Bai 3 Dieu hoa hoat dong gen

ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN


I. Khái qt về điều hịa hoạt động gen
1. Ví dụ
2. Khái niệm: là điều hòa lượng sản phẩm do gen tạo ra (nói cách
khác là gen có được phiên mã và dịch mã hay khơng).
3. Tín hiệu điều hịa:
- SNVS: THĐH là các tác nhân dinh dưỡng, các điều kiện lí hóa
của mơi trường.
- SVNT: THĐH là các hoocmon, các nhân tố tăng trưởng – là
những phân tử do các TB chuyên biệt sản sinh, theo thể dịch lưu
chuyển khắp cơ thể. Các phân tử này tác động lên những nhóm tế
bào đích điều chỉnh biểu hiện gen của các nhóm TB này theo đúng
chương trình đã định sẵn cho phù hợp với sự phát triển của toàn
bộ cơ thể.


I. Khái quát về điều hòa hoạt động gen
3. Các cấp độ điều hịa
- SVNS: do khơng có màng nhân, mARN sau khi được tổng hợp
thì tiếp xúc ngay với ribơxơm để tiến hành dịch mãq trình
phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thờiở SVNS chủ yếu điều hòa
ở giai đoạn phiên mã.
- SVNT: bộ gen lớn, ADN được nén chặt trong nhânq trình
điều hịa diễn ra phức tạp ở nhiều cấp độ khác nhau: trước phiên
mã, phiên mã, trước dịch mã, sau dịch mã.
4. Mục đích của việc điều hòa:
- SNVS: điều chỉnh hệ enzim phù hợp với tác nhân dinh dưỡng
- SVNT: biệt hóa cấu tạo và chức năng của từng loại tế bào trong
cơ thể.

II. Điều hịa hoạt động gen ở SVNS
1. Mơ hình cấu trúc của Operon Lac:
Do hai nhà khoa học người Pháp là F.Jacop và J.Mono đã phát
hiện ra cơ chế điều hòa hoạt động gen của VK đường ruột E.coli
qua cấu trúc gọi là Operon.
a. Khái niệm Operon: các gen cấu trúc có liên quan về chức năng
thường được phân bố liền nhau thành 1 cụm và có chung một cơ
chế điều hòa.
b. Cấu tạo của Operon Lac:


b. Cấu tạo của Operon Lac:
-Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A) : nằm kề nhau, có liên quan với nhau về
chức năng - tổng hợp các enzim tham gia phân giải đường lactose
trong môi trường để cung cấp năng lượng cho TB.
-Vùng vận hành (Operator - O): là trình tự nu đặc biệt, là nơi tương
tác với prôtêin ức chế ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.
-Vùng khởi động (Promoter - P) : là nơi enzim ARN-pôlimeraza bám
vào và khởi đầu phiên mã. Nhờ P, mà ARN-pơlimeraza nhận ra mạch
nào là mạch khn.
Gen điều hịa R (không nằm trong cấu trúc Operon): tổng hợp
prôtêin ức chế. Prôtêin này liên kết với vùng vận hành để ngăn
cản quá trình phiên mã.


Gen điều hòa R

Vùng khởi động P

Vùng vận hành O
lacZ

lacI

DNA

ARN khơng được
tạo ra

3’
mRNA

ARN pol

5’

Prơtêin
ức chế

Khi mơi trường khơng có lactose
Operon Lac
DNA

lacI

3’

mRNA
5’

lacY

Β-Galactosidase

Permease

lacA

ARN pol
mRNA 5’

Prôtêin
ức chế
Allolactose
(chất cảm ứng )

lacZ

Chất ức chế bị
bất hoạt

Khi mơi trường có lactose

Transacetylase


II. Điều hòa hoạt động gen ở SVNS
2. Sự điều hịa hoạt động của Operon Lac
-Khi mơi trường khơng có Lactơzơ: Protein ức chế do gen điều

hịa tổng hợp sẽ liên kết vào vùng vận hành làm ngăn cản quá
trình phiên mã của gen cấu trúc.
-Khi mơi trường có Lactơzơ: Một số phân tử lactôzơ liên kết với
protein ức chế  làm biến đổi cấu hình khơng gian của protein
ức chế  protein ức chế bị bất hoạt và không liên kết được 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 lactôzơ.
Khi đường lactôzơ bị phân giải hết, protein ức chế lại liên kết
với vùng vận hành và quá trình phiên mã dừng lại.


Tóm lại, điều hịa hoạt động gen ở SVNS chủ yếu diễn
ra ở giai đoạn phiên mã dựa vào sự tương tác giữa
prôtêin ức chế với vùng vận hành  giúp sinh vật đáp
ứng tốt với điều kiện môi trường thay đổi.
Khi mơi trường khơng
có lac

Khi mơi trường có
lac

Gen điều hịa R
Tổng hợp prơtêin ức chế
Prơtêin ức chế Liên kết với vùng vận
Không liên kết với
hành O
vùng vận hành O
Các gen cấu

trúc Z, Y, A

Không phiên mã

Tổng hợp enzim
phân giải đường