Tài liệu Điều hòa dương tính operon lactose doc

Đi u hòa d ng tínhề ươ
operon lactose
Ch cứ năng c aủ b-galactosidase trong
chuy nể hóa lactose để t oạ ra glucose
b ng cách c t lactose (m t s n ph mằ ắ ộ ả ẩ
c t khác là galactose cũng có th đ cắ ể ượ
chuy n thành glucose nh enzyme c aể ờ ủ
operon galactose). N u c glucoseế ả và
lactose có m tặ trong môi tr ngườ sinh
tr ng,ưở không c nầ ho t đ ng c aạ ộ ủ
operon lac.
Trong môi tr ng có glucose, enzyme b-ườ
galactosidase không đ c t o thành choượ ạ
đ n khi glucose trong môi tr ng đ cế ườ ượ
s s ng h t. S có m t c a glucose làmử ụ ế ự ặ ủ
mRNA không đ c t ng h p, do đóượ ổ ợ
không có sự t ng h pổ ợ b-galactosidase,
vì s thêm vàoự nhân t c mố ả ng làmứ
b t ho t ch t kìm hãm. M t y u t khácấ ạ ấ ộ ế ố
c n cho s b t đ u t ng h p mRNA,ầ ự ắ ầ ổ ợ
ho t tính c a y u t này đ c đi u hòaạ ủ ế ố ượ ề
b i n ng đ glucose.ở ồ ộ
Glucose có nh h ng c ch gián ti pả ưở ứ ế ế
lên s bi u hi n c a operon lac. Nh ngự ể ệ ủ ữ
phân t nh adenosine monophosphateử ỏ
vòng (cAMP) phân b r ng rãi trong môố ộ
đ ng v t và trong các c th eukaryoteộ ậ ơ ể
đa bào, có vai trò quan tr ng làm ch tọ ấ
trung gian ho t đ ng hormone. Ch t nàyạ ộ ấ
cũng có trong t bào E. coli và nhi u tế ề ế
bào vi khu n khác v i ch c năng khácẩ ớ ứ

nhau. cAMP đ c t ng h p b i enzymeượ ổ ợ ở
adenyl cyclase, và n ng đ c a cAMPồ ộ ủ
đ c đi u hòa gián ti p qua trao đ iượ ề ế ổ
ch t glucose. Khi vi khu n sinh tr ng ấ ẩ ưở ở
môi tr ng ch a glucose, hàm l ngườ ứ ượ
cAMP r t th p. Trong môi tr ng ch aấ ấ ườ ứ
glycerol ho c các ngu n carbon khôngặ ồ
th đi vào con đ ng hóa sinh đ c sể ườ ượ ử
d ng đụ ể trao đ iổ ch tấ glucose (con
đ ngườ glycolytic) ho cặ khi vi khu nẩ
bị đói ngu n năng l ng, n ng đồ ượ ồ ộ
cAMP cao. Hàm l ng glucose giúp đi uượ ề
hòa n ng đ cAMP trong t bào vàồ ộ ế
cAMP l i đi u hòa ho t tính c a operonạ ề ạ ủ
lac.
C u trúc c a cAMPấ ủ
E. coli ch aứ protein nh nậ cAMP hay
CRP (cyclic AMP receptor protein) còn
đ c g i là protein ho t hóa d hóa CAPượ ọ ạ ị
(catabolite activator protein), đ c mãượ
hóa b iở gene crp. Đ tộ bi nế geneở
crp và gene adenyl cyclaselàm ngăn c nả
s t ng h p c a mRNA lac. Đi u nàyự ổ ợ ủ ề
cho th y ch c năng c a CRP và cAMPấ ứ ủ
c n thi t cho t ng h p mRNA lac. CRPầ ế ổ ợ
và cAMP g n vào m t v trí khác t oắ ộ ị ạ
ph c h p cAMP-CRP đ c bi u hi n.ứ ợ ượ ể ệ
Ph c h p này là m t y u t đi u hòaứ ợ ộ ế ố ề
ho t hóa h th ng lac.ạ ở ệ ố
B n tr ng thái đi u hòa c a operon lacố ạ ề ủ

Nhu c u v cAMP-CRP ph thu c vàoầ ề ụ ộ
h th ng c ch lac, vì đ t bi n crp vàệ ố ứ ế ộ ế
adenyl cyclase không th t o mRNAể ạ
lacngay c khi có m t đ t bi n geneả ặ ộ ế ở
đi u hòa (lacI-) và gene ch huy (lacO-).ề ỉ
S dĩ nh v y là vì ph c h p cAMP-ở ư ậ ứ ợ
CRP ph i g n vào trình t base trênả ắ ự
DNA vùng promotor đ x y ra phiênở ể ả
mã (Hình 11.4). Khác v i ch t c chớ ấ ứ ế
trong đi u hòa âm tính, ph c h p cAMP-ề ứ ợ
CRP là ch t đi u hòa d ng tính. Các thíấ ề ươ
nghi m đi u ki n in vitrocho th y:ệ ở ề ệ ấ
mRNA lacđ c t ng h p ch khi cóượ ổ ợ ỉ
cAMP vòng và không có ch t c ch .ấ ứ ế
Khi v ngắ m tặ ph cứ h pợ cAMP-CRP,
RNA polymerase chỉ bám l ng l o vàoỏ ẽ
promotor. Vì v y hi m khi d n đ nậ ế ẫ ế
phiên mã vì không có s t ng tác đúngự ươ
gi a RNA polymerase và promotor.ữ
Nh ng RNA polymerase đ c kích thíchư ượ
g n vào promotor khi cAMP-CRP đ cắ ượ
g n vào DNA.ắ
Nh ng k t qu này gi i thích ch c năngữ ế ả ả ứ
lactose và glucose cùng nhau tham gia
đi u hòa phiên mã operon lacnh thề ư ế
nào.