Pseudouridine

Tại Pseudouridine nó là một nucleoside là một khối cấu tạo của RNA. Như vậy, nó chủ yếu là một thành phần của RNA vận chuyển (tRNA) và tham gia vào quá trình dịch mã.

Pseudouridine là gì?

Pseudouridine là một chất cơ bản của tRNA và bao gồm hai thành phần: nucleobase uracil và đường β-D-ribofuranose. Sinh học cũng gọi nó Psi-uridine và viết tắt nó bằng chữ cái Hy Lạp Psi (Ψ) từ.

Pseudouridine là một đồng phân của nucleoside uridine: Nó có cùng khối lượng phân tử với uridine và bao gồm chính xác các khối xây dựng giống nhau. Sự khác biệt duy nhất giữa pseudouridine và uridine là cấu trúc ba chiều khác nhau của chúng. Sự khác biệt về không gian giữa hai nucleoside là nucleobase uracil. Trong trường hợp của uridine, vòng trung tâm mà uracil tạo thành bao gồm tổng số bốn nguyên tử cacbon, một hợp chất NH và một nguyên tử nitơ.

Tuy nhiên, trong trường hợp của pseudouridine, cấu trúc cơ bản trung tâm bao gồm một vòng được tạo thành từ bốn nguyên tử carbon riêng lẻ và hai hợp chất NH. Do đó, sinh học cũng gọi pseudouridine là một nucleoside biến đổi tự nhiên. Nó được phát hiện lần đầu tiên vào những năm 1950 và từ đó đã được xác định là nucleoside biến đổi phong phú nhất.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Là một nucleobase RNA, pseudouridine là một thành phần của RNA vận chuyển (tRNA). TRNA xuất hiện dưới dạng chuỗi ngắn và có chức năng như một công cụ trong quá trình dịch mã. Sinh học mô tả dịch mã là một quá trình trong đó thông tin trong gen được dịch thành protein.

Ở người, thông tin di truyền chủ yếu được lưu trữ dưới dạng DNA. DNA của con người nằm trong nhân của mọi tế bào và không rời khỏi nó. Chỉ khi tế bào phân chia và nhân tế bào tan ra thì ADN mới di chuyển trong phần còn lại của cơ thể tế bào. Để tế bào vẫn có thể truy cập thông tin được lưu trữ trong DNA, nó tạo ra một bản sao của nó. Bản sao này là RNA thông tin, gọi tắt là mRNA. Sự khác biệt giữa DNA và RNA là oxy gắn vào ribose. Sau khi mRNA đã di chuyển ra khỏi nhân tế bào, quá trình dịch mã có thể bắt đầu.

Hai đầu của tRNA có thể liên kết với các phân tử khác nhau. Một đầu của tRNA được thiết kế sao cho khớp chính xác với một bộ ba của mRNA, tức là một nhóm ba base liên tiếp. Một axit amin thích hợp gắn vào đầu đối diện của tRNA. Tổng số 20 axit amin có trong tự nhiên tạo thành khối xây dựng cho tất cả các loại protein hiện có. Bộ ba mã hóa duy nhất một axit amin cụ thể. Một ribosome kết nối các axit amin ở một đầu của tRNA, tạo ra một chuỗi dài. Chuỗi protein này gấp lại do đặc tính vật lý của nó và do đó nhận được cấu trúc không gian đặc trưng.

Cả hormone và chất dẫn truyền thần kinh cũng như các khối xây dựng cho tế bào và cấu trúc ngoại bào đều bao gồm các chuỗi này. Khi ribosome liên kết hai axit amin lân cận, tRNA lại được giải phóng và có thể tiếp nhận một axit amin mới và vận chuyển nó đến mRNA. Pseudouridine xuất hiện trong một vòng lặp bên của tRNA. Nếu không có pseudouridine, tRNA sẽ không hoạt động và sinh vật sẽ không thể thực hiện các vi xử lý cơ bản.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Công thức phân tử của pseudouridine là C9H12N2O6. Pseudouridine bao gồm đường ribose và nucleobase uracil. Uracil thay thế bazơ thymine trong axit ribonucleic (RNA), chất này chỉ có trong axit deoxyribonucleic (DNA). Ba gốc khác của axit nucleic ở người là adenin, guanin và cytosine; chúng xuất hiện ở cả DNA và RNA.

Đường ribose có cấu trúc cơ bản được tạo thành từ năm nguyên tử cacbon. Đó là lý do tại sao sinh học còn gọi nó là đường pentose. Ribose không chỉ đóng vai trò như một thành phần của nhiễm sắc thể; Ví dụ, nó cũng xuất hiện trong nhà cung cấp năng lượng ATP và hoạt động như một chất truyền tin thứ cấp trong một số quá trình tế bào thần kinh và nội tiết tố. Cơ thể con người sử dụng một loại enzyme gọi là pseudouridine synthase để tổng hợp pseudouridine. Trong trường hợp mắc một số bệnh, quá trình này có thể bị xáo trộn. Kết quả là các bệnh thường có thể ảnh hưởng đến một số hệ thống cơ quan.

Bệnh & Rối loạn

Trong ty thể, pseudouridine cũng được tìm thấy trong tRNA. Ti thể là bào quan hoạt động như những nguồn năng lượng nhỏ trong tế bào. Chúng có cấu tạo gen riêng và được truyền từ mẹ sang con thông qua tế bào trứng.

Trong bệnh cơ có nhiễm toan lactic và thiếu máu nguyên bào phụ, có sự gián đoạn của men tổng hợp pseudoruridine. Bệnh này là một bệnh cơ có kèm theo thiếu máu. Có lẽ một đột biến ngăn cản sự hình thành chính xác của tổng hợp pseudouridine. Kết quả là, cơ thể có thể tạo ra tRNA bị lỗi khác với tRNA khỏe mạnh. Trong dạng bệnh cơ chuyển hóa này, tRNA bất thường gây ra chứng không dung nạp vận động ở trẻ em và thiếu máu ở tuổi thiếu niên. Tuy nhiên, nó rất hiếm khi xảy ra. Pseudouridine cũng có thể liên quan đến các bệnh về mắt, thận và các hệ thống cơ quan khác.

Ví dụ, nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng nồng độ pseudouridine thích hợp làm chất đánh dấu chức năng thận. Cho đến nay, các bác sĩ chủ yếu sử dụng mức creatine như một điểm đánh dấu. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là mức creatine rất dễ bị sai sót: ví dụ, nó cũng phụ thuộc vào số lượng cơ. Pseudouridine và C-mannosyl-tryptophan không bị ảnh hưởng này và do đó có thể thay thế creatine như một chất đánh dấu cho chức năng thận trong tương lai (Sekula et al., 2015).