4/24/2016
1
Gen và hoạt động
của gen
Học phần Thực phẩm Biến đổi gen
Nguyễn Tiến Thành – HUST-2016
Gen là gì?
Gen là một đoạn DNA đảm bảo tạo ra một sản phẩm cần
thiết đối với hoạt động sống của tếbào
Sản phẩm của gen: protein (mRNA), rRNA, tRNA và các RNA
khác tham gia kiểm soát hoạt động của hệgen
2 loại gen:
Gen cấu trúc: mã hoá cho protein tham gia vào các quá trình
trao đổi chất thông thường
Gen điều hoà: mã hoá cho protein có chức năng điều hoà các
hoạt động của gen
4/24/2016
2
Cấu trúc chung của gen nhân sơ
Vùng trình tựđiều hoà Vùng trình tựđiều hoà
Phiên mã
Dịch mã
Vùng mã hoá protein Vùng mã hoá protein
Các trình tựcó thểnhận biệt
promoter của vi khuẩn
4/24/2016
3
Một sốpromoter củaE.coli
Cấu trúc chung của gen nhân chuẩn
Vùng trình tựđiều hoà Vùng trình tựđiều hoà
Phiên mã
Biến đổi sau phiên mã
Dịch mã
Exon: vùng mã hoá
Intron: vùng không mang mã di truyền
Vùng mã hoá protein
Khung đọc mở
4/24/2016
4
Các thành phần chính của gen
Vùng mã hoá protein: nằm giữa bộba mã hoá start và stop, hay
còn gọi là khung đọc mởORF.
Promoter: đoạn khởi đầu, vịtrí đểcác enzyme sinh tổng hợp RNA
bắt đầu quá trình phiên mã tạo phân tửRNA
Operator (đoạn chỉhuy): đoạn ADN sẽđược gắn với nhân tốphiên
mã đểđiều khiển quá trình phiên mã.
Enhancer: đoạn ADN mà 1 protein kích hoạt quá trình phiên mã
gắn vào làm tăng cường sựphiên mã
Silencer: đoạn ADN gắn một protein ức chếsựphiên mã
Terminator: trình tựkết thúc cho quá trình dịch mã
5’ UTR; 3’ UTR: trình tựkhông dịch mã đầu 5’ và 3’ trên mRNA
RBS: ribosome binding site: điểm gắn ribosome
Terminator: trình tựkết thúc dịch mã
Mô tảsựkhác biệt chính giữa cấu trúc gen của sinh vật
nhân sơvà nhân chuẩn ?
Các hoạt động chính của gen
Tái bản (sao mã): tạo thành một bản sao giống nhưbản
gốc
Phiên mã: Quá trình sinh tổng hợp ra RNA
Dịch mã: Quá trình sinh tổng hợp protein từmRNA
DNA /gene
tRNA/rRNA
mRNA Protein
DNA
Tái bảnPhiên
mã
Dịch mã
4/24/2016
5
Quá trình tái bản gen ởsinh
vật nhân sơ
Các enzyme tham gia quá trình tái bản
Topoisomerase: tháo xoắn chuỗi DNA kép
DNA polymerase I, II, III: tổng hợp sợi DNA mới và sửa sai
RNA-polymerase: tổng hợp đoạn mồi
Primase: gắn mồi
Ligase: nối 2 nucleotide cạnh nhau tạo mạch polynucleotide
Ribonuclease: cắt bỏmồi sau khi tổng hợp xong
Các protein tham gia:
Protein B: Nhận biết điểm khởi đầu tái bản
Protein SSB: giữ2 mạch tách nhau trong khi tổng hợp sợi mới
Quá trình tái bản gen
các giai đoạn
Giai đoạn 1 mởxoắn:
Protein B gắn vào vịtrí bắt đầu quá trình sao mã
Topoisomase mởvòng xoắn tạo dạng chữY, có sựhợp
tác của enzyme helicase sửdụng năng lượng ATP để
tách liên kết hidro giữa 2 mạch
Protein SSB gắn vào đểgiữ2 mạch không chập lại
Giai đoạn 2: Tổng hợp mồi (mồi là đoạn DNA ngắn đểbắt
đầu quá trình kéo dài tạo chuỗi DNA)
RNA polymerase tạo một đoạn RNA ngắn bổsung với
mạch DNA
Primase gắn đoạn RNA mồi này vào mạch DNA