CHƯƠNG 10: ĐIỀU HÒA SỰ BIỂU HIỆN CỦA GENE

Chia sẻ: Trần Thanh Phương Dung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

158
lượt xem 35
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Biểu hiện liên tục hay gene cơ cấu (constitutive gene): gene phiên mã liên tục tạo protein cần thiết cho đời sống tế bào dưới mọi điều kiện (ví dụ các enzyme cơ bản của tế bào – constitutive enzyme). Ví dụ: gene mã hóa enzyme quá trình đường phân, protein của bộ khung tế bào hay nhiễm sắc thể, protein của lưới nội chất, bộ Golgi hay màng nhân.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 10: ĐIỀU HÒA SỰ BIỂU HIỆN CỦA GENE

X.1. Caùc kieåu ñieàu hoøa söï bieåu hieän gene 1. Söï bieåu hòeän cuûa gene (gene expression): quaù trình moät gene ñöôïc phieân maõ, dòch maõ thaønh saûn phaåm coù chöùc naêng cuûa teá baøo. PHAÀN II: CÔ SÔÛ DI TRUYEÀN HOÏC CHÖÔNG 10: ÑIEÀU HOØA SÖÏ BIEÅU HIEÄN CUÛA GENE TS. Nguy n Hoài Hương Gene ôû cacù ñoäng vaät ña baøo gioáng nhau. Möùc ñoä caùc gene ñöôïc bieåu hieän khoâng gioáng nhau. 2. Caùc kieåu bieåu hieän gene Bieåu hieän lieân tuïc hay gene cô caáu (constitutive gene): gene phieân maõ lieân tuïc taïo protein caàn thieát cho ñôøi soáng teá baøo döôùi moïi ñieàu kieän (ví duï caùc enzyme cô baûn cuûa teá baøo – constitutive enzyme). Ví duï: gene maõ hoùa enzyme quaù trình ñöôøng phaân, protein cuûa boä khung teá baøo hay nhieãm saéc theå, protein cuûa löôùi noäi chaát, boä Golgi hay maøng nhaân. Gene đư c đi u hòa Bieåu hieän ñieàu hoøa hay gene đư c ñieàu hoøa (regulated gene): chæ hoaït ñoäng trong moät soá ñieàu kieän nhö -Phuï thuoäc vaøo giai ñoaïn phaùt trieån Gene cơ c u -Bieät hoùa t bào -Ñieàu kieän moâi tröôøng (to, aùnh saùng, troïng löïc) -Dinh döôõng (thöùc aên, hoùa chaát) Các t bào khác nhau bi u hi n các gene khác nhau -Thôøi gian trong ngaøy -Chu kyø teá baøo 1
Quaù trình bieåu hieän gene X. 2. Ñieàu hoøa bieåu hieän gene ôû Prokaryote Ñôn giaûn, moät sôïi DNA voøng, soá löôïng gene giôùi haïn Phieân maõ Chu trình tb ngaén 20-30 phuùt Dòch maõ Khoâng coù bieät hoùa tb Gene ñöôïc ñieàu hoøa do nhu caàu cuûa tb khi caàn thieát Phieân maõ Gaén choùp ôû ñaàu 5’ E. coli Gaén ñuoâi ôû ñaàu 3’ Splicing SoÁ löôïng : khoaûng 4000 gene mRNA tröôûng thaønh theo loã Protein mang SoÁ protein: 107 phaân töû goàm 3000 loaïi nhaân ra ngoaøi teá baøo chaát hoaït tính Dòch maõ Phieân maõ ôû vi khuaån 1. Caùc möùc ñieàu hoøa sigma factor: a) Ñieàu hoøa phieân maõ: TIeåu ñôn vò cuûa RNA polymerase Ñoùng hay môû gene nhaän bieát promoter (2x α, β, β‘ subunits) b) Ñieàu hoøa dòch maõ c) Ñieàu hoøa hoaït tính protein (enzyme) Ñieàu hoøa quaù trình bieán đoåi thöù caáp ñeå enzyme coù hoaït tính Proenzyme Enzyme (mostly A,G) Ñieàu hoøa ngöôïc. Trình töï base vieát theo höôùng Vi khu n bi u hi n nh ng gene khác 5‘ 3‘ nhau khi ngu n dinh dư ng thay đ i Promoter: nôi RNA polymerase gaén vaøo moät maïch DNA ñeå khôûi söï phieân maõ, vò trí ñieàu hoøa quan troïng 2
2. Ñieàu hoøa möùc phieân maõ Ñieàu hoøa aâm Nguyeân taéc: chæ söû duïng naêng löôïng khi caàn. Ñieàu hoøa aâm (negative control) = regulator protein (repressor) kìm haõm toång hôïp mRNA Khi protein kìm haõm Hieän töôïng Caûm öùng enzyme Kìm haõm enzyme (repressor protein) gaén ñieàu hoøa (enzyme induction) (enzyme repression) vaøo operator, RNA Chaát caûm öùng (Inducer): cô chaát Chaát kìm haõm (corepressor): chaát polymerase khoâng gaén cuûa enzyme coù maët trong moâi coù maët trong moâi tröôøng laøm Ñònh nghóa ñöôïc vaøo promotor, tröôøng daãn ñeán enzyme ñöôïc toång enzyme toång hôïp noù khoâng ñöôïc hôïp toång hôïp ngöøng phieân maõ Inducer laø cô chaát hoaëc chaát töông Corepressor laø saûn phaåm Effector töï cô chaát (analog) Nguyeân taéc ñieàu hoøa bieåu hieän gene ôû Prokaryote Regulator protein Repressor protein Repressor protein Gene ñieàu hoøa (regulator gene) ñoùng/ môû gene caáu truùc (structural Möùc ñieàu hoøa Phieân maõ Phieân maõ gene). Inducer gaén vaøo repressor protein, Corepressor gaén vaøo repressor thay ñoåi caáu truùc khoâng gian cuûa protein, thay ñoåi caáu truùc khoâng Gene ñieàu hoøa maõ hoùa protein kìm haõm (repressor protein). repressor. gian cuûa repressor. Cô cheá Repressor khoâng gaén ñöôïc vaøo Repressor gaén vaøo operator, ngaên Promotor: nôi RNA polymerase töông taùc ñeå khôûi söï phieân maõ operator, RNA polymerase gaén töï RNA polymerase gaén vaøo promoter, do vaøo promoter, baét ñaàu phieân maõ. ngöøng phieân maõ. Operator: trình töï naèm saùt caïnh hay naèm trong vuøng promotor, coù aùi löïc vôùi repressor töông öùng. Lac operon: 6kbp (1kbp=1000bp) Operon: ñôn vò hoaøn chænh cuûa bieåu hieän gene = nhoùm caùc gene cuøng phieân maõ vaø söï bieåu hieän cuûa chuùng cuøng ñöôïc ñieàu hoøa = promotor + operator + gene caáu truùc. Gene maõ Lac operon: ñieàu hoøa aâm, caûm öùng hoùa enzyme chöùa caùc gene caàn thieát ñeå dò hoùa lactose (Glucose laø nguoàn naêng löôïng öa thích cuûa E.coli), khi thieáu glucose, caùc gene maõ hoùa caùc enzyme dò hoùa lactose ñöôïc bieåu hieän ñeå söû duïng lactose. Lactose Galactose + Glucose Galactose Glucose Caàn ba enzyme: Ba gene caáu truùc maõ hoùa enzyme xuùc taùc chu trình phaân huûy β -galactosidase lactose thaønh glucose Permease Promotor: Transacetylase Operator: Gene ñieàu hoøa (regulator) maõ hoùa protein kìm haõm (repressor) Chaát caûm öùng (inducer): allolactose (ñoàng phaân cuûa lactose). 3
Ñieàu hoøa lac operon (Monod & Jacob Lac repressor gaén vaøo lac Trp operon: ñieàu hoøa aâm, kìm haõm model – giaûi Nobel 1965) operator, ngaên RNA-Pol gaén vaøo lac promotor. Khoâng coù lactose trong moâi tröôøng dd Stop phieân maõ. Kìm haõm phieân maõ Gene maõ hoùa enzyme Allolactose gaén vaøo repressor ngaên khoâng cho gaén vaøo operator; RNA-Pol Coù Lactose trong gaén vaøo promotor. moâi tröôøng dd Phieân maõ caùc enzyme Hoaït hoùa phieân maõ phaân huûy lactose. Gene caáu truùc trpEDCBA maõ hoùa enzyme sinh toång hôïp Trp Ptrp: promotor trpR: gene maõ hoùa trp repressor (aporepressor) Trp: corepressor Holorepressor (Trp + trp repressor) gaén vaøo operator Ngöøng phieân maõ enzyme Ñieàu hoøa trp operon X.3. Ñieàu hoøa bieåu hieän gene ôû Eukaryote 1. Caùc möùc ñieàu hoøa a) Caáu truùc nhieãm saéc chaát b) Phieân maõ a) Khoâng coù Trp c) Cheá bieán mRNA RNA-Pol gaén vaøo promotor Phieân maõ caùc gene maõ d) Vaän chuyeån mRNA tröôûng thaønh töø hoùa enzyme sinh toång hôïp Trp nhaân ra teá baøo chaát e) Phaân huûy mRNA khoâng beàn f) Dòch maõ g) Bieán ñoåi protein sau dòch maõ (glycosyl hoùa, acetyl hoùa, gaén ñuoâi acid beùo, thaønh laäp caàu disulfide…) h) Vaän chuyeån protein ñeán vò trí hoaït b) Trp tích tuï ñoäng Corepressor (Trp) gaén vaøo i) Ñoä oån ñònh cuûa protein. aporepressor, gaén vaøo operator ngaên caûn RNA-Pol. 4