Sinh hoc phan tu

Sự đi?u tiết trong tế bào prokaryote &eukaryote

I. Mở đầu
Nghiín c?u lăm th? năo câc gen t? di?u ti?t ho?t d?ng d�ng vă m? trong t? băo.
Chu k? sinh tru?ng c?a t? băo qua 4 giai do?n:
+Giai do?n G1: chu?n b? quâ tr�nh t?ng h?p DNA
+ Giai do?n S: T?ng h?p DNA
+ Giai do?n G2: Giai do?n pha ngh?
+ Giai do?n M: Mitosis


S: Synthesis
G1,2: Gap
M: Mitosis:
Prophase, Metaphase, Anaphase,
Telophase

II Sổỷ õióửu hoỡa bieồu hieọn gene ụỷ Prokaryote
II.1 Caỏu truực cuỷa caực nhaõn toỏ ủie�u hoứa go�m:
ã��Vuứng Regulator: toồng hụùp nhaõn toỏ "caỷm ửựng ":Inducer"
vaứ nhaõn toỏ"ệ�c cheỏ":Repressor.
ã��Vuứng Promoter: Nụi RNA Polymerase gaộn vaứo cho quaự trỡnh phieõn maừ
ã�����Vuứng Operon: Nụi gaộn yeỏu toỏ gaõy Inducer hay Repressor. Hi?n cú 3 nhúm: lac, trp v� ara.
ã������� Caực Gen caỏu truực.
II.2 Operon Lac: (Hệ thống cảm ứng)
Th�nh ph?n lac: cAMP (cyclic AMP), CAO/CRP, Inducer, Repressor, DNA-RNA polymerase tr?c ti?p.
Co ch? ho?t d?ng c?a lac:
_+� E.Coli sử dụng Glu (glucose) là nguồn năng lượng cơ bản.
�������
+ Khi môi trường thiếu Glu, lac(lactose)sẽ thay thế. Lúc này,tế bào sẽ điều hòa gen để hấp thụ Lactose.


Vùng Regulator tổng hợp protein repressor gắn vào Operon? ngăn sự phiên mã
� Nếu môi trường có Lactose. Lactose sẽ gắn với repressor-?repressor biến dạng không gắn vào Operon ? Gen cấu trúc hình thành.
Gen cấu trúc gồm sự tổng hợp: ?-galactosidase và permerase. Những enzyme phân cắt Lactose? Galactose + Glucose.

.
·        Moâi tröôøng Cô cheá phaûn öùng
Coù Glucose phieân maõ bò öùc cheá
Khoâng Lactose       Operon gaén repressor
Khoâng coù Glucose Phieân maõ xaåy ra
Coù Lactose             Repressor bò baát hoaït
·     Coù Lactose Phieân maõ xaåy ra nhanh hôn
Hoaït hoùa cAMP                               
Operon bò ñoät bieán ·     Phieân maõ vaãn xaûy ra (do trình töï operon khoâng theå gaén repressor)
 Khoâng coù Lactose

Trong E. Coli có ba gen cho cơ chế lactose .
Những gen nầy chạy dọc với operetor và promter trong operon . Sự văng mặt của lactose phân tử repressor cột operator và khóa quá trình phiên mã c?a ba gen , bởi vì RNA polymerase không thể gắn trong DNA .
Khi lactose hiện diện nó cột với repressor và di chuyển và lúc nầy phiên mã bắt đầu .
1II.3 Operon Tryp (Heọ thoỏng ửực cheỏ)
ã������� Regulator taùo protein repressor khi teỏ baứo saỷn xuaỏt dử thửứa Tryptophan.
ã������� Tryp gaộn vaứo repressor hỡnh thaứnh vụựi vuứng operon gaõy ửực cheỏ RNApolymerase
ã������� Gen caỏu truực go�m 5gen caỏu taùo neõn Tryptophan: Gen1,2,3,4,5
ã������� Ngo�i co ch? treõn sửù ủie�u hoứa theồ hieọn treõn vuứng gene Leader.
·        Attenuation: ÔÛ söï ñieàu hoøa bieåu hieän gen cuûa Tryp; Cô cheá ngöøng phieân maõ khoâng chæ xaûy ra ôû Intiation (Giai ñoaïn khôûi söï) cuûa phieân maõ, maø xaûy ra taïi vuøng gen Leader Phieân maõ bò giaùn ñoaïn.Ngöôøi ta goïi vuøng gen naøy laø Attenuation. Coù nghóa nhö laø atten nhaän tín hieäu ñeå ñaùp öùng söï hoøa thoâng tin moâi tröôøng.
=======1========2=========3======4========
Treân gen Leader coù 4 vuøng1;2;3;4 nhö hình veõ.
  Moâi tröôøng khoâng coù tryptophan: Söï phieân maõ xaûy ra bình thöôøng
Moâi tröôøng coù tryptophan: Treân vuøng 1&2 taïo caáu truùc keïp toùc"hairspin";treân 3&4 taïo caáu truùc keïp toùc thöù 2.Caáu truùc keïp toùc laø vuøng giaøu UUUU;Taùc ñoäng leân söï döøng phieân maõ cuûa RNA polymerase
Bảo hòa hoặc thiếu trp.
Coï 5 gen cáön coï sæû täøng håüp cuía amino acid tryptophan vaì thãø hiãûn cuìng nhau .
Âáöu tiãn sæû phiãn maî âæåüc kiãøm soaït mäüt nhán täú æïc chãú (repressor ) .
Sau khi tryptophan hiãûn diãûn , protein náöy cäüt våïi yãúu täú æïc chãú thaình trp repressor . Sau âoï tpp æïc chãú naìy cuìng nhau cäüt åí vuìng khåíi âäüng operon .
RNA polymerase khäng thãø di chuyãøn trãn phán tæí æïc chãú vaì seî khäng coï hiãûn tæång phiãn maî xaíy ra . Nãúu tryp thiãúu yãúu täú æïc chãú khäng cäüt vaìo vë triï operon vaì bàõt âáöu phiãn dëch . Thãm vaìo mäüt nhán täú kiãøm soaït goüi laì attenuation , xaíy ra âáöu tiãn trong quaï trçnh phiãn maî vaì nàòm trãn gen leader ( 1,2, 3,4)
Quá trình phiên mã dừng lại nếu một đoạn cong xuất hiện gọi là dấu hiệu cuối được thành lập trong chuỗi RNA thông qua bổ sung vùng kẹp to�c giữa base 3 và 4 . Kẹp to�c thành lập nhờ quyết định của ribosome di chuyển trên miền .
RNApolymerase ribosome dịch mã mRNA thành amino acid .
Nếu thiếu tryptophan. Ribosome nhảy vào và tạo ra codon trp trong chuỗi mã mRNA , bởi vì tRNA cần tryptophan bổ sung. Ribosome nhảy vào cho phép kẹp tóc 2-3 được thành lập , trong lúc nầy không thành lập kẹp toc 3 -4 và phiên mã lại tiếp tục.
Hình gen trytophan , operon và promoter
Hình: RNA polymerase không thể di chuyển qua phân tử ức chế và quá trình phiên mã không xảy ra
Trường hợp gene trytophan thiếu thì gen ức chế không cột vào vùng operator và bắt đầu phiên mã
: Một atten xảy ra trong quá trình phiên mã �dđaău tiên trên gen leader của tryp operator
Quá trình phiên mã dừng lại
Quá trình phiên mã dừng lại nếu dấu hiệu kẹp tóc hoặc uống cong xuất hiện
: RNA polymerase cho phép ribosome chuyển mã mRNA thành amino acid trong miền leader của quá trình phiên mã
Thiếu tryptophan ribosome cho phép kẹp tốc 3-4 thành lập
Sự Điều hòa biểu hiện gen ở Eukaryote:

Khác với Prokaryote. Trong Ekaryote khơng cĩ operon, tuy nhi�n ch�ng cĩ nh?ng gen li�n qua d?n ch?c nang di?u hịa s? th? hi?n gen.
Co ch? ph?c t?p hon nhi?u.
Sự điều tiết trong tế bào Eukaryotic:
Trong gen tế bào đa nhân phức tạp nhiều hơn trong tế bào đơn nhân . Có những điểm cơ bản khác nhau :
-Đầu tiên trong tế bào đa nhân có genome rất lớn và DNA trên nhiễm sắc thể sắp xếp theo đường thẳng và DNA nầy quan hệ rất chặ�t với histones và các protein khác .
-Thứ hai : quá trình phiên mã và chuyển mã trong eukaryotes tách ra , quá trình phiên mã xảy ra trong nhân và chuyển mã xẩy ra trong tế bào chất .
Trong chu kỳ của tế bào eukaryotic phân chia ra 4 giai đoạn ( M ( mitosis) , G1 là thời kỳ giữa Mitosis và giai đoạn đầu tiên của sự lập lại DNA. S Thời kỳ tổng hợp và G2 là thời kỳ bổ sung của lập lại DNA và mitiosis.
Cdk bao gồm cyclin và kinase quá trình chu kỳ tế bào .
Nghiên cứu tế bào trứng và giao hợp vá sự thành lập phôi
Nghiên cứu yếu tố promoter gọi là maturation- promoter factor ( MPF) .
Quá trình của sự chín của tinh trùng từ G 2 của giao tử chuyển sang metaphase trong giai đoạn giảm nhiễm meiosis II .
Nghiên cứu trên tế bào của của ếch cho thấy . Trong quá trình từ giao tử cái chuyển sang giai đoạn phân chia có sự xúc tác một yếu tố gọi là MPF . MPF là chìa khóa trong sự điều tiết trong tế bào đa nhân .
Trong ống nghiệm cho thấy sự hoạt động của yếu tố MPF ở các giai đoạn khác nhau. Trong tế bào giao tử cái với sự xúc tác của progesterone thông qua giai đoạn gían phân gỉam nhiễm I .
MPF là thành phần cylin và protein kinase ( Cdk) Protein kinase hoạt động thông qua phosphorylating
Trong sự phân chia c?a phôi Xenopus (c�c chđu phi)., nồng độ của cucline và hoạt động MPF gia tăng chuyển sang giai đoạn gián phân và vào giai đoạn anaphase
Nghiên cứu di truyền trên naâm men : Xennopus
Cơ chế phân tử cho sự điều tiết
Trên tế bào đa nhân , RNA polymerase II sao chép code protein . Một yếu tố cơ bản trong sự sao chép đòi hỏi một yếu tố phiên mã là transcription Factors. Yếu tố phiên mã nầy cột với DNA và các protein khác .
Đầu tiên : Protein được nhận tính hiệu và cột mã trình tự của TATA ở promoter . TATA cột protein gọi là TBP và sau đó làm cong DNA . Một yếu tố Auxiliary cột TATA protein .
Protein nầy rất phức tạp và cột với RNA polymerase và được quan hệ với protein . Sau đó phức hợp protein nầy tách ra sợi xoắn đôi DNA . RNA polymerase II và protein quan hệ di chuyển dọc trên DNA và sản xuất ra một RNA thông tin và RNA thông tin bổ sung cho templale DNA .
Quá trình đánh dấu của phiên mã có thể tạo một enhancer sequencing .
Một protein activarors có thể hoạt động ổn định và tạo ra TBP và RNA polymerase cột DNA.
Sự ổn định bổ sung một phức hợp protein activator có thể phiên mã bổ sung RNA polymerase .
Protein acivator gia tăng sự phiên mã, trong lúc ấy protein ban đầu inhibitor giảm sự phiên dịch .
Cùng với sự điều tiết của protein quá trình phiên mã có thể quyết định nơi nào, ở đâu và làm thế nào để quá trình phiên mã xảy ra trong tế bào .
Protein cột TATA ở promoter
TBP cong lại . Yếu tố auxilirary cột TATA protein

Protein phức tạp khởi động và cột RNA polymerase
RNA polymerase II và protein quan hệ di chuyển vùng RNA và sản xuất ra RNA bổ sung
�
Activator cột vùng enhancer chuyên biệt
Quá trình đánh dấu của phiên mã có thể tạo một enhancer sequencing . Một protein activarors có thể hoạt động ổn định và tạo ra TBP và RNA polymerase cột DNA.
Sự ổn định bổ sung một phức hợp protein activator có thể phiên mã bổ sung RNA polymerase .
Protein acivator gia tăng sự phiên mã trong lúa ấy protein ban đầu inhibitor giảm sự phiên dịch .
Cùng với sự điều tiết của protein quá trình phiên mã có thể quyết định nơi nào, ở đâu và làm thế nào để quá trình phiên mã xảy ra trong tế bào .
Dấu hiệu của transduction
�Dấu hiệu phân tử được gởi đi và chuyển đổi một loạt phản ứng trong tế bào , gọi là dấu hiệu transduction : Đầu tiên dấu hiệu phân tử cột một receptor chuyên biệt trong màng tế bào .
Dấu hiệu cột receptor là nguyên nhân phóng thích phân tử thông tin thứ hai trong tế bào chất . �
Hay no�i ca�ch kha�c insduction la� chuyeơn gen cu�a teâ ba�o bacteriophage t��i vi khuaơn kha�c
Dấu hiệu được thế thông qua một loạt phân tử hoá học hay các conformation thay đổi .
Một kiểu của dấu hiệu transduction là quá trình chuyển của phân tử phosphate relay.
Một cascade của phosphorylation có thể khuếch đại dấu hiệu đầu tiên .
Dấu hiệu chuyển đổi thành một phản ứng như là activation của enzyme trong vùng tế bào chất hoặc hoạt động của yếu tố transcription .
Nếu quá trình phiên mã đã hoạt động , nó sẽ đi vào nhân và cột với DNA . Một sự thay đổi trong thể hiện gen là có thể dấu hiệu transdulation