Điều hòa biểu hiện gene ở eukaryote

Điều hòa hoạt động gene ở eukaryote phức tạp hơn nhiều so với prokaryote. Liên quan đến điều hòa, giữa prokaryote và eukaryote có một số điểm khác biệt: - Ở eukaryote thường chỉ có một chuỗi polypeptide đơn được dịch mã từ một phân tử mRNA hoàn chỉnh. mRNA đa gene (polycistronic) chỉ có ở prokaryote, không có ở eukaryote.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều hòa biểu hiện gene ở eukaryote Điều hòa biểu hiện gene ở eukaryoteĐiều hòa hoạt động gene ởeukaryote phức tạp hơn nhiều so vớiprokaryote. Liên quan đến điều hòa, giữaprokaryote và eukaryote có một số điểmkhác biệt:- Ở eukaryote thường chỉ có một chuỗipolypeptide đơn được dịch mã từ mộtphân tử mRNA hoàn chỉnh. mRNA đagene (polycistronic) chỉ có ở prokaryote,không có ở eukaryote.- DNA của eukaryote gắn với proteinhistone tạo sợi chromatin, và gắn vớiprotein phi histone. Chỉ có một đoạn nhỏDNA để trần. Ở prokaryote, một vàiprotein có mặt trên nhiễm sắc thể bị gấpnếp, còn lại hầu hết DNA trần.- Một đoạn DNA quan trọng củaeukaryote chứa trình tự nucleotide lặplại trung bình hoặc lặp lại cao. Mộtvài trình tự lặp lại được xếp nối tiếpthành các bản sao tiếp nối nhau, một vàitrình tự khác lại không xếp nối tiếp. Vikhuẩn chứa đoạn DNA lặp lại nhỏkhác các gene của rRNA và tRNA nhânđoạn và một vài yếu tố di động.Một đoạn lớn DNA của eukaryote khôngđược dịch mã. Hầu hết trình tựnucleotide không được mã hóa thànhprotein. Các eukaryote đơn bào, chẳnghạn nấm men là trường hợp ngoại lệđối với tính chất này.Một vài gene eukaryote được biểu hiệnvà điều hòa nhờ cơ chế cấu trúc lạinhững đoạn DNA nhất định theo mộtphương thức được điều khiển và đểtăng số lượng các gene đặc biệt này khicần thiết.Các gene eukaryote là gián đoạn đượcphân thành các exon và intron. Các intronđược cắt bỏ trong quá trình chế biếnbản phiên mã RNA trước khi bắt đầudịch mã.Ở eukaryote, mRNA được tổng hợptrong nhân và được chuyển qua màngnhân, vào tế bào chất mới được sửdụng. Tế bào vi khuẩn không có nhânđược tách biệt với tế bào chất.1. Sự biến đổi DNAMột số gene của eukaryote đượcđiều hòa bằng sự biến đổi DNA.Chẳng hạn, những trình tự nhất định cóthể được khuyếch đại hoặc cấu trúc lạitrong genome hoặc các base có thể bịbiến đổi về mặt hóa học. Một vài biếnđổi được phục hồi, những biến đổi kháclại bền vững. Tuy nhiên những thayđổi bền vững này thường xảy ra ởtế bào sinh dưỡng, vì vậy chúngkhông được truyền lại cho thế hệ sauqua dòng giao tử.2. Các promoterTương tự vi khuẩn, các promoter củaeukaryote cũng nằm phía trước điểmxuất phát trên mRNA và có nhữngtrình tự được bảo tồn trong tiến hóa.Hộp TATA định hướng cho mRNA bắtđầu phiên mã nằm ở phía trước điểmbắt đầu phiên mã khoảng 30 bp ở độngvật có vú và 60 đến 120 bp ở nấm men.Hộp TATA hoạt động có hiệu quả cùngvới 2 trình tự tương ứng ở phía trướckhoảng 40 bp là CCAAT và 110 bp làtrình tự giàu GC. Sự thay đổi hộp TATAlàm giảm tốc độ phiên mã. Hiệu quảcủa tốc độ phiên mã được đo bằng sựthay đổi của từng base trong promoter* Sự cấu trúc lại DNA theochương trình (programmed DNArearrangement) Sự cấu trúc lại trình tựDNA trong genome là cơ chế bất thườngnhưng quan trọng, nhờ đó một số geneđược điều hòa.3. Những trình tự tăng cường phiênmã (Enhancer)Các thụ thể của hormone và nhữngprotein hoạt hóa phiên mã khắc gắn vớitrình tự DNA đặc biệt được biết làenhancer. Trình tự enhancer khá ngắn(thường chỉ 20 cặp base) được tìm thấyở các vị trí khác nhau quanh gene đượcđiều hòa. Hầu hết các enhancer nằm ởphía dưới điểm bắt đầu phiên mã (đôikhi cách xa nhiều kb). Nhữngenhancer khác là các intron nằm trongvùng mã hóa và một vài enhancer thậmchí nằm ở đầu 3 của gene.Enhancer là thành phần nhạy cảmcủa tổ chức gene ở eukaryote vìchúng cho phép gene phiên mã chỉ khinào có nhân tố hoạt hóa phiên mã đúng.Một vài enhancer phản ứng với các phântử bên ngoài tế bào, chẳng hạn hormonesteroid tạo phức hợp receptor-hormone.Những enhancer khác phản ứng vớicác phân tử được tạo thành ở bêntrong tế bào (chẳng hạn trong suốtquá trình phát triển). Những enhancernày cho phép các gene dưới sự điềukhiển của nó tham gia vào biệt hóa tếbào (diffrentiation) hoặc được biểu hiệntheo cách đặc biệt ở trong mô. Nhiềugene ở dưới sự kiểm soát của cácenhancer khác nhau, vì vậy chúng có thểphản ứng với nhiều tín hiệu phân tửkhác nhau cả bên trong và bên ngoài.Sơ đồ tổ chức các gene điển hình ởEukaryote bậc caoQua sơ đồ ở hình 11.8 cho thấy nhiềuyếu tố di truyền được tìm thấy ở tronggene của eukaryote điển hình. Phức hợpphiên mã bám vào promotor bắt đầu tổnghợp mRNA. Vùng mã hóa của gene(exon) bị gián đoạn bởi một hoặcnhiều trình tự gián đoạn (intron), cáctrình tự này sẽ bị loại bỏ trong quátrình chế biến RNA. Sự phiên mã đượcđiều hòa bởi các yếu tố enhancer, cácyếu tố này phản ứng với các phân tửkhác nhau có vai trò là tín hiệu cảm ứng.Enhancer có mặt ở cả phía trên và phíadưới promoter. Một vài enhancer cónhiều bản sao.Nhiều enhancer kích thích phiên mã bằngcách hình thành vòng DNA (DNAlooping), liên quan đến sự tương tácgiữa các vùng cách xa nhau có liên quandọc sợi DNA. Các nhân tố cần thiết chophiên mã bao gồm protein hoạt hóa phiênmã, nó tương tác với ít nhất một yếu tốprotein có trong một hoặc nhiều phứchợp protein lớn, nhiều yếu tố. Y ...