tiến hành bởi một enzyme riêng biệt. Trình tự nhận biết cho hầu hết các enzyme này là các trình tự palindrome ngắn (ví dụ: EcoRI nhận biết GAATTC) và thực hiện phản ứng cắt (không cần ATP) ở trong hoặc gần kề với vị trí nhận biết. Một vài RE kiểu II cắt cả hai sợi ở cùng vị trí để tạo ra đầu bằng , trong khi các RE khác lại tạo ra đầu dính. Các RE kiểu II là công cụ hữu ích trong công nghệ DNA tái tổ hợp.
- Kiểu III. Các RE này tương tự các enzyme kiểu I. Mỗi RE kiểu III có hai tiểu đơn vị; nó nhận biết một trình tự đối xứng ngắn, và tạo ra một đầu so le (cần có ATP) ở vị trí khoảng 24-26 bp so với vị trí nhận biết. Ví dụ enzyme EcoPI, xứng ngắn, và tạo ra một đầu so le (cần có ATP) ở vị trí khoảng 24-26 bp so với vị trí nhận biết. Ví dụ enzyme EcoPI, được mã hóa bởi prophage của bacteriophage P1.
2. Adenine và cytosine methyltransferase ở E. coli
Sự methyl hóa A và C thực hiện rộng rãi ở tất cả các loại DNA. Ở prokaryote (kể các bacteriophage và plasmid), vai trò thể hiện rõ là phân hủy DNA ngoại lai. Vai trò phụ là phân biệt DNA bố mẹ với sợi con mới được tổng hợp trong phục hồi các chỗ bắt cặp sai. Ở prokaryote, các sinh vật không có hệ thống cắt hạn chế, vai trò chủ yếu của methyl hóa có lẽ ở sự điều hòa biểu hiện của gen.
sự methyl hóa mạnh với bất hoạt của gen. Sự vắng mặt của các nhóm methyl trên DNA của ruồi giấm chứng tỏ rằng sinh vật đã biệt hóa cao có thể hoạt động không cần cơ chế methyl hóa.
Sự methyl hóa ở động vật có vú có thể đóng vai trò:
- Thay đổi trạng thái của DNA và ức chế ái lực của repressor với operator. - Sự methyl hóa được truyền đạt theo dòng tế bào soma.
- Methyl hóa có thể tạo sự khác nhau giữa các mô.
- 5-azacytidine, chất đồng đẳng với cytidine, tác động làm tế bào nguyên bào sợi (fibroblast) biệt hóa thành tế bào cơ, có lẽ do cơ chế ức chế methyl hóa DNA và như vậy hoạt hóa gen tương ứng.
Chương 8 ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN
Như chúng ta đã biết ba quá trình thiết yếu cho sự tồn tại của tế bào, đó là: tái bản, phiên mã và dịch mã. Tuy nhiên, tế bào không thể tồn tại độc lập với môi trường chung quanh. Như vậy, sẽ nảy sinh một vấn đề quan trọng: tế bào sẽ điều chỉnh hoạt động của mình như thế nào cho phù hợp với các biến đổi của môi trường bên ngoài để có thể tồn tại thích ứng? Chương này sẽ đề cập đến các phương thức điều chỉnh đó, tức là các cơ chế điều hòa sự biểu hiện của gen ở các sinh vật prokaryote và eukaryote.
Sự biểu hiện của các gen chịu sự kiểm soát của các cơ chế điều hòa. Các cơ chế này giữ vai trò rất quan trọng cho các hoạt động sống, đáp lại những biến đổi của môi trường bên trong và bên ngoài cơ thể. Biểu hiện gen của các tế bào prokaryote và eukaryote cũng có sự khác nhau đáng kể. Việc điều hòa được thực hiện ở nhiều mức độ khác nhau và liên quan đến từng giai đoạn phát triển. Theo quan niệm về operon, các gen điều hòa (regulatory gene) giữ vai trò quan trọng trong việc đóng và mở các gen cấu trúc (structural gene) để có thể biểu hiện tổng hợp protein đúng lúc, đúng nơi theo nhu cầu cụ thể của tế bào.
Trong mọi tế bào, tất cả các gen đều không hoạt động đồng thời. Ví dụ: tế bào E. coli có khoảng 107 phân tử protein gồm 3.000 loại khác nhau. Nhiều loại protein có đến 500.000 phân tử, tuy nhiên một số loại khác chỉ khoảng 10 phân tử. Như vậy, không phải loại protein nào cũng được tổng hợp với số lượng lớn như nhau và tế bào phải có những cơ chất để tổng hợp protein một cách tiết kiệm và hợp lý nhất.
Một số gen hoạt động thường xuyên cung cấp sản phẩm liên tục, một số khác chỉ biểu hiện ở những giai đoạn nhất định trong chu trình sống và có thể chỉ hoạt động trong điều kiện môi trường không bình thường. Một số protein cần được tổng hợp với số lượng lớn, một số khác chỉ cần có một phân tử. Do vậy, hoạt tính của gen được điều hòa bởi nhiều cơ chế khác nhau để có hiệu quả tốt nhất trong việc sử dụng nguồn năng lượng của tế bào.