Bài 3: Điều hoà hoạt động gen

Khái quát về điều hòa hoạt động gen

• 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

Ví dụ:  ở động vật có vú các gen tổng hợp các protein có trong sữa chỉ hoạt động ở cá thể cái và vào thời điểm con mẹ sắp sinh và nuôi con bằng sữa

• Các mức độ điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật: Phiên mã, dịch mã, sau dịch mã. Điều hòa hoạt động gen của tế bào nhân sơ xảy ra chủ yếu ở mức độ phiên mã

Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ

Chủ yếu diễn ra ở giai đoạn phiên mã, dựa vào sự tương tác của protein điều hòa với trình tự đặc biệt trong vùng điều hòa của gen

Mô hình cấu trúc của Operon Lac

• Operon là các gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường được phân bố liền nhau thành từng cụm và có chung một cơ chế điều hòa
• Operon Lac là các gen cấu trúc quy định tổng hợp các enzim thủy phân lactose được phân bố thành cụm trên ADN và có chung 1 cơ chế điều hòa

Operon Lac gồm

• P (vùng khởi động): chứa 1 trật tự nucleotit đặc thù, giúp enzim RNA polimeraza nhận biết mạch mã gốc để tổng hợp mARN, và là điểm khởi đầu quá trình phiên mã
• O (vùng vận hành): là trình tự nucleotit đặc biệt, tại đó protein ức chế có thể liên kết làm ngăn cản sự phiên mã
• Z, Y, A: Các gen cấu trúc quy định tổng hợp các enzim tham gia vào các phản ứng phân giải đường lactose có trong môi trường để cung cấp năng lượng cho tế bào

Gen điều hòa R không thuộc thành phần của Operon, khi hoạt động sẽ tổng hợp nên mARN ức chế tương tác với vùng vận hành O

Sự điều hòa hoạt động của Operon Lac

• Khi môi trường không có lactose

Gen điều hòa protein ức chế gắn vào vùng vận hành ngăn cản phiên mã của các gen cấu trúc

• Khi môi trường có lactose

Chất cảm ứng lactose gắn với protein ức chế

ARN polimeraza liên kết với vùng khởi động (P)

Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A) phiên mã