SO SÁNH cơ CHẾ điều hòa HOẠT ĐỘNG GEN ở SINH vật NHÂN sơ và NHÂN CHUẨN

BÀI THUYẾT TRÌNH NHĨM CHỦ ĐỀ: SO SÁNH CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ VÀ NHÂN CHUẨN GVHD: NGUYỄN VĂN DUY NỘI DUNG I KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT II CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN CHUẨN IV SO SÁNH CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ VÀ NHÂN CHUẨN I Khái quát điều hòa hoạt động gen sinh vật Điều hòa hoạt động gen Lý Vai trò Các mức độ điều hòa hoạt động gen sinh vật I Khái quát điều hòa hoạt động gen sinh vật Điều hòa hoạt động gen: Là điều hòa lượng sản phẩm gen tạo hay điều hòa q trình nhân đơi DNA, phiên mã tạo RNA, trình tổng hợp protein I Khái quát điều hòa hoạt động gen sinh vật Lý do: Trong tế bào số lượng gen lớn thường có số gen hoạt động phần lớn gen trạng thái khơng hoạt động hoạt động yếu I Khái quát điều hòa hoạt động gen sinh vật Vai trò: Đảm bảo hoạt động sống tế bào phụ hợp với điều kiện môi trường phát triển bình thường thể Giúp nhận biết thời điểm gen hoạt động, lượng sản phẩm gen tạo I Khái quát điều hòa hoạt động gen sinh vật Các mức độ điều hòa hoạt động gen sinh vật Điều hòa hoạt động gen có nhiều mức độ: ◦ Điều hòa trước phiên mã: điều hòa số lượng gen quy định tính trạng tế bào ◦ Điều hòa phiên mã: điều hòa số lượng mRNA tổng hợp tế bào ◦ Điều hòa dịch mã: điều hòa lượng protein tạo ◦ Điều hòa sau dịch mã: làm biến đổi protein sau tổng hợp để thực chức định Ba thành phần điều hòa biểu gen Tín hiệu Giai đoạn Cơ chế phân tử II CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ Thành phần operon Các dạng operon • Operon cảm ứng • Operon kìm hãm 10 II CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ Cơ chế điều hòa chủ yếu thực thơng qua operon (chỉ tồn sinh vật nhân sơ, vi khuẩn E.coli) Mỗi operon bao gồm: operon Gen điều hòa DNA P R Vùng vận hành P O Z Các gen cấu trúc ( Z, Y, A) có liên quan đến chức Y A Vùng khởi động 11 II CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ Operon kìm hãm 14 II CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 15 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN CHUẨN 16 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC Mức độ nhiễm sắc thể: điều hòa cách biến đổi cấu trúc nhiễm sắc thể hay cấu trúc phân tử DNA Mức độ điều hòa xếp gen cần biểu vào cấu trúc nhiễm sắc chất đặc trưng thuận lợi cho q trình chép phiên mã.Ví dụ điển hình cho kiểu điều hòa gia đình gen β- globine 17 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC Điều hòa phiên mã: Đây điều hòa ảnh hưởng trực tiếp đến việc mở đóng gen kiểu điều hòa thường gặp điều hòa trao đổi chất, q trình biệt hóa tế bào  Sự tác động trình tự cis (đều phía) nằm mạch DNA enhancer (đoạn tăng cường) làm tăng phiên mã  Điều hòa nhân tố trans (lệch phía) nhân tố khơng nằm mạch DNA  Chọn lựa promoter thích hợp  Attenuation (sự giảm bớt tính tiết) 18 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC Cụ thể protein TRANS mặt gắn vào trình tự CIS đầu 5’ gen đích, mặt khác tương tác với protein điều hòa khác Các protein điều hòa gồm hai loại: loại găn vào trình tự DNA nằm cách xa gen đích đưa lại đủ gần để tương tác với protein TRANS nhờ gấp lại nhiễm sắc chất; loại thứ hai đứng độc lập, khơng có tương tác với DNA; tương tác protein TRANS protein điều hòa khác với gấp lại nhiễm sắc chất tạo nên cấu trúc thuận lợi cho gắn enzyme RNA polymerase vào promotor gen đích Lúc đó, phiên mã gen đích bắt đầu mặt khác có chế khác điều hòa chọn lọc promotor 19 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC Sau phiên mã o Biểu mức độ tác động lên mRNA thông tin Không thể trực tiếp mà gián tiếp biểu gen tương ứng o Một ví dụ điển hình kiểu điều hòa gen calcitonine biểu hiện tượng “ghép nối” khác biệt Hai loại protein dịch mã từ gen calcitonine tìm thấy tế bào C tuyến giáp CGRP chất trung gian thần kinh tìm thấy não Hai protein sản phẩm hai mRNA hình thành ghép nối tạo hai tổ hợp exon khác 20 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC 21 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC Điều hòa dịch mã protein điều hòa hoocmon 22 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC Sau dịch mã Một số biến đổi hóa học sau dịch mã 23 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC Sau dịch mã Phân hủy protein 24 VI SO SÁNH CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ VÀ NHÂN THỰC o Giống nhau: Phiên mã: gồm giai đoạn khởi động, kéo dài kết thúc o Khác nhau:   Bộ gen Thời gian Nhân sơ Đơn giản, mạch kép dạng vòng, chứa số lượng gen Đảm bảo sinh trưởng phát triển Giai đoạn phiên mã Mức độ Ít phức tạp Mục đích Nhân thực Lớn, phức tạp Hướng tới biệt hóa Từ trước phiên mã sau dịch mã Rất phức tạp 25 VI SO SÁNH CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ VÀ NHÂN THỰC o Khác Cấp độ điều hòa   Tín hiệu điều hòa methyl hóa Phiên mã Chủ yếu cấp phiên mã Cấp DNA, cấp phiên mã, cấp dịch mã, cấp sau dịch mã Phiên mã dịch mã xảy đồng thời Q trình phiên mã dịch mã khơng xảy đồng thời Dinh dưỡng vật lý Hocmon nhân tố tăng trưởng Có thể thực A C Sự metyl hóa C • loại RNA polymerase tổng hợp tất • Có loại RNA polymerase loại RNA khác • Điều hòa thơng qua operon cảm • trình tự: CIS, TRANS, ứng ức chế Enhancer 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO o Sinh Học Phân Tử - Hồ Huỳnh Thùy Dương (NXB Giáo Dục) o Bài giảng Sinh Học Phân Tử - Nguyễn Văn Duy o Di truyền học – Phạm Thành Hổ o Sinh học phân tử tế bào : Tập 2: Di truyền học sinh học phân tử / Harvey Lodish nhóm tác giả; Nguyễn Xuân Hưng, Nguyễn Ngọc Lương dịch 27 Cảm ơn thầy bạn nghe 28 ... ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT II CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN CHUẨN IV SO SÁNH CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT... HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINHcảm VẬTứng NHÂN SƠ Operon 12 II CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 13 II CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ Operon kìm hãm 14 II CƠ CHẾ ĐIỀU HỊA HOẠT... CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC 21 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC Điều hòa dịch mã protein điều hòa hoocmon 22 III CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH