Tài liệu Các nguyên lý điều hòa và mức độ kiểm soát phiên mã pdf

Các nguyên lý điều hòa và
mức độ kiểm soát phiên mã


Không phải tất cả các gene đều có biểu
hiện liên tục. Mức độ biểu hiện của gene
khác nhau giữa các tế bào hoặc khác
nhau theo giai đoạn trong chu trình tế
bào. Chẳng hạn gene mã hóa cho
hemoglobin được biểu hiện ở mức độ cao
chỉ ở trong tế bào tiền thể (precursor) của
tế bào máu.
Hoạt tính của gene khác nhau theo
chức năng tế bào. Ở động vật có
xương sống như chuột, chứa khoảng
200 loại tế bào được phân hóa chức năng
khác nhau. Tất cả các tế bào đều chứa
cùng thông tin di truyền, những tế bào
khác nhau chỉ ở những gene hoạt động.
Trong nhiều trường hợp, hoạt tính của
gene được điều hòa ở mức độ phiên mã,
cả qua những tín hiệu bắt đầu bên trong
tế bào và cả phản ứng với những
điều kiện bên ngoài. Tuy nhiên
thông tin di truyền được điều hòa theo
những cách khác nhau. Các bước điều
khiển hoạt động gene bao gồm:
- Cấu trúc lại DNA, trong đó những thay
đổi biểu hiện gene phụ thuộc vào vị trí

trình tự DNA trong genome.
- Điều hòa phiên mã trong tổng hợp bản
phiên mã RNA bằng sự điều khiển sự mở
đầu và sự kết thúc
- Quá trình chế biến RNA hoặc điều hòa
qua quá trình cắt nối trên RNA (RNA
splicing)
- Điều hòa dịch mã quá trình tổng hợp
chuỗi polypeptid


Mô hình điều hòa âm tính (negative
regulation) và điều hòa dương tính
(positive regulation).

A. Trong điều hòa âm tính, protein ức
chế bám vào phân tử DNA, ngăn cản
phiên mã

B. Trong điều hòa dương tính, sự bám
vào của protein hoạt hóa phiên mã,
kích thích phiên mã.
- Sự bền vững của mRNA
Có sự khác nhau đáng kể trong sự điều
hòa biểu hiện của các gene ở eukaryote
và prokaryote. Prokaryote là những cơ
thể đơn bào sống tự do, sinh trưởng và
phân chia trong điều kiện thích hợp và
được cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng.
Do đó hoạt động của các gene được điều

hòa do nhu cầu của tế bào khi cần thiết.
Khác với prokaryote, eukaryote là những
cơ thể đa bào. Trong cơ thể đang phát
triển, một tế bào không chỉ sinh trưởng
và phân chia mà tế bào thế hệ sau trải
qua những thay đổi quan trọng về hình
thái và hóa sinh và duy trì trạng thái biến
đổi của nó. Hơn nữa trong quá trình phát
triển phôi, tế bào eukaryote ít chịu ảnh
hưởng của môi trường hơn so với vi
khuẩn. Cuối cùng, ở cơ thể trưởng thành,
sự sinh trưởng và phân chia tế bào của
hầu hết các loại tế bào bị ngừng, mỗi tế
bào chỉ phải duy trì các tính chất riêng
biệt của nó.