Tổng hợp huyết sắc tố (Hb)

Tổng hợp globin

Như trên đã nói globin là chuỗi polypeptid tức là một protein đơn, là sản phẩm của một gen.

Gen globin

Mỗi loại globin là sản phẩm của một gen, nên cũng có 2 họ gen globin (hình) đó là họ gen a và họ gen không α.

Họ gen a: gồm gen α và gen zeta nằm trên cánh ngắn nhiễm sắc thể (NST) 16. Trên 1 NST có 2 gen a và 1 gen Ẹ, ngoài ra có rất nhiều gen giả a (có cấu trúc giống gen α mà nay chưa biết chức năng) như vậy một người bình thường có 4 gen a và 2 gen

Họ gen không α gồm các gen β, gen δ, gen Aγ, gen Gγ và gen ε, các gen này nằm trên cánh ngắn NST 11. Gen Aγ và Gγ giống nhau gần hoàn toàn, chỉ trừ codon thứ 136 ở Aγ là mã hoá acid amin alanin, thứ 136 ở Gγ là mã hoá acid amin glyxin.

Hình . Sự phân bố các gen globin trên NST

Hoạt động của các gen globulin trong thời kỳ phát triển cá thể

Bình thường mọi cơ thể đều có đủ các gen globin trên nhưng tuỳ từng giai đoạn phát triên từ khi hình thành phôi mà có các gen khác nhau hoạt động đê tạo nên các loại huyết sắc tố (hình).

Hình. Sự phân bố gen globin và tạo thành các loại huyết sắc tố

Đồng thời với các giai đoạn sinh máu trong thời kỳ phát triển phôi thai có các loại tế bào và huyết sắc tố tương ứng. Từ tuần lễ thứ ba, để cung cấp oxy cho phôi, quá trình sinh máu xuất hiện với các hồng cầu khổng lồ, còn nhân, nơi sinh máu ban đầu là túi noãn hoàng thì các gen £, và ε hoạt động tạo huyết sắc tố Govver 1 (hình). Ngay sau đó các gen α, y cùng hoạt động nên có các huyết sắc tố Gower 1, Gower 2, portland, huyết sắc tố F cùng tồn tại trong hồng cầu. Tiếp đó cho đến tuần thứ 32 do 2 gen a và y hoạt động mạnh nên huyết sắc tố F là chủ yếu. huyết sắc tố A đã có nhưng chỉ dưới 10%. Sinh máu chủ yếu ở gan và một phần ở lách, hồng cầu có kích thước lổn (trên 120 femtolit). Sau đó huyết sắc tố F giảm dần nhường chỗ cho huyết sắc tố A.

Hình. Sự hoạt động của các gen và sinh hồng cầu qua các giai đoạn phát triển cá thể

Quá trình sao chép, tổng hợp globin

Cũng giống như các gen chỉ đạo tổng hợp protein khác, toàn bộ gen chỉ đạo tống hợp globin gồm phần điều hoà (có thể ở rất xa) phần khởi động và phần gen cấu trúc. Phần gen cấu trúc chứa những đoạn ADN mang thông tin để tổng hợp protein (exon) và đoạn không mang thông tin (intron).

Với gen p - phần gen cấu trúc có 3 exon được ngăn cách bằng 2 intron, intron 1 dài từ 122 - 130 đôi base, nằm ở sau bộ ba mã hoá thứ 30 của exon 1, intron 2 dài hơn nhiều (850-900 đôi base) nằm ở sau bộ ba mã hoá thứ 104 của phần exon.

Trong các nguyên hồng cầu, tổng hợp globin cũng qua các giai đoạn mã hoá, chín ARN, thông tin và phiên mã.

Mã hoá: (Tống hợp ARN thông tin tiền thân) vối sự có mặt - ARN polymerase - nucleotid - ATP).

Khi gen điều hoà không bị ức chế, gen khởi động bình thường cho phép phân gen cấu trúc giãn xoắn đê tổng hợp AR.N thông tin, phần mã hoá là toàn bộ gen câu trúc, (có exon và intron). Muốn quá trình mã hoá xảy ra bình thường thì gen khỏi động, vị trí bắt đầu mã hoá (bộ ba bắt đầu), vị trí kết thúc mã hoá (bộ ba kêt thúc) và đoạn đánh dấu ARNm tách ra khỏi ADN phải bình thường, đồng thời không xảy ra các đột biên điểm chuyển một bộ ba mã hoá bình thường thành bộ ba kêt thúc. Quá trình mã hoá sẽ xảy ra trên một sợi (gọi là sợi có nghĩa) từ đầu 5’ đến đầu 3’.

Chín ARNm: (ARN mesage = ARN thông tin) còn gọi là giai đoạn cắt bớt (splicing) là gạt bỏ những phần intron, ARNm tiền thân gấp khúc, đoạn cuối của exon trước nối với điểm khởi đầu exon sau (hình 1.21). Quá trình chín ARN phụ thuộc vào:

Trình tự các nucleotid (base nitơ) đoạn tiếp nối.

Trình tự nucleotid ở trong intron vì có những thay đổi ở phần intron làm thay đổi hình dạng gấp của ARN và việc nối các exon không thực hiện được.

Phiên mã (dịch mã): với sự có mặt của ribosom, ARNm, ARNt, men, acid amin...

ARNm trương thành (chín) ra bào tương, tới các ribosom và các liên kết peptid sẽ nối các acid amin theo trình tự được quy định do các bộ ba nucleotid trên ARNm.

Có 4 loại base nitơ và cứ một bộ ba tạo ra một mã nên sẽ có 60 bộ mã khác nhau.

Có 20 acid amin tham gia hình thành globin.

Người ta thấy:

Có nhiều bộ ba cùng mã hoá một acid amin.

Có bộ ba không nghĩa (cod non sence).

Có bộ ba kết thúc (cod terminal)

Quá trình phiên mã kết thúc có nghĩa sợi polypeptid được hình thành vối số lượng, trình tự acid amin đặc hiệu, đó là cấu trúc bậc một của globin.

Bình thường một tế bào nguyên hồng cầu có hai gen p nhưng lại có tới bôn gen α. Người ta thấy lượng ARNm a được tổng hợp nhiều hơn ARNm p nhưng quá trình giải mã của ARNm p nhanh hơn nên lượng chuỗi globin a và p gần tương đương.

Hình. Sơ đồ tổng hợp globin ở nguyên hồng cầu

Tổng hợp hem

Là quá trình hình thành các vòng porphyrin, quá trình gắn Fe++ vào vòng porphyrin ở ty lạp thể nhò các men glutation khử.

Hem có vai trò quan trọng vì cho phép tạo nên chuỗi globin, sau đó trùng hợp 4 chuỗi và ức chế men huỷ protein.

Thành phần huyết sắc tố bình thường ở các lứa tuổi

Thành phần huyết sắc tố bình thường ở các lứa tuổi