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. . Đi u hòa d ng tính 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. 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