Language
Country/Area
No result found
Giải mã mã sự sống: Tại sao cấu trúc của protein lại thuyết phục hơn trình tự của nó?
Với sự phát triển nhanh chóng của sinh học và công nghệ sinh học, các nhà khoa học ngày càng nhận thức được tầm quan trọng của cấu trúc protein trong việc tiết lộ chức năng và lịch sử tiến hóa của nó. Mặc dù tính tương đồng của trình tự theo truyền thống được coi là phương pháp chính để suy ra tính đồng nhất của protein, nhưng các phép đo về tính tương đồng về cấu trúc đã cho thấy độ tin cậy cao hơn, đặc biệt là khi phân loại các siêu họ protein.
Siêu họ protein là nhóm protein lớn nhất có nguồn gốc chung được suy ra, và những mối quan hệ như vậy thường được suy ra từ sự sắp xếp cấu trúc ngay cả khi không có điểm tương đồng rõ ràng về trình tự.
Việc xác định các siêu họ protein dựa trên nhiều phương pháp khác nhau. Thông qua những điểm tương đồng về cấu trúc, nhiều thành phần protein có liên quan về mặt tiến hóa có thể được xác định và ngay cả khi chúng hoàn toàn khác nhau về trình tự, chức năng và cơ chế xúc tác của các protein này vẫn có thể được bảo tồn.
Chủ nghĩa bảo thủ cấu trúc
Cấu trúc được bảo tồn nhiều hơn về mặt tiến hóa so với trình tự. Điều này có nghĩa là ngay cả các protein có cấu trúc rất giống nhau đã trải qua quá trình tiến hóa lâu dài cũng có thể có trình tự axit amin hoàn toàn khác nhau. Điều này đã thu hút sự chú ý lớn trong sinh học vì nhiều nghiên cứu sinh học dựa trên phân tích trình tự để suy ra chức năng và nguồn gốc của protein.
Các thành phần cấu trúc thứ cấp và các đặc điểm cấu trúc bậc ba của protein thường được bảo tồn ở mức độ cao và nhiều cơ chế xúc tác cũng được bảo tồn trên các siêu họ protein, mặc dù tính đặc hiệu của chất nền có thể thay đổi rất nhiều.
Người ta ước tính rằng khoảng 66% đến 80% protein của sinh vật nhân chuẩn có nhiều miền và các miền này thường được trộn lẫn với nhau để tạo thành cái gọi là "kiến trúc miền". Điều này có nghĩa là trong khi việc so sánh trình tự đơn giản có thể không tiết lộ sự tồn tại của các protein này thì việc so sánh cấu trúc lại cho thấy mối quan hệ ngầm định giữa chúng.
Ý nghĩa tiến hóa của các siêu họ protein
Siêu họ protein đại diện cho những tiến bộ mới nhất trong quá trình hiểu biết và nghiên cứu của các nhà khoa học về tổ tiên chung của chúng ta. Các siêu họ này đại diện cho nhóm tiến hóa lớn nhất có thể xác định được dựa trên bằng chứng trực tiếp, với một số thành viên xuất hiện trong mọi giới sự sống, cho thấy tổ tiên của các siêu họ này đã có mặt ở tổ tiên chung cuối cùng của mọi sự sống (LUCA).
Sự nhân đôi gen (song song) phổ biến hơn giữa các thành viên trong siêu họ so với giữa các protein trong cùng một loài, khiến việc nghiên cứu nguồn gốc gen thông qua mối quan hệ về cấu trúc trở nên khả thi hơn.
Tất nhiên, mặc dù sự tương đồng về cấu trúc cung cấp nhiều hiểu biết sâu sắc, trong một số trường hợp, các protein có cấu trúc tương tự không cho thấy sự tương đồng đáng kể về trình tự, khiến cấu trúc protein trở thành một đại diện quan trọng hơn cho trình tự. Một nền tảng của các công cụ phân tích.
Phần kết luậnVới sự tiến bộ của công nghệ nghiên cứu cấu trúc protein, cộng đồng khoa học dần nhận ra tầm quan trọng của cấu trúc trong việc giải thích chức năng, quá trình tiến hóa và tương tác của protein, cung cấp dữ liệu bổ sung quan trọng cho nghiên cứu bộ gen. Nhìn về phía trước, chúng ta có nên tập trung nhiều hơn vào cấu trúc thay vì trình tự khi nghiên cứu hàng nghìn loại protein khác nhau trên thế giới không?
