Đi u hoà âm tính c a cácề ủ
operon c m ng: lac operon ả ứ
Đ i di n cho t t c các operon c a cácạ ệ ấ ả ủ
lo i đ ng di- và polysaccharide (mà viạ ườ
khu n s d ng nh m t ngu n cung c pẩ ử ụ ư ộ ồ ấ
các h p ch t carbon và năng l ng) làợ ấ ượ
operon lactose ởE. coli.
Operon lactose có ch c năng s n sinh cácứ ả
enzyme tham gia vào quá trình h p thấ ụ
và phân gi i đ ng lactose (m tả ườ ộ
disacharide) thành galactose và glucose.
Nó ch ho t đ ng khi có m t đ ngỉ ạ ộ ặ ườ
lactose, vì v y lactose đ c g i là ch tậ ượ ọ ấ
c m ng và ả ứ lac operon đ c g i làượ ọ
operon c m ngả ứ (inducible) hay operon
d hoáị (catabolite). Nói đúng ra, ch tấ
c m ng là allolactose; ả ứ lactose (liên k tế
galactosid d ng β-1,4) b bi n đ i thànhạ ị ế ổ
ch t trung gian trong quá trình thu phânấ ỷ
lactose d i tác d ng c a β-ướ ụ ủ
galactosidase, g i là ọallolactose (liên k tế
β-1,6).
1. C u trúc c a ấ ủ lac operon
Các thành ph n c a ầ ủ lac operon ởE. coli
nh sau :ư
C u trúc chi ti t các vùng khác nhau c aấ ế ủ
operon lactose.
- Nhóm các gene c u trúcấ bao g m baồ
gene: lacZ, lacY và lacA (nói g n là Z, Yọ
và A); trong đó lacZ mã hoá cho b
galactosidase (thu phân lactose), ỷlacY
mã hoá cho permease (v n chuy nậ ể
lactose qua màng) và lacA mã hoá
transacetylase (ch c năng không rõ ràng;ứ
theo ý nghĩa nó không ph i là enzymeả
liên quan tr c ti p đ n s chuy n hoáự ế ế ự ể
lactose).
- Y u t ch huyế ố ỉ (lac operator) là trình tự
DNA dài ~34 c p base cách gene ặZ
ch ng 10 c p base v phía tr c, là v tríừ ặ ề ướ ị
t ng tác v i ch t c ch . Nó ch a trìnhươ ớ ấ ứ ế ứ
t 24 c p base đ iự ặ ố x ng xuôi ng c,ứ ượ
giúp ch t c ch (ấ ứ ế lac repressor) có thể
nh n bi t và bám vào b ng cách khu chậ ế ằ ế
tán d c theo DNA t c hai phía.ọ ừ ả
- Vùng kh i đ ngở ộ (lac promotor) là đo nạ
DNA dài ch ng 90 c p base n m tr cừ ặ ằ ướ
và trùm lên lac operator 7 c p base. Nóặ
ch a hai v trí t ng tác v i RNAứ ị ươ ớ
polymerase và v i protein ho t hoá dớ ạ ị
hoá (catabolite activator protein = CAP,
ho c CRP - xem m c V). Đi m kh iặ ụ ể ở
đ u phiên mã là v trí g n cu i c a ầ ị ầ ố ủ lac
promoter.
- Gene đi u hoà ề(regulatory gene) n mằ
tr c vùng kh i đ ng, mã hoá m tướ ở ộ ộ
protein c ch g m b n polypeptideứ ế ồ ố
gi ng nhau, g i là t phân (tetramer),ố ọ ứ
đ u ch a 360 amino acid.ề ứ
2. C ch đi u hoà âm tính c a ơ ế ề ủ lac
operon
Khi trong môi tr ng nuôi c y ườ ấ E. coli
v ng m t lactose (allolactose, ch t c mắ ặ ấ ả
ng) thì ứlac operon không ho t đ ng,ạ ộ
nghĩa là các enzyme tham gia h p th vàấ ụ
phân gi i lactose không đ c sinh ra.ả ượ
Nguyên nhân là do ch t c ch c aấ ứ ế ủ
operon (lac repressor) v n t thân cóố ự
ho t tính, bám ch t vào y u t ch huyạ ặ ế ố ỉ
(lac operator) và gây kìm hãm s phiênự
mã c a các gene c u trúc Z, Y và A. Doủ ấ
đó các s n ph m enzyme c a ả ẩ ủ lac operon
không đ c t o ra; t c bi u hi n âmượ ạ ứ ể ệ
tính.
(a) (b)