Bài tập nhóm sinh học phân tử sự điều tiết tổng hợp protein

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO MÔN: SINH HỌC PHÂN TỬ MSHP: CS102 NHÓM THỰC HIỆN       Phạm Đoàn Mỹ Ngọc Trần Thị Thu Lan Nguyễn Thị Kim Ngân Nguyễn Thị Huyền Anh Huỳnh Thị Ngọc Trân Nguyễn Dũ Phụng Tiên – – – – – – B1605099 B1605088 B1605095 B1605065 B1605126 B1605120 Nội dung báo cáo:    I Giới thiệu: II Nội dung: 1) Sự điều tiết tổng hợp protein vi khuẩn 1.1) Điều hịa âm tính 1.2) Điều hịa dương tính 1.3) Điều hịa suy giảm 2) Sự điều tiết tổng hợp protein tế bào chân hạch 3) Sự điều tiết tổng hợp protein cấp enzyme III Kết luận I Giới thiệu    Điều tiết tổng hợp protein vấn đề trung tâm sinh học đại Tùy nhu cầu tế bào, tùy mô, giai đoạn sinh trưởng phát triển mà tế bào có nhu cầu tổng hợp loại protein khác Hoạt động tổng hợp protein điều tiết theo hướng cho có lợi với tế bào II Nội dung 1) Điều hòa tổng hợp protein vi khuẩn 1.1 Điều hịa âm tính a Cảm ứng 1.2 Điều hịa dương tính b Ức chế a Cảm ứng 1.3 Điều hòa suy giảm b Ức chế Điều tiết tổng hợp protein VK    Ở sinh vật nhân sơ, phần lớn điều hòa mức độ phiên mã Cơ chế điều hòa chủ yếu thực thông qua Operon Khái niệm Operon Jacob Monod đề xuất, Operon gồm có thành phần:  Một gen điều hịa (regulartor gene)  Một vùng khởi động (promoter)  Một vùng huy (Operator)  Một nhóm gen cấu trúc (Structure gene) Gen điều hòa Promoter Operator Gen X Gen Y Gen Z 1.1 Điều hịa âm tính a Cảm ứng gen   Là hoạt động mô hình Lac-Operon, bình thường operon khơng hoạt động hoạt hóa chất cảm ứng Lactose vừa chất vừa chất cảm ứng trình điều hịa - Khi mơi trường khơng có Lactose, gen điều hòa điều tiết tổng hợp chất ức chế - Chất ức chế gắn vào vùng huy, ARN polymerase không bám vào vùng khởi động Phiên mã bị ngừng lại a Cảm ứng gen Khi môi trường khơng có Lactose a Cảm ứng gen - Khi mơi trường có Lactose, chất cảm ứng tạo bất hoạt chất ức chế làm cho chất ức chế gắn vào vùng huy - ARN polymerase liên kết với vùng khởi động, mở đầu phiên mã gen cấu trúc, tổng hợp mARN - > Các enzyme cần thiết cho biến dưỡng Lactose tổng hợp a Cảm ứng gen Khi mơi trường có Lactose 1.2 Điều hịa dương tính b Ức chế dị hóa - Ức chế dị hóa: glucose, lactose, arabinose có mặt mơi trường, tế bào sử dụng glucose kìm hãm hoạt động operon chuyển hóa đường khác - Khi thiếu glu, chúng tăng cường tổng hợp nucleotic cyclic adenosine-3,5’-monophosphat(cAMP) - Mặt khác thêm cAMP vào mơi trường có glu đường khác, hoạt động operon không bị ức chế mà ngược lại hoạt hóa - > cAMP đóng vai trò quan trọng bật mở số gen chúng bị kìm hãm 1.2 Điều hịa dương tính - Đồng thời, cAMP cần phải có protein tương tác tồn để hoạt hóa Operon - Protein gọi protein hoạt hóa q trình dị hóa (Catabolite Activator Protein- CAP) - cAMP liên kết với protein hoạt hóa tạo thành phức chất cAMP-CAP, gây uốn cong sợi ADN - Operon Lac điều hịa dương tính nhờ phức chất 1.3 Điều hòa suy giảm - Cơ chế điều hòa suy giảm (Attenuation) kiểu điều hòa thứ phát hệ Tryptophan, dùng dịch mã để điều hòa phiên mã Attenuation tạo mARN uốn gập cách điển hình gọi cấu trúc vịng lặp (stem-loop) theo sau trình tự Uridine, có khả kết thúc phiên mã Sự điều hòa suy giảm nguyên nhân gây kết thúc phiên mã sớm mARN điều kiện định Sự suy giảm xảy cấu trúc thứ cấp đặc biệt tạo thành mARN 1.3 Điều hòa suy giảm - Attenuation có thêm vùng đặc biệt vùng Leader, nơi gắn tín hiệu, dịch mã vừa tổng hợp - Đóng vai trị suy giảm, kiểm sốt q trình điều hịa suy giảm sinh vật nhân sơ 1.3 Điều hòa suy giảm - Ở giai đoạn mở đầu, sau ARN polymerase phiên mã vùng 2, vùng ghép đôi với để tạo thành cấu trúc vòng lặp - Cấu trúc tạo nên để ARN polymerase đuổi kịp dịch mã, sau phiên mã diễn chặt chẽ song song với dịch mã Bây q trình điều hịa suy giảm xảy 1.3 Điều hịa suy giảm - Nếu tế bào bị thiếu tryptophan, sau số lượng tARNTrp giảm đáng kể - Dịch mã Leader polypeptide bị dừng lại codon Tryptophan - Ngăn cản ribosome tiến vào vùng 2, vùng tự kết cặp với vùng 3, tạo thành tín hiệu chống kết thúc (antiermination) cản trở hình thành tín hiệu kết thúc >>> ARN polymerase tiếp tục phiên mã dịch mã tổng hợp enzyme cần thiết cho sinh tổng hợp tryptophan 1.3 Điều hòa suy giảm - Trường hợp tế bào cung cấp đầy đủ tryptophan, có đủ tARNTrp để tiến hành dịch mã - Ribosome trượt qua codon Trp vào vùng 2, có mặt ribosome vùng 2, ngăn cản vùng kết cặp với vùng Trong trường hợp này, vùng kết hợp với vùng tạo thành tín hiệu kết thúc phiên mã (tiermination) - > Tín hiệu cho điều hịa suy giảm nồng độ tARNTrp tế bào 2) Sự kiểm soát tế bào chân hạch    Cơ chế điều hòa phức tạp Hoạt động phiên mã phụ thuộc vào khởi động tín hiệu điều hịa Ngồi ra, hệ gen cịn có gen tăng cường, bất hoạt 2) Sự kiểm soát tế bào chân hạch    Các gen tăng cường tác động lên gen điều hòa  biến đổi cấu trúc nucleoxom chất nhiễm sắc Các gen ức chế  ngưng phiên mã gây biến đổi cấu trúc nhiễm sắc thể Cơ chế điều hòa sau phiên mã: ARN ban đầu Sửa chữa Cắt bỏ Chế biến ARN thức Tổng hợp protein 2) Sự kiểm sốt tế bào chân hạch Sự khác biệt điều tiết tổng hợp protein tế bào sơ hạch chân hạch Sơ hạch Chân hạch • Phiên mã dịch mã • Phiên mã xảy tổng hợp tế bào nhân, dịch mã tế chất bào chất • Nhiều protein • Điều tiết tổng hợp tổng hợp lúc enzyme 3) Kiểm soát cấp enzyme   Điều tiết hoạt động enzyme tổng hợp loại phổ biến:  Ức chế ngược: sản phẩm lộ trình biến dưỡng có tác động chất ngăn cản hoạt động enzyme đầu lộ trình  Tiền chất kích tác: chất biến dưỡng lộ trình sinh tổng hợp kích thích hoạt động enzyme cuối 3) Kiểm sốt cấp enzyme HNgăn cản ngược Tiền chất kích tác A E1 B E2 C X EX Y EY Z III Kết luận:   Vấn đề điều tiết tổng hợp protein vấn đề quan trọng , tồn thể phụ thuộc vào hệ thống điều hòa mềm dẻo, tác động nhịp nhàng Tế bào tổng hợp protein cần thay đổi theo nhu cầu thể Tài liệu tham khảo      Sinh hóa (phần 2) - Nguyễn Đình Huyên, Hà Ái Quốc Các nguyên lý sinh học – trường ĐH Y Hà Nội Sinh học phân tử tế bào – Lê Đức Trình Sinh học phân tử tế bào – Trần Phước Đường http://www.blogsinhhoc.com/2013/01/su-ieu-hoatong-hop-protein.html