoạn siRNA (small
interference RNA)
–
siRNA và protein tạo phức hợp RISC → gắn vào và
cắt đứt mRNA.