Operon là các gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường phân bố theo cụm có chung một cơ chế điều hòa. Vậy gen điều hòa operon hoạt động khi môi trường như thế nào. Top10vietnam.net sẽ giúp bạn giải đáp trong bài biết sau đây.
Câu hỏi: Gen Điều Hòa Operon Hoạt Động Khi Môi Trường:
A. Có chất cảm ứng.
B. Không có chất cảm ứng.
C. Không có chất ức chế.
D. Có hoặc không có chất cảm ứng.
- Trả lời: Đáp án D
Khi môi trường có hoặc không có chất cảm ứng, gen điều hòa opêron đều hoạt động để tổng hợp lên prôtêin ức chế.
- Khi môi trường không có chất cảm ứng:
- Khi môi trường có chất cảm ứng:
Kiến thức liên quan
Khái niệm điều hòa hoạt động của gen
Gen điều hòa là một thuật ngữ được đề cấp khá rộng bao gồm các trình tự điều hóa, các đơn vị điều chỉnh, vùng điều hòa, đơn vị kiểm soát, vùng kiểm soát, tùy thuộc và chức năng của chúng với gen cấu trúc như thế nào.
Tham gia vào sự điều hoà hoạt động của gen cấu trúc gồm cóvùng khởi động (promoter) hay khởi đầu phiên mã, vùng vận hành (operator) hay chỉ huy, gen điều hòa (regulator), ngoài ra còn có thể có vùng suy giảm (attenuator) hoặc vùng tăng cường (enhancer).
Điều hòa hoạt động của gen chính là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra, ở đây được hiểu là gen có được phiên mã và dịch mã hay không. Sự hoạt động khác nhau của các gen trong hệ gen là do quá trình điều hòa
Đặc điểm
– Phức tạp, nhiều mức độ khác nhau
- Điều hòa trước phiên mã: là điều hòa số lượng gen qui định tính trạng nào đó trong tế bào.
- Điều hòa phiên mã: là điều hòa việc tạo ra số lượng mARN (vd: điều hòa hoạt động của cụm gen Z,Y,A trong lactose Operon).
- Điều hòa dịch mã: là điều hòa lượng prôtêin được tạo ra bằng cách điều khiển thời gian tồn tại của mARN, thời gian dịch mã hoặc số lượng ribôxôm tham gia dịch mã.
- Điều hòa sau dịch mã: là điều hòa chức năng của prôtêin sau khi đã dịch mã hoặc loại bỏ prôtêin chưa cần thiết (ví dụ: điều hòa hoạt động gen R trong mô hình điều hòa lactose Operon.
– Sinh vật nhân sơ: chủ yếu diễn ra điều hòa phiên mã.
– Sinh vật nhân thực: điều hòa ở nhiều mức độ (Từ trước phiên mã đến sau dịch mã)
Ý nghĩa
- Tế bào chỉ tổng hợp protein cần thiết vào thời điểm thích hợp với một lượng 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.
Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ
Mô hình cấu trúc của operon Lac
Một hệ thống gồm nhiều gen cấu trúc có liên quan về chức năng cùng phối hợp hoạt động điều hòa tổng hợp prôtêin gọi là Opêron. Một Opêron gồm:
- Z, Y, A: cụm các gen cấu trúc: kiểm soát các pôlipeptit có liên quan về chức năng.
- O: gen chỉ huy chi phối hoạt động của cụm gen cấu trúc.
- P: vùng khởi động (nơi ARN – pôlimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã).
- R: gen điều hòa kiểm soát tổng hợp prôtêin ức chế (R không phải là thành phần của Opêron).
Sự điều hòa hoạt động của operon Lac
Vi khuẩn E.coli mẫn cảm với đường lactôzơ, do đó, khi sống trong môi trường có đường lactôzơ, E.coli sẽ tiết ra enzim lactaza để phân giải đường lactôzơ.
a) Khi môi trường không có lactôzơ
Bình thường, gen điều hòa (R) tổng hợp một loại prôtêin ức chế gắn vào gen chỉ huy (O), do đó gen cấu trúc ở trạng thái bị ức chế nên không hoạt động. Z, Y, A sẽ không thực hiện được phiên mã và dịch mã. Vì vậy, sản phẩm của cụm gen là lactaza không được tạo thành.
b) Khi môi trường có lactôzơ
Lactôzơ đóng vai trò là chất cảm ứng. Chất cảm ứng sẽ liên kết với prôtêin ức chế làm prôtêin ức chế thay đổi cấu hình không gian và trở nên bất hoạt (không hoạt động). Prôtêin ức chế không thể bám vào gen chỉ huy O, gen chỉ huy hoạt động bình thường điều khiển Z, Y, A thực hiện phiên mã và dịch mã tổng hợp nên sản phẩm của cụm gen là lactaza.
Lactaza được tiết ra sẽ làm nhiệm vụ phân giải lactôzơ trong môi trường.
Điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân thực
- Sự điều hòa biểu hiện gen ở nhân thực phải qua nhiều mức điều hòa phức tạp hơn so với nhân sơ và qua nhiều giai đoạn như: nhiễm sắc thể tháo xoắn, phiên mã, biến đổi hậu phiên mã, mRNA rời nhân ra tế bào chất, dịch mã và biến đổi sau dịch mã.
- Đa số nhân thực có cơ thể đa bào và mỗi tế bào có biểu hiện sống không phải tự do, mà chịu sự biệt hóa theo các chức năng chuyên biệt trong mối quan hệ hài hòa với cơ thể.
- Ngoài sự biệt hóa tế bào, các cơ thể nhân thực đa bào còn trải qua quá trình phát triển cá thể với nhiều giai đoạn phức tạp nối tiếp nhau, trong đó có những gen chỉ biểu hiện ở phôi và sau đó thì dừng hẳn
Hi vọng những thông tin mà Top10vietnam.net chia sẻ sẽ cũng cấp cho bạn đọc những kiến thức cần thiết, qua đó trả lời được câu hỏi gen điều hòa operon hoạt động khi môi trường như thế nào. Chúc bạn học tập tốt.
