Bài 3. Điều hoà hoạt động gen

BÀI GIẢNG:
ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN
Sinh Viên:
1. Trần Văn Bảo,
2. Phương Liên,
3. Hồ Công Diễn.
Hướng Dẫn:
Cô Phương Anh.
Kiểm Tra Bài Cũ
Câu 1: Nêu diễn biến, kết quả của quá trình phiên mã?


Câu 2: Nêu diễn biến, kết quả của quá trình dịch mã?
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN:
Ví dụ :
- Ở thú, các gen tổng hợp prôtêin sữa chỉ hoạt động ở
cá thể cái, vào giai đoạn sắp sinh và nuôi con bằng sữa.
- Ở E.coli các gen tổng hợp enzim chuyển hoá đường lactôzơ chỉ hoạt động khi môi trường có lactôzơ.
1: Khái niệm điều hoà hoạt động gen

Điều hoà hoạt động của gen ở đây được hiểu là
gen có đượcphiên mã và dịch mã hay không.
Vì sao phải
điều hòa
hoạt động gen?
Ở mỗi loài sinh vật vào một thời điểm nhất định không phải tất cả các gen đều biểu hiện.

Sự điều hòa hoạt động của gen có xu hướng giúp tế bào chỉ tổng hợp các protein và enzym cần thiết cho sự sống của chúng vào từng thời điểm, mà không tổng hợp các sản phẩm không có nhu cầu.

Điều này đảm bảo cho hệ thống sống sử dụng năng lượng một cách có hiệu quả.
Đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện môi trường, phù hợp với sự phát trển bình thường của cơ thể
Điều hoà hoạt động của gen có ý nghĩa gì?
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



2.Cấp độ điều hòa hoạt động Gen.
- Điều hòa sau dịch mã: biến đổi protein sau khi được tổng hợp để thực hiện chức năng nhất định.
- Điều hòa dịch mã: điều hòa lượng protein được tạo ra
- Điều hòa phiên mã: điều hòa số lượng mARN được tổng hợp trong tế bào
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



II. ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ:
Được Jacôp và Mônô phát hiện năm 1961
qua operon vi khuẩn đường ruột E.coli
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



1.Mô hình cấu trúc của opêron Lac.
GEN ĐIỀU HOÀ
Opêron lac
Opêron là gì?
KN: Là cụm gen cấu trúc có liên quan về chức năng có chung 1 cơ chế điều hoà
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



1.Mô hình cấu trúc của opêron Lac.
GEN ĐIỀU HOÀ
Opêron lac
Chú thích:
P: Promoter: vùng khởi động
R: regulator: gen điều hoà
O: Operator: vùng vận hành
Z, Y, A : các gen cấu trúc quy định tổng hợp enzim phân giải Lactozo
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



Opêron Lac gồm:
+ Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A)
+ Vùng vận hành (O)
+ Vùng khởi động (P)
Opêron lac
Các gen cấu trúc (Z, Y, A)
có liên quan về chức năng
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC






Quan sát sơ đồ và điền vào bảng sau
2. Sự điều hòa hoạt động của opêron Lac.

a. Khi môi trường không có lactôzơ
TỪ ĐỂ CHỌN: không hoạt động; kết hợp; prôtêin ức chế; lipit ; phiên mã; tương tác; tổng hợp; lactôzơ; prôtêin; hoạt động; không tổng hợp.
b. Khi môi trường có lactôzơ
2. Sự điều hòa hoạt động của opêron Lac
Sơ đồ cơ chế điều hòa hoạt động của Operon Lac ở E.coli
Không phiên mã
Vùng vận hành (O)
(Khi môi trường không có lactôzơ)
(Khi môi trường có lactôzơ)
Prôtêin ức chế

prôtêin ức chế
tương tác
phiên mã
tổng hợp
hoạt động
lactôzơ
a. Khi môi trường không có lactôzơ
b. Khi môi trường có lactôzơ
2. Sự điều hòa hoạt động của opêron Lac
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



2. Sự điều hòa hoạt độngcủa opêron Lac.



a. Khi môi trường không có lactôzơ
Khi môi trường không có Lactozơ: gen điều hoà R điều khiển tổng hợp prôtêin ức chế . Prôtêin này liên kết với vùng vận hành làm ngăn cản quá trình phiên mã các gen cấu trúc không hoạt động .
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



2. Sự điều hòa hoạt độngcủa opêron Lac.
b. Khi môi trường có lactôzơ
Khi môi trường có lactozơ: lactozơ liên kết với prôtêin ức chế làm biến dạng cấu hình của nó  prôtêin ức chế không thể gắn vào vùng vận hành  vùng vận hành khởi động phiên mã
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN THỰC
- Điều hoà hoạt động gen ở SV nhân thực phức tạp hơn SV nhân sơ là vì:
+ Do cấu trúc của ADN trong NST,khối lượng ADN lớn ,NST chứa nhiều gen, số gen hoạt động ít , phần lớn gen ở trạng thái không hoạt động
-Ở sv nhân thực có những mức độ điều hoà nào ?

-Có nhiều mức độ điều hoà qua nhiều giai đoạn : tháo xoắn,điều hoà phiên mã và sau phiên mã, điều hoà dịch mã và sau dịch mã .
Ở sinh vật nhân thực bên cạnh vùng khởi động và kết thúc phiên mã còn có các gen tăng cường và gen gây bất hoạt .
- Gen tăng cường tác động lên gen điều hoà tăng cường phiên mã, gen bất hoạt gây ngừng phiên mã
Bài 3: Điều Hòa Hoạt Động Gen
KHÁI QUÁT VỀ
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG
GEN:
1.Khái niệm điều hòa
hoạt động của gen.
2.Cấp độ điều hòa
hoạt động Gen.
II. ĐIỀU HOÀ HOẠT
ĐỘNG GEN Ở
SINH VẬT NHÂN SƠ:
Mô hình cấu trúc
của opêron Lac.
2. Sự điều hòa hoạt
độngcủa opêron Lac.
Khi môi trường
không có lactôzơ
b. Khi môitrường có
lactôzơ
III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ
HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC



III- CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ở SINH VẬT NHÂN THỰC
Cơ chế điều hoà
Điều hoà hoạt động của gen ở SV nhân thực qua nhiều mức ĐH:
+ NST tháo xoắn
+ Phiên mã
+ Biến đổi sau phiên mã
+ Dịch mã
+ Biến đổi sau dịch mã
- Chỉ 1 phần nhỏ ADN mã hoá các thông tin di truyền số còn lại đóng vai trò điều hoà hoặc không hoạt động
Câu 1. Thành phần của opêrôn Lac ở E.coli gồm
A. gen điều hòa (R), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A).
B. gen điều hòa (R), vùng khởi động (P), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A).
C. vùng khởi động (P), vùng vận hành (O), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A).
D. gen điều hòa (R), vùng vận hành, nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A).
Củng cố
Câu 2. Trong cơ chế điều hòa hoạt động gen ở SV nhân sơ, gen điều hòa R có vai trò
A. mang thông tin quy định enzim ARN- pôlimeraza.
B. mang thông tin quy định prôtêin điều hòa.
C. là nơi tiếp xúc với enzim ARN- pôlimeraza.
D. Là nơi liên kết với prôtêin điều hòa.
Củng cố
Câu 3. Trong mô hình điều hòa của Mônô và Jacôp theo Ôperôn Lac, chất cảm ứng là
A. Đường galactôzơ.
B. Đường Lactôzơ.
C. Đường Glucôzơ.
D. Prôtêin ức chế.

Củng cố
Câu 1:
Tại sao khi gen hoạt động cần phải có vùng điều hòa ?

Câu 2:
Dựa vào đâu mà điều hòa hoạt động của gen ở SVNS chủ yếu diễn ra ở giai đoạn phiên mã?
BÀI VỀ NHÀ:
Dặn dò :
Các em về nhà học bài và chuẩn bị bài mới
( Bài 4 : ĐỘT BIẾN GEN )

HẾT