Bài giảng Điều hòa biểu hiện gen ở prokaryote

Chia sẻ: Minh Quan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điều hòa biểu hiện gen ở prokaryote với mục tiêu giúp các bạn đọc nhận biết được bản chất của kiểm soát biểu hiện gene ở Prokaryote và Eukaryote; Liệt kê các trình tự trên ADN tham gia vào điều hòa biểu hiện gene; Trình bày hoạt động của operon trong cơ chế điều hòa âm và điều hòa dương; Phân biệt hoạt động của Trp operon và Lac operon ở E.coli. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điều hòa biểu hiện gen ở prokaryote

ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN Ở PROKARYOTE 1
Mục tiêu: Sau khi học xong bài này, sinh viên có thể: - Nhận biết được bản chất của kiểm soát biểu hiện gene ở Prokaryote và Eukaryote. - Liệt kê các trình tự trên ADN tham gia vào điều hòa biểu hiện gene. - Trình bày hoạt động của operon trong cơ chế điều hòa âm và điều hòa dương. - Phân biệt hoạt động của Trp operon và Lac operon ở E.coli 2
Cơ sở điều hòa biểu hiện gen ở Prokaryote 1. Operon 1962, Jacop – Monod nêu lên khái niệm Operon. Một operon gồm: Một số gen cấu trúc : Gen → mRNA → (Protein) men 3
1. Operon - Promotor: (Vùng khởi đầu) + Điều khiển sự phiên mã của gen cấu trúc + Đứng trước gen cấu trúc đầu tiên + RNA polymerase gắn kết với Promotor → phiên mã gen cấu trúc 4
1. Operon Operator: (Vùng vận hành) - Một đoạn DNA “gối” lên đầu 3’ của promotor hoặc đôi khi đầu 5’ của gen cấu trúc đầu tiên. 5
- Gen điều khiển (r- regulator gene) sự phiên mã của các gen cấu trúc của operon. + Có promotor riêng + Gen điều khiển → mRNA ngắn → protein điều khiển → gắn kết với operator – điều khiển sự phiên mã của gen cấu trúc. Gen r → chất kìm hãm hoặc chất hoạt hóa 6
Gen cấu trúc Protein điều khiển Chuỗi phản ứng sinh hóa Chất tiền Sản phẩm Sản phẩm thân trung gian Mô hình một operon 7
1.Hoạt động của operon trong cơ chế điều hòa âm (negative control) Gen điều hòa sản xuất ra protein kìm hãm. Trường hợp 1: (hình A) protein kìm hãm hoạt động → Gen cấu trúc ở trạng thái đóng → protein kìm hãm này rời khỏi vị trí vận hành? → Gen cấu trúc mở. Trường hợp 2: (hình B ) protein kìm hãm không hoạt động → Gen cấu trúc ở trạng thái mở→ Protein kìm hãm này hoạt động? → Gen cấu trúc đóng. Loại bỏ chất gắn?
2. Hoạt động của operon trong cơ chế điều hòa dương (positive control) Gen điều hòa sản xuất ra protein hoạt hóa. Trường hợp 1: (hình A) protein hoạt hóa hoạt động gắn với vị trí vận hành, đồng thời ARN polymerase gắn với vùng khởi đầu)→ Gen cấu trúc ở trạng thái mở → protein hoạt hóa rời khỏi vị trí vận hành? → Gen cấu trúc đóng. Trường hợp 2: (hình B ) protein hoạt hóa không hoạt động → Gen cấu trúc ở trạng thái đóng→ Protein hoạt hóa hoạt động? → Gen cấu trúc mở. Loại bỏ chất gắn?
Hoạt động của Trp operon ở E.coli Tác nhân kìm hãm - tryptophan 10
Dị hóa lactose ở vi khuẩn 11
Hoạt động của Lac operon ở E.coli Không có mặt lactose Gen điều khiển lac Sự phiên mã và Không phiên mã giải mã Chất kìm Protein kìm hãm có hai vị trí liên hãm hoạt kết, một liên kết với allolactose động và một vị trí liên kết với ADN. 12
Operon lac của E.coli Có mặt lactose Khi lactose hiện diện, một số bị biến đổi thành allolactose, allolactose kết hợp với protein kìm hãm Gen điều khiển lac Sự phiên mã và giải Sự phiên mã và mã giải mã Chất kìm hãm không liên kết với operator Protein kìm hãm có hai vị trí liên kết, một liên kết với allolactose và một vị trí liên kết với ADN. 13
Lac operon được điều hòa bởi protein hoạt hóa dị hóa (catabolite activator protein- CAP) - Ở vi khuẩn E.coli và một số vi khuẩn khác, khi glucose có mặt, sự chuyển hóa các loại đường khác bị kìm hãm, hiện tượng này được gọi là sự ức chế dị hóa (catabolite repression). Sự ức chế dị hóa là kết quả của sự điều hòa dương trong việc đáp ứng với glucose. - Điều hòa dương được thực hiện thông qua sự liên kết của CAP ở một vị trí có trình tự ADN đặc biệt gần với promoter của lac operon. - RNA polymerase không liên kết hữu hiệu với promoter trừ khi CAP gắn kết đầu tiên trên ADN- tạo phức với cAMP. 14
Hình- Sự kết hợp phức cAMP-CAP vào ADN để tạo nên sự bẻ cong trên ADN và hoạt hóa sự phiên mã 15
Lac operon được điều hòa bởi protein hoạt hóa dị hóa (catabolite activator protein- CAP) - Sự biểu hiện của gen đích được mở hay đóng tùy thuộc nồng độ cAMP trong tế bào lần lượt là cao hay thấp. - Ở vi khuẩn E.coli, nồng độ cAMP nghịch với nồng độ glucose. 16
Hình- CAP điều hòa lac operon khi nồng độ glucose thấp 17
Hình- CAP điều hòa lac operon khi nồng độ glucose cao 18