Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện CNSH – CNTP

Thực phẩm biến đổi gen

So sánh cấu trúc gen của Prokaryote và Eukaryote

GVHD

SVTH

PGS.TS Khuất Hữu Thanh
Trần Thị Linh

20132319

Nguyễn Thu Huyền

20131829

Đặng Thị Khánh Linh

20132253

Lại Thị Thanh Hải

20131229

Nguyễn Quế Hoa

20131512

Nguyễn Thị Thu Thanh

20134791


Nội dung
I. Khái niệm về Prokaryote và Eukaryote

II. Khái niệm về gen

III. Vị trí của bộ gen ở Prokaryote và Eukaryote

Vùng điều khiển

IV. So sánh
cấu trúc

Vùng mang thông tin di truyền

Vùng kết thúc


Giống nhau?
Khác nhau??
Prokaryote?
Eukaryote??
Cấu trúc gen???

Prokaryote

(Sinh vật nhân sơ)

Eukaryote
(Sinh vật nhân thực)


I. Khái niệm về Prokaryote và Eukaryote



Prokaryote là sinh vật nhân sơ hay sinh vật tiền nhân hoặc là sinh vật nhân



Eukaryote là sinh vật nhân thực, còn gọi là sinh vật nhân chuẩn, sinh vật nhân

nguyên thủy là nhóm sinh vật mà tế bào không có màng nhân

điển hình hoặc sinh vật có nhân chính thức là một sinh vật gồm các tế bào phức
tạp, trong đó vật liệu di truyền được sắp đặt trong nhân có màng bao bọc


II. Khái niệm về gen
Gen là một đoạn phân tử DNA, RNA mang thông tin di truyền xác định cấu trúc của một chuỗi polypeptide hoặc một phân
tử RNA nhất định


Ví dụ về gen




Gen hemôglôbin anpha (Hb α) là gen mã hóa chuỗi pôlipeptit α góp phần tạo nên phân tử
phân tử Hb trong tế bào hồng cầu;



Gen tRNA mã hóa phân tử tRNA ...

Phân loại gen
- Trong cơ thể sinh vật có nhiều loại gen khác nhau: gen điều hòa, gen gây chết, gen nhảy, gen cấu
trúc, gen ức chế...
Có 2 cách phân loại chính:

 Dựa vào sản phẩm gen
 Dựa vào cấu trúc vùng mã hóa của gen


Phân loại gen

Gen cấu trúc : là gen mang thông tin mã hoá cho các sản phẩm tạo
nên thành phần cấu trúc hay chức năng của tế bào.

Dựa vào sản phẩm gen
Gen điều hoà : là những gen tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động của
các gen khác.

Gen phân mảnh: có vùng mã hóa không liên tục, gồm các đoạn mã
hóa axit amin (exon) và các đoạn không mã hóa axit amin (intron)

Dựa vào cấu trúc


xen kẽ nhau

vùng mã hóa của gen
Gen không phân mảnh: có vùng mã hóa mã hóa liên tục axit amin


III. Vị trí của bộ gen ở Prokaryote và Eukaryote

Prokaryote

Eukaryote
Bộ gen của sinh vật prokaryote
gồm DNA trần, dạng vòng, dạng
sợi hoặc vừa vòng vừa sợi

Gồm có gen trong nhân (nằm
trong tế bào chất)và gen ngoài
nhân (nằm trong plasmid)

Bộ gen của sinh vật eukaryote:
99% DNA nằm trong nhân tế
bào, còn lại nằm trong ty thể và
lạp thể

DNA + protein Histon tạo thành
nhiễm sắc thể


IV. So sánh cấu trúc gen của Prokaryote và Eukaryote

Giống nhau:
- Đều mang thông tin di truyền
- Cấu trúc cơ bản đều gồm 3 vùng:

1.
2.
3.

Vùng điều khiển
Vùng mang mã di truyền
Vùng kết thúc


VÙNG ĐIỀU KHIỂN

a. Giống nhau: thường gồm

• Promoter: là trình tự nucleotit đặc hiệu, là vị trí bám của các enzym phiên mã RNA polymerase.
• Operator : là vị trí bám của các protein điều hòa phiên mã.
• Trình tự điều hòa


b. Khác nhau:

.

Prokaryote: có một loại Promoter, cấu trúc tương đối giống nhau.

Tâm của promoter nằm ở khoảng nucleotid -35 đến -10





Eukaryote: Có 3 loại promoter khác nhau:

1. Promoter nhóm I:
- Là vị trí bám cho enzym RNA polymerase I.
- Đây là promoter của các gen hoạt hóa cho sự phiên mã rRNA 18S, 28S và 5,8S
- Có 2 trình tự đặc trưng là: tâm promoter nằm ở vị trí -40 đến +20
trình tự kiểm tra trên UCE nằm ở vị trí -156 đến -107


2. Promoter nhóm II
- Là vị trí bám cho enzym RNA polymerase II, bao gồm promoter của các gen hoạt hóa cho sự phiên mã mRNA và một số
small RNA, U1,U2, U3…
- Cấu trúc bao gồm 4 phần: tâm promoter, trình tự UP, trình tự khởi đầu Inr, trình tự DE
- Tâm promoter gồm các trình tự TATA box ở vị trí nucleotid -25


3. Promoter nhóm III
- Là vị trí bám cho enzym RNA polymerase III,
- Là promoter của các gen hoạt hóa cho sự phiên mã các tRNA, rRNA 5S và một số ít small RNA
- Promoter nhóm 3 có hai trình tự đặc trưng là Box A và Box C
- Trình tự đặc trưng của các promoter nhóm III đang tiếp tục đc nghiên cứu


VÙNG MANG THÔNG TIN DI TRUYỀN
PROKARYOTE

•

•

Gồm nhiều cistron và các gen đơn tại thành Operon
Toàn bộ vùng ORF đều mang TTDT

EUKARYOTE

•
•

Gồm các gen cấu trúc riêng
Mỗi gen cấu trúc mã hóa một chuỗi polypeptide


PROKARYOTE

EUKARYOTE

Cistron: sắp xếp thành nhóm, có chung vùng điều khiển

Gen cấu trúc gồm:

Operon khác nhau có số lượng cistron khác nhau

-

Đoạn mang TTDT exon
-

Đoạn không mang TTDT : intron, intergenic ( đoạn lặp,

gen giả,…)

=> chủ yếu là intron xen kẽ exon tạo thành gen phân đoạn hay
gen khảm

Operon Lac ở E.Coli


PROKARYOTE

EUKARYOTE

Sinh vật bậc càng cao thì số lượng intron trong gen cấu
trúc càng lớn
 Intron có vai trò trong sự tiến hóa của tế bào và mô,
-

ổn định cấu trúc gen và NST


PROKARYOTE

-

Các cistron trong Operon có cùng 1 vùng điều khiển.

=> Khởi động phiên mã tạo một mRNA chung cho tất cả

EUKARYOTE


Gen cấu trúc được phiên mã riêng biệt tạo ra các mRNA
riêng cho mỗi gen.

cistron

-

Một số cistron được dịch mã hoặc tất cả cistron được
dịch mã

-


VÙNG KẾT THÚC


Cấu trúc vùng 3’

-

Trình tự cho phép RNA polymerase nhận biết dấu hiệu kết thúc phiên mã

(tín hiệu stop)

-

Trình tự kết thúc một gen để phân biệt gen này với gen khác.

-


Có thể chi phối sự tồn tại của gen, nhiễm sắc thể, sự lão hóa của tế bào.

-

Ở eukaryote: có trình tự đặc biệt để gắn đuôi polyA.

-

Dù chưa được nghiên cứu đầy đủ nhưng có vai trò rất quan trọng, là cấu trúc không thể thiếu được của gen.


Prokaryote

Eukaryote

Đều mang thông tin di truyền.
Gồm 3 vùng: điều khiển, mang mã di truyền và kết thúc

Promoter: là trình tự nucleotit đặc hiệu, là vị trí bám của các enzym phiên mã RNA polymerase.
Operator : là vị trí bám của các protein điều hòa phiên mã.

Vùng điều khiển

Vùng mang thông
tin di truyền

Trình tự điều hòa

Có 3 loại promoter khác nhau ứng với 3 loại RNA polymerase


Có một loại Promoter, cấu trúc tương đối giống nhau

•
•
•

•
•

Cấu trúc OPERON điển hình
Toàn bộ vùng ORF mang thông tin di truyền
Các cistron có chung vùng điều khiển, khi phiên mã tạo polycistron

Tín hiệu kết thúc, trình tự gen phân biệt gen này với gen khác.

Vùng kết thúc

Chưa được tìm hiểu đầy đủ
Có trình tự đặc biệt có thể gắn được đuôi PolyA

Gen đơn
Chỉ exon mang TTDT, ngoài ra còn có intron và các intergenic không
mang TTDT

•

Gen được phiên mã riêng biết, tạo mRNA riêng cho mỗi gen


TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. Cơ sở di truyền phân tử và kỹ thuật gen, PGS.TS Khuất Hữu Thanh
2. Kỹ thuật gen nguyên lý và ứng dụng , PGS.TS Khuất Hữu Thanh
3. Giáo trình di truyền học sinh vật nhân sơ và vi rút , TS Nguyễn Thị Hồng Vân, TS Bùi Thị
Việt Hà