Điều hoà trước phiên mã - Sinh vật nhân thực

Bình thường phần lớn các gen bên trong tế bào của cơ thể nhân thực đều bị bất hoạt, chỉ khi nào tế bào cần đến loại sản phẩm nào thì các gen tương ứng mới được hoạt động. Điều hoà hoạt động gen sinh vật nhân thực đa bào phức tạp hơn nhiều so với sinh vật nhân sơ. Điều hoà hoạt động gen có thể được thực hiện ở tất cả các mức độ : từ điều hoà trước phiên mã, điều hoà phiên mã, điều hoà sau phiên mã, điều hoà dịch mã và sau dịch mã....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều hoà trước phiên mã - Sinh vật nhân thực Điều hoà trước phiên mã - Sinh vật nhân thựcBình thường phần lớn các gen bêntrong tế bào của cơ thể nhân thựcđều bị bất hoạt, chỉ khi nào tế bàocần đến loại sản phẩm nào thì cácgen tương ứng mới được hoạtđộng. Điều hoà hoạt động gen sinhvật nhân thực đa bào phức tạp hơnnhiều so với sinh vật nhân sơ. Điềuhoà hoạt động gen có thể được thựchiện ở tất cả các mức độ : từ điềuhoà trước phiên mã, điều hoà phiênmã, điều hoà sau phiên mã, điềuhoà dịch mã và sau dịch mã.Điều hoà trước phiên mãADN của sinh vật nhân thực đượcliên kết với rất nhiều loại prôtêinkhác nhau tạo nên chất nhiễm sắc(chromatin). Cấu trúc của chấtnhiễm sắc có thể được biến đổitheo các mức độ khác nhau tuỳthuộc vào các giai đoạn của chu kìtế bào. Khi ở kì trung gian, nhữngvùng nhiễm sắc thể chứa các genđang hoạt động thì ADN ở vùng đódãn xoắn tối đa và chất nhiễm sắctại vùng đó được gọilà nguyên nhiễm sắc (euchromatin).Vùng được gọi là dị nhiễm sắc(heterochromatin) là vùng khôngchứa gen hoặc chứa các gen ở trạngthái không hoạt động vì ADN ởvùng này bị co xoắn chặt.Các gen của sinh vật nhân thực cóthể bị bất hoạt dài hạn khi một sốnuclêôtit ở vị trí nhất định bị biếnđổi bằng cách gắn thêm nhómCH3 vào gốc xitôzin khi ADN đượcnhân đôi và người ta gọi hiện tượngđó là mêtyl hoá. Khi vùng nhiễmsắc được mêtyl hoá thì ADN bị coxoắn chặt lại và gen không thểphiên mã được.Bằng thực nghiệm, người ta đãchuyển các gen đang hoạt động vàocùng dị nhiễm sắc thì các gen nàylại trở nên bất hoạt. Một trong hainhiễm sắc thể X của nữ giới và củađộng vật có vú bị bất hoạt cũngbằng cơ chế này. Khi vùng nhiễmsắc thể đã bị mêtyl hoá thì trạngthái này được di truyền từ tế bàonày sang tế bào khác.Mêtyl hoá đóng vai trò quan trọngtrong quá trình biệt hoá tế bào (ởcác mô nhất định, hầu hết các gentrong hệ gen bị đóng và chỉ một sốgen nhất định hoạt động vào thờiđiểm nhất định). Trong quá trìnhhình thành tế bào tinh trùng vàtrứng ở người cũng như ở các loàiđộng vật có vú khác, một số gennhất định ở trứng bị bất hoạt bằngcách mêtyl hoá trong các gen tươngứng trong tinh trùng lại không bịbất hoạt hoặc ngược lại một số genở tinh trùng bị bất hoạt trong khi đócác gen tương ứng trong tế bàotrứng lại vẫn hoạt động. Cách thứcbất hoạt các nhóm gen khác nhau ởtế bào trứng và tế bào tinh trùngcủa cùng một loài như vậy đượcgọi invết hệ gen (genomictmprinting). Điều này giúp giảithích tại sao hợp tử, ví dụ ở người,chỉ phát triển thành cơ thể bìnhthường nếu chứa cả nhân của tinhtrùng và nhân của trứng. Nếu tế bàotrứng chứa 2 bộ nhiễm sắc thể đơnbội của cùng một giới thì hợp tửkhông phát triển được thành cơ thể.Gen có thể được hoạt hoá hay bấthoạt bằng cách axêtin hoá hoặc khửaxêtin : Axêtin hoá là hiện tượnggắn thêm nhóm – COCH3 vào gốclizin tại đầu N của prôtêin histôncấu tạo nên nuclêôxôm. Còn hiệntượng khử axêtin là hiện tượng loạinhóm - COCH3 ra khỏi prôtêinhistôn. Khi COCH3 được gắn vàogốc lizin sẽ làm trung hoà điện tíchdương của nó và do vậy lizin khôngthể liên kết được với cácnuclêôxôm khác làm cho ADNđược dãn xoắn và promoter của gentiếp xúc được với ARN pôlimerazanên phiên mã có thể được thựchiện.Ở một số tế bào, một số gen nhấtđịnh có thể được lặp lại nhiều lầnlàm tăng số lượng bản sao, do vậylàm tăng sản phẩm của gen để đápứng nhu cầu của tế bào. Đối vớimột số mô, thậm chí toàn bộ hệ genđược nhân lên nhiều lần nhưngkhông kèm theo phân chia tế bàochất (hiện tượng nội nguyên phân).Ví dụ, ở tế bào tuyến nước bọt củaấu trùng ruồi giấm, hiện tượng nộinguyên phân đã tạo nên bộ nhiễmsắc thể đa sợi hay còn gọi là bộnhiễm sắc thể khổng lồ với hệ genlưỡng bội được tăng lên tới 10 lầnso với bình thường (2n).Đình Dương ...