Điều hòa và biểu hiện gen

Sự biểu hiện của gen chịu sự kiểm soát của cơ chế điều hòa. Đáp lại các biến đổi của môi trường bên trong và ngoài cơ thể. Thực hiện ở nhiều mức độ khác nhau và liên quan đến từng giai đoạn phát triển.Gen điều hòa giữ vai trò quan trọng trong việc đóng mở các gen cấu trúc để có biểu hiện tổng hợp protein đúng lúc, đúng nơi theo nhu cầu cụ thể của tế bào
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều hòa và biểu hiện gen TRƯỜNG ĐAỊ HOC ̣ CÔNG NGHIỆP TP.HCM ̣ CÔNG NGHỆ SINH HOC VIÊN ̣ VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHÂM ̉ Điều hòa và biểu hiện gen GV HD : Th.S Trần Hồng Bảo QuyênL/O/G/O TH : NHÓM 08 NỘI DUNG CHÍNH Đặc điểm điều hòa biểu hiện gen Mục đích Các mức độ biểu hiện gen Điều hòa âm tính –dương tính01/14/13 2ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN •Sự biểu hiện của gen chịu sự kiểm soát của cơ chế điều hòa. • Đáp lại các biến đổi của môi trường bên trong và ngoài cơ thể. • Thực hiện ở nhiều mức độ khác nhau và liên quan đến từng giai đoạn phát triển. •Gen điều hòa giữ vai trò quan trọng trong việc đóng mở các gen cấu trúc để có biểu hiện tổng hợp protein đúng lúc, đúng nơi theo nhu cầu cụ thể của tế bào01/14/13 3 ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN Ở PROKARYOTE• ̀ chinh Điêu ̉ hệ enzyme cho phù hợp với cać biên ́ đôỉ cuả môi trường để tăng trưởng, sinh san. ̉• Chỉ những gen mà sản phẩm của chúng cần thiết tại thời điểm nào đó mới được biểu hiện.• Tế bào có thể kiểm soát sự tổng hợp enzyme bằng mối liên hệ ngược âm tính hoặc bằng sự điều hòa hoạt động gen.• Sự biểu hiện gen ở vi khuẩn được kiểm soát bởi mô hình operon. 01/14/13 4• . ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN Ở EUKARYOTE • Muc̣ đich ́ cuả sự điêu ̀ hoà biêu ̉ hiên ̣ gen: hướng đên ́ sự chuyên biêṭ hoa ́ từng loaị tế bao ̀ vao ̀ từng câu ́ truć và chức năng riêng. •Do hệ gen có tổ chức đa dạng và phức tạp nên sự điều hòa hoạt động gen được tiến hành ở nhiều giai đoạn.01/14/13 5CÁC MỨC BIỂU HIỆN GEN1. Điều hòa và biểu hiện bằng thay đổi cấu trúc NST hay cấu trúc phân tử DNA2. Điều hòa ở mức độ phiên mã3. Cắt bỏ intron, nối exon (Splicing)4. mARN gắn với một số protein đặc hiệu xuyên qua lỗ nhân ra bào tương5. Huỷ các mARN không được dùng để dịch mã6. Dịch mã, tổng hợp Protein7. Biến đổi protein8. Điều hòa bằng cơ chế phân hủy Protein Các giai đoạn biểu hiện của gen có thể được điều hòa ở sinh vật nhân thật1. Điều hòa và biểu hiện gen bằng thay đổi cấu trúc NST hay cấu trúc phân tử DNA • Chủ yếu là điều hòa cấu trúc của chất nhiễm sắc (chromatin) • Trong vùng dị nhiễm sắc (heterochromatin) là nơi chất nhiễm sắc đóng xoắn chặt, các gen thường không biểu hiện • Sự biến đổi hóa học của các histone và DNA của chromatin có ảnh hưởng đến cấu trúc của chromatin và sự biểu hiện của gen 01/14/13 7 a. Sự Acetyl hóa histone Nhóm acetyl được gắn vào lysine tích điệndương trong đuôi histone → chromatin tháo xoắn→ phiên mã. b. Sự methyl hóa DNA Nhóm methyl được gắn vào chromatin. Sự gắn thêm nhóm phosphate gần các acid amin bị methyl hóa sẽ làm cho chromatin tháo xoắn. Trong các sinh vật đa bào, metyl hoá ADN là một dấu hiệu biểu hiện gen liên quan tới sự biệt hoá của mô tế bào. Trình tự nhận biết cho sự metyl hoá rất ngắn, ở động vật thường là CG còn ở thực vật là CNG.2. Điều hòa hoạt động gen bằng kiểm soát phiên mã a/Điều hòa biểu hiện bằng các trình tự tăng cường(Enhancer) phiên mã: Một số yếu tố trình tự điều khiển, gọi là các yếu tố điều khiển gần, nằm ngay gần promoter, còn các yếu tố điều khiển xa nằm cách promoter một đoạn xa hơn và chúng tập hợp thành một nhóm được gọi là các trình từ tăng cường (enhancer) Mô hình hoạt động của enhancer và các yếu tố hoạt hóa phiên mãb.Phức hệ trung gian truyền tín hiệu tới RNA polymerase: • Các yếu tố hoạt hoá ở sinh vật bậc cao như là các yếu tố hỗ trợ RNA polymerase di chuyển lên phía trước kể từ vị trí promoter trong quá trình phiên mã. • Các phức protein có khả năng gắn với phần phía trên của RNA polymerase II do RNA polymerase có các vị trí đặc hiệu gắn cho các yếu tố này đặc biệt đối với các yếu tố có khả năng liên kết với các en ...