Vaccine

Trường Cao Đẳng Kinh Tế Công Nghệ TP Hồ Chí Minh
Khoa : Công Nghệ Sinh Học
Lớp : C4SH3
Small RNAs
Sinh Viên Thực Hiện:

Nguyễn Thị Bạch Lan

Nguyễn Sơn Lâm
Lời nói đầu

Bài thuyết trình này chỉ mong mang lại cho các bạn những hiểu biết cơ bản nhất về 1 vài loại small RNAs đang được các nhà khoa học nghiên cứu.
Khái Quát


short interfering RNA

Mi RNA


Kết Luận
Khái Quát
Axít ribonucleic ( viết tắt ARN hay RNA) là một trong hai loại axit nucleic, là cơ sở di truyền ở cấp độ phân tử. Ở một số loài mà không có ADN (như một số loại virus), thì ARN đóng vai trò là vật chất di truyền.
Nó khác với ADN ở chỗ có dạng mạch đơn hoặc mạch vòng, chứa đường ribose thay vì deoxyribose và uracil thay cho thymine.
ARN chủ yếu nằm trong tế bào chất, có cấu tạo đa phân do nhiều đơn phân (gọi là ribonucleotit) kết hợp lại
Phân Loại
Về vai trò tham gia các quá trình phiên mã và dịch mã thông tin di truyền

Ngoài ra, một số ARN có vai trò điều khiển hoạt động gien hoặc có chức năng tham gia các quá trình phát triển, biệt hoá tế bào
RNA Can Thiệp (RNAi)
RNA can thiệp (RNAi) là một cơ chế để bất hoạt gene gây nên bởi RNA mạch kép (dsRNA). Đó là trình tự đặc biệt và liên quan đến sự suy thoái của cả hai loại phân tử RNA: RNA sợi kép (dsRNA) và RNA sợi đơn thường mRNA là những sợi tương đồng trong trình tự dsRNA làm kích hoạt phản ứng trả lời
Sự tạo thành và cơ chế hoạt động của siRNA

RNAi được kích hoạt bởi dsRNA có đầy đủ các cặp bazơ và có ít nhất 21-23 cặp bazơ. Còn những phân tử dsRNA dài sẽ được là cắt thành những mảnh có độ dài khoảng 21-23 bp bởi một enzyme ngoài tế bào chất được gọi là "Dicer". Những mảnh RNA được gọi tắt là siRNA (short interfering RNA- RNA ngắn can thiệp) và liên kết bởi protein của RNA-phức hệ gây nên sự im lặng (RISC). Những phức hệ RISC nhận ra và làm suy biến RNA sợi đơn tương ứng trong trình tự siRNA.
-dsRNA(double strand RNA) là đọan RNA dài mạch kép mang trình tự bắt cặp bổ sung được với gien mục tiêu .

_Khi dsRNA vào tế bào , nó bị Dicer ( 1 lọai enzyme cắt RNA mạch kép ) cắt thành những đọan ngắn gọi là siRNA (small interfering RNA).

_1 mạch đơn của siRNA gắn với RISC(RNA - induced silencing complex) tạo phức hợp .

_Phức hợp này tương tác với mRNA của gien mục tiêu và cắt nhỏ mRNA này .
Con ngựa thành troy tiêu diệt tế bào ung thư
Các nhà khoa học Australia đã tìm ra phương pháp mang tên “con ngựa thành Troy” có khả năng tiêu diệt trực tiếp tế bào ung thư mà không gây tác dụng phụ với cơ thể người.

Cụ thể, các nhà khoa học sử dụng một tế bào nano có tên EDV để thâm nhập và làm suy yếu tế bào ung thư bằng cách tiết ra phân tử axit Ribonucleic (siRNA). SiRNA làm ngưng trệ quá trình ADN sản xuất protein vốn giúp tế bào ung thư có thể kháng thuốc hóa trị. Sau đó, một đợt EDV thứ hai sẽ tiêu diệt tế bào ung thư bằng thuốc hóa trị. 
Biện pháp “con ngựa thành Troy” có khả năng tiêu diệt trực tiếp tế bào ung thư hiệu quả hơn.
Biện pháp “con ngựa thành Troy” có khả năng tiêu diệt trực tiếp tế bào ung thư mà không ảnh hưởng tới các mô khác trong cơ thể. Hiện nay, các bác sĩ điều trị ung thư thường sử dụng phương pháp tiêm hay uống thuốc theo liệu pháp hóa trị, khiến cả tế bào lành và ung thư đều bị tiêu diệt, ảnh hưởng đến sức khỏe bệnh nhân.

Tiến sĩ Jennifer MacDiarmid và Himanshu Brahmbhatt tại Sydney đã thử nghiệm thành công phương pháp này ở chuột mang tế bào ung thư của người. Các nhà khoa học dự kiến tiến hành thử nghiệm phương pháp “con ngựa thành Troy” trên người vào tuần này tại Trung tâm ung thư Peter MacCullum ở bệnh viện Royal Melbourne và tại ĐH Melbourne.
Theo Báo Đất Việt (Reuters)
Ứng dụng cơ chế can thiệp RNA trong nghiên cứu ung thư.
Tế bào ung thư phát sinh từ sự tích lũy và chọn lọc nhiều đột biến liên tiếp có lợi cho sự phân chia và tồn tại của chúng. Những biến đổi di truyền và đôi khi trên vật chất di truyền (epigenetic) giúp tế bào ung thư vượt qua được sự khống chế của các nguyên tắc điều hòa tế bào và cơ thể
Quá trình biến dạng từ một tế bào bình thường sang một trạng thái không tuân lệnh và thường là nguy hiểm cho sự ổn định của cơ thể chủ thoạt đầu được nghĩ là một điều kiện chọn lọc chỉ có lợi cho tế bào ung thư. Nhưng khi nhìn kỹ vào cách thức sinh tồn của tế bào ung thư người ta dần dần hiểu rằng sự tích lũy nhiều đột biến di truyền cũng làm cho tế bào ung thư dể dàng nhạy cảm với những thay đổi xung quanh
Sự khám phá ra cơ chế can thiệp RNA không lâu được nhận thức rằng đây chính là công cụ cần thiết để dò tìm các cơ chế phân tử bị thay đổi trong tế bào ung thư. Do tính đặc hiệu của quá trình can thiệp RNA kết hợp với tính dể dàng nhân rộng tiến trình thực nghiệm từ hàng ngàn gene lên tới toàn bộ genome trong một thí nghiệm, hệ thống các "điểm yếu" của nhiều dạng ung thư sẽ nhanh chóng được giải mã và hàng loạt thuốc đặc hiệu cho từng loại ung thư sẽ được điều chế dựa trên hệ thống điểm yếu này.
Nhiều phương pháp bắt đầu từ việc xây dựng một thư viện chứa các đoạn RNA can thiệp cho toàn bộ gene. RNA can thiệp có thể được tổng hợp từ hóa chất, từ sản phẩm PCR, từ DNA plasmids, hay từ retrovirus. Sau khi có được những thư viện này, người ta đưa chúng vào tế bào và bắt đầu sàng lọc để tìm ra đoạn RNA có độc tính đối với ung thư rồi từ đó giúp suy ra cơ chế phân chia không điều khiển của tế bào ung thư.
Micro RNA ( mi RNA)
miRNA là những đoạn RNA ngắn khoảng từ 19 - 22 nucleotide đã được phát hiện từ lâu trong di truyền vi sinh vật, động vật, thực vật và người.
Mặc dầu công trình nghiên cứu về vai trò của miRNA trong tế bào chưa được hoàn toàn thành công, nhưng các chuyên gia đã có bằng chứng cho thấy sự hiện diện của miRNA có liên quan đến sự tăng trưởng của mô và tế bào. Khác với RNA thông tin (mRNA – messenger RNA), miRNA không tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein, nên đã được đặt tên là non-protein coding RNA (RNA không mã hoá protein).
Trong các chương trình nghiên cứu y dược, các chuyên gia trong ngành thường chỉ chú trọng đến cách tổng hợp các hóa chất, peptide nhân tạo có khả năng hạn chế, gây trở ngại, tàn phá hoặc làm triệt tiêu cơ chế phát sinh protein, hay tác động đến chính protein có hại cho nông nghiệp và nhân loại. Cũng vì không giữ vai trò trong sinh tổng hợp protein cho nên miRNA đã bị lãng quên trong quá trình nghiên cứu y dược.
Sự hình thành miRNA


Trong quá trình sinh học, miRNA Gene đã được tác đông bởi enzyme RNA Polymerase II, chuyển hoán và tạo ra microRNA nguyên thủy, được gọi là pre-miRNẠ. Đây là chuỗi RNA dài hàng nghìn base, và mang đầu 5`-CAP, và đầu 3` là gốc đa A (Poly-A, AAAA...).
Pre-miRNAs chứa đựng ít nhất một hay nhiều vòng kẹp tóc (Hairpin), mỗi vòng dài khoảng ~70 nucleotides. Cũng như tất cả các RNA khác (kể cả mRNA), pre-miRNA bị tác động cắt đoạn bởi hai enzymes là drosha ở trong nhân và dicer ở trong tế bào chất (Cytoplasm). Sự cắt đoạn này tạo ra các đoạn miRNA có hoạt tính tương tự như siRNA (small interfering RNA).
Cơ chế phản ứng


miRNA kết hợp với RNA Interference (RNAi) dưới sự hiện diện của phức hợp RISC (RNA-induced Silencing Complex) sẽ tác động lên một phần của mRNA dưới dạng kết hợp cặp base (Base-pairing) để tiết chế việc tiếp tục sinh sản hay phân giải mRNA đã phát sinh trong tế bào
Tiến trình phát sinh và cơ chế phản ứng của microRNA trong sinh thể
Nội Dung Của Tiến Trình Được Tóm Tắt Như Sau:
miRNA có chiều dài khoảng 19-24 nucleotides, được tạo ra (sinh sản) từ tác động cắt đoạn các Hairpin trong pre-miRNA, dài khoảng 60 - 110 nucleotides, bởi hai enzymes DROSHA, và DICER.
Gần 70% các miRNA được phát sinh liên quan đến sự điều tiết trong quá trình tạo (sinh sản) mRNAs và các RNAs không sinh tổng hợp proteịn. Tuy nhiên, số còn lại được phát sinh độc lập, không phụ thuộc vào quá trình trên. Cho đến nay, các chuyên gia chưa xác định được chức năng của các RNA này
miRNA có thể điều tiết sự phân giải mRNA với sự hiện diện của phức hợp RISC (RISC complex), trong trường hợp bổ sung hoàn toàn (Perfect Complementary), quá trình này được gọi là RNAi.
Trong trường hợp bổ sung không hoàn toàn (imperfectcomplementary) với 3`UTR của mRNA, sự chuyển hoán sẽ bị tiết giảm và bị chậm bớt.
miRNA có thể tác động lên gần 200 phiên bản RNA (RNA transcripts) và nhiều miRNA có thể tác động ảnh hưởng điều tiết lên một Gene mã hoá protein (protein-coding Gene).
Các chuyên gia ước lượng rằng hơn 50% gene mã hóa protein của người đang bị kiểm soát bởi miRNA
Trong hình này, nếu miRNA kết hợp với RNA Antisense nhân tạo Antagomir
(có khả năng kết hợp mạnh hơn mRNA theo chiều mũi tên đỏ) thì sẽ sinh ra chuỗi RNA nguyên thủy, và quá trình trở lại từ đầu.
Như chúng ta thấy, qua trên nửa thế kỷ, những nhà nghiên cứu sinh học phân tử đã thu được những khám phá ngoạn mục.
Sự khám ra tế bào có một cơ chế đặc biệt – cơ chế can thiệp RNA (RNAi – RNA interference), đã vượt quá mong đợi và mở rộng hiểu biết của chúng ta về cơ chế kiểm soát gene trong cơ thể sinh vật.
Việc ngày càng phát hiện ra nhiều chức năng khác nhau của RNA là cơ sở cho quan điểm cho rằng RNA có thể là đại phân tử sinh học xuất hiện đầu tiên trong quá trình tiến hoá chứ không phải là DNA hay protein như nhiều giả thiết trước đây.
Sự phát triển của một tổ chức và chức năng chính xác của mỗi tế bào và mô tùy thuộc vào một cơ chế can thiệp RNA còn nguyên vẹn trong cơ thể

Kết Luận
Hơn nữa, sự khám phá ra can thiệp RNA không chỉ cung cấp cho chúng ta một công cụ thí nghiệm mạnh mẽ mới để nghiên cứu chức năng của các gene mà còn nuôi dưỡng những mong đợi của chúng ta về những ứng dụng tương lai của can thiệp RNA trong y học,nông nghiệp,...
Đặc biệt là Y học nghiên cứu ứng dụng RNAi để chữa những căn bệnh về tim mạch, ung thư, các bệnh vius: cúm (AH5NI, AH1N1), HIV,… giải quyết tốt các vấn đề nhân loại.


Hết
Cám Ơn Cô và Các Bạn Đã Quan Tâm Theo Dõi!!!