Điều hòa hoạt động gen
Đề cương chuyên đề cơ chế di truyền và biến dị
Điều hoạt hoạt động gen là quá trình điều hòa hoạt động nhân đôi, phiên mã , dịch mã ở sinh vật. Từ đó, điều hòa hoạt động gen quy định lượng sản phẩm do gen tạo ra ( ARN và protein)
I.KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN
Điều hòa hoạt động của gen là điều hòa lượng sản phẩm do gen tạo ra hay điều hòa các quá trình nhân đôi ADN , phiên mã tạo ARN và quá trình tổng hợp protein
Ý nghĩa:
- Tế bào chỉ tổng hợp protein cần thiết vào thời điểm thích hợp với một lượng nghiên cứu cần thiết.
- Đảm bảo các hoạt động sống của tế bào thích ứng với điều kiện môi trường cũng như sự phát triển bình thường của cơ thể
Các mức độ điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật :
- Phiên mã,
- Dịch mã,
- Sau dịch mã
Điều hòa hoạt động gen của tế bào nhân sơ xảy ra chủ yếu ở mức độ phiên mã
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
1. Mô hình cấu trúc của operon Lac
Operon là các gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường phân bố theo cụm có chung một cơ chế điều hòa.
Operon Lac là các gen cấu trúc quy định tổng hợp các enzim thủy phân Lactozo được phân bố thành cụm trên ADN và có chung một cơ chế điều hòa.
Điều hòa hoạt động gen
3. Cấu trúc opêron Lac ở E. coli :
– Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A) : nằm kề nhau, có liên quan với nhau về chức năng
– Vùng vận hành (O) : là đoạn mang trình tự nu đặc biệt, là nơi bám của prôtêin ức chế ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.
– Vùng khởi động (P) : nơi bám của enzim ARN-pôlimeraza khởi đầu sao mã.
Gen điều hòa (R) : không thuộc thành phần của opêron nhưng đóng vai trò quan trọng trong điều hoà hoạt động các gen của opêron qua việc sản xuất prôtêin ức chế.
2. Sự điều hòa hoạt động của operon Lac
Khi môi trường không có Lactozo: Protein ức chế do gen điều hòa tổng hợp sẽ liên kết vào vùng vận hành làm ngăn cản quá trình phiên mã của gen cấu trúc
Hình 1 : Cơ chế điều hòa hoạt động của operon Lac khi môi trường không có Lactozo
Khi môi trường có Lactozo: Lactozo đã liên kết với protein ức chế làm biến đổi cấu hình không gian nên protein ức chế bất hoạt và không gắn với vùng vận hành Enzim ARN polimeraza có thể liên kết vào vùng khởi động để tiến hành quá trình phiên mã. Các phân tử mARN tiếp tục dịch mã tổng hợp các enzim thủy phân Lactozo.
Hình 2 : Cơ chế điều hòa hoạt động của operon Lac khi môi trường có Lactozo
II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 2 Sự biểu hiện điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ diễn ra chủ yếu ở cấp độ:
A. Phiên mã B. Sau phiên mã C. Trước phiên mã D. Dịch mã
Câu 3: Sự kiểm soát gen ở sinh vật nhân thực đa bào phức tạp hơn so với nhân sơ là do:
A. Các tế bào nhân thực lớn hơn.
B. Sinh vật nhân sơ sống giới hạn trong môi trường ổn định.
C. Các nhiễm sắc thể nhân thực có ít nuclêôtit hơn, do vậy mỗi trình tự nuclêôtit phải đảm nhiệm nhiều chức năng.
D. Trong cơ thể sinh vật nhân thực đa bào, các tế bào khác nhau được biệt hóa về các chức năng khác nhau.
Câu 4 :Theo Jacôp và Mônô, các thành phần cấu tạo của opêron Lac gồm:
A. gen điều hoà, nhóm gen cấu trúc, vùng khởi động (P).
B. vùng vận hành (O), nhóm gen cấu trúc, vùng khởi động (P).
C. gen điều hoà, nhóm gen cấu trúc, vùng vận hành (O).
D. gen điều hoà, nhóm gen cấu trúc, vùng vận hành (O), vùng khởi động (P).
Câu5: Khi nói về cấu trúc của operon, điều khẳng định nào sau đây là chính xác?
A. Operon là một nhóm gen cấu trúc có chung một trình tự promoter và kết hợp với một gen điều hòa có nhiệm vụ điều hòa phiên mã của cả nhóm gen cấu trúc nói trên cùng lúc
B. Operon là một nhóm gen cấu trúc nằm gần nhau và mã hóa cho các phân tử protein có chức năng gần giống hoặc liên quan đến nhau
C. Operon là một nhóm gen cấu trúc có cùng một promoter và được phiên mã cùng lúc thành các phân tử mARN khác nhau
D. Operon là một nhóm gen cấu trúc nằm gần nhau trên phân tử ADN, được phiên mã trong cùng một thời điểm để tạo thành một phân tử mARN
Câu 6 : Gen điều hòa có vai trò:
A. Tổng hợp prôtêin ức chế có khả năng liên kết với vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã.
B. Tổng hợp prôtêin ức chế làm tín hiệu điều hòa hoạt động gen.
C. Điều hòa hoạt động phiên mã và dịch mã của gen.
D. Tổng hợp prôtêin ức chế có khả năng liên kết với
Câu 7 : Trong cơ chế điều hoà hoạt động của opêron Lac, sự kiện nào sau đây diễn ra cả khi môi trường có lactôzơ và khi môi trường không có lactôzơ?
A. Các gen cấu trúc Z, Y, A phiên mã tạo ra các phân tử mARN tương ứng.
B. Gen điều hoà R tổng hợp prôtêin ức chế.
C. ARN pôlimeraza liên kết với vùng khởi động của opêron Lac và tiến hành phiên mã.
D. Một số phân tử lactôzơ liên kết với prôtêin ức chế.
Câu 8 : Trong cơ chế điều hòa hoạt động của Operon Lac thì enzyme ARN polimeraza thường xuyên phiên mã ở loại gen nào sau đây
A.Gen điều hòa B.Gen A C. Gen Y D. Gen Z
Câu 9: Tín hiệu điều hòa hoạt động gen của opêron Lac ở vi khuẩn E.coli là:
A. Prôtêin ức chế.
B. Đường lactozơ.
C. Enzim ADN-polimeraza.
D. Đường mantôzơ.
Câu10 :Trong cấu trúc của operon lac . nếu đột biến làm mất một đọan phân tử AND thì trường hợp nào sau đây sẽ làm cho tất cả các gen cấu trúc không tổng hợp được
A. Mất vùng khởi động B. mất vùng vận hành C. mất gen điều hòa D. mất một gen cấu trúc
Câu11 : Trong cơ chế điều hòa sinh tổng hợp prôtêin ở vi khuẩn E.coli, khi môi trường có lactôzơ (có chất cảm ứng) thì diễn ra các sự kiện nào?
1.Gen điều hòa chỉ huy tổng hợp một loại prôtêin ức chế
2. Chất cảm ứng kết hợp với prôtêin ức chế, làm vô hiệu hóa chất ức chế.
3. Quá trình phiên mã của các gen cấu trúc bị ức chế, không tổng hợp được mARN.
4. Vùng vận hành được khởi động, các gen cấu trúc hoạt động tổng hợp mARN, từ đó tổng hợp các chuỗi pôlipeptit.
Phương án đúng là:
A. 1, 2.
B.1, 3.
C.1, 4.
D.1, 2, 4.
ĐA : 1A- 2 A- 3D – 4 B- 5 A- 6 A – 7 B – 8B – 9 B – 10A – 11D