KIỂM SOÁT SỰ BIỂU HIỆN GEN doc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.06 MB, 35 trang )
I KIỂM SOÁT SỰ BIỂU HIỆN GEN Ở VI KHUẨN
1 Kiểm soát âm tính.
1.1 Operon cảm ứng (inducible operon):
Bình thường không hoạt động (‘đóng”).
Khi có
một phân tử gọi là chất cảm ứng (inducer)
làm
bất hoạt chất ức chế gen phiên mã (“mở”).
Operon lac là một operon cam ứng,có
chứa các gen mã hóa cho các Enzyme tham
gia vào việc thủy phân và chuyển hóa đường
lactose
Môi trường không có lactose: Gen “đóng”
Môi trường không có lactose => Gen “mở”
1.2 Operon ức chế (repressible operon):
Bình thường hoạt động(“mở”). Khi chất ức chế gắn
vào vùng vận hành => gen ngừng phiên mã.
Operon tryptophan là một operon ức chế, có các
gen mã hóa cho các enzyme tham gia vào quá trình
tổng hợp trytophan từ chorismic.
Môi trường không có tryptophan =>gen “mở”
Môi trường có tryptophan =>gen “mở”
2 Kiểm soát dương tính.
Có 2 kiểu
Trong kiểu thứ nhất, một chất hóa học gắn vào
TF(yếu tố phên mã), gây biến dạng và hoạt
hóa TF, giúp nó có thể gắn vào ADN và làm
thuận lợi cho sự phiên mã
Thí dụ một TF thường gặp là CAP (catabolic
gene activator protein: protein kích động gen
biến dưỡng) của E. coli.
Trong kiểu thứ hai, một protein kiểm soát bình
thường thì hoạt động nhưng bị bất hoạt khi có một
phân tử nhỏ gắn vào. Khi bị bất hoạt, protein này
không thể giúp ARN polymeraz gắn vào trình tự của
vùng khởi động và vì vậy sự phiên mã bị giảm đến
tối thiểu
ii KIỂM SOÁT SỰ BIỂU HIỆN GEN Ở TẾ BÀO
CHÂN HẠCH
1 Tổ chức của NST ở nhóm chân hạch
1.1 Vai trò của protein NST
- Protein của nhiễm sắc thể gồm hai loại là histon và
phi histon.
- Histon thành phần chủ yếu của thể nhân có thể tham
gia vào sự biểu hiện gen nhưng vai trò của chúng có
vẻ thụ động: với lõi là thể nhân, sự phiên mã không
thể tiến hành vì sự duỗi xoắn là cần thiết để ARN
polymeraz gắn vào AND).
Các protein phi histon giữ vai trò quan trọng hơn
nhiều, như là các tác nhân chọn lọc trong sự điều hòa
gen.
Một số protein này được gắn trực tiếp vào ADN trong
khi một số khác được liên kết với lõi của thể nhân.
Chúng biểu hiện
rất đa dạng vì
vậy chúng có tính
chuyên biệt cần
thiết của các yếu
tố kiểm soát
Hơn nữa, các protein phi histon dường như tham
gia rất ít trong cấu trúc của chất nhiễm sắc, nên có lẽ
vai trò của chúng là điều hòa.
Ít nhất một vài protein phi histon liên kết với
những vùng kiểm soát chuyên biệt trong ADN làm nới
lỏng các vòng móc khóa của nhiễm sắc thể
1.2 AND có trình tự lập lại cao.
Có 10% của phần lớn ADN trong tế bào nhân
thật chứa các trình tự bazơ được tìm thấy không
phải chỉ một mà là hàng ngàn lần trong bộ gen,
được gọi là ADN có trình tự lặp lại cao. Có ít nhất
4 loại ADN kiểu này.
Loại thứ nhất bao gồm
các bản sao của loại
trình tự ngắn nằm ở
tâm động và ở
nhánh nhiễm sắc
thể, đặc biệt là ở
đầu tận cùng. Các
ADN nầy không bao
giờ phiên mã, chức
năng của chúng là
làm thuận lợi hơn
các bước đặc biệt
trong quá trình phân
chia tế bào và duy trì
sự bền vững của
nhiễm sắc thể.
Loại thứ hai có
các đơn vị lặp lại
dài, nối tiếp nhau.
Những vùng này
có mang gen mã
hóa cho rARN
nhỏ nhất là 5S
ARN. Phần lớn tế
bào nhân thật có
khoảng 25.000
bản sao của trình
tự này.
Loại thứ ba có
các trình tự của
vài ngàn baz và
được tìm thấy
hàng chục ngàn
lần trong các
nhiễm sắc thể của
tế bào nhân thật.
Chức năng của
chúng đến nay
vẫn chưa rõ.
Loại thứ tư tương đối ngắn (300 cặp
baz) rải rác suốt bộ gen.
Ở người có khoảng 500.000 bản sao
của trình tự này, đó là một gen nhảy được
sinh sản và lan rộng, hầu như không thể
kiểm soát ở một số giai đoạn trong quá
trình tiến hóa, dường như không có chức
năng
1.3 AND có trình tự lập lại trung bình.
Khoảng 20% bộ gen của nhóm nhân thật có chứa
ADN có trình tự lặp lại trung bình. Mỗi trình tự này
được tìm thấy hàng trăm lần và gồm 2 loại.
Loại thứ nhất là một trình tự lặp lại nối tiếp của
một số gen, đặc biệt là các gen qui định 3 loại rARN
được lặp lại nối tiếp theo thứ tự rARN 18S, rARN 6S,
rARN 28S, một đoạn đệm dài, 18S, 6S, 28S, đoạn đệm
dài
Loại thứ hai lạ hơn, khác biệt rất lớn về kích
thước và tần số giữa các loài. Những trình tự này
(khoảng 5.000 loại khác nhau) chỉ dài từ 300 - 3.000
baz, bằng 1/10 chiều dài của gen chức năng. Mỗi
loại nằm rải rác trên nhiễm sắc thể giữa các gen
chức năng ở 30 - 500 vị trí khác nhau.
1.4 ADN sao chép đơn.
Mặc dù 70% của một bộ gen nhóm nhân thật
chứa các trình tự sao chép đơn, phần lớn ADN này
không bao giờ được phiên mã, hầu hết là các gen
giả
Chỉ có khoảng 1% của ADN ở nhóm nhân thật
mã hóa cho mARN chức năng.
2 Cơ chế của sự kiểm soát phiên mã.
Như đã biết, nhóm nhân thật phụ thuộc
chủ yếu vào sự kiểm soát dương tính.Ngoài
ra, nhóm nhân thật kiểm soát sự gắn TF bằng
sự chuyên biệt gen từ hai vùng khác nhau
trên nhiễm sắc thể.
- Vùng kiểm soát thứ nhất là vùng cảm
ứng nằm ngay phía trên trình tự của TF. Nó
bao gồm một hoặc nhiều điểm cá biệt mà
protein kiểm soát chuyên biệt có thể gắn vào.
Một vài phân tử kiểm soát này giúp cho
protein TF gắn vào, trong khi một số khác
ngăn cản lại.
- Một vùng khác cách xa vài ngàn
nucleotid nằm trên cùng vòng, là tập hợp
của các điểm gọi là vùng tăng cường.
Những điểm này biểu hiện ảnh hưởng của
chúng khi vòng cuộn lại làm cho cả vùng
này tiếp xúc với vùng khởi động và các
điểm cảm ứng. Một số gen tăng cường
giúp gắn các protein TF, do đó giúp cho
sự gắn trực tiếp polymeraz vào
Còn một số khác thêm 1 protein gọi là yếu tố
mở đầu vào phức hệ polymeraz. Yếu tố mở đầu tăng
cường mạnh mẽ hiệu quả của polymeraz trong sự
phiên mã. Các chất điều hòa khác có thể gắn vào
vùng tăng cường làm kìm hãm 1 trong các bước này
