Điều hòa hoạt động gen

I.KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN

Điều hòa hoạt động của gen là điều hòa lượng sản phẩm do gen tạo ra hay điều hòa các quá trình nhân đôi ADN , phiên mã tạo ARN và quá trình tổng hợp protein

Ý nghĩa:

• Tế bào chỉ tổng hợp protein cần thiết vào thời điểm thích hợp với một lượng nghiên cứu cần thiết.
• Đảm bảo các hoạt động sống của tế bào thích ứng với điều kiện môi trường cũng như sự phát triển bình thường của cơ thể

Các mức độ điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật :

• Phiên mã,
• Dịch mã,
• Sau dịch mã

Điều hòa hoạt động gen của tế bào nhân sơ xảy ra chủ yếu ở mức độ phiên mã

II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ

1. Mô hình cấu trúc của operon Lac

Operon là các gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường phân bố theo cụm có chung một cơ chế điều hòa.

Operon Lac là các gen cấu trúc quy định tổng hợp các enzim thủy phân Lactozo được phân bố thành cụm trên ADN và có chung một cơ chế điều hòa.

3. Cấu trúc opêron Lac ở E. coli :

- Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A) : nằm kề nhau, có liên quan với nhau về chức năng

- Vùng vận hành (O) : là đoạn mang trình tự nu đặc biệt, là nơi bám của prôtêin ức chế ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.

- Vùng khởi động (P) : nơi bám của enzim ARN-pôlimeraza khởi đầu sao mã.

Gen điều hòa (R) : không thuộc thành phần của opêron nhưng đóng vai trò quan trọng trong điều hoà hoạt động các gen của opêron qua việc sản xuất prôtêin ức chế.

2. Sự điều hòa hoạt động của operon Lac

Khi môi trường không có Lactozo: Protein ức chế do gen điều hòa tổng hợp sẽ liên kết vào vùng vận hành làm ngăn cản quá trình phiên mã của gen cấu trúc

c Hình 1 : Cơ chế điều hòa hoạt động của operon Lac khi môi trường không có Lactozo

Khi môi trường có Lactozo: Lactozo đã liên kết với protein ức chế làm biến đổi cấu hình không gian nên protein ức chế bất hoạt và không gắn với vùng vận hành Enzim ARN polimeraza có thể liên kết vào vùng khởi động để tiến hành quá trình phiên mã. Các phân tử mARN tiếp tục dịch mã tổng hợp các enzim thủy phân Lactozo.

Hình 2 : Cơ chế điều hòa hoạt động của operon Lac khi môi trường có Lactozo

II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

A. Phiên mã B. Sau phiên mã C. Trước phiên mã D. Dịch mã

A.Gen điều hòa B.Gen A C. Gen Y D. Gen Z

Câu 9: Tín hiệu điều hòa hoạt động gen của opêron Lac ở vi khuẩn E.coli là:

A. Prôtêin ức chế.

Câu10 :Trong cấu trúc của operon lac . nếu đột biến làm mất một đọan phân tử AND thì trường hợp nào sau đây sẽ làm cho tất cả các gen cấu trúc không tổng hợp được

A. Mất vùng khởi động B. mất vùng vận hành C. mất gen điều hòa D. mất một gen cấu trúc

A. 1, 2.