Giáo trình di truyền học phần 8

Tham khảo tài liệu giáo trình di truyền học phần 8, khoa học tự nhiên, công nghệ sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình di truyền học phần 8 213 Tổng hợp của mRNA l không Repressor không Phức hợp cAMP-CRP Có Phiên mã không Hình 7.4 Bốn trạng thái điều hòa của operon lac Nhu cầu về cAMP-CRP phụ thuộc vào hệ thống ức chế lac, vì độtbiến crp và adenyl cyclase không thể tạo mRNA lac ngay cả khi có mặtđột biến ở gene điều hòa (lacI-) và gene chỉ huy (lacO-). Sở dĩ như vậy làvì phức hợp cAMP-CRP phải gắn vào trình tự base trên DNA ở vùngpromotor để xảy ra phiên mã (Hình 7.4). Khác với chất ức chế trong điềuhòa âm tính, phức hợp cAMP-CRP là chất điều hòa dương tính. Các thínghiệm ở điều kiện in vitro cho thấy: mRNA lac được tổng hợp chỉ khi cócAMP vòng và không có chất ức chế. Khi vắng mặt phức hợp cAMP-CRP, RNA polymerase chỉ bám lỏnglẽo vào promotor. Vì vậy hiếm khi dẫn đến phiên mã vì không có sự tươngtác đúng giữa RNA polymerase và promotor. Nhưng RNA polymeraseđược kích thích gắn vào promotor khi cAMP-CRP được gắn vào DNA. Những kết quả này giải thích chức năng lactose và glucose cùng nhautham gia điều hòa phiên mã operon lac như thế nào.3. Điều hòa âm tính operon tryptophan Operon tryptophan (trp) của E.coli chứa các gene cấu trúc mã hóacho các enzyme tổng hợp amino acid tryptophan. Operon này được điềuhòa theo cách sau: khi tryptophan có mặt đầy đủ trong môi trường sinhtrưởng, sự phiên mã của operon bị ức chế. Khi sự cung cấp tryptophan bịthiếu, sự phiên mã xảy ra. Sự điều hòa của operon lactose tương tự với 214operon lactose, vì sự tổng hợp mRNA được điều hòa âm tính nhờ chất ứcchế. Tuy nhiên, khác với điều hòa ở operon lac, tryptophan hoạt động nhưchất đồng kìm hãm, kích thích chất ức chế gắn vào operator ngừng sự tổnghợp. Operon tryptophan hoạt động theo kiểu ức chế, điều hòa âm tính. Tryptophan được tổng hợp qua các giai đoạn khá phức tạp, mỗi giaiđoạn có sự xúc tác của một enzyme đặc biệt. Các gene mã hóa cho cácenzyme này nằm kề nhau trên nhiễm sắc thể của E.coli. Đó là các genetrpE, trpD, trpC, trpB, trpA. Các enzyme được dịch mã từ một phân tửmRNA đa cistron. Vùng mã hóa gene E được dịch mã trước tiên. Phíatrước trpE về đầu 5 có promotor, operator và 2 vùng xếp lần lượt là leader(trpL) và đoạn kìm hãm phiên mã attenuator (trpa, không phải là trpA).Gene ức chế trpR nằm xa operon, tổng hợp protein aporepressor, là chấtkìm hãm mà riêng nó không có hoạt tính. Khi tryptophan dư thừa, nó kếthợp với aporepressor tạo chất kìm hãm có hoạt tính, gắn vào operator củaoperon tryptophan làm dừng phiên mã các gene cấu trúc. Khi nồng độtryptophan thấp, nó tách khỏi phức hợp kìm hãm và aporepressor mất hoạttính. Lúc này operator mở ra, RNA polymerase dịch mã 5 gene cấu trúc đểtổng hợp 5 enzyme tham gia tổng hợp ra tryptophan. (Hình 7.5). Phiên mã xảy ra trp P trp O trp L trp E trp D trp C Phiên mã Aporepressor Aporepressor không bám vào operator Phiên mã bị ức chế trp O trp L trp E trp D trp C trp P Không phiên mã Phức hợp Tryptophan- aporepressor bám vào operator và ức chế phiên mã Tryptophan Hoạt hóa aporepressor Hình 7.5 Điều hòa của trp operon ở E. coliA. Protein aporepressor không bám được vào operator, phiên mã xảy ra. 215B. Khi có đủ tryptophan, phức hợp aporepressor và tryptophan làm chất ức chếhoạt động gắn được vào operator, sự phiên mã bị kìm hãm.4. Phiên mã dở (Attenuation) Kiểu điều hòa thứ hai được phát hiện ở operon tryptophan được gọi làattenuation. Nó dùng sử dịch mã để điều khiển sự phiên mã. Khi có mặttryptophan nội bào, ngay cả với nồng độ thấp, sự dịch mã một phần vùngleader của mRNA ngay khi vừa được tổng hợp, kết quả làm dừng sự phiênmã trước khi gene cấu trúc đầu tiên của operon được sao chép. [A [B ] ] Kãút ...