Sinh học online, giải trí hài hước

Điều hòa hoạt động gen ở nhân sơ


Điều hòa biểu hiện gen ở nhân sơ
Các gen được phiên mã  tạo RNA, được gọi  là các gen cấu  trúc. Các protein được dịch mã từ mRNA có thể là enzyme hoặc không phải enzyme.

Trong số các protein không phải enzyme có các protein điều hòa (regulatory protein), chúng  tương  tác với các  trình  tự DNA đặc hiệu để kiểm soát hoạt tính phiên mã của các gen cấu trúc. Các gen tổng hợp các protein điều hòa được gọi  là các gen điều hòa (regulatory gen). Phía trước mỗi gen cấu  trúc (hoặc một nhóm gen) có một trình  tự promoter, nơi RNA polymerase nhận biết (Hình 8.3). Cơ chế điều hòa ở nhân sơ chủ yếu được thực hiện thông qua operon. Đây là khái niệm chỉ tồn tại ở nhân sơ.
Điều hòa hoạt động gen ở nhân sơ


1. Cấu trúc của promoter (vùng khởi động)
Thực  chất  của  khởi  sự  phiên  mã  là  quan  hệ  trực  tiếp  giữa  RNA polymerase  và  promoter.  Khi  RNA  polymerase  gắn  vào  promoter,  nó  sẽ phiên mã tạo phân tử RNA.
Phần lớn promoter ở E. coli về căn bản có cùng cấu trúc:
Nếu  base  đầu  tiên  được  phiên  mã  thành  mRNA  (luôn  là  purine, thường  là adenine) được đánh  số +1,  thì  tất cả các base phía 5’ hay “phía trước” so với nó không được phiên mã là số trừ ( ). Ngay phía trước +1 có 6  base  thường  với  trình  tự  TATAAT  ở  xung  quanh  10,  và  trình  tự TTGACA (trình tự liên ứng-consensus sequence) ở xung quanh. Cả hai trình tự phối hợp nhau cho phép RNA polymerase gắn vào và khởi sự dịch mã, trình tự  35 tạo điều kiện đầu tiên cho việc gắn vào.
Cấu trúc gen khởi động

2. Cấu trúc của operon
Operon  là  đơn  vị  phiên mã  gồm  ít  nhất một  promoter  và mRNA  ở bước  tiếp  theo  để  mã  hóa  cho  các  trình  tự  của  một  hay  nhiều  chuỗi polypeptide. Tuy nhiên, operon có thể có một hay nhiều điểm điều hòa khác với promoter. Các gen không chịu sự điều hòa do tác động môi trường, tạo sản phẩm  thường xuyên, được gọi  là các gen cấu  trúc. Số  lượng sản phẩm của  các  gen này  có  thể  dao động phụ  thuộc vào  ái  lực  tương đối  của  các promoter của chúng đối với RNA polymerase. Các promoter có ái lực mạnh (strong promoter) tạo ra nhiều sản phẩm của gen hơn các promoter có ái lực yếu. Các gen mà sản phẩm protein của chúng được tổng hợp đáp lại với các nhân tố môi trường, thường được điều khiển bởi một hay nhiều protein điều hòa. Trình tự DNA bên trong operon, nơi mà protein ức chế gắn vào, được gọi là operator (điểm điều hành). Việc gắn protein ức chế lên operator ngăn cản sự phiên mã của tất cả các gen cấu trúc trên cùng một operon. Sự kiểm soát như vậy đối với với gen gọi là kiểm soát âm. Các operon của vi khuẩn thường tạo ra các mRNA đa gen, nhưng mRNA của eukaryote chỉ một gen.

Các  protein  cần  thiết  cho  biểu  hiện  gen  được  gọi  là  chất  hoạt  hóa. Chúng  có  thể  gắn  với  các  điểm  khởi  sự  nằm  bên  trong  của  promoter  của operon hay điểm  tăng cường hoặc có  thể gắn ở những  trình  tự xa operon.

Việc gắn của protein điều hòa vào điểm khởi đầu  (initiator) hay enhancer, kích  thích sự phiên mã của các gen cấu  trúc, được gọi  là cơ chế kiểm soát dương. Sự kích thích để các gen điều hòa phản ứng có thể là từ các phân tử tương đối nhỏ như đường, amino acid đến các phân tử lớn hơn như các phức hợp  hormone  steroid  và  các  protein  thụ  thể  (receptor). Chất  làm  cho  gen phiên mã được gọi  là chất cảm ứng, có  tác động ngược với chất kìm hãm. Các gen cảm ứng thường tham gia vào các phản ứng thoái dưỡng (catabolic reaction), như phân hủy  các polysaccharide  thành đường đơn. Các gen ức chế thường tham gia vào các phản ứng biến dưỡng thực hiện việc tổng hợp các chất như amino acid từ các tiền chất đơn giản hơn.

Không có nhận xét nào:

Số lượt xem tháng trước

Bài đăng phổ biến

Bài đăng nổi bật

Shop hoa tươi Quận 1 (GIAO HOA NHANH)

Đà Lạt- xứ sở mộng mơ với biệt danh thành phố ngàn hoa là địa điểm lí tưởng mà nhiều người chọn đi du lịch. Đến đây ...