Điều hòa hoạt động gen

www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 1 ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN I. Khái quát về điều hòa hoạt động gen 1. Khái niệm Điều hòa hoạt động của gen là quá trình điều hòa số lượng sản phẩm của gen (ARN hoặc protein) tức là gen có được phiên mã và dịch mã hay không? 2. Ý nghĩa - Giúp tế bào điều chỉnh sự tổng hợp protein cần thiết vào lúc cần thiết, phù hợp với điều kiện môi trường và phù hợp với sự phát triển bình thường của cơ thể - Trong cơ thể chỉ có một số gen hoạt động còn phần lớn các gen ở trong trạng thái không hoạt động hoặc hoạt động yếu. Để tế bào có thể nhận biết được thời điểm nào thì cho gen nào hoạt động thì cần có các chất tín hiệu nội bào hoặc ngoại bào. 3. Các kiểu điều hòa - Sinh vật nhân sơ (vi khuẩn): Điều hòa ở mức độ phiên mã (điều hòa lượng ARN) - Sinh vật nhân thực:  Điều hòa ở mức độ trước phiên mã: tháo xoắn NST  Điều hòa mức sau phiên mã (cắt I nối E)  Điều hòa mức độ dịch mã (điều hòa lượng protein tạo ra)  Điều hòa mức sau dịch mã (biến đổi cấu trúc protein để thực hiện chức năng sinh học) II. Điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân sơ 1. Mô hình cấu trúc của Operon Lac Nhóm gen cấu trúc _ _ _ _ _ P R _ _ _ _ _ P O Z Y A Gen điều hòa vùng vùng (Regulator) khởi động vận hành Operon www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 2 Operon là một nhóm gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường xếp liền nhau và có chung một cơ chế điều hòa VD: Operon Lac ở E.coli bao gồm các gen cấu trúc Z, Y, A quy định tổng hợp các enim phân giải đường Lactozo thành các đường đơn làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp tế bào, cung cấp năng lượng cho tế bò hoạt động Operon Lac gồm: + Nhóm gen cấu trúc Z, Y, A tổng hợp enzim phân giải đường Lactozo + Vùng vận hành O: là nơi liên kết với protein ức chế ngăn cản phiên mã của gen cấu trúc. + Vùng khới động P: là nơi ARN polimelaza bám vào khởi động phiên mã * Chú ý: Gen điều hòa R nằm ngoài thành phần của Operon có nhiệm vụ chỉ huy tổng hợp protein để điều hòa hoạt động của Operon 2. Sự điêu hòa hoạt động của Operon Lac Thành phần tham gia Khi môi trường không cóLactozo Khi môi trường có Lactozo Gen điều hòa Tổng hợp Protein ức chế Tổng hợp protein ức chế Protein ức chế Tương tác với vùng khới động O ngăn cản phiên mã Gắnvới Lactozo và bị bất hoạt (biến đổi cấu hình) không liên kết được với vùng khởi động Các gen cấu trúc Không hoạt động (không phiên mã và dịch mã) Hoạt đông, phiên mã và dịch mã tổng hợp các protein enzim phân giải đường lactozo www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 3 Như vậy ta thấy khi môi trường có đường Lactozo thì các gen cấu trúc hoạt động, khi không có đường lactozo như là một chất cảm ứng hay một chất tín hiệu nội bào giúp tế bào nhận biết được thời điểm gen hoạt động hay không III. Điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân thực - Rất phức tạp qua nhiều mức điều hòa khác nhau - Do cấu trúc của NST phức tạp gồm ADN liên kết với protein histon và tồn taị ở những mức độ khác nhau nên có nhiều mức độ điều hòa