Operon Lac và điều hoà
dương tính
Khi trong môi trường vừa có đường
lactôzơ vừa có đường glucôzơ, thì
opêron Lac cũng không thể hoạt động
được vì tế bào ưu tiên sử dụng đường
glucôzơ trước theo kiểu ' hết nạc mới'
vạc đến xương" vì việc phân giải
glucôzơ ít tốn kém năng lượng hơn.
Vậy làm thế nào tế bào thực hiện
được điều này ?
Khi tế bào phân giải đường glucôzơ
thì chính sản phẩm của quá trình dị
hoá đường này ức chế opêron Lac
làm cho nó không thể hoạt động được.
Sản phẩm của quá trình phân giải
đường glucôzơ tác động trực tiếp làm
thay đổi nồng độ chất AMP vòng (viết
tắt theo tiếng Anh là cAMP). Khi nồng
độ glucôzơ trong tế bào tăng thì nồng
độ AMP trong tế bào giảm và ngược
lại, khi glucôzơ trong tế, bào bị phân
giải thì nồng độ CAMP trong tế bào lại
cao. Nồng độ CAMP cao trong tế bào
là cần thiết để hoạt hoá opêron Lac.
cAMP giúp hoạt hoá opêron Lac bằng
cách nó liên kết với một chất được gọi
là prôtêin hoạt hoá sản phẩm dị hoá
(CAP) làm cho cấu hình của CAP
được biến đổi và do đó có thể liên kết
được với promoter. Phức hợp cAMP-
CAP liên kết với một vùng đặc hiệu
trên phía đầu promoter của opêron
Lac và nhờ đó làm tăng ái lực của
enzim ARN pôlimeraza với promoter
(liên kết với promoter thường xuyên
hơn) và quá trình phiên mã được tăng
cường. Vì vậy, CAP chính là một loại
chất hoạt hoá gen (hoạt hoá phiên
mã).
Khi nồng độ gluôzơ trong môi trường
tăng lên thì nồng độ cAMP trong tế
bào iảm đi và khi không có cAMP lên
kết với CAP thì nó không thể liên kết
được với promoter của opêron Lac và
ơpêron này không thể phiên mã được
hoặc phiên mã rất ít, Như vây có thể
nói ơpêron Lac vừa chịu sự điều hoà
âm tính vừa chịu sự điều hoà dương
tính. Opêron Lac chỉ có thể hoạt động
khi prôtêin ức chế bị bất hoạt không có
khả năng liên kết được với operator
tuy nhiên điều này là chưa đủ vì nếu
không có CAP liên kết với promoter thì
tốc độ phiên mã xảy ra rất thấp.
Tốc độ phiên mã chỉ được tăng cường
tới mức cần thiết khi prôtêin hoạt hoá
liên kết được với promoter. Ta có thể
ví prôtêin ức chế khi bị bất hoạt giống
như ta bật nút (on/off) chiếc đài radio
còn prôtêin hoạt hoá khi liên kết với
promoter giống như khi ta vặn tăng nút
âm thanh choài (nút volume)
