Khái quát về điều hòa hoạt động gen

Là quá trình điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra trong tế bào đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện môi trường cũng như với sự phát triển bình thường của cơ thể.

– Xảy ra ở nhiều mức độ khác nhau như điều hòa phiên mã, dịch mã, sau dịch mã…

Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ

 Mỗi gen ngoài vùng mã hóa luôn cần có các vùng điều hòa, tại đó các enzim ARN polimeraza và protein điều hòa bám vào để tổng hợp hoặc ức chế tổng hợp mARN.

Mô hình cấu trúc của operon Lac

– Là một operon cần thiết cho việc vận chuyển và chuyển hóa lactose ở vi khuẩn Escherichia coli và nhiều vi khuẩn đường ruột khác.

– Trên ADN, các gen có liên quan về chức năng thường được phân bố thành một cụm, có chung một cơ chế điều hòa được gọi là operon.

 Bị ức chế

Được hoạt hóa

1: RNA Polymerase, 2: Chất ức chế, 3: Promoter, 4: Operator, 5: Lactose, 6: lacZ, 7: lacY, 8: lacA.

– Bao gồm:

Z, Y, A

– Tổng hợp các enzim tham gia phản ứng phân giải đường, cung cấp  năng lượng cho TB.

O (Operator)

– Vùng vận hành, tại đó protein ức chế có thể liên kết làm ngăn cản sự phiên mã.

P (Promoter)

– Vùng khởi động, nơi ARN polimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã.

Gen điều hòa R

– Không nằm trong thành phần của operon.

– Tổng hợp nên protein ức chế, có  khả năng liên kết với vùng vận hành dẫn đến ngăn cản quá trình phiên mã.

Sự điều hòa hoạt động của operon Lac

Khi môi trường không có lactozo

– Gen điều hòa tổng hợp protein ức chế.

– Protein này iên kết với vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã làm cho các gen cấu trúc không hoạt động.

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 thể gắn với vùng vận hành

– Do vậy 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 phân giải đường lactozo.