Điều hòa gen là gì ? Cơ chế điều hòa gen ở sinh vật nhân sơ

1. Khái niệm

- Điều hoà hoạt động của gen là điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo ra.

- Điều hoà hoạt động của gen nhằm đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện môi trường cũng như hoạt động sống của cơ thể.

- Quá trình điều hoà hoạt động của gen diễn ra ở nhiều cấp độ khác nhau như điều hoà phiên mã, điều hoà dịch mã, điều hoà sau phiên mã

2. Cơ chế điều hoà gen ở sinh vật nhân sơ

- Ôpêrôn là nhóm các gen có liên quan về chức năng thường phân bố liền nhau thành từng cụm , có chung một cơ chế điều hòa.

   a) Mô hình cấu trúc ôpêrôn Lac

- Mô hình cấu trúc ôpêrôn Lac được phát hiện bởi 2 nhà khoa học Pháp là F. Jacôp và J. Mônô ở vi khuẩn E. coli

- Cấu trúc của ôpêrôn Lac

   b) Ôpêrôn Lac bao gồm:

   + 3 gen Z, Y, A: là các gen cấu trúc quy định tổng hợp enzim tham gia vào quá trình phân giải đường lactôzơ trong môi trường.

   + O (operator): vùng vận hành, nơi gắn prôtêin ức chế quá trình phiên mã.

   + P (promotor): vùng khởi động, nơi ARN pôlimeraza gắn vào để khởi động phiên mã.

   + Trước ôpêrôn có một gen điều hoà R. Gen R khi hoạt động sẽ tổng hợp prôtêin ức chế. Prôtêin này bám vào vùng vận hành O ngăn cản quá trình phiên mã.

- Hoạt động của ôpêrôn Lac

   + Khi môi trường không có lactôzơ: gen điều hoà tổng hợp prôtêin ức chế. Prôtêin này liên kết với vùng vận hành ngăn cản hoạt động của ARN pôlimeraza làm cho các gen cấu trúc không hoạt động

   + Khi môi trường có lactôzơ: một số phân tử lactôzơ liên kết với prôtêin ức chế làm biến đổi cấu hình không gian của loại pr ô têin thay đổi nên không thể liên kết được với vùng vận hành nữa. Do vậy ARN pôlimeraza có thể thực hiện hoạt động phiên mã các gen Z, Y, A. Sau khi lact ô zơ được phân giải hết, thì prôtêin ức chế được giải phóng và lại liên kết trở lại với vùng vận hành  quá trình phiên mã bị dừng lại.