Tài liệu: Điều hòa biểu hiện gene ở eukaryote

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:
Tài liệu: Điều hòa biểu hiện gene ở eukaryote Điều hòa biểu hiện gene ở eukaryoteĐiều hòa hoạt động gene ở eukaryotephức tạp hơn nhiều so với prokaryote. Liênquan đến điều hòa, giữa prokaryote vàeukaryote có một số điểm khác biệt:- Ở eukaryote thường chỉ có một chuỗipolypeptide đơn được dịch mã từ một phân tửmRNA hoàn chỉnh. mRNA đa gene(polycistronic) chỉ có ở prokaryote, không có ởeukaryote.- DNA của eukaryote gắn với protein histonetạo sợi chromatin, và gắn với protein phihistone. Chỉ có một đoạn nhỏ DNA để trần. Ởprokaryote, một vài protein có mặt trên nhiễmsắc thể bị gấp nếp, còn lại hầu hết DNA trần.- Một đoạn DNA quan trọng của eukaryotechứa trình tự nucleotide lặp lại trung bìnhhoặc lặp lại cao. Một vài trình tự lặp lạiđược xếp nối tiếp thành các bản sao tiếp nốinhau, một vài trình tự khác lại không xếp nốitiếp. Vi khuẩn chứa đoạn DNA lặp lại nhỏkhác các gene của rRNA và tRNA nhân đoạnvà một vài yếu tố di động.Một đoạn lớn DNA của eukaryote không đượcdịch mã. Hầu hết trình tự nucleotide khôngđược mã hóa thành protein. Cáceukaryote đơn bào, chẳng hạn nấm men làtrường hợp ngoại lệ đối với tính chất này.Một vài gene eukaryote được biểu hiện vàđiều hòa nhờ cơ chế cấu trúc lại những đoạnDNA nhất định theo một phương thức đượcđiều khiển và để tăng số lượng các gene đặcbiệt này khi cần thiết.Các gene eukaryote là gián đoạn được phânthành các exon và intron. Các intron được cắtbỏ trong quá trình chế biến bản phiên mã RNAtrước khi bắt đầu dịch mã.Ở eukaryote, mRNA được tổng hợp trongnhân và được chuyển qua màng nhân, vàotế bào chất mới được sử dụng. Tế bào vikhuẩn không có nhân được tách biệt với tếbào chất.1. Sự biến đổi DNAMột số gene của eukaryote được điềuhòa bằng sự biến đổi DNA. Chẳng hạn,những trình tự nhất định có thể được khuyếchđại hoặc cấu trúc lại trong genome hoặc cácbase có thể bị biến đổi về mặt hóa học. Mộtvài biến đổi được phục hồi, những biến đổikhác lại bền vững. Tuy nhiên những thay đổibền vững này thường xảy ra ở tế bàosinh dưỡng, vì vậy chúng không đượctruyền lại cho thế hệ sau qua dòng giao tử.2. Các promoterTương tự vi khuẩn, các promoter củaeukaryote cũng nằm phía trước điểm xuấtphát trên mRNA và có những trình tựđược bảo tồn trong tiến hóa. Hộp TATA địnhhướng cho mRNA bắt đầu phiên mã nằm ởphía trước điểm bắt đầu phiên mã khoảng 30bp ở động vật có vú và 60 đến 120 bp ở nấmmen. Hộp TATA hoạt động có hiệu quả cùngvới 2 trình tự tương ứng ở phía trước khoảng40 bp là CCAAT và 110 bp là trình tự giàuGC. Sự thay đổi hộp TATA làm giảm tốc độphiên mã. Hiệu quả của tốc độ phiên mã đượcđo bằng sự thay đổi của từng base trongpromoter* Sự cấu trúc lại DNA theo chươngtrình (programmed DNA rearrangement) Sựcấu trúc lại trình tự DNA trong genome là cơchế bất thường nhưng quan trọng, nhờ đó mộtsố gene được điều hòa.3. Những trình tự tăng cường phiên mã(Enhancer)Các thụ thể của hormone và những proteinhoạt hóa phiên mã khắc gắn với trình tự DNAđặc biệt được biết là enhancer. Trình tựenhancer khá ngắn (thường chỉ 20 cặp base)được tìm thấy ở các vị trí khác nhau quanhgene được điều hòa. Hầu hết các enhancernằm ở phía dưới điểm bắt đầu phiên mã (đôikhi cách xa nhiều kb). Những enhancerkhác là các intron nằm trong vùng mã hóavà một vài enhancer thậm chí nằm ở đầu 3của gene.Enhancer là thành phần nhạy cảm của tổchức gene ở eukaryote vì chúng cho phépgene phiên mã chỉ khi nào có nhân tố hoạthóa phiên mã đúng. Một vài enhancer phảnứng với các phân tử bên ngoài tế bào, chẳnghạn hormone steroid tạo phức hợp receptor-hormone. Những enhancer khác phản ứngvới các phân tử được tạo thành ở bêntrong tế bào (chẳng hạn trong suốt quátrình phát triển). Những enhancer này chophép các gene dưới sự điều khiển của nótham gia vào biệt hóa tế bào (diffrentiation)hoặc được biểu hiện theo cách đặc biệt ởtrong mô. Nhiều gene ở dưới sự kiểm soátcủa các enhancer khác nhau, vì vậy chúng cóthể phản ứng với nhiều tín hiệu phân tử khácnhau 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 nhiều yếu tốdi truyền được tìm thấy ở trong gene củaeukaryote điển hình. Phức hợp phiên mã bámvào promotor bắt đầu tổng hợp mRNA. Vùngmã hóa của gene (exon) bị gián đoạn bởi mộthoặc nhiều trình tự gián đoạn (intron),các trình tự này sẽ bị loại bỏ trong quátrình chế biến RNA. Sự phiên mã được điềuhòa bởi các yếu tố enhancer, các yếu tố nàyphản ứng với các phân tử khác nhau có vai tròlà tín hiệu cảm ứng. Enhancer có mặt ở cảphía trên và phía dưới promoter. Một vàienhancer có nhiều bản sao.Nhiều enhancer kích thích phiên mã bằngcách hình thành vòng DNA (DNA looping), liênquan đến sự tương tác giữa các vùng cách xanhau có liên quan dọc sợi DNA. Các nhân tốcần thiết cho phiên mã bao gồm protein hoạthóa phiên mã, nó tương tác với ít nhất mộtyếu tố protein có trong một hoặc nhiều phứchợp protein ...