Bài giảng Sinh học phân tử: Điều hòa Gen - Nguyễn Thị Ngọc Yến

Bài giảng Sinh học phân tử: Điều hòa Gen nhằm giúp người học biết được: Điều hòa gen là gì; nắm bắt được các kiến thức về kiểm soát phiên mã như kiểm soát cảm ứng âm, kiểm soát ức chế âm; kiểm soát cảm ứng dương; biết về kiểm soát hậu dịch mã. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Sinh học phân tử: Điều hòa Gen - Nguyễn Thị Ngọc YếnĐIỀU HÒA GEN GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến Mục tiêu Điều hòa gen là gì? Kiểm soát phiên mã  Kiểm soát cảm ứng âm: lac operon  Kiểm soát ức chế âm: hệ tryptophan  Kiểm soát cảm ứng dương: operon arabinose Kiểm soát hậu dịch mã Hoạt động gen Sao chép Phiên mã Dịch mã  protein Điều hòa gen Điều hoà trao đổi chất, là điều khiển tốc độ của các quá trình sinh hoá bằng cách thay đổi thuận nghịch các chất có bản chất protein tham gia vào các quá trình này, hoặc điều hòa hoạt tính của chúng Điều hòa sinh tổng hợp protein  Sao chép  Phiên mã  Dịch mã Điều hoà hoạt tính proteinHoạt động genĐiều hòa sao chép Điều hòa sao chép 15 locus (Dna) di truyền kiểm soát sao chép Mỗi locus mã hóa cho 1 protein cần thiết cho quá trình sao chép  DnaA cần cho tổng hợp primer  DnaC cần cho việc gắn primer và tham gia phức hệ kéo dài Điều hòa sao chép SAO CHÉP ADN PROTEIN ĐIỀU HÒA KIỂM SOÁT DƢƠNG KIỂM SOÁT ÂMSự tích lũy chất hoạt hóa cho Tổng hợp chất kiềm hãm mộtđến ngưỡng đủ để khởi động cách giới hạn ngay khi bắt đầu một chu trình sao chép mới chu trình sao chép Một số thuật ngữ Protein - Enzyme Gen cấu mARN trúc Protein cơ cấu mARN PROTEIN ĐIỀU HÒAGen điều hòa Gắn vào KIỂM SOÁT GEN ĐẶC OPERATOR HIỆU ( kiểm soát sự phiên mã) Một số thuật ngữProtein điều hòa gồm có Protein ức chế  = Repressor  Gắn operator ngăn cản phiên mã  Thường gặp trong phản ứng đồng hóa Protein hoạt hóa  = Activator  Gắn promoter/ enhancer cần thiết cho sự biểu hiện operon (kích thích sự phiên mã gen cấu trúc)  Thường gặp trong phản ứng dị hóa Một số thuật ngữ Promoter: trình tự khởi động Operator: trình tự trên ADN để protein điều hòa (thường là protein ức chế) gắn vào Enhancer: trình tự tăng cường trên ADN để protein hoạt hóa gắn vào. Protein này cũng có thể gắn lên promoter3 5 Promoter Operator Gene 1 Gene 2 Gene 3ARN polymerase Repressor Một số thuật ngữ Operator có thể nằm cạnh promoter hoặc phủ lên 1 phần hoặc toàn bộ promoter Vi tri khơi đâu tông hơp mARN 3 Vùng-35 Vùng-10 5’ TTGACA TTTTACCTCTGGCGGT TATAAT GGTTGC ATGTA (hôp Pribnow) Promoter mARN Operator Một số thuật ngữ 1 gen cấu trúc (1 nhóm gen) đứng sau trình tự promoter. ARN pol nhận diện promoter sẽ phiên mã sợi có nghĩa thành mARN Operon: đơn vị phiên mã gồm >= 1 promoter, các gen mã hóa mARN, >= 1 operator  Operon vi khuẩn  Operon nhân thậtOperon TB nhân nguyên thủy Điều hòa phiên mã Hoạt động phiên mã của gen có thể không được điều hòa nếu sản phẩm của chúng không liên quan tới điều kiện môi trường: những sản phẩm không phụ thuộc vào môi trường như vậy được tổng hợp liên tục Số lượng của những sản phẩm không được điều hòa vẫn có thể thay đổi phụ thuộc vào ái lực tương đối của ARN polymerase với promoter. Các promoter có ái lực cao sẽ tạo nhiều sản phẩm của gen hơn là có ái lực thấp Điều hòa phiên mã Điều hòa âm: gen bị điều hòa bởi pro ức chế (repressor) Điều hòa dương: gen bị điều hòa bởi pro hoạt hóa (activator) Điều hòa phiên mã Chất “mở” gen, làm cho gen phiên mã được: chất cảm ứng Chất “đóng” sự phiên mã: chất ức chếCó 4 loại điều hòa cơ bản:  Cảm ứng âm  Ức chế âm  Cảm ứng dương  Ức chế dương Điều hòa phiên mã Cảm ứng âm (giải ức chế): Repressor đang cản trở phiên mã. Chất cảm ứng sẽ bất hoạt repressor, thúc đẩy phiên mã Ức chế âm: gen đang phiên mã. Chất ức chế hoạt hóa repressor  phức hợp đồng ức chế ngăn cản phiên mã Cảm ứng dương: gen không phiên mã. Chất cảm ứng hoạt hóa activator  phức hợp hoạt hóa thúc đẩy phiên mã Ức chế dương: Activator gắn vào gen  phiên mã. Chất ức chế bất hoạt activator  cản trở phiên mã Cảm ứng âm – lac operon Thường gặp trong phản ứng đồng hóa Operon bị kiểm soát bởi protein ức chế được cảm ứng để giải ức chế Cảm ứng âm Chất cảm ứng Gen bị điều hòa bởi repressor (âm) Chất mở gen + Gen đang bị đóng Giải ức chế ...