Language
Country/Area
No result found
Hành trình kỳ thú của các siêu họ: Bạn có biết cơ chế chia sẻ protein giữa các loài khác nhau như thế nào không?
Trong thế giới sinh học, protein là một phân tử quan trọng thực hiện nhiều chức năng khác nhau của sự sống. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các nhà nghiên cứu đã dần hiểu được siêu họ protein, tức là một nhóm protein có chung tổ tiên. Đây là một hành trình hấp dẫn, hé lộ những bí ẩn về cách thức bộ máy protein được chia sẻ và tiến hóa giữa các loài khác nhau.
Định nghĩa về siêu họ protein
Siêu họ protein là nhóm protein lớn nhất mà có thể suy ra nguồn gốc chung. Điều này thường dựa trên sự sắp xếp cấu trúc và sự tương đồng về mặt cơ chế và có thể suy ra ngay cả khi không có sự tương đồng về trình tự. Một siêu họ thường bao gồm một số họ protein, trong đó có sự tương đồng về trình tự giữa chúng. Điều này khiến siêu họ protein trở thành công cụ quan trọng để hiểu được quá trình tiến hóa của sự sống.
"Các thành viên của siêu họ có thể có mặt trong mọi giới sự sống, cho thấy tổ tiên chung của siêu họ có thể đã tồn tại trong tổ tiên chung cuối cùng của mọi sự sống (LUCA)."
Phương pháp xác định siêu họ
Có nhiều cách để xác định các siêu họ protein, có thể chia thành ba loại: độ tương đồng về trình tự, độ tương đồng về cấu trúc và độ tương đồng về cơ chế.
Độ tương tự của chuỗi
Theo lịch sử, sự giống nhau của các trình tự axit amin khác nhau được coi là phương pháp phổ biến nhất để suy ra tính tương đồng. Trình tự tương tự thường có nhiều khả năng là kết quả của sự nhân đôi gen và tiến hóa phân kỳ hơn là tiến hóa hội tụ. Tuy nhiên, việc sử dụng sự tương đồng về trình tự để suy ra tính tương đồng có những hạn chế vì trong quá trình tiến hóa, các protein liên quan có thể có sự tương đồng về trình tự không thể phát hiện được.
Sự tương đồng về cấu trúc
Cấu trúc thường được bảo tồn nhiều hơn về mặt tiến hóa so với trình tự, do đó các protein có cấu trúc rất giống nhau vẫn có thể biểu hiện tính tương đồng ngay cả khi trình tự của chúng hoàn toàn khác nhau. Một số chương trình, chẳng hạn như DALI, sử dụng cấu trúc ba chiều của protein để tìm các protein có nếp gấp tương tự.
Sự tương đồng về mặt cơ học
Các enzyme trong cùng một siêu họ thường có cơ chế xúc tác tương tự nhau nhưng có thể khác nhau đáng kể về tính đặc hiệu của chất nền. Mặc dù một số cơ chế xúc tác có thể tiến hóa độc lập, do đó hình thành nên các siêu họ khác nhau, nhưng khi các siêu họ khác nhau thể hiện các cơ chế xúc tác đa dạng, điều này cũng chứng minh tính phức tạp của các hệ thống sinh học.
"Các thành viên của siêu họ này có thể có nguồn gốc từ sự nhân đôi của gen cho một loại protein duy nhất."
Ý nghĩa và sự đa dạng của quá trình tiến hóa
Việc xác định các siêu họ protein thể hiện giới hạn khả năng xác định tổ tiên chung của chúng ta. Những siêu họ này là nhóm tiến hóa lớn nhất dựa trên bằng chứng và do đó là một số sự kiện tiến hóa lâu đời nhất để nghiên cứu. Các thành viên của nhiều siêu họ xuất hiện ở nhiều loài sinh học khác nhau, chứng tỏ sự đa dạng về mặt tiến hóa.
Ví dụ thực tế
Mỗi siêu họ protein khác nhau đều có cấu trúc và chức năng riêng. Ví dụ, các thành viên của siêu họ hydrolase α/β có lớp α/β điển hình bao phủ nhiều hoạt động xúc tác, trong khi siêu họ immunoglobulin về mặt cấu trúc thể hiện các đặc điểm của hai lớp sợi β song song ngược nhau, tham gia vào quá trình nhận biết và bám dính.
Tài nguyên siêu họ proteinCó nhiều cơ sở dữ liệu sinh học ghi lại thông tin về các siêu họ protein và quá trình gấp protein, chẳng hạn như Pfam, PROSITE và SUPERFAMILY. Các nguồn tài nguyên này hỗ trợ các nhà nghiên cứu khám phá lịch sử tiến hóa của protein và điểm tương đồng của chúng.
Những tiến bộ trong khoa học và công nghệ đã giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cấu trúc và chức năng của protein, điều này không chỉ cải thiện hiểu biết của chúng ta về cách thức hoạt động của sự sống mà còn có tiềm năng thúc đẩy sự tiến bộ trong các lĩnh vực như y học và phát triển thuốc. Nhưng đằng sau tất cả những điều này, vẫn còn nhiều bí ẩn chưa được giải đáp. Liệu chúng ta có thể hiểu sâu hơn về những bí ẩn của các siêu họ này để hiểu được quá trình tiến hóa của sự sống không?
