Bình thường gen R tổng hợp ra protein ức chế gắn vào vùng vận hành, do đó gen cấu trúc bị ức chế nên không hoạt dộng khi có chất cảm ứng thì operon chuyển sang trạng thái hoạt động.. Kh[r]
Trang 1Tế bào cơ thể sinh vật bậc thấp chứa hàng nghìn gen, sinh vật bậc cao chứa hàng vạn gen, ở các giai đoạn phát triển khác nhau các gen này có hoạt động liên tục không? Cơ chế hoạt động của chúng như thế
nào?
I Khái niệm
Tế bào của cơ thể sinh vật chứa đầy đủ các gen Không phải bất kì lúc nào, ở bất kỳ giai đoạn phát triển nào của cơ thể các gen đều hoạt động đồng thời Sự hoạt động khác nhau của gen là do quá trình điều hoà
Điều hòa hoạt động gen chính là điều hòa lượng sản phẩm của gen tạo ra (điểu chỉnh, điều tiết các sản phẩm tạo ra nhiều hoặc ít)
II Cơ chế điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân sơ
1 Cấu tạo của operon Lac
- Các gen cấu trúc có liên quan thường được phân bố liền nhau có chung một gen điều hoà gọi là operon Cấu trúc của một operon Lac gồm:
- Nhóm gen cấu trúc liên quan nhau về chức năng nằm kề nhau
- Vùng vận hành (O) nằm trước gen cấu trúc là vị trí tương tác với chất ức chế
- Vùng khởi động (P) nằm trước vùng vân hành, đó là vị trí tưong tac của ARN polimeraza để khởi đầu phiên mã
2 Cơ chế hoạt động của operon Lac ở E.coli
Sự hoạt động của operon chịu sự điều khiển của 1 gen điều hoà R (Regulator)
Bình thường gen R tổng hợp ra protein ức chế gắn vào vùng vận hành, do đó gen cấu trúc bị ức chế nên không hoạt dộng khi có chất cảm ứng thì operon chuyển sang trạng thái hoạt động
Khi môi trường không có lactozơ: Gen điều hòa R điều khiển tổng hợp Protein ức chế Prôtein ức chế
này gắn với gen vận hành O làm ngăn cản hoạt động của enzim ARN polymeraza > ức chế phiên mã của gen cấu trúc A, B, C (gen cấu trúc không hoạt động được)
ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)
Giáo viên: NGUYỄN QUANG ANH
Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng Điều hòa hoạt động của gen thuộc khóa học LTĐH
KIT-1: Môn Sinh học (Thầy Nguyễn Quang Anh) tại website Hocmai.vn Để có thể nắm vững kiến thức phần điều hòa hoạt động của gen, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này
Trang 2Khi môi trường có lactozơ: Khi môi trường nội bào xuất hiện chất cảm ứng (đường lactozo), chất này tương tác với protein ức chế, nên protein ức chế bị bất hoạt không gắn với gen vận hành O Enzim ARN polimeraza sẽ tương tác với vùng khởi động P và vùng vận hành O để thực hiện hoạt động phiên mã ở nhóm gen cấu trúc
III Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân chuẩn
Tín hiệu điều hòa ở các cơ thể đa bào là những phân tử do những tế bào chuyên biệt sản sinh, theo thể dịch lưu khắp cơ thể Các phân tử này tác động lên những nhóm tế bào đích, điều chỉnh biểu hiện các gen ở các
tế bào này theo đúng chương trình đã định sẵn cho phù hợp với sự phát triển của toàn cơ thể Có hai nhóm phân tử điều hòa chính là các hoocmon và các nhân tố tăng trưởng
Bộ gen ở sinh vật nhân thực có một số điểm đặc thù : kích thước gen rất lớn ADN được nén chặt trong nhân Do vậy mà hệ thống điều hòa đơn giản của sinh vật nhân sơ dựa vào sự nhận biết 1 trình tự ADN gắn bởi 1 protein duy nhất chỉ trong giai đoạn phiên mã không còn phù hợp Sự điều hòa biểu hiện gen ở sinh vật nhân thực thể hiện trong mọi giai đoạn từ trước lúc sao chép đến sau khi dịch mã Cơ chế điều hòa cũng thay đổi theo từng giai đoạn
1 Thành phần tham gia đa dạng : Gồm gen gây tăng cưòng, gen gây bất hoạt, các gen cấu trúc, vùng
khởi động, vùng kết thúc, và nhiều yếu tố khác
2 Cơ chế điều hoà phức tạp đa dạng
được nhắc lại nhiều lần trên ADN, nhiễm sắc thể
b Điều hoà ở mức phiên mã :
Trước khi diễn ra phiên mã nhiễm sắc thể tháo xoắn ở đoạn tương ứng, rồi các enzim phiên mã tương tác với protein điều hoà bám vào đoạn khởi đầu nên việc tổng hợp mARN diễn ra
c Điều hoà ở mức dịch mã
Trang 3Trong cùng loại tế bào, các loại mARN có thời gian sống khác nhau
d Điều hoà mức sau dịch mã
Tế bào có một hệ thống các enzim phân giải các protein một cách có chọn lọc, loại bỏ các protein mà
tế bào không cần nữa
III Ý nghĩa điều hòa hoạt động của gen
Điều hòa hoạt động của gen có ý nghĩa làm tăng cường khả năng thích nghi, khả năng sống sót của sinh vật, giúp các quá trình sống diễn ra bình thường
Trong các đột biến của gen đột biến gen cấu trúc đã nguy hiểm, đột biến gen điều hòa càng nguy hiểm hơn vì quá trình đột biến xảy ra ở gen điều hòa làm quá trình điều hòa hoạt động của gen bị ảnh hưởng và dẫn tới các tình trạng bệnh lý
IV Củng cố kiến thức
Lactozo và khi môi trường không có Lactozo?
A. Một số phân tử Lactozo liên kết với Protein ức chế
B. Gen điều hòa R tổng hợp Protein ức chế
C. Các gen cấu trúc Z, Y, A phiên mã tạo ra các phân tử mARN tương ứng
D. ARN polymerase liên kết với vùng khởi động của operon Lac và tiến hành phiên mã
A. không có chất ức chế
B. có chất ức chế
C. không có chất cảm ứng
D. Có hoặc không có Lactozo
A. Protein ức chế không gắn vào vùng vận hành
B. Protein ức chế không được tổng hợp
C. Sản phẩm của gen cấu trúc không được tạo ra
D. ARN – polymerase không gắn vào vùng khởi động
A. vùng vận hành B. vùng mã hóa C. gen điều hòa D. gen cấu trúc
Giáo viên : NGUYỄN QUANG ANH Nguồn : Hocmai.vn