Opêron là gì? (Sinh học 12)

Chức năng của mỗi operon là một đơn vị hoạt động của phân tử DNA, bao gồm một hoặc nhiều gen cấu trúc (cistron) liền kề nhau, chỉ dùng chung một operator và một promoter.

Trả lời: Trên phân tử ADN của vi khuẩn, các gen cấu trúc liên quan đến chức năng thường phân bố liền kề nhau thành từng cụm có chung một cơ chế điều hòa gọi là operon.

1. Hiểu biết chung

Operon là một thuật ngữ trong di truyền học, dùng để chỉ một cụm gen cấu trúc liền kề nhau trong ADN của sinh vật nhân sơ và virut, có chung một cơ chế điều hòa.

Về mặt chức năng, mỗi operon là một đơn vị hoạt động của phân tử DNA, bao gồm một hoặc nhiều gen cấu trúc liền kề (cistron) chỉ chia sẻ một người vận hành và một người khởi xướng. người ủng hộ)

2. Đặc điểm

Khi hoạt động (operon mở), các gen trong operon được phiên mã với nhau thành phân tử spliced mRNA, được gọi là polycistronic mRNA. Sau khi được phiên mã, chúng có thể được dịch mã cùng nhau trong tế bào chất hoặc trải qua quá trình xử lý để tạo ra các mARN đơn đoạn mà sau đó được dịch mã riêng rẽ. Kết quả là các gen của cùng một operon thường được biểu hiện đồng thời hoặc hoàn toàn không biểu hiện.

Khi operon được đóng lại, không có sản phẩm nào (mRNA và sau đó là protein) được tạo ra, vì vậy operon là đơn vị được sử dụng để điều chỉnh hoạt động của gen chỉ ở cấp độ phiên mã.

Cơ chế hoạt động của operon Lac

Cơ chế điều hòa hoạt động của operon Lac

– Khi môi trường không có lactoza:

Gen điều hòa quy định tổng hợp prôtêin ức chế. Protein này liên kết với vùng vận hành, ngăn cản quá trình phiên mã, khiến các gen cấu trúc không hoạt động.

– Khi môi trường có lactôzơ, một số phân tử lactôzơ liên kết với prôtêin ức chế làm thay đổi cấu trúc không gian 3 chiều của nó làm cho prôtêin ức chế không thể liên kết với vùng vận hành và do đó ARN pôlimeraza có thể liên kết với vùng khởi động để phiên mã. Sau đó, các phân tử mARN của các gen cấu trúc Z, Y, A được dịch mã để tạo ra enzim phân giải lactôzơ. Khi đường lactôzơ bị phân giải hoàn toàn, prôtêin ức chế sẽ liên kết với vùng vận hành và quá trình phiên mã bị dừng lại.

Xem thêm:

>>> Mô hình operon lac là mô hình điều hòa ở mức độ nào?

3. Cấu trúc operon Lac ở E.coli

– Z, Y, A: Gen cấu trúc điều khiển quá trình tổng hợp enzim tham gia phân giải lactôzơ trong môi trường để cung cấp năng lượng cho tế bào.

– O (operator): Vùng vận hành là một trình tự nucleotit đặc biệt mà prôtêin ức chế có thể liên kết để ngăn cản quá trình phiên mã.

– P (promoter): Vùng promoter, nơi ARN polymerase bám vào và khởi đầu quá trình phiên mã.

Một gen khác không thuộc operon nhưng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa hoạt động của các gen trong operon là gen điều hòa R.

Khi gen điều hòa R hoạt động sẽ tổng hợp prôtêin ức chế. Protein này có khả năng liên kết với vùng vận hành dẫn đến ức chế quá trình phiên mã.

4. Opera tr

Operon trp là một operon tham gia vào quá trình sinh tổng hợp trypotophan (một axit amin và cũng là một yếu tố tăng trưởng quan trọng) ở một số vi khuẩn, điển hình nhất là Echerichia coli. Khi có tryptophan, operon trp bị bất hoạt bởi phức hợp protein ức chế tryptophan, trong khi không có axit amin này, operon hoạt động. Do đó, operon này là một loại operon ức chế.

Operon tryptophan được cấu tạo bởi 5 gen cấu trúc có chung cơ chế điều hòa (cùng trình tự vận hành) và cùng cơ chế khởi tạo phiên mã (cùng trình tự promoter). Năm gen đó theo thứ tự (ở E. coli) là trpE, trpD, trpC, trpB và trpA. Mỗi gen mã hóa một enzym tham gia vào con đường đồng hóa tryptophan từ tiền chất axit chorismic. Các chủng vi khuẩn bị đột biến một trong 5 gen trên sẽ mất khả năng tổng hợp tryptophan và do đó trở thành chủng dinh dưỡng (chỉ sinh trưởng khi có axit amin này).

5. Điều hoà tổng hợp enzim ở E. coli . Toán hạng Trp

Operon này có 5 gen mã hóa các enzym cần thiết cho quá trình tổng hợp tryptophan, được điều hòa bởi hai cơ chế: ức chế và suy giảm.

Chất ức chế được mã hóa bởi gen trp R nằm ở nơi khác trên nhiễm sắc thể.

Khi Tryptophan có nhiều, nó sẽ hoạt động như một chất đồng ức chế (corepressor) liên kết với protein ức chế (repressor protein) được mã hóa bởi đoạn trp R. Phức hợp này gắn vào phần tử vận hành (operator), ngăn cản RNA pol gắn vào promoter, do đó ức chế sự biểu hiện của Operon Trp.

Khi Trp Operon không còn bị ức chế và có thể được phiên mã trong biểu hiện gen, một cơ chế khác tham gia vào quá trình điều hòa tổng hợp enzyme, đó là sự suy giảm. Phiên mã vẫn diễn ra, nhưng gần như đồng thời với dịch mã, với cơ chế điều hòa phiên mã phụ thuộc vào nồng độ tryptophan.

Bạn thấy bài viết Opêron là gì? (Sinh học 12) có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Opêron là gì? (Sinh học 12) bên dưới để Trường THPT Diễn Châu 2 có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: dienchau2.edu.vn của Trường THPT Diễn Châu 2

Nhớ để nguồn bài viết này: Opêron là gì? (Sinh học 12) của website dienchau2.edu.vn

Chuyên mục: Là gì?