Điều hòa hoạt động của gen ở tế bào Prokaryote

1
ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE
 Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE
Ở PROKARYOTE
 CÁC KIỂU ĐIỀU HÒA, VÍ DỤ :
1. OPERON LAC
2. OPERON TRYPTOPHANE
3. OPERON ARABINOSE
4. ĐIỀU HÒA BẰNG NHÂN TỐ 
2
ÑIEÀU HOØA BIEÅU HIEÄN GENE
3
ÑIEÀU HOØA DÖÔNG VAØ AÂM
4
TRÌNH TỰ & NHÂN TỐ TRONG ĐIỀU
HÒA BIỂU HIỆN GENE
5
CAÁU TRUÙC OPERON LAC
6
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA OPERON LAC
7
PROMOTER MAÏNH
PROMOTER OPERON LAC
8
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA OPERON LAC (tieáp)
9
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA OPERON LAC (tieáp)
10
CAP-cAMP làm tăng sự gắn RNAP vào promoter, gia tăng sự
phiên mã 50 lần
HOẠT ĐỘNG CỦA OPERON LAC (tiếp)

11
OPERON TRYPTOPHAN
12
HOẠT ĐỘNG CỦA OPERON TRYPTOPHANE
Repressor làm giảm phiên mã 70 lần
13
CẤU TRÚC NGỪNG PHIÊN MÃ
CÓ TRYPTOPHANE
KHÔNG CÓ TRYPTOPHANE
14
Hàm lượng tryptophane thấp
Ribosome dừng ở (1)
Hairpin (2) & (3)
Phiên mã tiếp tục
Hàm lượng tryptophane cao
Ribosome dừng giữa (1) & (2)
(3) & (4) tạo hairpin
Attenuation xảy ra, phiên mã
ngừng
Attenuation làm giảm phiên mã
10 lần
15
OPERON LEADER
LENGTH
SEQUENCE
Trp 14 MKAIFVLKGWWRTS
PheA 16 MKHIPFFFAFFFTFP
His 16 MTRVQFKHHHHHHHPD
Thr 21 MKRISTTITTTITITTQNGAG
Leu 28 MSHIVRFTGLLLLNAFIVRGRPVGGIQH

Ileu 32 MTALLRVISLVVISVVVIIIPPCGAALGRGKA
MOT SO OPERON ẹIEU HOỉA THEO Cễ CHE OPERON TRP
16
CÁC YẾU TỐ SIGMA () Ở
E. COLI
YẾU TỐ PROMOTER TRÌNH TỰ BẢO TỒN
-35 -10
Sigma 70 Đa số TTGACAT TATAAT
Sigma 32 Shock nhiệt TCTCNCCCTTGAA CCCCATNTA
Sigma 28 Chuyển động CTAAA CCGATAT
Sigma 38 Đáp ứng stress ?
vùng -24
?
vùng -12
Sigma 54 Chuyển hóa
nitơ
CTGGNA TTGCA
17
 Ở 50Ở 50C C σσ32 gắn chuyên biệt với promoter shock nhiệt tổng hợp 17 32 gắn chuyên biệt với promoter shock nhiệt tổng hợp 17
proteinprotein
 Ở nhiệt độ thấp 32 bò phân hủy bởi protease màng (FtsH)
PHẢN ỨNG VỚI SỐC NHIỆT Ở
E. COLI
18
SỰ TẠO BÀO TỬ Ở
BACILLUS SUBTILLIS
A  gene giữ nhà
E  gene tạo bào tử tế bào mẹ sớm
F  gene tạo bào tử, bào tử sớm
G  gene tạo bào tử, bào tử muộn

H  gene tạo bào tử sớm
K  gene tạo bào tử, tế bào mẹ muộn
19
PHAGE SPO1 XÂM NHIỄM
BACILLUS SUBTILIS
 Giai đoạn sớm : Enzyme của vi
khuẩn nhận biết promoter của
phage. Nhân tố sigma () do gene 28
của phage mã hóa sẽ thay thế nhân
tố sigma của vi khuẩn
 Giai đọan trung gian : Phức hợp
enzyme-gp28 sẽ phiên mã các gene
trung gian của phage
Các gene trung gian 33 và 34 mã
hóa cho các nh6an tố sigma khác sẽ
thay thế cho gp 28
 Giai đoạn muộn : Phức hợp
enzyme-gp33/gp34 sẽ phiên mã các
gene muộn của phage
20
OPERON
ARABINOSE
21
CÂU HỎI
1. Điều hòa biểu hiện gene ở prokaryote dùng để làm gì ?
2. Có bao nhiêu kiểu điều hòa biểu hiện gene chính ở prokaryote ?
3. Khi có lactose và glucose trong môi trường nuôi
E. coli
thì điều gì
xảy ra ở operon lac ?

4. Khi không có tryptophane trong môi trường thì điều gì xảy ra trên
operon tryptophane ?
5. Mô tả hiện tượng “giảm bớt” (attenuation) ở operon histidine
6. Điều hòa bằng nhân tố sigma có ưu thế gì ? Cho ví dụ
7. Vì sao điều hòa biểu hiện gene ở prokaryote khác với ở eukaryote ?