Bài giảng Sinh học 12 - Bài 3: Điều hòa hoạt động Gen

Nội dung tài liệu: Bài giảng Sinh học 12 - Bài 3: Điều hòa hoạt động Gen

1. Bài 3 ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN
2. • Ở người có khoảng 75.1012 tế bào, mỗi tế bào thì có khoảng 25000 gen • Có phải các gen luôn luôn hoạt động không? • Nếu luôn hoạt động tổng hợp sản phẩm (protein) phải giống nhau ở mọi lứa tuổi, nhưng tại sao thanh niên lại nhanh lớn hơn? Cần phải có cơ chế điều hoà hoạt động của gen
3. I. Khái quát về điều hòa hoạt động gen: Hoạt Điều động gen hòa là là gì? gì? Điều khiển - gồm phiên mã và dịch mã. - Điều hòa hoạt động của gen là điều hoà lượng ....sản phẩm...của gen được tạo ra.
4. I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 1. Khái niệm về điều hoà hoạt động của gen: Là quá trình điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo ra. Thế nào là điều hoà hoạt động của gen? Có phải các gen luôn luôn hoạt động? Không. 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. - Người có khoảng 25000 gen, chỉ có 1 số gen hoạt động, phần lớn gen ở trạng thái không hoạt động → tổng hợp prôtêin vào lúc thích hợp.
5. NST ADN NST THÁO XOẮN mARN sơ khai PHIÊN MÃ mARN ở trong nhân TB BIẾN ĐỔI SAU PHIÊN MÃ mARN trưởng thành Phân huỷ mARN Polypeptit DỊCH MÃ Prôtêin hoạt động BIẾN ĐỔI PHÂN HUỶ SAU DỊCH MÃ PROTEIN
6. I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 1. Khái niệm về điều hoà hoạt động của gen: 2. Các cấp độ điều hoà hoạt động của gen: - Tế bào nhân sơ: chủ yếu là cấp độ phiên mã. - Tế bào nhân thực: có ở tất cả các cấp độ. Tại sao điều hoà hoạt động gen ở tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực lại khác nhau? Tế bào nhân sơ quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời. Tế bào nhân thực có màng nhân nên 2 quá trình xảy ra không đồng thời.
7. II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ Các nhà khoa học phát hiện ra cơ chế hoạt động của opêron Lac ở E.Coli
8. II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: Thế nào là một ôpêron? Opêron Vùng vận Các gen cấu trúc (Z, Y, A) Gen điều hoà hành có liên quan về chức năng ADN P R P O Z Y A Vùng khởi động Operon là một cụm gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường được phân bố thành từng cụm và có chung một cơ chế điều hoà.
9. II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: Một ôpêron gồm có mấy vùng, vị trí và chức năng của mỗi vùng đó? Opêron Gen điều hoà Vùng vận hành Các gen cấu trúc (Z, Y, A) có liên quan về chức năng ADN P R P O Z Y A Vùng khởi động Một Ôpêron Lac gồm 3 vùng: +Vùng khởi động = P: Promoter +Vùng vận hành = O: Operator +Nhóm gen cấu trúc = Z, Y, A
10. Gen điều hòa quy định tổng hợp prôtêin ức chế Opêron Gen điều hoà Vùng vận hành ADN P R P O Z Y A Vùng khởi động Các gen cấu trúc (Z, Y, A) Opêron Lac gồm: - Nhóm gen cấu trúc Z,Y,A: tổng hợp protein có cùng chức năng. - Vùng vận hành (O): tương tác với chất ức chế. - Vùng khởi động (P): vị trí để ARN polimeraza gắn vào khởi đầu phiên mã. * Lưu ý: Gen R (Relulater): nằm ngoài thành phần của Opêron có vai trò điều hoà hoạt động của các gen Opêron
11. Thành Khi môi trường không Khi môi trường có phần tham có lactôzơ lactôzơ gia Gen điều Phiên mã tổng hợp Phiên mã tổng hợp chất hoà R chất ức chế (prôtêin ức ức chế (prôtêin ức chế) chế) Prôtêin ức Gắn vào vùng vận Gắn với lactôzơ chất ức chế hành  vùng vận chế bị bất hoạt vùng vận hành bị ức chế hành được tự do Các gen Không phiên mã  Phiên mã, ARN được tổng cấu trúc Z, không được tổng hợp hợp, sử dụng để dịch mã Y,A Ôpêrôn không hđ tổng hợp prôtêin. (trạng thái ức chế) Ôpêrôn hoạt động
12. II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: * Khi môi trường không có lactôzơ Prôtêin ức chế Mô tả sự điều hoà hoạt động của operon Lac khi môi trường không có lactôzơ?
13. Hoạt động (Khi môi trường không có Lactôzơ) Opêron Lac Gen điều hoà P R P O Z Y A Phiên mã Các gen cấu trúc không họat động Giải mã Prôtêin ức chế
14. II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: * Khi môi trường không có lactôzơ Prôtêin ức chế Gắn vào Gen cấu trúc Gen Prôtêin Vùng vận Ngăn không hoạt điều hòa ức chế hành phiên mã động
15. II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: * Khi môi trường có lactôzơ Mô tả sự điều hoà hoạt động của operon Lac khi môi trường có lactôzơ?
16. Hoạt động (Khi môi trường có Lactôzơ) Opêron Lac Gen điều hoà ARN pôlymeraza P R P O Z Y A Phiên mã và Phiên mã dịch mã Prôtêin ức chế Dịch mã Lactôzơ là chất mARN cảm ứng Prô-lac z Prô-lac Y Prô-lac A Prôtêin ức chế bị bất hoạt không gắn được vào vùng vận hành ARN pôlymeraza
17. II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: * Khi môi trường có lactôzơ Vùng vận hành Liên kết Prôtêin Cấu hình không gian 3 ARN polimeraza Lactôzơ ức chế chiều biến đổi Liên kết Vùng khởi động Phiên mã mARN của gen Z,Y,A Dịch mã Enzim phân giải đường lactôzơ Lactôzơ bị phân giải hết Gắn vào Dừng phiên mã Vùng vận hành Prôtêin ức chế
18. Củng cố 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).
19. 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.
20. 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.