- 2 tuần trước
Bài nói chuyện về Gene và tái bản DNA
Danh mục
📚
Học tậpPhụ đề
00:00Chào mừng quý vị đến với buổi tìm hiểu show hôm nay.
00:02Chúng ta sẽ cùng khám phá cái cách mà bộ máy di chuyển bên trong tế bào hoạt động.
00:07Vâng.
00:08Cách thông tin được lưu trữ, rồi sao chép, và cuối cùng là biểu hiện thành những thứ tạo lên sự sống.
00:14Đúng vậy.
00:15Về cơ bản thì đó chính là cái dòng chảy thông tin kinh điển.
00:18DNA tạo ra RNA, rồi RNA tạo ra protein.
00:22Chính xác.
00:23Dựa trên các tài liệu chúng ta có, từ sách giáo khoa đến các bài báo chuyên ngành,
00:27thì hôm nay mình sẽ tập trung vào 3 cái quá trình chính.
00:30Mà quá trình?
00:31Vâng.
00:32Thứ nhất là nhân đôi DNA để bảo tồn bản thiết kế.
00:35Thứ hai là phiên mã để tạo ra bản sao RNA.
00:39Và cuối cùng là dịch mã để xây dựng lên protein.
00:41À.
00:42Chúng ta cũng sẽ xem xét một cái trường hợp khá là thú vị.
00:45Nó đi ngược lại cái dòng chảy này một chút, đó là ở virus HIV.
00:49Và cả ứng dụng thực tế nữa như là kỹ thuật RT-PCR chẳng hạn.
00:52Nghe qua thì có vẻ hơi phức tạm nhờ.
00:54Nhưng mà mục tiêu của chúng ta là làm rõ những cái điểm cốt lõi nhất thôi đúng không?
00:58Vâng.
00:58Cố gắng diễn đạt một cách dễ hiểu nhất.
01:00Hay quá.
01:01Vậy hãy bắt đầu với việc nhân đôi DNA đi.
01:04Làm thế nào mà tế bào có thể đảm bảo cái bản thiết kế gốc được sao chép nguyên vẹn cho thế sao?
01:10Tôi có nghe nói về mô hình gọi là bán bảo toàn.
01:13À đúng rồi, chính xác.
01:14Đó là một cách phải nói là rất thông minh của tự nhiên.
01:16Thí nghiệm kinh điểm của Messerson và Stahl ấy đã chứng minh rất rõ điều này.
01:20Nghĩa là sao ạ?
01:20Bán vào toàn lại.
01:22Tức là mỗi phân tử DNA mới được tạo ra ấy, nó sẽ giữ lại một nửa, một mạch từ phân tử DNA mẹ.
01:28Và nó tổng hợp một nửa có lại hoàn toàn mới.
01:30À, giữ lại một nửa cũ, tạo một nửa mới.
01:33Đúng vậy.
01:34Quá trình này thì nó bắt đầu tại các điểm đặc biệt gọi là chạc, tái bản.
01:37Và chắc là cần cả một đội ngộ enzyme tham gia vào việc này.
01:40Vâng, đúng thế.
01:41Mình có thể hình dung thế này này.
01:43Enzyme Helicas thì nó giống như là một cái khóa kéo vậy.
01:46Nó tháo xoắn và tách hai cái mạch DNA mẹ ra.
01:50Rồi, có các protein khác, nó giữ cho hai mạch đấy không bị chập lạ.
01:55Sau đó thì primase sẽ tạo một đoạn mùi DNA ngắn.
01:59Mùi vỡ NA?
02:00Vâng, một đoạn mùi ngắn thôi.
02:02Nhưng mà cái enzyme quan trọng nhất ấy là DNA polymerase.
02:06Nó chính là cái enzyme mà lắp ráp các viên gạch nucleotide mới vào.
02:10À, đây là enzyme xây dựng chính.
02:12Đúng rồi.
02:12Và có một cái quy tắc khá là quan trọng.
02:14Enzyme này nó chỉ xây dựng tức là tổng hợp mạch mới theo một chiều duy nhất thôi là chiều 5.
02:20Đến 3 phẩy.
02:21À, cái chiều 5 phẩy đến 3 phẩy này.
02:23Điều này có phải là nguyên nhân dẫn đến việc hai mạch mới được tạo ra theo hai cách hơi khác nhau không?
02:28Tôi nhớ là có một mạch liên tục, một mạch thì gián đoạn.
02:31Chính xác, chính xác.
02:32Vì cái quy tắc chiều 5 phẩy 3 phẩy đó nên là mạch dẫn đầu leading strength thì nó được tổng hợp liên tục.
02:39Cứ thế đi theo enzyme tháo xoắn thôi.
02:41Cứ thế chạy thẳng.
02:41Vâng. Nhưng cái mạch kia, người ta gọi là mạch theo sau, lagging strength, thì nó lại phải được tổng hợp một cách gián đoạn.
02:48Nó tạo thành từng đoạn ngắn, gọi là đoạn okazaki.
02:51Okazaki.
02:52Đúng rồi. Giống như là mình khâu từng mũi ngược chiều vậy.
02:55Sau đó thì sẽ có một enzyme khác là DNA ligase.
02:58Nó làm nhiệm vụ nối các cái đoạn okazaki này lại với nhau thành một mạch hoàn chỉnh.
03:02Một quá trình có vẻ khá là tỉ mỉ.
03:04Thế thì sự phức tạp này nó có giống nhau ở mọi sinh vật không?
03:07Ví dụ như là vi khuẩn so với người chẳng hạn.
03:09Về nguyên tách tơ bản thì là giống nhau ạ.
03:11Tức là vẫn bán bảo toàn, vẫn các loại enzyme tương tự, vẫn có mạch dẫn, mạch theo sau.
03:16Vẫn là cái logic đó.
03:17Vâng. Nhưng mà ở sinh vật nhân thức ấy, do bộ gen lớn hơn rất nhiều,
03:21nên là nó sẽ có nhiều điểm khởi đầu tái bản hơn.
03:24Để làm gì? Để tăng tốc độ chung cho cả bộ gen.
03:27À, nhiều điểm bắt đầu cùng lúc.
03:29Đúng thế. Mặc dù tốc độ ở mỗi điểm riêng lẻ thì lại có thể chậm hơn so với ở vi khuẩn.
03:33Và cái đoạn Okazaki ở nhân thực thì nó cũng ngắn hơn.
03:37Dạ vậy.
03:38Nhưng dù phức tạp như vậy, quá trình này phải nói là cực kỳ chính xác.
03:42Nhờ có cơ chế sửa sai của chính DNA polymerase nữa, sai sót rất hiếm khi xảy la.
03:46Tuyệt vời. Vậy là bản thiết kế đã được nhân đôi một cách an toàn.
03:50Thế bây giờ, làm sao tế bào độc và sử dụng cái bản thiết kế đó để tạo ra những thứ hữu ích,
03:55ví dụ như protein chẳng hạn.
03:57Đây là lúc mà phiên mã và dịch mã xuất hiện đúng không ạ?
04:00Đúng vậy ạ. Phiên mã là cái bước đầu tiên trong việc biểu hiện gen.
04:03Nó là quá trình tạo ra một bản sao là RNA thông tin hay gọi tắt là mRNA từ một đoạn gen trên DNA.
04:11Tạo bản sao RNA.
04:12Vâng. Enzyme chính ở đây là RNA polymerase.
04:16Quá trình này thì chủ yếu diễn ra trong nhân tế bào đối với sinh vật nhân thực.
04:19Rồi cái bản sao mRNA này sẽ đi đâu?
04:21À, sau khi được tạo ra và có thể là qua một vài trình sửa nữa,
04:25thì bản sao RNA này nó sẽ di chuyển ra ngoài tế bào chất.
04:28Ra tế bào chất.
04:29Và ở đó, có phải là ribosome sẽ đọc cái bản mã này không?
04:34Chính xác. Ribosome nó giống như là một cái máy đọc mã vậy.
04:37Nó sẽ trượt dọc theo phân tử mRNA, đọc thông tin theo từng bộ 3 nucleotide.
04:41Bộ 3 nucleotide. Gọi là codon.
04:44Đúng rồi. Gọi là codon. Hầu hết mỗi codon này thì nó sẽ tương ứng với một amino acid cụ thể.
04:50Có tổng cộng 64 codon khác nhau, nhưng mà chỉ có 20 loại amino acid thôi.
04:54À, vậy là có nhiều codon cùng mã hóa cho một amino acid.
04:58Vâng. Đó chính là cái đặc điểm gọi là tính thoái hóa của mã di chuyển.
05:01Nó giúp tăng tính ổn định, giảm thiểu hậu quả nếu có đột biến xảy ra.
05:05Hay thật. Vậy làm thế nào ribosome biết được là phải bắt đầu đọc từ đâu
05:09và dừng lại ở chỗ nào trên một sợi mRNA có thể rất dài?
05:12Ở nhân thực. Vừa là tín hiệu bắt đầu.
05:15AUG là điểm xuất phát.
05:16Vâng. Và có 3 codon đặc biệt gọi là codon kết thúc.
05:20UAA, UAG, UGA.
05:233 codon này thì nó không mã hóa cho amino acid nào cả.
05:26Khi ribosome đọc đến đây, nó sẽ dừng lại.
05:28Dừng tổng hợp protein.
05:29Đúng vậy. Và trong suốt quá trình này, có một loại RNA khác rất quan trọng
05:33là RNA vận chuyển, tức là tRNA.
05:36Mỗi tRNA sẽ mang một amino acid cụ thể
05:39và nhận biết đúng codon trên mRNA
05:41để lắp ráp amino acid đó và chuỗi protein đang được hình thành.
05:45Cứ thế, từng bước một, lắp ráp thành chuỗi protein hoàn chỉnh.
05:48Chính xác.
05:48Cái dòng chạy DNA, RNA protein này
05:51có vẻ như là một quy tắc vàng trong sinh học phân tử rồi.
05:55Nhưng mà tôi có đặt được về trường hợp của HIV.
05:57Hình như nó lại hơi khác.
05:59Nó phá vơ quy tắc này thì phải.
06:00Vâng. Đó là một ví dụ rất là nổi bật
06:03về sự linh hoạt, đôi khi là khác biệt,
06:05của thế giới sống.
06:06HIV thuộc nhóm retrovirus.
06:09Đặc điểm của chúng là vật chất di chuyển lại là RNA,
06:12không phải DNA.
06:13Vật chất di chuyển là RNA.
06:14Đúng thế.
06:15Cho nên khi mà nó xâm nhập vào tế bào chủ,
06:17nó không thể dùng ngay RNA đó để tạo protein được.
06:20Nó mang thêm một enzyme đặc biệt của riêng nó,
06:23gọi là enzyme phiên mã ngược,
06:24reverse transcriptase.
06:26Phiên mã ngược, tức là làm ngược lại.
06:28Đúng vậy.
06:29Enzyme này nó làm cái điều mà bình thường không xảy ra.
06:32Nó dùng khuôn là RNA của virus
06:34để tổng hợp ra một sợi DNA.
06:36À, dùng RNA tạo ra DNA.
06:39Đi ngược lại hoàn toàn cái dòng chảy thông tin mà chúng ta vừa nói.
06:41Chính xác.
06:42Nên mới gọi là phiên mã ngược.
06:44Cái sợi DNA được tạo ra này gọi là cDNA.
06:47Sau đó nó có thể tích hợp vào bộ gen của tế bào chủ.
06:50Tích hợp vào bộ gen người.
06:51Vâng, vào bộ gen tế bào chủ.
06:53Và từ đó, tế bào chủ bị biến thành một cái nhà máy bất đắc dĩ
06:56để sản xuất thêm các thành phần của virus.
06:57Thật là tinh vi.
06:58Có một điểm nữa khá là đáng chú ý về cái enzyme phiên mã ngược này.
07:01Nó hoạt động tương đối ấu, tức là nó dễ mắc lỗi khi sao chép từ RNA sang DNA
07:08và lại không có cơ chế sửa sai hiệu quả như là DNA polymerase.
07:12Dễ mắc lỗi hả hơn?
07:13Vâng.
07:14Chính cái việc dễ mắc lỗi này lại là một yếu tố quan trọng
07:17tạo ra sự đa dạng di chuyển rất lớn ở HDV, virus biến đổi liên tục.
07:21À, đó là lý do tại sao việc điều trị HDV và phát triển vaccine lại khó khăn đến thế,
07:26do nó biến đổi quá nhanh.
07:27Đúng rồi, đó là một trong những thái thức lớn nhất.
07:29Vậy thì cái hiểu biết về phiên mã ngược này,
07:32ngoài việc giúp chúng ta hiểu về HIV,
07:34nó có ứng dụng gì khác trong thực tế không ạ?
07:36Ồ, có chứ.
07:37Rất quan trọng là đằng khác.
07:39Kỹ thuật RT-PCR mà lúc đầu có nhắc tới ấy.
07:41Vâng, RT-PCR.
07:43Thì chữ RT chính là viết tắt của Reverse Transcription,
07:46tức là phiên mã ngược.
07:47Kỹ thuật này kết hợp phiên mã ngược với PCR,
07:50phản ứng chuỗi polymerase.
07:51Nó hoạt động thế nào ạ?
07:52Nó cho phát chúng ta phát hiện sự có mặt của một phân tử RNA cụ thể trong mẫu thử.
07:56Ví dụ nhé, mình muốn kiểm tra xem trong một lô vaccine cúm AH5N1
08:00liệu có bị lẫn RNA của virus sống hay không?
08:03Tức là phát hiện RNA chứ không phải DNA.
08:05Đúng vậy.
08:06Đầu tiên, nếu trong mẫu có RNA của virus,
08:09người ta sẽ dùng enzyme phiên mã ngược để chuyển nó thành DNA,
08:12cụ thể là cDNA.
08:13Bước 1 là tạo cDNA từ RNA.
08:15Chính xác.
08:16Sau đó, cái cDNA này mới được đưa vào quy trình PCR thông thường
08:19để khuếch đại nó lên hàng triệu, hàng tỷ lần.
08:22Nếu cuối phản ứng mà mình phát hiện được tín hiệu của sản dẩm PCR,
08:25điều đó có nghĩa là ban đầu trong mẫu chắc chắn có RNA của virus.
08:28Rất nhạy và đặc hiệu đúng không ạ?
08:29Vâng, cực kỳ nhạy và đặc hiệu.
08:31Nó có thể giúp phân biệt được đúng chủng virus mình cần tìm,
08:34ví dụ H5NA1 với các chủng cúm khác
08:36hoặc là virus khác hoàn toàn như thủy đậu chẳng hạn.
08:38Ứng dụng trong trần đoán y học là vô cùng lớn.
08:41Quá rõ ràng rồi.
08:42Như vậy, hôm nay chúng ta đã cùng nhau đi qua một hành trình khá là lý thú
08:46từ việc sao chép DNA một cách trung thực để bảo tồn thông tin di truyền.
08:50Vâng, quá trình nhân đôi bán bảo toàn.
08:52Ừm, đến việc biểu hiện cái thông tin đó thành protein
08:55qua hai bước là phiên mã và dịch mã.
08:58Từ gen đến protein chức năng.
08:59Và chúng ta cũng thấy được cả những cái biến thể,
09:02những sự linh hoạt thú vị của dòng chảy thông tin
09:04như là trường hợp phiên mã ngược ở HIV.
09:06Đúng vậy.
09:07Và những cái kiến thức này chúng không chỉ nằm trên sách vở đâu ạ.
09:10Chúng chính là nền tảng của rất nhiều công nghệ sinh học phân tử mạnh mẽ hiện nay
09:13như là RT-PCA mà chúng ta vừa nói.
09:17Nó ứng dụng trực tiếp vào y học chẳng đoán,
09:19vào nghiên cứu, vào kiểm nghiệm các loại sinh phẩm nữa.
09:21Thực sự là nền tảng của sinh học hiện đại.
09:23Vâng, có lẽ một câu hỏi thú vị mà chúng ta có thể cùng suy ngưỡng
09:26sau buổi hôm nay là
09:27liệu làm thế nào mà các cái cơ chế phân tử
09:30nó phức tạp và tinh vi đến mức đáng kinh ngạc như vậy
09:32lại có thể tiến hóa và hoạt động một cách hiệu quả bên trong tế bào.
09:36Một câu hỏi lớn về sự tiến hóa của sự sống ở cấp độ phân tử.
09:39Hoặc là
09:40liệu con người chúng ta còn có thể khai thác
09:42những cơ chế này sâu sắc hơn nữa
09:43cho cả ứng dụng y sinh học trong tương lai hay không?
09:46Vẫn còn rất nhiều điều để khám phá.
09:48Chắc chắn rồi.
09:49Xin cảm ơn những chia sẻ rất chi tiết và thú vị vừa rồi.
09:51Và cũng cảm ơn quý vị đã cùng chúng tôi khám phá
09:54chủ đề quan trọng này hôm nay.
09:55Xin chào các chuyên gia đã đến với buổi thảo luận hôm nay.
10:03Chúng ta sẽ cùng đào sâu về những cái niềm tảng phân tử
10:06rất quan trọng
10:07Gen, RNA và phiên mã.
10:10Vâng chào anh.
10:11Chủ đề này thực sự là cốt lõi.
10:13Đúng vậy.
10:14Và thông tin chúng ta dựa vào thì khá đa dạng
10:16từ giáo trình, các bài báo khoa học
10:18đến cả những nghiên cứu ứng dụng nữa.
10:20Mục tiêu là
10:21kết nối các nguyên lý này lại với nhau.
10:23Chính xác. Vậy mình bắt đầu với Gen nhé.
10:26Khái điểm Gen bây giờ
10:27nó không chỉ gói gọn trong việc mã hóa polypeptides nữa.
10:31À, tức là nó rộng hơn.
10:32Vâng.
10:33Nó còn bao gồm cả những đoạn DNA mã hóa
10:35cho các RNA chức năng.
10:37Ví dụ như là tRNA hay rRNA
10:40những thành phần thiết yếu.
10:41Rồi em hiểu.
10:42Và để Gen được chuyển lại
10:44không thể không nhắc đến tái bản DNA
10:45với cái nguyên tắc bán bảo toàn kinh điện.
10:48Đúng rồi.
10:48Thì nghiệm Meselson-Stahl đã chứng minh rất rõ
10:50mỗi mạch cũ làm khuôn cho một mạch mới.
10:53Nhưng mà cái quá trình ẩm mạch chậm
10:55lagging strand ấy
10:56nó có vẻ phức tạp hơn nhiều.
10:58À vâng. Chính xác.
10:59Vì DNA polymerase chỉ tổng hợp
11:01theo chiều 5 phất 3 phất
11:02nên mạch này được tạo thành từng đoạn ngắn
11:04gọi là đoạn Okazaki.
11:06Rồi sau nữa ạ.
11:07Việc nối các đoạn này lại.
11:09Nó cần cả một dây chuyến enzym
11:10polymerase xử lý mồi RNA này
11:12rồi enzym khác cắt bỏ mồi
11:14và cuối cùng là DNA ligase.
11:17Ligase sẽ hàn chúng lại.
11:18Đúng thế.
11:19Tạo liên kết phosphodiester
11:21nối liền mạch DNA.
11:22Ngoài ra còn có các enzym khác nữa đúng không ạ?
11:24Như là helicase, gyrase.
11:26Vâng. Không thể thiếu.
11:27Helicase tháo xoắn này.
11:29Gyrase giảm sức căng này.
11:30Rồi protein SSB giữ cho mạch đơn ổn định
11:33và primase tạo mồi RNA ban đầu nữa.
11:36Khá là nhiều thành phần phối hợp.
11:37Em thấy có điểm khác biệt
11:38về độ dài đoạn Okazaki
11:39giữa prokaryote và eukaryote.
11:42Cái này có ý nghĩa gì đặc biệt không?
11:44À. Cô hỏi may đấy.
11:45Đoạn Okazaki ở eukaryote
11:47nó ngắn hơn đáng kể.
11:49Chỉ khoảng 100-200 nucleotide thôi
11:51so với prokaryote là càng nghìn.
11:53Ngắn hơn nhiều vậy ạ?
11:54Vâng.
11:55Điều này thì có thể phản ánh
11:57tốc độ tái bản khác nhau
11:58và cấu trúc bộ gen phức tạp hơn
12:00ở eukaryote.
12:01Nó có nhiều điểm khởi đầu tái bản hơn
12:03và cần các protein phụ trợ như PCNA.
12:06PCNA là cái kẹp trượt ạ?
12:08Đúng rồi.
12:08Giúp polymerase bám chắc hơn vào khuôn DNA.
12:11Rồi.
12:12Sau khi DNA nhân đôi xong,
12:14thông tin trong đó cần được biểu hiện.
12:15Đấy là lúc phiên mã vào cuộc.
12:17Chính xác.
12:18Phiên mã là quá trình tổng hợp
12:19RNA từ khuôn DNA
12:21nhờ enzyme RNA polymerase.
12:24Sản phẩm chính đối với gen mã hóa protein
12:26là M-A-R-T-R-N-A.
12:29Vâng.
12:29M-A-R-T-R-N-A
12:31tức là RNA thông tin.
12:33Nó mang bản mã di truyền
12:34từ nhân ra ngoài tế bào chất
12:35để dịch mã.
12:36Nhưng mà thế giới RNA
12:38còn đa dạng hơn thế nhiều.
12:40Ví dụ như T-R-N
12:41cái mà hoạt động như người phiên dịch.
12:43Đúng vậy.
12:44T-R-N rất quan trọng.
12:45Nó khớp cô đon trên M-A-R-T-R-N-A
12:48với đúng amino acid.
12:50Còn R-A-R-T-R-N-A
12:52thì là thành phần chính của ribosome.
12:54Ribosome.
12:54Cỗ máy tổng hợp protein.
12:56Chuẩn rồi.
12:56Ngoài ra thì
12:57còn nhiều loại RNA
12:59không má hóa khác nữa
13:00đang được khám phá
13:01với vai trò điệu hòa rất phức tạp.
13:03Sau phiên mã là dịch mã.
13:05Ribosome sẽ đọc
13:06cái bản thiết kế trên M-A-R-T-R-N-A.
13:08Vâng.
13:08Và việc đọc này dựa trên mã di chuyển.
13:10Cứ 3 nucleotide,
13:121 cô đon
13:12sẽ tương ứng với một amino acid
13:14hoặc là tín hiệu rừng.
13:16Em nhớ là mã di chuyển có tính thoai hóa.
13:18Đúng rồi.
13:19Một đặc điểm rất quan trọng.
13:20Nhiều cô đon khác nhau
13:21có thể cùng mã hóa cho một amino acid.
13:24Có tới 61 cô đon mã hóa
13:26cho chỉ 20 loại amino acid thôi.
13:28Cái này có lợi ích gì ạ?
13:29Nó giống như một lớp điệp an toàn ấy.
13:31Dũng giảm bớt ảnh hưởng
13:31nếu có đột biến điểm xảy ra.
13:33Mã di chuyển cũng có tín hiệu rõ ràng.
13:35Cô đon mở đầu
13:36thường là AUG
13:37và 3 cô đon kết thúc
13:38UAA, UAG, UGA.
13:41Và việc bắt đầu đọc đúng vị trí
13:42đúng không đọc mã
13:43là cực kỳ quan trọng phải không ạ?
13:45Chính xác.
13:46Sai một ly là đi cả chuỗi polypeptide luôn.
13:48Tuy nhiên
13:48cái dòng trẻ thông tin DNA, RNA, protein này
13:52không phải là bất biến
13:54có ngoại lệ.
13:56Phiên mã ngừng chẳng hạn.
13:57À vâng.
13:58Sự khám phá ra phiên mã ngược
13:59thực sự là một bước ngoạch.
14:01Nó đảo ngược quy trình
14:02tẩm hợp DNA từ khuôn RNA.
14:05Do enzyme reverse transcriptase sụp tác.
14:08Enzyme này thường thấy ở đâu ạ?
14:10Phổ biến nhất là ở retrovirus
14:12như là H2V.
14:13Đây cũng là một phần lý do
14:15khiến chúng biến đổi rất nhanh
14:16do enzyme này hay mắc lỗi
14:17và còn có sự tái tổ hợp nữa.
14:19Nhưng không chỉ có ở virus.
14:21Không hẳn.
14:22Eukaryote cũng có.
14:23Enzyme tenomerase của chúng ta chẳng hạn.
14:26Nó dùng phiên mã ngược
14:27để duy trì đầu mút nhiễm sắc thể.
14:29Ngay cả prokaryote
14:30cũng có những yếu tố gọi là retrons
14:32sử dụng cơ chế này.
14:33Chức năng thì vẫn đang được nghiên cứu thêm.
14:34Sự tồn tại của phiên mã ngược này
14:37không chỉ thú vị về mặt sinh học
14:39mà còn mở đường cho nhiều ứng dụng công nghệ nữa.
14:42Hoàn toàn đúng.
14:43RT-PCR là một ví dụ không thể không nhắc tới.
14:46Kỹ thuật này chuyển RNA thành cDNA
14:48rồi khuếch đại lên.
14:49Vâng.
14:50Nó cho phép phát hiện
14:51và định lượng RNA cực kỳ nhạy và đặc hiệu.
14:54Rất quan trọng trong trần đoán virus.
14:56Ví dụ như xác định cúm AH5101
14:58dựa vào gen ATJ chẳng hạn.
15:00Nó còn là nền tàng cho các kỹ thuật khác nữa.
15:02Đúng vậy. Tạo thư viện cDNA này
15:04hay các kỹ thuật giải trình tự RNA thế hệ mới như RNA-seq.
15:08Nhờ đó mà chúng ta hiểu sâu hơn về biểu hiện gen
15:10và khám phá được nhiều loại RNA mới.
15:12Như vậy, tổng kết lại thì
15:14bức tranh về dòng thông tin di truyền này
15:16nó vừa phức tạp, chính xác
15:19lại vừa linh hoạt một cách đáng ngạc nhiên.
15:21Đúng thế.
15:22Nó được kiểm soát chặt chẽ
15:23nhưng vẫn có những ngoại lệ, những con đường khác
15:26và chính những con đường này lại mở ra rất nhiều ứng dụng.
15:29Điều này đặt ra câu hỏi là
15:30liệu cái học thuyết trung tâm cổ điển
15:32có còn đủ báo quát không?
15:34Đó là một câu hỏi lớn.
15:35Nhất là khi chúng ta biết
15:36ngày càng nhiều về RNA không mã hóa
15:39về các biến thể mã di truyền có thể tồn tại.
15:43Có lẽ bức tranh còn phức tạp hơn chúng ta tưởng.
15:45Vâng.
15:46Những khám phá mới về cơ chế điều hòa
15:48về sự tiến hóa của hệ thống di truyền
15:50chắc chắn sẽ còn mang lại nhiều bất nhờ.
15:53Chắc chắn rồi.
15:54Đó chính là điều làm cho lĩnh vực này
15:56luôn luôn hấp dẫn và đầy thách thắc
15:57đối với các nhà khoa học chúng ta.
16:04Chào mừng quý vị đã đến với
16:05buổi thảo luận chuyên sâu của chúng ta hôm nay.
16:08Chúng ta sẽ cùng nhau khám phá
16:09những cơ chế phân tử cốt lõi của sự sống.
16:12Cụ thể là về genes,
16:13các loại mã di truyền và CAP,
16:15quá trình dịch mã thành proteins.
16:19Các thông tin này thì đều dựa trên
16:20những nghiên cứu bài báo khoa học cập nhật nhất
16:22hướng tới những người nghe
16:23đã có nền tảng về sinh học phân tử rồi ạ.
16:27Vậy thì hãy bắt đầu với
16:28cấu trúc nền tảng nhất DNA.
16:31À, cấu trúc xoắn kép,
16:33hai mạch đối song song,
16:35liên kết AT-GC.
16:37Những điều này thì có lẽ kháng quen thuộc.
16:39Nhưng mà khi nói đến gene
16:41thì nó phức tạp hơn nhiều.
16:43Không chỉ là một đoạn mã hóa đơn thuần,
16:45phải không ạ?
16:45Vâng, chính xác.
16:47Đối với chúng ta trong ngành ấy mà,
16:48thì một gene nó còn phải bao gồm
16:50cả những vùng điều hòa nữa.
16:51Rất quan trọng.
16:52Ví dụ như là promoter này,
16:54điểm khởi động phiên mã,
16:55hay là enhancer,
16:57hoạt động kiểu như bộ khuếch đại ấy.
16:59À.
16:59Sự phối hợp của mấy yếu tố này
17:01nó quyết định hết chuyện biểu hiện gene.
17:03Thì cái cấu trúc DNA
17:04nó bền vững để lưu trữ thông tin lâu dài.
17:07Nhưng chính những cái vùng điều hòa này
17:08lại mang đến cái sự linh hoạt
17:10để mà sử dụng thông tin đó.
17:11Và khi tế bào cần nhân đôi thông tin di chuyển,
17:14quá trình tái bản DNA diễn ra,
17:16cơ chế bán bảo toàn
17:18thì chúng ta biết qua thí nghiệm
17:19Mesosunstero.
17:21Nhưng mà cái bộ máy enzyme
17:22thực hiện việc này thì
17:23khá là đông đảo và phức tạp.
17:25Có điểm nào đặc biệt đáng chú ý
17:26ở đây không thư chuyên gia?
17:29Thay vì mình kể lại hết các enzyme,
17:31có lẽ cái điểm thú vị hơn
17:33với giới chuyên môn là
17:34cái sự khác biệt giữa hai mạch khi tổng hợp.
17:36Mạch dẫn đầu thì nó liên tục khá là...
17:39Thang tuột.
17:39Vâng.
17:40Nhưng mà cái mạch theo sau ấy,
17:42nó lại gián đoạn,
17:43nó tạo thành các đoạn Okazaki.
17:45Các đoạn Okazaki đúng rồi.
17:47Mà cái độ dài của mấy đoạn này
17:49nó cũng khác nhau đấy nhé.
17:51Ở Prokaryote thì dài hơn,
17:53tầm 1.000 đến 2.000 nucleotide.
17:55Còn ở Eukaryote thì nó ngắn hơn nhiều,
17:58khoảng 100 đến 200 nucleotide thôi.
18:01Điều này nó cũng phản ánh
18:02cái sự khác biệt trong
18:03tốc độ và cơ chế phối hợp
18:06của bộ máy.
18:07Già là bượt.
18:08Và cái cốt lõi nhất vẫn là độ chính xác.
18:10Tỷ lệ lỗi cực thấp
18:11ở E.coli là khoảng 1 trên 10 mũ 9 cặp base.
18:15Còn số này thực sự phi thường.
18:17Nó đạt được là nhờ cơ chế
18:18đọc sửa của DNA polymerase.
18:21Rất tinh vì.
18:22Vâng.
18:22Một sự chính xác đáng kinh cạnh
18:24để đảm bảo ổn định di chuyển.
18:26Rồi.
18:27Từ DNA chúng ta đi theo
18:28dòng chảy thông tin trung tâm.
18:30DNA sang RNA
18:32rồi mới đến protein.
18:34Phiên mã thì tạo ra bản sao mRNA
18:36từ khuôn DNA
18:37nhờ RNA polymerase.
18:39Nhưng dịch mã mới là lúc
18:40biến thông tin thành hành động cụ thể.
18:42Đúng thế.
18:43Dịch mã thực sự là một cái
18:45một sân khấu phân tử rất phức tạp.
18:48Ribosome giống như là cái máy giải mã vậy.
18:51Nó trượt dọc theo mRNA.
18:54Rồi mỗi cái anti-RNA
18:56lại như một người phiên dịch.
18:57Ờ.
18:58Mang đúng cái amino acid
18:59khớp với codon trên mRNA
19:01đến ribosome.
19:03Sự chính xác trong việc
19:04nhận diện codon, anticodon
19:05rồi hoạt động xúc tác của ribosome
19:07để nối các amino acid lại.
19:09Nó là trung tâm của việc
19:11tạo ra protein chức năng.
19:12Vâng.
19:13Nên là chỉ cần một sai sót nhỏ ở đây thôi
19:15cũng có thể gây hậu quả lớn.
19:16Vậy chúng ta hãy nói kỹ hơn
19:18về cái ngôn ngữ mà ribosome đọc.
19:20Tức là mã di chuyển.
19:22Tại sao lại phải là mã bộ 3?
19:24Codon đấy ạ.
19:25À.
19:25Cái này thì liên quan đến toán học một chút.
19:28Với 4 loại nucleotide thôi
19:30thì mã bộ 1
19:314 mũ 1 là 4
19:32hay bộ 2
19:334 mũ 2 là 16
19:34đều không đủ để mạ hóa cho
19:3620 loại amino acid phổ biến.
19:37Vâng.
19:38Không đủ.
19:39Nên phải là mã bộ 3
19:404 mũ 3 là 64 tổ hợp
19:42như vậy là đủ
19:43thậm chí còn dư ra nữa.
19:45Dư ra.
19:45Đúng vậy.
19:46Cái sự dư thừa này
19:47hay mình gọi là tính thoái hóa
19:49tức là nhiều codon khác nhau
19:51có thể cùng mã hóa cho một amino acid
19:54lại là một cái thiết kế rất hay
19:56nó giúp giảm mớt tác động
19:58nếu có đột biến điểm xảy ra.
20:00Kiểu như là một cái hệ thống dự phòng
20:01làm cho bộ máy nó mạnh mẽ hơn.
20:04À.
20:04Ra thế.
20:05Tính thoái hóa lại có lợi như vậy.
20:07Ngoài ra
20:08còn có những codon nào đặc biệt
20:10cần chú ý không ạ?
20:11Chắc chắn rồi.
20:12Quan trọng nhất là codon mở đầu
20:14thường là AUG.
20:16Nó mã hóa cho methionine
20:17ở eucariote
20:18hoặc là
20:19formule methionine
20:20ở prokaryote.
20:22Nó là tiến hiệu
20:23để bắt đầu dịch mã.
20:24AUG.
20:25Ừ.
20:26Đôi khi cũng có thể là
20:27GUG
20:28hay UUG
20:29ví dụ như ở
20:30Operonlac của E.coli
20:32cho thấy
20:33cũng có sự linh hoạt nhất định.
20:34Vâng.
20:35Và đương nhiên là
20:35phải có 3 codon kết thúc
20:36UAA
20:37UAG
20:39UGA
20:393 codon này
20:41thì không mã hóa
20:42cho amino acid nào cả.
20:43Chúng là tiến hiệu
20:44để ribosome dừng lại
20:45kết thúc quá trình
20:46tổng hợp chuỗi polypeptide.
20:48Hiểu rõ vai trò
20:49của các codon này
20:50chắc hẳn rất quan trọng
20:51trong nghiên cứu
20:52và cả kỹ thuật di truyền nữa.
20:54Chính xác.
20:54Bên cạnh cái dòng chảy trung tâm
20:56DNA-RNA-protein
20:58đôi khi lại có
20:59một con đường thông tin
21:00đi ngược lại
21:01từ RNA tạo ra DNA
21:03đó là phiên mã ngược.
21:05Hiện tượng này
21:06có vai trò gì ạ?
21:07À.
21:08Đây là cơ chế hoạt động
21:09chính của nhóm retrovirus.
21:11Ví dụ điển hình nhất là HIV
21:12chúng có bộ gen là RNA.
21:15Khi xâm nhập vào tế bào chủ
21:16chúng dùng enzym phiên mã ngược
21:18gọi là reverse transcriptase
21:20để tổng hợp
21:21một bản sao DNA
21:22từ khuôn RNA của chúng.
21:24Từ RNA tạo ra DNA.
21:26Đúng vậy.
21:27Sau đó cái DNA này
21:28sẽ được tích hợp
21:29vào bộ gen của tế bào chủ.
21:31Một điểm đáng chú ý
21:32là cái enzym phiên mã ngược này
21:34nó hoạt động
21:35không được chính xác cho lắm.
21:37Tỷ lệ lỗi khá cao.
21:38Lỗi cao ạ?
21:39Vâng.
21:39Chính cái điều này
21:40lại góp phần tạo ra
21:41sự đa dạng di chuyển
21:42rất lớn cho virus như HIV
21:43giúp chúng dễ dàng
21:45né tránh hệ miễn dịch.
21:46Già là vậy.
21:47Còn về ứng dụng thì sao ạ?
21:48Ứng dụng thì cực kỳ quan trọng.
21:50Phiên mã ngược
21:51là nền tảng
21:52của kỹ thuật RT-PCR.
21:54RT-PCR cho phép
21:56chúng ta phát hiện
21:56và định lượng
21:57được RNA trong mẫu.
21:59Rất hữu ích
22:00trong chuẩn đoán virus
22:01ví dụ xác định
22:02tài lượng HDV
22:03hay phát hiện virus
22:04cúng AH5N1 chẳng hạn.
22:06Hoặc dùng trong
22:07nghiên cứu biểu hiện gene
22:08cũng rất nhiều.
22:09Như vậy là
22:10từ cấu trúc phức tạp
22:11của gene
22:12với các vùng điều hòa
22:14rồi đến sự
22:14sao chép chính xác
22:16gần như tuyệt đối.
22:17Quy trình dịch mã
22:18tinh vi
22:19dựa trên mã di chuyển
22:20và cả con đường
22:22đặc biệt như
22:22phiên mã ngược.
22:24Bức tranh về
22:24luân chuyển thông tin
22:25di chuyển trong tế bào
22:26thực sự rất
22:27phức tạp
22:29và được kiểm soát
22:30vô cùng chặt chẽ.
22:31Hoàn toàn chính xác.
22:32Và khi chúng ta
22:33càng hiểu sâu
22:34về những cơ chế này
22:35từ độ chính xác
22:36của polymerase
22:37tính linh hoạt
22:38của mã di chuyển
22:39cho đến những ngoại lệ
22:40như phiên mã ngược
22:41thì một câu hỏi lớn
22:42lại được đặt ra.
22:44Đâu là giới hạn
22:44tiếp theo cho sự
22:45can thiệp của chúng ta?
22:47Liệu cái việc
22:47chỉnh sửa vộ gene
22:48một cách có chủ đích
22:50chính xác và an toàn
22:51cho y học
22:52hay thậm chí là
22:53thiết kế những hệ thùng
22:54sinh học hoàn toàn mới
22:55dựa trên các quyên tắc này?
22:57Liệu những điều đó
22:58có thực sự nằm
22:58trong tầm tây chúng ta
22:59trong tương lai không?
23:00Đó thực sự
23:01là những câu hỏi mở
23:02đầy thách thức
23:03nhưng cũng vô cùng hứa hẹn.
23:05Vâng.
23:06Những câu hỏi
23:06thực sự thú vị
23:07và mở ra
23:08nhiều hướng nghiên cứu mới.
23:09Xin cảm ơn chuyên gia
23:10về buổi thảo luận
23:11rất sâu sắc hôm nay.
23:17Chào mừng quý vị
23:18đến với buổi thảo luận
23:19chuyên sâu hôm nay.
23:20Chúng ta sẽ cùng
23:20khám phá
23:22một cái nền tảng
23:22cốt lõi của sinh học.
23:24Sơ đồ cơ chế
23:25truyền thông tin di truyền
23:26ở cấp độ phân thử.
23:27Vâng.
23:27Đây thực sự là
23:28cái dòng chảy thông tin
23:29cơ bản của sự sống
23:30từ DNA qua RNA
23:33rồi đến protein.
23:34Người ta hay gọi là
23:35giáo lý trung tâm đấy ạ.
23:37Chính xác.
23:37Cái central dogma.
23:40Vậy chúng ta sẽ đi qua
23:41các bước chính.
23:42Tái bản DNA
23:42rồi phiên mã
23:44và dịch mã.
23:45Đúng thế ạ.
23:46Ba bước căn bản nhất.
23:47Vậy bắt đầu với DNA đi.
23:49Vất liệu di chuyển
23:49ở hầu hết sinh vật sống
23:50cấu trúc xoắn kép
23:51rồi các cặp base
23:53AT
23:53GC
23:54làm sao thông tin này
23:56được nhân lên một cách
23:56chính xác như vậy?
23:58Cái quá trình nhân đôi DNA
24:00nó diễn ra theo
24:01một cơ chế rất hay
24:02gọi là bán bảo toàn.
24:04Tức là mỗi phân tử
24:04DNA con ấy
24:05nó sẽ giữ lại
24:06một mạch từ DNA mẹ.
24:08À bán bảo toàn
24:09nghĩa là một nửa
24:10cũ một nửa mới.
24:11Vâng đúng rồi.
24:12Và để làm được việc này
24:13thì cần có DNA khuôn này
24:14rồi phải có điểm khởi đầu
24:16các protein hỗ trợ
24:17như SSB
24:18giữ cho mạch
24:19nó không chập lại
24:19rồi các nucleotide
24:21tự do làm nguyên liệu
24:22và tất nhiên là
24:23các enzyme chủ chốt.
24:24Những enzyme nào
24:25là quan trọng nhất ở đây ạ?
24:26Ừ.
24:27Đầu tiên phải kể đến
24:28enzyme tháo xoắn
24:29helicase
24:30nó giống như cái khóa kéo
24:31tách hai mạch DNA ra.
24:33Vâng.
24:33Rồi thì
24:34nhân vật chính là
24:35DNA polymerase.
24:37Enzyme này sẽ
24:37lắp ráp mạch mới
24:38dựa trên mạch khuôn
24:39theo chiều 5-3.
24:41Nhưng mà tôi nhớ là
24:42hai mạch DNA gốc
24:43nó chạy ngược chiều nhau
24:44thế thì polymerase
24:45xử lý thế nào?
24:46À
24:47đó là một điểm
24:48cực kỳ thú vị.
24:49Chính về cái tính
24:50đối song song đó
24:51và vì DNA polymerase
24:52chỉ tổng hợp được
24:53theo chiều 5-3
24:55nên là
24:56một mạch
24:56người ta gọi là
24:57mạch dẫn đầu
24:59thì được tổng hợp liên tục.
25:00Một mạch thì cứ thế
25:01chạy thẳng.
25:02Vâng.
25:02Còn cái mạch kia
25:03mạch trễ
25:04lagging strand
25:05thì nó phải được tổng hợp
25:06một cách gián đoạn
25:07nó tạo thành những đoạn ngắn
25:08gọi là đoạn okazaki.
25:10À
25:10các đoạn okazaki.
25:12Đúng rồi.
25:13Cần có enzyme primase
25:14tạo các đoạn mồi RNA ngắn
25:16để DNA polymerase
25:17có thể bắt đầu.
25:19Cuối cùng thì
25:19các đoạn okazaki này
25:21sẽ được nối lại với nhau
25:22bằng enzyme DNA ligase
25:24nó tạo thành
25:25một cái mạch hoàn chỉnh.
25:26Một quy trình
25:27khá là phức tạp
25:27và thông minh đấy chứ.
25:29Vâng.
25:29Rất tinh vi ạ.
25:30Thế có sự khác biệt nào
25:31đáng kể giữa
25:32sinh vật nhân sơ
25:34như vi khuẩn
25:35và sinh vật nhân thực
25:36như chúng ta không ạ?
25:37Có chứ ạ.
25:38Sinh vật nhân thực
25:39eukaryotic
25:40thì bộ gen lớn hơn nhiều
25:42phức tạp hơn
25:42cho nên là nó cần
25:44nhiều điểm khởi đầu
25:44tái bản cùng lúc
25:45gọi là các replicant.
25:47À
25:47nhiều điểm xuất phát.
25:49Đúng rồi.
25:50Còn ở prokaryotic
25:51như Eucolite chẳng hạn
25:52thường chỉ có một điểm thôi.
25:54Tốc độ tái bản
25:55ở eukaryotic
25:56cũng chậm hơn
25:56và các đoạn okazaki
25:58thì thường ngắn hơn
25:59so với prokaryotic.
26:01Quá trình này
26:01ở eukaryotic
26:02còn được kiểm soát chặt chẽ
26:03diễn ra chủ yếu
26:04trong pha S
26:05của chu kỳ tế bào.
26:07Rõ rồi.
26:08Vậy là DNA
26:08đã được nhân đôi xong.
26:10Bây giờ làm sao
26:11để cái thông tin
26:11trong gen đó
26:12được biểu hiện
26:14ra thành sản phẩm chức năng
26:15thường là protein?
26:16Thì đó là lúc
26:17gần đến hai bước tiếp theo.
26:19Phiên mã
26:19và dịch mã.
26:20Đầu tiên là phiên mã
26:21tức là transcription.
26:23Đây là quá trình
26:24tổng hợp RNA
26:25từ một đoạn khuôn DNA
26:26của gen.
26:27Chủ yếu là tạo ra
26:28RNA thông tin
26:29tức là mRNA.
26:31Enzyme chính ở đây
26:32là RNA polymerase.
26:34Cái phân tửa mRNA này
26:35nó sẽ mang bản sao
26:36thông tin di truyền
26:37từ trong nhân
26:37đi ra ngoài tế bào chất.
26:39Giống như mang một bản
26:40ghi chú từ thư viện
26:41ra ngoài xưởng.
26:42Vâng.
26:42Có thể hình dung như vậy ạ.
26:44Rồi đến bước
26:44dịch mã, translation.
26:46Dịch mã thì diễn ra
26:47ở đâu và như thế nào ạ?
26:49Nó diễn ra
26:49ở tế bào chất
26:50tại các cấu trúc gọi là ribosome.
26:53Ribosome sẽ trượt dọc
26:54theo phân tử mRNA
26:55và đọc thông tin trên đó.
26:56Đọc như thế nào ạ?
26:57Nó đọc theo từng bộ ba
26:59nucleotide một.
27:00Mỗi bộ ba như vậy
27:01gọi là một cô đông.
27:03Thì mỗi cô đông này
27:04thường sẽ mã hóa
27:05cho một amino acid cụ thể.
27:07Ví dụ như AUG
27:09là mã hóa cho methionine
27:10và thường là cô đông
27:11mở đầu luôn ạ.
27:12Vâng.
27:13Sẽ có các phân tử RNA vận chuyển
27:14tức là t-RNA
27:16làm nhiệm vụ
27:17mang đúng cái amino acid
27:18tương ứng với cô đông đó
27:19đến ribosome.
27:21Ribosome sẽ nối
27:22các amino acid này
27:23lại với nhau
27:23thành một chuỗi dài
27:24gọi là chuỗi polypeptide.
27:26Cứ thể nối dài ra?
27:27Đúng rồi.
27:28Cho đến khi nào gặp phải
27:29cô đông kết thúc
27:29hay là stop cô đông
27:31như là UAA,
27:32U-A-G, U-G-A.
27:34Lúc đó thì quá trình
27:35dịch mã sẽ dừng lại
27:36và chuỗi polypeptide
27:37được giải phóng.
27:38À.
27:38Cái mã di truyền này
27:39tức là quy tắc cô đông nào
27:42mã hóa cho amino acid nào?
27:44Tôi nghe nói là
27:44nó rất phổ biến.
27:46Chính xác ạ.
27:47Mã di truyền có tính phổ biến
27:48tức là gần như giống hệt
27:49ở mọi loài sinh vật.
27:50Đây là một bằng chứng
27:51rất mạnh mẽ
27:52về nguồn gốc chung
27:52của sự sống.
27:53Nó còn có tính đặc hiệu
27:54tức là một cô đông
27:55chỉ mã hóa cho một amino acid thôi.
27:58Vâng.
27:58Và còn có tính thoái hóa nữa
28:00nghĩa là
28:01nhiều cô đông khác nhau
28:02có thể cùng mã hóa
28:03cho một loài amino acid.
28:05Điều này cũng hay
28:05nó như một lớp đệm an toàn
28:07lỡ có đột biến nhỏ ở DNA
28:08thì chưa chắc đã làm thay đổi
28:10sản phẩm protein cuối cùng.
28:11Rất thú vị.
28:12Vậy thì cái dòng chảy thông tin này
28:14nó luôn luôn là DNA,
28:15RNA, protein
28:16có chắc chắn không ạ?
28:18Hay là có ngoại lệ?
28:19À.
28:19Sinh học thì luôn có những điều bất ngờ.
28:21Có một ngoại lệ rất quan trọng
28:22đó là phiên mã ngược.
28:24Phiên mã ngược.
28:24Vâng.
28:25Reverse transcription.
28:27Nó được tìm thấy
28:27ở các retrovirus
28:28ví dụ điển hình là HIV.
28:31Các virus này
28:31chúng có một enzym đặc biệt
28:32gọi là enzym phiên mã ngược
28:34hay reverse transcriptase.
28:36Enzym này làm gì ạ?
28:37Nó cho phép virus
28:38tổng hợp nền DNA
28:39từ chính khuôn RNA của nó.
28:42Tức là đi ngược lại
28:42cái chiều thông tin thông thường
28:44mà chúng ta vừa nói.
28:45À.
28:45Đi từ RNA tạo ra DNA.
28:48Hoạt động của các yếu tố
28:49di chuyển nhảy
28:50Retrotransposon.
28:51Vâng.
28:52Một điểm đáng chú ý
28:53là enzym phiên mã ngược
28:54của HIV chẳng hạn
28:55nó hoạt động không được
28:56chính xác cho lắm.
28:57Tỷ lệ gây đột biến khá cao.
28:59Điều này góp phần
29:00làm cho virus HIV
29:01có tính biến dị di chuyển rất lớn
29:03giúp nó dễ lần tránh
29:04hệ miễn dịch.
29:05Cái cơ chế phiên mã ngược này
29:06nghe có vẻ rất đặc biệt.
29:08Nó có ứng dụng gì
29:09trong thực đế không?
29:10Ồ.
29:10Chắc chắn rồi ạ.
29:11Nó là một công cụ
29:12cực kỳ quan trọng
29:13trong công nghệ sinh học.
29:15Kỹ thuật
29:15RT-PCR
29:16tức là
29:17Reverse Transcription
29:18PCR
29:18chính là dựa trên enzym này.
29:20RT-PCR
29:21tôi có nghe nói nhiều.
29:23Vâng.
29:24Nó cho phép
29:24các nhà khoa học phát hiện
29:25và định lượng
29:26được phân tử RNA
29:27trong mẫu bệnh phẩm.
29:28Ví dụ như để trần đán
29:29các bệnh do virus RNA gây ra
29:31như cúm, HIV
29:32hay gần đây nhất là SARS-CoV-2.
29:35Nó cũng dùng
29:35để nghiên cứu biểu hiện gen nữa.
29:37Thật sự là một hệ thống
29:38cực kỳ phức tạp
29:39nhưng mà lại rất logic
29:40và ở tính vi.
29:42Từ việc nhân đôi DNA
29:43để đảm bảo thông tin
29:45được truyền lại
29:45cho đến phiên mã,
29:48để tạo ra các phân tử
29:49thực thi chức năng
29:50rồi cả những ngoại lệ
29:51như phiên mã ngược nữa.
29:52Chính xác.
29:54Mọi thứ được điều phối
29:54rất chặt chẽ
29:55và điều đáng suy ngõm là
29:57mặc dù chúng ta đã hiểu
29:59khá rõ về những cơ chế
30:00cơ bản này rồi đấy
30:01nhưng mà
30:02cái sự phức tạp
30:03trong việc điều hòa
30:03biểu hiện gen
30:04cách các gen được bật tắt
30:06đúng lúc đúng chỗ
30:07rồi các tương tác phân tử khác nữa
30:09vẫn còn vô vàn điều
30:10mà chúng ta chưa khám phá hết được.
30:12Vâng.
30:12Liệu còn có những cơ chế
30:13chuyển thông tin di chuyển nào khác
30:15tinh vi hơn mà chúng ta
30:16chưa từng biết đến
30:17đặc biệt là khi nhìn vào
30:18sự đa dạng khổng lồ
30:19của thế giới sinh vật hay không?
30:21Đó vẫn là một câu hỏi lớn
30:22đầy thạnh thức
30:23cho các nhà khoa học.
30:29Chào mừng quý vị và các bạn.
30:30Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau
30:32khám phá sâu hơn
30:34về thế giới
30:34của các acid nucleic.
30:36Cụ thể là sự khác biệt
30:37đôi khi rất tinh tế
30:39giữa các loại RNA
30:40và tất nhiên là
30:41giữa RNA với DNA.
30:43Đây không chỉ là chuyện
30:44ôn lại kiến thức các bản đâu.
30:45Mà là nhìn nhận
30:46vai trò nền tảng của chúng
30:47trong cái mà chúng ta gọi là
30:49luồng thông tin di chuyển trung tâm.
30:51DNA, RNA, protein.
30:53Vâng, đúng vậy ạ.
30:54Việc hiểu rõ
30:55từng cấu trúc
30:56từng chức năng
30:56riêng biệt này
30:57nó thực sự rất quan trọng.
30:59Nó không chỉ là
31:00nền tảng lý thuyết đâu
31:01mà còn là chìa khóa
31:02cho rất nhiều ứng dụng
31:03trong sinh học
31:04trong y khoa nữa.
31:05Sự tinh vi
31:06nó nằm ở chính
31:07những chi tiết nhỏ này đấy.
31:08Vậy thì
31:09hãy bắt đầu
31:10từ những điểm cơ bản nhất nhỉ.
31:11Cái mà ai cũng biết đấy.
31:13Đường
31:13Deoxyribose
31:14trong DNA
31:15và Ribose
31:16trong RNA này.
31:17Rồi
31:17Base Nitro
31:18RNA có
31:20Cymin
31:20T
31:21còn RNA
31:22thì thay bằng
31:22Urasu U
31:23Và thất nhiên
31:25cấu trúc mạch kép của DNA
31:26so với mạch đơn thường
31:27thấy ở RNA.
31:28Nghe thì đơn giản vậy thôi
31:29nhưng mà
31:30những khác biệt đó
31:31lại quyết định
31:31gần như toàn bộ
31:32chức năng của chúng.
31:33Ví dụ nha
31:34cái mạch kép
31:35xoắn của DNA
31:35nó siêu ổn định
31:37lý tưởng để lưu trữ
31:38thông tin di chuyển
31:39lâu dài
31:39qua nhiều thế hệ.
31:41Còn RNA thì sao
31:42thường là mạch đơn
31:43nó linh hoạt hơn nhiều
31:45nó có thể gấp lại
31:46thành đủ loại
31:47cấu trúc không gian phức tạp.
31:49Nhờ thế mà RNA
31:49đảm nhận được
31:50vô số vai trò
31:51thường là tạm thời thôi
31:52nhưng rất đa dạng.
31:53À
31:54ra thế
31:54À mà tất nhiên
31:55cả hai vẫn có chung
31:56cái xương sống
31:57là liên kết
31:57phosphodiester
31:58nối các nục liều
31:59tài lại với nhau
32:00nhưng rõ ràng
32:01sự ổn định của DNA
32:03đối lập hẳn
32:04với cái tính năng động
32:04của RNA.
32:05Và sự năng động ấy
32:06thể hiện rõ nhất
32:07qua các loại RNA chính
32:08đúng không ạ?
32:09Chúng ta có mRNA này.
32:10Vâng
32:10RNA thông tin.
32:12Nó như người đưa thư
32:13mau bản mạ
32:14từ nhân ra ngoài
32:15thế bào chất
32:15rồi tRNA
32:16RNA vận chuyển
32:18thì lại cần mẫn
32:19trở acetamin
32:20đến ribosome.
32:21Chính xác.
32:21Và cuối cùng là
32:24cấu tạo nền ribosome
32:26cái nhà máy
32:27tổng hợp protein.
32:28Đúng lấy ạ.
32:29Ba anh này
32:30mRNA
32:31tRNA
32:32và rRNA
32:34phối hợp
32:35cực kỳ nhịp nhàng
32:35trong quá trình dịch mã.
32:37Ribosome
32:38với rRNA
32:39làm lõi
32:40và có vai trò
32:41xúc tác nữa.
32:42Nó sẽ trượt dọc
32:43theo mRNA
32:43nó đọc
32:44từng bộ ba mã hóa
32:45gọi là codon đấy ạ.
32:47Thế rồi
32:47tRNA
32:48mang cái anticodon
32:49khớp với codon đó
32:50sẽ đưa đúng
32:51acid amine
32:52tương ứng vào vị trí.
32:53Một cơ chế
32:54thật sự phức tạm
32:55và hiệu quả.
32:56Vâng
32:56độ chính xác
32:57gần như là tuyệt đối.
32:58Để đảm bảo protein
32:59được tổng hợp đúng
33:00theo cái bản thiết kế
33:01gốc từ gen
33:01ribosome
33:03và vai trò của rRNA
33:04vẫn là một lĩnh vực
33:06có nhiều điều
33:06để khám phá lắm.
33:07Bây giờ mình nói sang
33:08các quá trình liên quan
33:09một chút nhé.
33:10Ví dụ như là
33:11nhân đôi DNA
33:12và phiên mã.
33:14Nhân đôi DNA
33:15thì là tạo ra
33:15bản sao y hệt
33:16dùng DNA polymerase
33:18theo nguyên tắc
33:19bán bảo toàn.
33:21À
33:21còn có vụ mạch chậm
33:22với các đoạn Okazaki
33:24cần enzyme ligase
33:25nói lại nữa.
33:26Rồi helicase
33:27tháo xoắn
33:27gyrase
33:28giảm sức căng.
33:30Khá nhiều enzyme tham gia.
33:31Còn phiên mã
33:32thì lại khác.
33:33Nó chỉ tạo RNA
33:35từ một đoạn gen
33:35nhất định thôi
33:36và dùng enzyme
33:37RNA polymerase.
33:39Chính xác.
33:40Mục đích khác hẳn nhau.
33:41Một cái là để nhân bản
33:42toàn bộ thông tin
33:43cho thế hệ tế bào sau.
33:44Một cái là để biểu hiện
33:45một gen cụ thể
33:46thành sản phẩm trước năm.
33:48Enzyme chính khác này.
33:49Sản phẩm tạo ra khác.
33:50Quy mô quá trình cũng khác.
33:52DNA thì vẫn là
33:53khuôn mẫu cho cả hai.
33:54Vâng.
33:54Nhưng cách đọc khuôn DNA
33:55trong hai quá trình này
33:56là khác nhau.
33:57Phiên mã tạo ra mRNA
33:58rồi sau đó
34:00quá trình dịch mã
34:00mới sử dụng thông tin
34:01trên mRNA đó.
34:03Ừ.
34:03Bắt đầu từ cô đơn khởi đầu
34:04thường là AUG
34:05và kết thúc
34:06ở các cô đơn rừng
34:07như UAA, UAG, UGA
34:11để tạo ra chuỗi polypeptide.
34:13Nhưng mà cái dòng chảy
34:13DNA, mRNA protein
34:15cũng không phải là
34:17con đường duy nhất
34:17đúng không ạ?
34:19Có một trường hợp đặc biệt
34:20là phiên mã ngược
34:21tức là tạo DNA
34:23từ RNA.
34:24Như là HDV chẳng hạn
34:25hoặc là enzyme telomerase
34:28trong tế bào
34:28của chính chúng ta.
34:30Cái này khá thú vị đấy.
34:31Đúng vậy.
34:32Enzyme phiên mã ngược
34:33reverse transcriptase
34:35ạ.
34:36Nó cho phép virus
34:37sao chép bộ gen
34:38RNA của nó
34:39thành DNA
34:40rồi cái DNA này
34:42có thể tích hợp
34:42vào bộ gen
34:43của tế bộ chủ.
34:44Còn telomerase
34:45thì lại dùng
34:46một khuyên RNA
34:47có sẵn bên trong nó
34:48để tổng hợp
34:49lập lại các đoạn DNA
34:50ở đầu mút
34:51nhiễm sắc thể.
34:52Nó giúp giải quyết
34:53cái vấn đề
34:53là nhiễm sắc thể
34:54cứ ngắn dần
34:55sau mỗi lần nhân đôi.
34:56Và công nghệ sinh học
34:57đã ứng dụng cái này
34:58rất nhanh chóng
34:59mã ngược
34:59để chuyển RNA
35:00thành cDNA
35:01rồi khuếch đại cDNA đó lên.
35:04Nó cực kỳ hữu ích
35:05để phát hiện
35:05và định lượng RNA.
35:07Ví dụ như kiểm tra
35:08vaccine cúm AH5N1
35:09có chứa RNA virus không
35:11hay chẩn đoán
35:12các bệnh do virus
35:13RNA gây ra.
35:14Như vậy
35:14rõ ràng là từ
35:16cấu trúc phân tử
35:16như là đường
35:17base niter
35:18cấu trúc mạch đơn
35:20hay kép
35:20cho đến các quá trình
35:22sinh học phức tạp
35:22như nhân đôi
35:23phiên mã
35:24dịch mã
35:25rồi cả phiên mã ngược nữa
35:26DNA và các loại RNA
35:29thể hiện một sự
35:30phân công vai trò
35:30cực kỳ tinh vi
35:31và hiệu quả
35:32trong việc lưu trữ
35:33truyền đạt
35:34và biểu hiện
35:35thông tin di chuyển.
35:36Chính xác
35:37và điều này
35:37dẫn chúng ta đến
35:38một câu hỏi mở cuối cùng
35:39khá là thú vị đấy ạ.
35:41Khi mà chúng ta
35:41ngày càng khám phá ra
35:42nhiều loại RNA
35:43không mạ hóa
35:44non-coding RNA
35:46với những chức năng
35:47điều hỏa
35:47cực kỳ phức tạp
35:48chúng tan thiệp vào
35:49gần như mọi
35:50quá trình trong tế bào.
35:51Vậy thì
35:51liệu cái giáo lĩ
35:53trung tâm cổ điển kia
35:54DNA RNA protein
35:55nó có còn thực sự
35:57phản ánh đầy đủ
35:58bức tranh phức giạp
35:59của dòng trẻ thông tin
35:59trong tế bào nữa hay không?
36:01À
36:01Một câu hỏi rất hay.
36:03Hay là chúng ta
36:04đang ở ngưỡng ngửa
36:05của một sự thay đổi nhận thức
36:06nhìn nhận RNA
36:07không chỉ là trung gian
36:08mà còn giữ vai trò
36:09trung tâm
36:10và đa dạng hơn
36:10rất nhiều
36:11trong chính sự sống.
36:12Đó là một chân trời
36:13mới đang dần hé lộ.
Bình luận