Bài 5 điều hòa hoạt động gene

Khái niệm về điều hòa hoạt động gene- Điều hòa lượng sản phẩm của gene tạo ra RNA/protein - Nhằm: + Phù hợp giai đoạn phát triển + Phù hợp sự chuyên biệt về chức năng + Phù hợp với môi t

BÀI 5: ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GENE

3 So sánh được điều hòa hoạt động gene

giữa prokaryote và eukaryote

4 Phát biểu được khái niệm về sự biệt hóa

tế bào.

Khái niệm về điều hòa hoạt động gene

- Điều hòa lượng sản phẩm của gene tạo ra

(RNA/protein)

- Nhằm:

+ Phù hợp giai đoạn phát triển

+ Phù hợp sự chuyên biệt về chức năng

+ Phù hợp với môi trường sống

+ Đảm bảo tính nội cân bằng

Các hiện tượng điều hòa

1 Điều hòa thích nghi

2 Hoạt động nối tiếp của các gene

3 Biệt hóa tế bào

1 Điều hòa thích nghi

Các thay đổi mang tính thuận nghịch nhằm đảm bảo

thích ứng với môi trường sống

Ví dụ:

- Amip: trong nước  dạng chân giả  bơi

thiếu dinh dưỡng  dạng biểu bì

2 Hoạt động nối tiếp của các gene

Điều hòa theo trình tự thời gian

Ví dụ: Khi bacteriophage xâm nhiễm và tế bào vi

khuẩn, DNA được tái bản trước rồi mới tổng hợp protein vỏ

 Điều hòa theo một trình tự nối tiếp nghiêm ngặt

3 Biệt hóa tế bào

Quá trình chuyên môn hóa về chức năng của tế bào

được gọi là biệt hóa hay phân hóa tế bào

Ví dụ: Ở người, từ 1 hợp tử  200 loại tế bào khi

trưởng thành

Tuy nhiên, các loại tế bào khác nhau đều có chung về

vật chất di truyền nhưng chỉ khác nhau sự biểu hiện của gene

Mặt khác, tế bào có khả năng “phản biệt hóa”  “tính

toàn năng tế bào”

Mô hình điều hòa hoạt động gen ở

prokaryote

1 Kiểm soát âm tính - cảm ứng

2 Kiểm soát âm tính - ức chế

3 Kiểm soát dương tính - cảm ứng

1 Kiểm soát âm tính - cảm ứng

Operon Lactose và hoạt động của nó

2 Kiểm soát âm tính - ức chế

Operon Tryptophan và hoạt động của nó

3 Kiểm soát dương tính - cảm ứng

Operon Arabinose và hoạt động của nó

Mô hình điều hòa hoạt động gen ở

mono-methylation activation activation activation activation activation activation

di-methylation activation Repression repression Activation

tri-methylation activation repression repression

activation, Repression

R epression

Mô hình thọ hàn

FLC

( Sung và Amasino, 2004 )

 Trình tự khuếch đại (enhancer)

 Làm gia tăng hoạt động của trình tự CIS

 Hoạt tính không phụ thuộc vị trí và hướng

 Trình tự dập tắt (silencer): ngược lại so với trình tự

enhancer

 Các nhóm cấu trúc của nhân tố TRANS:

3 Mức độ sau phiên mã

 Tăng giảm thời gian sống của các mARN

 Hiện tượng “ghép-nối” khác biệt (alternative splicing)

 Dự trữ mARN

 Tăng giảm thời gian sống của các mARN

Sự polyadenine hóa (polyadeninelation)

Gắn mũ ở đầu 5’

Bảo vệ mARN: không bị cắt bởi các enzyme  kéo dài thời gian sống

 Hiện tượng “ghép-nối” khác biệt (alternative splicing)

Quá trình cắt nối: loại bỏ intron, nối exon

 Dự trữ mARN

Có nhiều gene được phiên mã nhưng không bao giờ dịch mã Chỉ khi có các tín hiệu (hormone chẳng hạn)

 dịch mã từ mARN trữ sẵn

5 Mức độ sau dịch mã

động.

• Ở VK:loại bỏ gốc formyl của Pr.

• Loại bỏ một vài aa đầu tiên nhờ enzyme amino peptidase.

• Gắn thêm đường vào Pr (giúp định hướng di chuyển và hđ của Pr).

• Gắn gốc phosphat vào Pr bởi enzyme kinase.

• Hình thành các liên kết disulphate (S - S) giữa các

hoạt động.

• Cắt bỏ một đoạn polypeptide:

– Loại bỏ peptide di chuyển

– Loại bỏ trình tự tín hiệu của protein giúp chúng tiến vào mạng lưới nội chất hạt (ER)

– Cắt bỏ polypeptide để tăng hoạt tính của enzyme.

Sự biệt hóa tế bào

Sự khác nhau giữa các tế bào đã biệt hóa

 Mỗi tế bào sinh tổng hợp protein khác nhau

 Sự gia cố các thành phần khác nhau (nội sinh hoặc hấp

thụ)

 Điều hòa hoạt động gen  biệt hóa