Điều hòa biểu hiện gen • Nhóm 5: Nguyễn Thị Thắm Nguyễn Phương Hạnh Hoàng Mạnh Hải Nguyễn Viết Hải Lê Thu Trang Nguyễn THị THúy Lan I.Khái niệm: - Điều hoà hoạt động của gen chính là điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo ra trong tế bào nhằm đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện môi trường cũng như sự phát triển bình thường của cơ thể. - Ở sinh vật nhân sơ, điều hoà hoạt động gen gen chủ yếu được tiến hành ở cấp độ phiên mã. - Ở sinh vật nhân thực, sự điều hoà phức tạp hơn ở nhiều cấp độ từ mức ADN (trước phiên mã), đến mức phiên mã, dịch mã và sau dịch mã. II.Nội dung: Prokaryote: • Cấu tạo tế bào đơn giản, chưa có màng nhân ngăn cách giữa nhân với tế bào chất . • bộ máy di truyền là một DNA vòng, trần, chứa số lượng gen giới hạn và không phân mãnh. • sự phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời. • Prokaryote là những cơ thể đơn bào, sống tự do, sinh trưởng và phân chia trong điều kiện thích hợp và được cung cấp đấy đủ chất dinh dưỡng Eukaryote : • cấu trúc phức tạp, có màng nhân ngăn cách giữa nhân với tế bào chất . • Sự điều hòa biểu hiện gen xãy ra ở nhiều mức độ khác nhau: phiên mã, biến đổi sau sau phiên mã, dịch mã, biến đổi sau dịch mã. • Eukaryote là những cơ thể đa bào. Tế bào eukaryote ít chịu ảnh hưởng của môi trường. . Prokaryote và Eukaryote A.SỰ ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN Ở PROKARYOTE: • Có 2 đặc điểm: - Có khả năng nhận biết các điều kiện trong môi trường. - Có khả năng tắt hoặc mở sự phiên mã của mỗi gen chuyên biệt hoặc các nhóm gen. • Cơ chế phân tử cho mỗi mô hình điều hòa hoàn toàn khác nhau, nhưng thường theo một trong hai kiểu chính: - Điều hòa âm tính:liên kết với protein ức chế ngăn cản quá trình phiên mã. - Điều hòa dương tính: liên kết với protein hoạt hoán khởi động quá trình phiên mã. -> Điều hòa âm tính phổ biến phổ biến cho prokaryote, trong khi điều hòa dương tính lại phổ biến cho eukaryote. Mụ hỡnh iu hũa biu hin gen prokaryote: 1. Operon cm ng: - operon lac. - operon arabinose. 2. Operon kỡm hóm. operon tryptophan. operon l gỡ? Các gen cấu trúc liên quan về chức n ng thờng phân bố liền nhau thành cụm và có chung một cơ chế điều hoà đợc gọi là Opêron. Nhim sc th E. coli vi v trớ tng i ca cỏc operon khỏc nhau. Sơ đồ cấu trúc của operon lac: Gồm: - Gen cấu trúc ( Z, Y, A ): tổng hợp enzim để phân giải lactozo - Vùng vận hành (O): chứa protein ức chế quá trình phiên mã. - Vùng khởi động (P): nơi mARN polymeraza bám vào và khởi động phiên mã. - Gen điều hòa (R): tạo protein ức chế và liên kết với vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã. Gen này không nằm trong cấu trúc của operon lac. P R P 0 Z Y A Gen ®iÒu hoµ Opªron Lac • (A). bản đồ của operon lac. • (B). sơ đồ của operon lac ở trạng thái bị kìm hãm. • (C). sơ đồ của operon lac ở trạng thái được kích thích. A.1.Sự điều hòa hoạt động của operon lac: • Khi môi trường có chứa lactozo: gen điều hòa tổng hợp protein ức chế liên kết với vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã. • Khi môi trường có lactozo: lactozo liên kết với protein ức chế nên ARN polymeraza liên kết được với vùng khởi động để tiến hành phiên mã. • Trong phiên mã các mARN của các gen cấu trúc tạo ra các enzim phân giải đường lactozo. [...]... tạo nên • Điều hòa kiểu attenuation không thể xảy ra ở eukaryote vì ở eukaryote sự phiên mã và dịch mã không xảy ra đồng thời Sự phiên mã xảy ra trong nhân, còn sự dịch mã xảy ra ở tế bào chất • Điều hòa ở operon lac và operon trp là ví dụ về một trong số các cơ chế quan trọng điều hòa hoạt động gene ở mức phiên mã của prokaryote B.Sự điều hòa biểu hiện gen ở eukaryote: • • Điều hòa hoạt động gene ở... photphat, lập cầu nối disulfide hoặc cắt bỏ 1 đoạn peptit ở giữa protein III.Ví dụ một số biểu hiện gen • Những tế bào cơ và tế bào gan chứa những gen như nhau, nhưng chức năng của những tế bào này không được quyết định bằng những khác nhau trong hệ gen của chúng mà được quyết định bằng những mô hình điều hòa biểu hiện gen – chi phối sự phát triển và biệt hóa ... hợp tryptophan được tổng hợp A.3 .Điều hòa dương operon lac: - Xảy ra khi cả glucose và lactose cùng tồn tại Khi đó việc tổng hợp enzyme phân hủy lactose bị glucose ức chế Khi đó cần một cơ chế điều hòa khác - Nồng độ glucose điều hòa nồng độ của cAMP(những phân tử nhỏ adenosine monophosphate vòng, được tổng hợp bởi enzymee adenyl cyclase), và nồng độ cAMP lại điều hòa hoạt tính của lac operon - Khi... CAP(cyclic AMP receptor protein) Phức hợp cAMP-CAP gắn vào vị trí có tên CAP trên operon kích thích RNA-polymerase gắn chặt hơn vào operon và thực hiện phiên mã để tổng Bốn trạng thái điều hòa của operon lac Phiên mã dở (Attenuation) • Kiểu điều hòa thứ hai được phát hiện ở operon tryptophan được gọi là attenuation • Attenuation là kết quả sự tương tác giữa các trình tự DNA trong vùng leader của bản phiên... polypeptide Trình tự lặp lại ngắn này có ý nghĩa trọng điều hòa – Bốn đoạn của RNA leader là vùng 1, 2, 3 và 4 tạo thành do khả năng kết cặp của các base với nhau Các base ở vùng 1 kết cặp với vùng 2, vùng 3 kết cặp với vùng 4 • A Sơ đồ phiên mã của leader trp • B Chi tiết cấu trúc của 2 codon trp ở vòng 1-2 • Attenuation là cơ chế điều hòa tinh tế trên cơ sở điều hòa âm tính: Khi tRNAtrp đến đủ cung cấp cho... trường 1 cách trực tiếp – Cấu trúc TB Eukaryote và TB Prokaryote khác nhau nhiều: • Eukaryote có vỏ nhân: có phiên mã, giải mã • NST = ADN + histon • NST xoắn vặn -> tháo xoắn • Cấu tạo gen phức tạp hơn • Quá trình điều hòa gồm 6 bước: - Phiên mã - Cắt bỏ intron, nối exon ( spling) - ARN thông tin gắn với một số protein đặc hiệu xuyên qua lỗ nhân ra bào tương - Hủy các mARN không được dùng để dịch mã...A.2 .Điều hòa âm ở tryptophane operon: -Tryptophane trong tế bào được tổng hợp bởi sự tham gia của 5 loại enzyme xúc tác - Nếu tế bào được nuôi trong môi trườn có trytophane thì tryptophane trở thành một chất... để tổng hợp ra protein mà thông qua trung gian là mARN • Đặc điểm: - Chỉ có 1 trong 2 mạch phân tử AND được dùng làm khuôn để tộng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung A=U, G=X mARN chứa thông tin của một gen - ARN-polymerase bám vào AND làm tách mạch và di chuyển theo hướng 3’-5’ trên mạch khuôn AND, để ARN được tổng hợp theo hướng 5’-3’ Diễn biến quá trình phiên mã: Các nhân tố tham gia: - Enzim: cần . • Điều hòa ở operon lac và operon trp là ví dụ về một trong số các cơ chế quan trọng điều hòa hoạt động gene ở mức phiên mã của prokaryote. B.Sự điều hòa biểu hiện gen ở eukaryote: • Điều hòa. Eukaryote A.SỰ ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN Ở PROKARYOTE: • Có 2 đặc điểm: - Có khả năng nhận biết các điều kiện trong môi trường. - Có khả năng tắt hoặc mở sự phiên mã của mỗi gen chuyên biệt. Điều hòa biểu hiện gen • Nhóm 5: Nguyễn Thị Thắm Nguyễn Phương Hạnh Hoàng Mạnh Hải Nguyễn Viết Hải Lê Thu Trang Nguyễn THị THúy Lan I.Khái niệm: - Điều hoà hoạt động của gen chính