SỰ ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN CỦA GEN... •Gen điều hòa giữ vai trò quan trọng trong việc đóng mở các gen cấu trúc để có biểu hiện tổng hợp protein đúng lúc, đúng nơi theo nhu cầu cụ thể của tế b
Trang 1SỰ ĐIỀU HOÀ BIỂU
HIỆN CỦA GEN
Trang 2ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN
•Sự biểu hiện của gen chịu sự kiểm soát của cơ chế điều hòa
• Đáp lại các biến đổi của môi trường bên trong và ngoài cơ thể
• Thực hiện ở nhiều mức độ khác nhau và liên quan đến từng giai đoạn phát triển
•Gen điều hòa giữ vai trò quan trọng trong việc đóng mở các gen cấu trúc để có biểu hiện tổng
hợp protein đúng lúc, đúng nơi theo nhu cầu cụ thể của tế bào
3/5/16
2
Trang 3ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN Ở PROKARYOTE
• Điều chỉnh hệ enzyme cho phù hợp với các biến đổi
của môi trường để tăng trưởng, sinh sản.
• Chỉ những gen mà sản phẩm của chúng cần thiết tại
thời điểm nào đó mới được biểu hiện.
• Sự biểu hiện gen ở vi khuẩn được kiểm soát bởi mô
hình operon.
3/5/16
3
Trang 4Kiểm soỏt õm tớnh
Bỡnh thường khụng hoạt động (‘đúng”) Khi cú một phõn tử gọi là chất cảm ứng (inducer) làm bất hoạt chất ức chế gen phiờn mó (“mở”)
– Lac operon là một operon cảm ứng
Vậy Kiểm soỏt dương tớnh là gỡ ?
Chất ức chế không có hoạt tính đư ượ c gắn với yếu tố đồng kìm hãm (corepressor) trở nên có hoạt tính và gắn vào operator gen đích
3/5/16
4
Trang 5ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN GEN
Ở PROKARYOTE
Có 2 kiểu OPERON:
Operon cảm ứng
Operon kìm hãm
Trang 6OPERON kìm hãm
Liên quan đến con đường đồng hoá
Đây là cơ chế điều hoà quá trình biến dưỡng (đồng hoá)
VD: Quá trình tổng hợp acid amin
Trang 7OPERON cảm ứng
Liên quan đến con đường dị hoá (thoái dưỡng)
Cơ chế gần giống như cơ chế kìm hãm nhưng khác: sự có mặt của cơ chất sự tổng hợp các → Enzyme
VD: quá trình tổng hợp men phân hủy lactose
(men lactase)
Trang 8Mô hình operon Lactose
Đặc điểm:
Lactose là cơ chất
Gen R (Repressing) tổng hợp chất kìm hãm r (repressor) hoạt động khi môi trường không có lactose
Lactose là chất cảm ứng dẫn đến sự tổng hợp các enzyme
Trang 9cÊu tróc operon lac
Trang 10Chất kìm hãm được kích hoạt
Không tạo
được RNA
Gen điều hoà
Môi trường thiếu lactose, không cần sản xuất men
Trang 11Các enzyme phân hủy lactose
Chất kìm hãm
bị bất hoạt
Môi trường có lactose, cần sản xuất men
Trang 13CẤU TRÚC OPERON LAC
• Operon Lac hoang dại: I+P+O+Z+Y+A+
Các đột biến trong tự nhiên:
• P+ : hoạt đông bt với ARN pol
• P- : Không nhận biết ARN pol
• Ps: Tăng cường nhận biết ARN pol , nâng mức
độ phiên mã
Trang 14CẤU TRÚC OPERON LAC
• Operon Lac hoang dại: I+P+O+Z+Y+A+
Các đột biến trong tự nhiên:
• O+ : mẫn cảm với chất ức chế làm cản phiên mã
• Oc : không mẫn cảm với chất ức chế
• Z+ :mã hoá cho glactosidase khi operon mở
• Z- : enzym mất hoạt tính
Trang 15CẤU TRÚC OPERON LAC
• Operon Lac hoang dại: I+P+O+Z+Y+A+
Các đột biến trong tự nhiên:
• Y+ : mã hoá cho permease
• Y- : Không mã hoá
• I+ : Tạo ra chất ức chế
• I-: Không có khả năng tạo ra chất ức chế
• Is: Tạo chất siêu ức chế
Trang 16CẤU TRÚC OPERON LAC
Một sinh vật lưỡng bội có kiểu gen :
•
R
Trang 17CẤU TRÚC OPERON LAC
Kiểu gen Không cảm Permease
ứng Có cảm ứng Không cảm ứng Có cảm ứng
Kiểu gen Không cảm Permease
ứng Có cảm ứng Không cảm ứng Có cảm ứng
Trang 18NHẬN XÉT CHUNG
Hai hiện tượng kìm hãm hay kích thích đều có lợi cho TB
Khi TB cần tổng hợp hay phân hủy 1 chất, cơ chế điều hoà sẽ đảm bảo sự có mặt các enzyme cần thiết
Ngược lại, các enzyme bị ngừng tổng hợp
Điều này được thực hiện chủ yếu bởi tính chất của chất kìm hãm repressor (r) (hoạt động hay
bất hoạt)
