I. Khái quát về điều hoà hoạt động của gen
- Điều hòa hoạt động của gen là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra.
- Điều hòa hoạt động của gen xảy ra ở nhiều mức độ:
+ Điều hòa phiên mã: Điều hòa số lượng mARN được tổng hợp trong tế bào.
+ Điều hòa dịch mã: Điều hòa lượng prôtêin được tạo ra.
+ Điều hòa sau dịch mã: Làm biến đổi prôtêin sau khi được tổng hợp để thực hiện chức năng nhất định.
II. Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ
1. Cấu trúc của ôpêrôn Lac
* Khái niệm về ôpêron: Trên ADN của vi khuẩn, 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 ôpêron.
* Ôpêrôn Lac gồm 3 thành phần:
- Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A): Quy định tổng hợp enzim tham gia vào các phản ứng phân giải đường lactôzơ.
- Vùng vận hành (O): là vị trí tương tác với chất prôtêin ức chế ngăn cản phiên mã.
- Vùng khởi động (P): Là nơi mà ARN polimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã.
2. Cơ chế hoạt động của Ôpêrôn lac ở E.Coli.
- Khi môi trường không có Lactôzơ:
+ Gen điều hòa (R) tổng hợp prôtêin ức chế.
+ Prôtêin ức chế đến bám vào vùng vận hành.
+ Các gen cấu trúc không hoạt động phiên mã.
- Khi môi trường có Lactôzơ:
+ Phân tử Lactôzơ liên kết với prôtêin ức chế,làm biến đổi cấu hình prôtêin.
+ Prôtêin ức chế bị không liên kết được với vùng vận hành (bất hoạt), mARN của các gen Z, Y, A được tổng hợp và sau đó được dịch mã tổng hợp các enzim phân giải đường Lactôzơ.
+ Khi đường lactôzơ bị phân giải hết, prôtêin ức chế liên kết với vùng vận hành -> kết thúc phiên mã.
Sơ đồ tư duy điều hòa hoạt động của gen:
