BÀI 16 KIỂM SOÁT BIỂU HIỆN của GEN

BÀI 16 KIỂM SOÁT SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN 1 Ths Nguyễn Huỳnh Bích Liễu Là sự điều hòa trao đổi chất, là điều khiển tốc độ của các quá trình sinh hóa bằng cách thay đổi thuận nghịch hàm lượng các chất có bản chất protein tham gia vào các quá trình này hoặc là điều hòa hoạt tính của chúng Định nghĩa Một số định nghĩa 1 Kiểm soát âm tính Protein điều hòa bám vào vùng hoạt hóa (operator) → giảm sự phiên mã 2 Kiểm soát dương tính Protein điều hòa bám vào vùng hoạt hóa (operator) → tăng sự phiên mã 3 Sự c.

BÀI 16

KIỂM SOÁT SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN

Ths Nguyễn Huỳnh Bích Liễu

Là sự điều hòa trao đổi chất, là điều khiển tốc độ của các quá trình sinh hóa bằng cách thay đổi thuận nghịch hàm lượng các chất

có bản chất protein tham gia vào các quá trình này hoặc là điều hòa hoạt tính của chúng.

Định nghĩa

Một số định nghĩa

1.Kiểm soát âm tính: Protein điều hòa bám vào vùng hoạt hóa

(operator) → giảm sự phiên mã

2.Kiểm soát dương tính: Protein điều hòa bám vào vùng hoạt hóa (operator) → tăng sự phiên mã

3 Sự cảm ứng (induction): operon bình thường không họat động Cần chất cảm ứng (inducer) gắn vào protein điều hòa để hoạt hóa các gen

Thường thấy ở các gen thoái dưỡng

Vd: Lac-operon

4 Sự ức chế (Repression ): operon bình thường hoạt động Chất

ức chế (repressor) gắn vào protein điều hòa làm các gen ngưng

Cấu trúc một operon điển hình

1 Vùng khởi động (promoter): Vị trí để RNA polymerase gắn vào

2 Vị trí vận hành (operator): Nơi protein điều hòa gắn vào

3 Gen điều hòa: Không cần nằm trong cùng operon với gen cấu trúc Tổng hợp protein điều hòa Protein này sẽ bám vào operator.

4 Gen cấu trúc (1,2,3): Là những gen được điều hòa – phiên mã.

1 Kiểm soát âm tính

a Sự cảm ứng gen

- Jacob và Monod: xây dựng mô hình sự điều hòa hoạt động của gen trong VK

Lactose glucose + galactose -galactosidase

I KIỂM SOÁT SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN

Ở TẾ BÀO PROKARYOTE

lac -operon

Gen Z → -galactosidase

Gen Y → permease

Gen A → transacetylase

A

A

a. Sự cảm ứng gen

 MT nuôi VK không có lactose

- Gen điều hòa điều khiển tổng hợp 1 protein ức chế đến gắn vào O (OPERON)

- ARN polymerase không gắn được vào promoter trên ADN

- Sự phiên mã không xảy ra

 Vậy protein này là protein ức chế

lac -operon

KHÔNG CÓ LACTOSE

Z

Y

A

RNA

MT nuôi VK có lactose

- VK tạo ra chất cảm ứng allolactose + protein ức chế

- Protein này bị biến đổi hình dạng và không bám vào O

- ARN polymerase gắn chặt vào promotor trên ADN

→ Sự phiên mã bắt đầu

lac -operon

CÓ LACTOSE

Bình thường Lac-operon không hoạt động và chỉ hoạt

b Sự ức chế gen

- Không như Lac- operon, các Operon khác hoạt

- Tryp-operon có vùng gồm 5 gen cấu trúc mã hóa enzyme xúc tác tổng hợp Tryptophan

• MT không có tryptophan (VK cần phải tổng hợp → Tryp-operon hoạt động)

- Gen điều hòa điều khiển tổng hợp 1 protein ức chế không hoạt động, không gắn vào OPERATOR trên ADN

- ARN polymerase gắn chặt vào promotor trên

ADN

- Sự phiên mã diễn ra tổng hợp enzyme xúc tác tổng hợp tryptophan

KHÔNG CÓ TRYPTOPHAN

MT có tryptophan hoặc VK đã tổng hợp nhiều tryptophan (→ Tryp-operon đóng)

động)

- Protein ức chế hoạt động gắn vào vùng O trên ADN

- ARN polymerase không gắn được vào promotor trên ADN

- Sự phiên mã không xảy ra đến khi nào VK sử dụng hết tryptophan

 Vậy tryptophan là một chất đồng ức chế

CÓ TRYPTOPHAN

2 Sự kiểm soát dương tính

- Vùng promoter của các gen thường có trình tự phổ biến (các Nu giống hệt nhau)

- Gen có promoter khác trình tự phổ biến thì ARN

đóng

 Cần có sự kiểm soát dương tính: protein kiểm soát (yếu tố phiên mã –TF) gắn trực tiếp vào ADN để hoạt hóa operon

- Khi TF (yếu tố phiên mã) gắn vào vùng hoạt hóa operator, làm củng cố trình tự vùng promoter, giúp ARN polymerase gắn chặt vào ADN và operon hoạt động.

gắn vào làm TF hoạt động, TF gắn vào vùng hoạt hóa operater Operon hoạt động.

học gắn vào làm bất hoạt TF, TF k gắn vào vùng hoạt

Glucose thấp  promoter được hoạt hóa

CAP: Catabolite-Activating Protein

Glucose cao  promoter bất hoạt