Ch­¬ng 2: CÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña gen

II. Ho¹t ®éng biÓu hiÖn gen

III. §iÒu hoµ biÓu hiÖn gen

I. CÊu trÊu cña gen

Ch­¬ng 2: CÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña genI. CÊu tróc cña gen

Mét gen ®iÓn h×nh gåm cã 2 vïng:

Vïng ®iÒu khiÓn.

Vïng phiªn m·.

Ngoµi ra cßn cã mét sè cÊu tróc ®Æc thï n»m tr­íc, sau, hoÆc trong gen (vïng t¨ng c­êng, vïng bÊt ho¹t,...)

P/O Vïng phiªn m·

N»m ë ®Çu 5’ (sîi bæ sung), cã mét sè tr×nh tù ®Æc hiÖu ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng cña gen.

Gåm:

Promotor...

Operator...

1. Vïng ®iÒu khiÓn:

1. Vïng ®iÒu khiÓn:

* Promotor:

Lµ tr×nh tù nhËn biÕt vµ g¾n cña enzim ARNpolymerase trong qu tr×nh phiªn m· (promotor cßn gäi lµ tr×nh tù khëi ®éng, gen khëi ®éng)

* Operator:

Lµ vÞ trÝ t­¬ng t¸c víi protein øc chÕ hoÆc ho¹t ho ®Ó øc chÕ hoÆc ho¹t ho qu tr×nh phiªn m· (cßn gäi lµ tr×nh tù chØ huy hay gen chØ huy).

Cã tµi liÖu ph©n thµnh:

- Operator: Lµ vÞ trÝ t­¬ng t¸c víi protein øc chÕ.

- Activator: Lµ vÞ trÝ t­¬ng t¸c víi protein ho¹t ho .

Promotor cã thÓ n»m tr­íc operator hoÆc chïm lªn mét phÇn hoÆc toµn bé operator

VÞ trÝ P, O cña gen cÊu tróc cña Procaryota vµ Eucaryota n»m ë vÞ trÝ kh c nhau cña gen...

N»m phÝa tr­íc vïng ®iÒu khiÓn cã thÓ cã tr×nh tù ®iÒu hoµ: lµ tr×nh tù Nu m· ho c¸c protein hay enzim ho¹t ho hoÆc øc chÕ ho¹t ®éng cña gen (cßn gäi lµ gen ®iÒu hoµ: Inhibitor –I hoÆc Regulator –R)

2. Vïng phiªn m·.Gåm cã:

Vïng mang m· di truyÒn

Vïng kÕt thóc.

a) Vïng mang m· di truyÒn:2. Vïng phiªn m·.

§­îc phiªn m· sang ph©n tö mARN vµ cã thÓ ®­îc dÞch m· sang protein.

* ë Procaryota:

Vïng mang m· di truyÒn ®Òu mang TTDT. C¸c gen th­êng s¾p xÕp n»m gÇn nhau vµ chÞu sù ®iÒu khiÓn chung cña mét promotor t¹o thµnh mét operon

* ë Eucaryota:

Cã cÊu tróc phøc t¹p, gåm c¸c gen cã cÊu tróc riªng.

Mçi gen cÊu tróc mang TTDT m· ho mét chuçi polypeptit. Gi÷a c¸c gen cÊu tróc cßn cã c¸c ®o¹n ADN kh«ng mang m·, c¸c ®o¹n ADN dÞ nhiÔm s¾c, c¸c gen ®Öm; ph©n lín c¸c gen cÊu tróc bao gåm c¸c exon xen kÏ cã c¸c intron.

b) Vïng kÕt thóc:

Xem l¹i néi dung ®· häc

Ch­¬ng 2: CÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña gen

II. Ho¹t ®éng biÓu hiÖn gen

Chñ yÕu x¶y ra ë giai ®o¹n phiªn m·: b¾t ®Çu tæng hîp ph©n tö mARN vµ dõng tæng hîp mARN

Ch­¬ng 2: CÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña gen

III.1. ë sinh vËt procaryota:

III. §iÒu hoµ biÓu hiÖn gen

1. KiÓm so¸t b¾t ®Çu tæng hîp ph©n tö mARN

C¬ chÕ tiªu cùc (©m tÝnh)

Theo 2 c¬ chÕ chÝnh:

C¬ chÕ tÝch cùc (d­¬ng tÝnh)

øc chÕ ph¶n håi

Ngoµi ra cßn 2 c¬ chÕ kh c

Ho¹t ho ph¶n håi

ADN

Gen điều hoà(R)Gen điều hoà(R)Vïng ®iÒu khiÓn(P/O)Vïng ®iÒu khiÓn(P/O) Nhóm gen cấu trúcNhóm gen cấu trúc

AA BB CC

OPERÔNOPERÔN

Các phần Các phần tử ức chếtử ức chế

mARNSự tổng hợp bị dừng lại

S¬ ®å minh ho¹ ®Æc ®iÓm ®iÒu hoµ qu tr×nh tæng hîp pr«tªin ë Procaryota theo c¬ chÕ tiªu cùc

1.1. C¬ chÕ tiªu cùca. §Æc ®iÓm

ADN

Gen điều hoà(R)Gen điều hoà(R)Vïng ®iÒu Vïng ®iÒu khiÓn(P/O)khiÓn(P/O)

Nhóm gen cấu trúcNhóm gen cấu trúc

AA BB CC

OPERÔNOPERÔN

Các phần tử Các phần tử ức chếức chế

mARNSự tổng hợp bị dừng lại

++Các phần tử cảm ứng

sinh tæng hîp pr«tªin

S¬ ®å minh ho¹ ®Æc ®iÓm ®iÒu hoµ qu tr×nh tæng hîp pr«tªin ë Procaryota theo c¬ chÕ tiªu cùc

1.1. C¬ chÕ tiªu cùca. §Æc ®iÓm

+ Ho¹t ®éng cña gen bÞ k×m h·m khi cã mÆt cña protein øc chÕ (repressor). Khi protein øc chÕ t­¬ng t¸c víi vÞ trÝ ®Æc hiÖu lµ operator (vïng chØ huy) th× chóng k×m h·m phiªn m·

+ Protein øc chÕ cã thÓ ®¬n chÊt hoÆc phøc chÊt do gen ®iÒu hoµ n»m c¹nh operon tæng hîp ra còng cã thÓ do c¸c

gen n»m ë vÞ trÝ kh c nhau trong hÖ gen tæng hîp ra.

b. VÝ dô: KiÓm so¸t phiªn m· trªn operon lac theo c¬ chÕ tiªu cùc

? Quan s¸t h×nh vÏ: M« t¶ cÊu tróc, ®Æc ®iÓm vµ c¬ chÕ ho¹t ®éng cña operon lac

+ CÊu tróc: Vïng ®iÒu khiÓn: promotor vµ operator

Gåm

Vïng phiªn m·: gåm 3 gen cÊu tróc lac Z,

lac Y, lac A

S¶n phÈm cña c¸c gen nµy gióp tÕ bµo tiÕp nhËn vµ chuyÓn ho ®­êng lactose.

ADN

Gen đ/h lac IGen đ/h lac IVïng ®iÒu khiÓn(P/O)Vïng ®iÒu khiÓn(P/O) Nhóm gen cấu trúcNhóm gen cấu trúc

ZZ YY AA

OPERONOPERON

Protein lacIProtein lacI

mARNSự tổng hợp bị dừng lại

S¬ ®å minh ho¹ ®Æc ®iÓm ®iÒu hoµ qu tr×nh tæng hîp pr«tªin cña operon lac theo c¬ chÕ tiªu cùc

+ §Æc ®iÓm

ADN

Gen đ/h lac IGen đ/h lac IVïng ®iÒu Vïng ®iÒu khiÓn(P/O)khiÓn(P/O)

Nhóm gen cấu trúcNhóm gen cấu trúc

ZZ YY AA

OPERONOPERON

Protein lac IProtein lac I

mARNSự tổng hợp bị dừng lại

++Các phần tử ®­êng (®­êng lactoz)

S¬ ®å minh ho¹ ®Æc ®iÓm ®iÒu hoµ qu tr×nh tæng hîp pr«tªin cña operon lac theo c¬ chÕ tiªu cùc

+ §Æc ®iÓm

- Khi m«i tr­êng kh«ng cßn ®­êng lactose th× sè l­îng E l¹i gi¶m nhanh vµ trë vÒ møc ban ®Çu (5 ph©n tö/ 1 TB)

+ §Æc ®iÓm:- Khi m«i tr­êng kh«ng cã ®­êng lactose th× sè l­îng enzym lactose trong tÕ bµo rÊt Ýt (5 ph©n tö/ 1tÕ bµo)

- Khi bæ sung ®­êng lactose vµo m«i tr­êng nu«i cÊy th× sè l­îng E t¨ng nhanh (sau 2-3’ cã thÓ ®¹t 5000 ph©n tö/ 1 TB)

- Khi m«i tr­êng hÕt ®­êng lactose th× protein LacI l¹i ®­îc gi¶i phãng vµ t­¬ng t¸c víi operator øc chÕ phiªn m·

+ C¬ chÕ:Qu tr×nh phiªn m· trªn operon Lac ®­îc kiÓm so¸t bëi protein øc chÕ Lac I - S¶n phÈm cña gen LacI n»m c¹nh operon Lac.

- Khi m«i tr­êng kh«ng cã ®­êng lactose, th× pr LacI t­¬ng t¸c víi operator ⇒ biÕn ®æi cÊu tróc ph©n tö ADN ⇒ enzym ARN polymerase kh«ng b¸m ®­îc lªn vïng promotor ⇒ kh«ng phiªn m· ®­îc

- Khi m«i tr­êng cã ®­êng lactose (hoÆc c¸c chÊt cã cÊu t¹o ho häc t­¬ng tù) (chÊt c¶m øng induccer) th× protein LacI t­¬ng t¸c víi chÊt c¶m øng, lµm thay ®æi cÊu tróc kh«ng gian ⇒ kh«ng t­¬ng t¸c ®­îc víi operon ⇒ enzym ARN polymerase b¸m ®­îc lªn vïng promotor⇒ Qu tr×nh phiªn m· x¶y ra.

ADN

Gen điều hoà(R)Gen điều hoà(R)Vïng chØ huy (O)Vïng chØ huy (O) Nhóm gen cấu trúcNhóm gen cấu trúc

AA BB CC

OPERÔNOPERÔN

Các phần Các phần tử tử ho¹t hoho¹t ho

mARNQu tr×nh t ng h p mARN diÔn ổ ợra

s¬ ®å minh ho¹ ®Æc ®iÓm ®iÒu hoµ qu tr×nh tæng hîp pr«tªin ë Procaryota theo c¬ chÕ tÝch cùc

a. §Æc ®iÓm1.2. C¬ chÕ tÝch cùc:

a. §Æc ®iÓm

+ Ho¹t ®éng cña gen chØ b¾t ®Çu khi cã mÆt cña mét lo¹i protein ho¹t ho (®¬n chÊt hay phøc chÊt). Khi chÊt ho¹t ho nµy t­¬ng t¸c víi vÞ trÝ ®Æc hiÖu trªn vïng ®iÒu khiÓn (activator) th× qu tr×nh phiªn m· x¶y ra.

1.2. C¬ chÕ tÝch cùc:

b. VÝ dô1: Ho¹t ®éng cña operon ara theo c¬ chÕ tÝch cùc

Quan s¸t h×nh vÏ: M« t¶ cÊu tróc, ®Æc ®iÓm vµ c¬ chÕ ho¹t ®éng cña operon ara.

+ CÊu tróc, ho¹t ®éng cña Operon ara:

- CÊu tróc: Gen A m· cho izomerase

Operon aza gåm Gen B m· ho cho kinase

Gen D m· ho cho epimerase

S¶n phÈm cña c¸c gen nµy cÇn cho q/t biÕn ®æi ®­êng ara thµnh xelluloz –5- photphat

-Khi m«i tr­êng hÕt arabinonse th× E l¹i gi¶m nhanh

+ §Æc ®iÓm ho¹t ®éng:-Khi m«i tr­êng kh«ng cã arabinonse th× E trong TB rÊt Ýt

-Khi m«i tr­êng cã bæ sung arabinonse th× sè l­îng E t¹o ra trong TB t¨ng nhanh

+ C¬ chÕ:Qu tr×nh phiªn m· trªn operon ara ®­îc kiÓm so¸t bëi protein ho¹t ho araC- s¶n phÈm cña gen araC n»m c¹nh operon ara.

C¸c thÝ nghiÖm ®ét biÕn di duyÒn ®· x¸c ®Þnh protein araC cã thÓ b¸m ®ång thêi vµo nhiÒu vÞ trÝ kh c nhau trªn operon ara (O1 O2 I1 I2) g©y t¸c dông ®iÒu khiÓn kh c nhau

- Khi m«i tr­êng kh«ng cã arabinose, pr araC b¸m vµo 3 vÞ trÝ O1, O2 vµ I1 ®ång thêi ph©n tö protein araC b¸m ë 2 vÞ trÝ O1, I1 cã thÓ t­¬ng t¸c víi nhau g©y uèn cong sîi ADN E kh«ng b¸m ®­îc vµo promotor kh«ng phiªn m· ®­îc.

-Khi m«i tr­êng cã arabinose, pr araC+ arabinose phøc hîp nµy b¸m lªn c¸c vÞ trÝ O1O2 I1I2

T­¬ng t¸c protein-protein chØ x¶y ra ë vÞ trÝ O1 O2; kh«ng x¶y ra ë vÞ trÝ I1 I2 E ARN polymerase b¸m ®­îc vµo promotor phiªn m· x¶y ra.

- Khi m«i tr­êng kh«ng cã glucose, cã lactose th× operon Lac míi ho¹t ®éng tæng hîp E ph©n gi¶i lactose.

VÝ dô 2: øc chÕ qu tr×nh ph©n gi¶i lactose+ §Æc ®iÓm:

- Khi cã mÆt ®ång thêi c¶ glucose vµ lactose trong m«i tr­êng nu«i cÊy th× TB chØ sö dông glucose cßn lactose kh«ng ®­îc chuyÓn ho . NghÜa lµ operon Lac kh«ng ho¹t ®éng ngay khi cã mÆt cña lactose.

+ C¬ chÕ:Phøc chÊt ®iÒu hoµ ho¹t ®éng cña operon lac theo c¬ chÕ tÝch cùc lµ cAMP-CAP (Cyclic Adenozinmonophotphat- Catabolite Activator Protein)

-Khi m«i tr­êng kh«ng cã glucose th× hµm l­îng cAMP cao, chóng t­¬ng t¸c víi CAP t¹o phøc hîp cAMP-CAP, phøc hîp nµy t­¬ng t¸c víi promoter (gÇn vÞ trÝ b¸m cña E ARN polymerase) g©y uèn cong sîi ADN, béc lé vÞ trÝ b¸m cña E phiªn m· ®­îc b¾t ®Çu.

- Khi m«i tr­êng cã glucose th× hµm l­îng cAMP rÊt thÊp operolac kh«ng ho¹t ®éng.

S¬ ®å tæng qu t cña operonlac theo 2 c¬ chÕ tÝch cùc vµ tiªu cùc

1.3. øc chÕ ph¶n håi:

a.§Æc ®iÓm:

b. VÝ dô: Sù ho¹t ®éng cña operon tryptophan

+ CÊu tróc: Vïng ®iÒu khiÓn: promotor vµ operator

Gåm

Vïng phiªn m·: 5 gen cÊu tróc m· cho c¸c

E liªn quan ®Õn viÖc tæng hîp tryptophan

Sù cã mÆt cña tryp trong m«i tr­êng, k×m h·m operon tryp.

+ §Æc ®iÓm:

- Khi m«i tr­êng thiÕu tryp, ho¹t ®éng cña Operon nµy m¹nh

- Khi m«i tr­êng cã tryp th× ho¹t ®éng cña operon nµy l¹i gi¶m

S¶n phÈm do gen (operon) ®ã ho¹t ®éng t¹o ra quay trë l¹i k×m h·m sù ho¹t ®éng cña gen (operon) ®ã.

- Khi m«i tr­êng thiÕu tryp, repressor kh«ng g¾n ®­îc vµo operator lµm cho vïng ®iÒu khiÓn cã thÓ tiÕp nhËn c¸c ARN polymerase chÞu tr ch nhiÖm phiªn m· c¸c gen cÊu tróc cña operon thµnh mARN . C¸c mARN nµy sau ®ã ®­îc dÞch m· thµnh c¸c enzym tæng hîp tryp.

+C¬ chÕ:

-Khi m«i tr­êng cã tryp, repressor kÕt hîp víi tryp g¾n lªn operator c¸c gen cÊu tróc kh«ng ®­îc phiªn m·.

- Nh­ vËy: Tryp kh«ng ph¶i lµ chÊt øc chÕ biÓu hiÖn cña operon tryp, chóng gi÷ vai trß cña chÊt ®ång øc chÕ khi t­¬ng t¸c víi repressor. VËy operon nµy ®­îc ®iÒu khiÓn theo c¬ chÕ tiªu cùc do chÝnh s¶n phÈm cuèi cïng cña operon. C¬ chÕ kiÓm so¸t ®Æc biÖt nµy ®­îc gäi lµ øc chÕ ph¶n håi.

Ngoµi vÞ trÝ operotor cßn cã sù tham gia cña yÕu tè lµm yÕu Ngoµi vÞ trÝ operotor cßn cã sù tham gia cña yÕu tè lµm yÕu ®i (attennater). Ph©n tÝch tr×nh tù nucleotit trªn ph©n tö ®i (attennater). Ph©n tÝch tr×nh tù nucleotit trªn ph©n tö mARN polycistronic cña operon tryp lµm s¸ng tá c¬ chÕ ph©n mARN polycistronic cña operon tryp lµm s¸ng tá c¬ chÕ ph©n tö.tö.

KÕt qu¶ cho thÊy: ®o¹n nucleotitgåm 160 base n»m tr­íc KÕt qu¶ cho thÊy: ®o¹n nucleotitgåm 160 base n»m tr­íc ®iÓm dÞch m· ®Çu tiªn (m· cho methionin) ®ãng vai trß ®iÓm dÞch m· ®Çu tiªn (m· cho methionin) ®ãng vai trß ®iÒu khiÓn qu tr×nh phiªn m· t¹o mARN trªn operon tryp- ®iÒu khiÓn qu tr×nh phiªn m· t¹o mARN trªn operon tryp- §o¹n nµy ®­îc gäi lµ attennater §o¹n nµy ®­îc gäi lµ attennater §o¹n attenuater cã chøa 4 ®o¹n nucleotit ng¾n cã tr×nh §o¹n attenuater cã chøa 4 ®o¹n nucleotit ng¾n cã tr×nh tù t­¬ng ®ång, ng­îc chiÒu. Hai chuçi ng­îc chiÒu cã thÓ tù t­¬ng ®ång, ng­îc chiÒu. Hai chuçi ng­îc chiÒu cã thÓ liªn kÕt víi nhau t¹o cÊu tróc d¹ngliªn kÕt víi nhau t¹o cÊu tróc d¹ng vßngvßng..

1.4.Ho¹t ho ph¶n håi:a. §Æc ®iÓm: s¶n phÈm do gen (operon) ®ã t¹o ra quay trë l¹i ho¹t ho gen (operon) ®ã. b. VÝ dô: Sù ho¹t ®éng cña gen ara C

• C¸c c¬ chÕ kh¸c:• VÝ dô: §iÒu khiÓn gen th«ng qua c¸c promotor kh¸c•

PG2 PG2 +

+

mARN

2. KiÓm so¸t dõng ph¶n øng tæng hîp:- Do h×nh thµnh cÊu tróc nót cµi tãc.- Do yÕu tè Rho.

2. KiÓm so¸t dõng ph¶n øng tæng hîp:- Do h×nh thµnh cÊu tróc nót cµi tãc.- Do yÕu tè Rho.

Cã lo¹i Protein ng¨n c¶n dõng ph¶n øng tæng hîp mARN. §ã lµ ProteinN ( nghiªn cøu ë phÇn sau) Cã lo¹i Protein ng¨n c¶n dõng ph¶n øng tæng hîp mARN. §ã lµ ProteinN ( nghiªn cøu ë phÇn sau)

3. X©m nhËp cña bacteriophage vµo tÕ bµo E.cli- §Æc ®iÓm x©m nhËp cña bacteriophage:- §Æc ®iÓm cÊu t¹o vµ chøc n ng cña genome:

3. X©m nhËp cña bacteriophage vµo tÕ bµo E.cli- §Æc ®iÓm x©m nhËp cña bacteriophage:- §Æc ®iÓm cÊu t¹o vµ chøc n ng cña genome:

• XÐt cÊu chóc, chøc n ng cña nhãm gen m· ho c¸c enzym cña chu tr×nh sinh tan hay tiÒm tan.

• C¬ chÕ ho¹t ®éng cña c¸c gen quy ®Þnh tr¹ng th i sinh tan hay tiÒm tan:

• XÐt cÊu chóc, chøc n ng cña nhãm gen m· ho c¸c enzym cña chu tr×nh sinh tan hay tiÒm tan.

• C¬ chÕ ho¹t ®éng cña c¸c gen quy ®Þnh tr¹ng th i sinh tan hay tiÒm tan:

a. §Æc ®iÓm x©m nhËp:Khi x©m nhËp vµo tÕ bµo vi khuÈn, phage λ cã thÓ tån t¹i ë 2 tr¹ng th i: sinh tan hay tiÒm tan.

a. §Æc ®iÓm x©m nhËp:Khi x©m nhËp vµo tÕ bµo vi khuÈn, phage λ cã thÓ tån t¹i ë 2 tr¹ng th i: sinh tan hay tiÒm tan.

A B C D

b. §Æc ®iÓm cÊu t¹o vµ chøc n ng cña genome:Bé gen cña phage cã kÝch th­íc 48502bp, chia lµm 4 nhãm gen:

b. §Æc ®iÓm cÊu t¹o vµ chøc n ng cña genome:Bé gen cña phage cã kÝch th­íc 48502bp, chia lµm 4 nhãm gen:

• - Nhãm gen t¸i b¶n ADN.• - Nhãm gen m· cho c¸c thµnh phÇn cÊu t¹o cña ®Çu.• - Nhãm gen m· cho c¸c thµnh phÇn cÊu t¹o cña ®u«i.• - Nhãm gen m· ho c¸c enzym cu¶ chu tr×nh tiÒm tan

hoÆc sinh tan

• - Nhãm gen t¸i b¶n ADN.• - Nhãm gen m· cho c¸c thµnh phÇn cÊu t¹o cña ®Çu.• - Nhãm gen m· cho c¸c thµnh phÇn cÊu t¹o cña ®u«i.• - Nhãm gen m· ho c¸c enzym cu¶ chu tr×nh tiÒm tan

hoÆc sinh tan

• -Khi tån t¹i bªn ngoµi, ADN cña phage ë d¹ng sîi kÐp m¹ch th¼ng víi 2 ®Çu dÝnh tù nhiªn, gäi lµ c¸c ®Çu bæ trî.

• -Khi tån t¹i bªn ngoµi, ADN cña phage ë d¹ng sîi kÐp m¹ch th¼ng víi 2 ®Çu dÝnh tù nhiªn, gäi lµ c¸c ®Çu bæ trî.

λλλλ

• Khi x©m nhiÔm vµo tÕ bµo E. coli th× ADN cña phage t¹o thµnh vßng trßn cã 2 ®Çu bæ trî dÝnh l¹i nã cã thÓ sao chÐp vµ b¾t ®Çu chu kú sinh tan hoÆc cã thÓ xen vµo NST cña vËt chñ ®Ó chuyÓn sang tr¹ng th i tiÒm tan

• Khi x©m nhiÔm vµo tÕ bµo E. coli th× ADN cña phage t¹o thµnh vßng trßn cã 2 ®Çu bæ trî dÝnh l¹i nã cã thÓ sao chÐp vµ b¾t ®Çu chu kú sinh tan hoÆc cã thÓ xen vµo NST cña vËt chñ ®Ó chuyÓn sang tr¹ng th i tiÒm tan

CÊu tróc vµ chøc n ng cña nhãm gen m· ho c¸c enzym cu¶ chu tr×nh tiÒm tan hoÆc sinh tan:.CÊu tróc vµ chøc n ng cña nhãm gen m· ho c¸c enzym cu¶ chu tr×nh tiÒm tan hoÆc sinh tan:.

CÊu tróc cña nhãm gen m· ho c¸c enzym cña chu tr×nh tiÒm tan hoÆc sinh tan:

CIIPR CroPEOR2PRMOL3OL1N PL OR1OR3CIOL2CIII

Trong ®ã: Gen CIII → Pro CIII → ®/h ho¹t ®éng gen Cro, CII. Gen N → Pro N → ng¨n c¶n dõng p/­ tæng hîp. Gen CI → Pro CI → ®/h ho¹t ®éng gen phÝa bªn ph¶i vµ chÝnh nã (b¸m vµo vÞ trÝ O1, O2 ho¹t ho PRM; khi b¸m vµo c¶ O3 k×m h·m PRM

Trong ®ã: Gen CIII → Pro CIII → ®/h ho¹t ®éng gen Cro, CII. Gen N → Pro N → ng¨n c¶n dõng p/­ tæng hîp. Gen CI → Pro CI → ®/h ho¹t ®éng gen phÝa bªn ph¶i vµ chÝnh nã (b¸m vµo vÞ trÝ O1, O2 ho¹t ho PRM; khi b¸m vµo c¶ O3 k×m h·m PRM Gen Cro → Pro Cro → ®/h ho¹t ®éng gen CI. Gen CII → Pro CII → ®/h ho¹t ®éng cña gen CIPL, OL vïng ®iÒu kiÓn cña gen bªn tr i CI; PR, OR vïng ®iÒu kiÓn cña gen bªn ph¶i CI ;PE , PRM vïng khëi ®éng cña gen CI

Gen Cro → Pro Cro → ®/h ho¹t ®éng gen CI. Gen CII → Pro CII → ®/h ho¹t ®éng cña gen CIPL, OL vïng ®iÒu kiÓn cña gen bªn tr i CI; PR, OR vïng ®iÒu kiÓn cña gen bªn ph¶i CI ;PE , PRM vïng khëi ®éng cña gen CI

c. C¬ chÕ:Khi x©m nhËp vµo TBVK, trong TBVK kh«ng cã Pro CI → PL, PR ho¹t ®éng → s¶n phÈm cña c¸c gen bªn tr i, bªn ph¶i CI t¹o ra.

• PL ho¹t ®éng → Gen N h/® → Pro N t¹o ra ng¨n c¶n dõng ph¶n øng tæng hîp t¹i TL → Gen CIII h/® → Pro CIII t¹o ra ho¹t ho PR → Gen Cro, CII ho¹t ®éng → Pro Cro, CII t¹o ra

§ång thêi hai promotor PE vµ PRM còng ho¹t ®éng tæng hîp ra pro CI• Pro Cro t­¬ng t¸c víi OR øc chÕ gen CI ho¹t ®éng.• Pro CII t­¬ng t¸c víi OR ho¹t ho gen CI ho¹t ®éng.∀ → Pro CI t¨ng dÇn b¸m vµo OR ho¹t ho hoÆc øc chÕ PRM (tuú theo

vÞ trÝ b¸m O1, O2 hay O3) ®ång thêi k×m h·m ho¹t ®éng cña gen bªn ph¶i CI → s¶n phÈm c¸c gen phÝa bªn ph¶i gi¶m

∀ → enzym q/® tr¹ng th i tiÒm tan > enzym q/® tr¹ng th i sinh tan → phage ë tr¹ng th i tiÒm tan

• ChØ khi gÆp ®/k kh«ng thuËn lîi ( nhiÖt ®é cao, ho chÊt,...) CI kh«ng cã k/n h/® vµ Pro CI mÊt ho¹t tÝnh th× c¸c gen bªn ph¶i h/® → phage chuyÓn sang tr¹ng th i sinh tan

III.2. ë sinh vËt Eucaryota:

• Do tæ chøc c¬ thÓ, cÊu t¹o tÕ bµo, tæ chøc vµ cÊu t¹o genome cña SV eucaryota phøc t¹p h¬n nhiÒu so víi SV Procaryota, ®Æc biÖt lµ SV ®a bµo, nªn sù ®/h biÓu hiÖn vµ ho¹t ®éng cña gen ë SV Eu phøc t¹p vµ thÓ hiÖn ë mäi g/®: Tõ tr­íc lóc sao chÐp ®Õn sau khi dÞch m·

• 1. §iÒu hoµ ho¹t ®éng vµ biÓu hiÓu gen b»ng tæ chøc hoÆc thay ®æi cÊu tróc ADN vµ NST

• ThÓ hiÖn:- S¾p xÕp c¸c gen cÇn b/h vµo 1 cÊu tróc NSC ®Æc tr­ng.

• - CÊu tróc ®ång NSC, dÞ NSC vµ sù chuyÓn ®æi tr¹ng th i dÞ NSC sang ®ång NSC vµ ng­îc l¹i.

• - Sù biÕn ®æi ho häc ADN ( nh­ sù metyl ho ) , sù s¾p xÕp l¹i ADN (Sù chuyÓn ®æi giíi tÝnh cña S.cerevisiae ),...

2. §iÒu hßa ë møc ®é phiªn m·:

2.1. Gièng ®iÒu hoµ ë Procaryota:

Do sù t­¬ng t¸c gi÷a protein ®/h víi c¸c tr×nh tù ADN chuyªn biÖt

2.2. Kh c ®/h ë procaryota+ ARNpolymerase kh«ng cã kh¶ n¨ng nhËn biÕt trùc tiÕp vïng khëi ®éng ( promotor)

Nªn cïng h/® víi c¸c enzym cßn cã c¸c nh©n tè phiªn m· ( Transcription factor- TF)

TF+ ARNpolymerase→ Phøc hîp khëi ®Çu

Phøc hîp khëi ®Çu xóc t¸c sù t¹o thµnh liªn kÕt phosphodieste gi÷a 2 ribonucleotid ®Çu tiªn

+ C¸c tr×nh tù ®/h phiªn m· kh«ng thuéc vïng ®iÒu khiÓn mµ n»m tr­íc ®ã rÊt xa (cã thÓ c¸ch hµng ngµn cÆp baz¬)

Nh÷ng tr×nh tù nµy chØ gåm vµi nucleotid (th­êng 6-8-20), ph©n t¸n trªn chiÒu dµi cña vïng 5’

cña gen

( còng cã thÓ phÝa sau cña vÞ trÝ khëi ®Çu phiªn m· )Tr×nh tù ®ã gäi lµ tr×nh tù Cis

Ngoµi tr×nh tù Cis cßn cã c¸c tr×nh tù khuyÕch ®¹i

( enhancer) cã t¸c dông lµm t¨ng b/h cña gen t­¬ng øng vµ tr×nh tù dËp t¾t( silencer) cã t¸c dông øc chÕ phiªn m·

Nh÷ng tr×nh tù ®/h Cis g¾n víi

yÕu tè ®/h Trans ( th­êng lµ protein nh­ng ®«i khi kh«ng ph¶i lµ protein)

yÕu tè ®/h Trans lµ protein cã cÊu tróc bËc 4 ë d¹ng nhÞ hîp ( dimer) hoÆc ®a hîp( polymer)cã chøa tèi thiÓu 3 vïng ho¹t tÝnh:Vïng cÇn cho nhÞ hîp hãa; Vïng g¾n kÕt víi ADN; Vïng t­¬ng t¸c víi ARNpolymerase

Ngoµi ra nhiÒu nh©n tè Trans cßn cã 1 sè vïng phô kh¸c. Nh­: Vïng g¾n c¸c hoocmon, c¸c ion,…

Nªn tr×nh tù Cis th­êng cã cÊu tróc gåm 2 phÇn ®èi xøng nhau

(v× tiÕp nhËn c¸c nh©n tè Trans d­íi d¹ng dimer)

→

VÝ dô: AGGTCATGACCT

TCCAGTACTGGA

Khi Trans ®­îc g¾n víi Cis cña gen ®Ých, tû lÖ phiªn m· ®­îc thay ®æi ®ét biÕn ( th­êng t¨ng)

2.3.C¬ chÕ:

2.3.C¬ chÕ:

Khi yÕu tè Trans g¾n lªn vïng Cis ( b»ng liªn kÕt yÕu h×nh thµnh gi÷a a.a cña Trans víi baz¬ cña Cis) sÏ t¹o nªn chç gÊp cong cña ADN

Gãc gÊp cong cña ADN thay ®æi tïy theo lo¹i protein vµ cã ¶nh h­ëng ®Õn tèc ®é ho¹t ®éng cña gen. §ång thêi Trans qua vïng ho¹t tÝnh thø 3 sÏ liªn kÕt víi ARNpolymerase ë vïng promotor cña gen ®Ó t¹o nªn nh÷ng vßng bªn

Sù h× nh thµ nh vß ng bªn t¹ o ® iÒ u kiÖ n cho s ù ® /h phiªn m · bë i c ¸ c v ïng ADN ë c ¸ ch x a nha u.

Trans 1 mÆt g¾n vµo Cis ë ®Çu 5’ cña gen ®Ých, mÆt kh¸c sÏ t­¬ng t¸c víi nh÷ng protein ®/h kh¸c.

T­¬ng t¸c gi÷a protein ®/h vµ Trans cïng víi sù gÊp l¹i cña ADN sÏ t¹o nªn 1 cÊu tróc thuËn lîi cho sù g¾n enzym vµo promotor cña gen ®Ých . Lóc ®ã sù phiªn m· cña gen ®Ých b¾t ®Çu

VÝ dô: CÊu tróc vµ c¬ chÕ t¸c ®éng cña nh©n tè Trans- Thô thÓ hoocmon tuyÕn gi¸p

+ CÊu tróc:

A/B C D E

Trong ®ã: Vïng C g¾n lªn ADN

Vïng E tiÕp nhËn hoocmon tuyÕn gi¸p

+ C¬ chÕ:

Hoocmon tuyÕn gi¸p t­¬ng t¸c víi vïng E cña thô thÓ→lµm thay ®æi cÊu h×nh cña thô thÓ→ vïng C cña thô thÓ cã thÓ g¾n lªn vïng Cis cña gen ®Ých→ g©y ra sù phiªn m· ë gen nµy

Ngoµi ra cßn cã c¬ chÕ ®/h b»ng chän läc promotorVÝ dô: Gen α-amylase, cã 2

promotorGen nµy m· hãa cho enzym α-amylase, gen nµy cã 2 promotor: P1,P2; lµ gen kh¶m: chøa c¸c Intron vµ c¸c Exon: S, L, 1,2,…

3. §iÒu hßa ho¹t ®éng cña gen sau phiªn m·:

Bao gåm:

GhÐp nèi kh¸c biÖt VÝ dô: Gen calcitonine

+ T¨ng gi¶m thêi gian sèng cña mARNmARN tån t¹i l©u sÏ tæng hîp ®­îc nhiÒu Protein§é dµi ®u«i polyA cµng ng¾n→mARN ph©n gi¶i cµng nhanh vµ ng­îc l¹i→ §é dµi ®u«i polyA ¶nh h­ëng tíi ®é bÒn v÷ng cña ph©n tö mARNVÝ dô: TB trøng chuÈn bÞ thô tinh

Chøa rÊt nhiÒu lo¹i mARN, c¸c ph©n tö nµy chØ mang ®u«i polyA gåm 10-30A→Chóng kh«ng ®­îc dÞch m·.Khi ®­îc thô tinh, ®é dµi ®u«i polyA sÏ ®­îc dµi thªm ®Ó ho¹t ®éng chøc n¨ng.

+ Sù d÷ tr÷ mARN trong TB :

RÊt nhiÒu gen ®­îc phiªn m· nh­ng ch­a ®­îc dÞch m·. Khi cã 1 tÝn hiÖu xuÊt hiÖn ( hoocmon ch¼ng h¹n) bé m¸y dÞch m· lËp tøc ho¹t ®éng tæng hîp Protein

4. §iÒu hßa trong giai ®o¹n dÞch m·: Ch­a ®­îc biÕt nhiÒu D­êng nh­ cã liªn quan ®Õn dù tr÷ mARN vµ thêi gian sèng cña mARN

5. §iÒu hßa sau dÞch m·:

Chñ yÕu thÓ hiÖn sù hoµn thiÖn cÊu tróc ®Ó cã thÓ ho¹t ®éng vµ ph©n phèi ®óng ®Þa chØ

Ch­¬ng IV:

C¸c c¬ chÕ s÷a ch÷a vµ t¸i b¶n ADN

I. C¸c c¬ chÕ s÷a ch÷a ADNCã 3 c¬ chÕ chÝnh:+S÷a ch÷a phôc håi trùc tiÕp.+C¾t bá sai háng vµ tæng hîp bæ sung+Chèng chÞu c¸c tæn th­¬ng cã thÓ

I.1. S÷a ch÷a phôc håi trùc tiÕp

+ §èi t­îng:

X¶y ra ë c¶ TB procaryota vµ eucaryotaTuy nhiªn qu¸ tr×nh nµy tr­a thÊy x¶y ra ë ®éng vËt cã vó vµ ng­êi+ Lo¹i sai háng:Th­êng liªn quan ®Õn lo¹i sai háng dimer pirimidin do tia tö ngo¹i g©y ra

+ C¬ chÕ:§imer

⇓Photolyase b¸m vµo

⇓

Photolyase →Photo ¸nh s¸ng

I.2. C¾t bá sai háng vµ tæng hîp bæ sung§a sè sai háng ADN ®­îc s÷a ch÷a b»ng con ®­êng nµy

Yªu cÇu:

ChØ sai háng 1 ®iÓm trªn 1 m¹ch cña ADNVµ sö dông TTDT trªn m¹ch ®óng ®Ó tæng hîp bæ sung.

Theo c¸c b­íc sau

⇓ Endonuclease

⇓

3

’

5

’

ADN polymerase

⇓ Lygase

C¸c lo¹i vµ c¬ chÕ

Gåm 2 lo¹i: + S÷a ch÷a ADN sai háng

+ S÷a ch÷a ghÐp ®«i lÖch

1. S÷a ch÷a ADN sai háng

Gåm 2 lo¹i:+ S÷a ch÷a b»ng c¸ch lo¹i bá c¸c baz¬

+ S÷a ch÷a b»ng c¸ch lo¹i bá c¸c nucleotid

(Baz¬ excision repair- BER)

( Nucleotit excision repair- NER)

1.1.S÷a ch÷a b»ng c¸ch lo¹i bá c¸c Baz¬( BER)

( sai háng hoÆc kh«ng thÝch hîp) U

ADN glycosylase

GAP endonuclease

⇓ADNpolymerase

Lygase

G

GX

⇓

⇓G

U-ADNglycosylase ph¸ hñy LK N-glycozit

-Ap endonuclease c¾t LK photphodieste ë vÞ trÝ 5 ®Ó lo¹i bá ®­êng-ADNpolymerase tæng hîp bæ sung-Lygase nèi liÒn vÕt hë

HiÖn nay ®· biÕt ®­îc 6 lo¹i ADNglycosylase

Gåm c¸c Enzym nhËn biÕt vµ c¾t bá c¸c baz¬ bÞ khö amin, c¸c baz¬ cã vßng liªn kÕt bÞ hë hay cã liªn kÕt ®«i C=C→C-C.

2. S÷a ch÷a b»ng c¸ch lo¹i bá c¸c nucleotid (NER ) Kh c víi c¬ chÕ BER

- Cho phÐp lo¹i bá vµ s÷a ch÷a bÊt kú sai háng nµo cña ADN- CÇn sù tham gia cña nhiÒu enzym ®Ó kiÓm so¸t ADN

VÝ dô:

ë vi khuÈn

Cã 4 enzym liªn quan ®Õn c¬ chÕ s÷a ch÷a NER

UvrA, UvrB, UvrC, UvrD

VÝ dô: ë vi khuÈn

⇓

UvrA + UvrB ⇓

UvrCUvrA

⇓ ⇓

⇓ UvrD

⇓ADNpolymerase Lygase

Cã 4 enzym liªn quan ®Õn c¬ chÕ s÷a ch÷a NERUvrA, UvrB, UvrC, UvrD

-UvrA+ UvrB→ P/hîp, nhËn biÕt vÞ trÝ sai háng vµ g¾n lªn ®ã -UvrA t¸ch khái p/hîp nhê NL ATP

-UvrC + UvrB→ P/hîp, cã ho¹t tÝnh endonuclease, UvrB c¾t vÒ phÝa 3’ c¸ch vÞ trÝ sai háng kho¶ng 4 nu, UvrC c¾t vÒ phÝa 5’ c¸ch vÞ trÝ sai háng kho¶ng 8 nu.-UvrD cã ho¹t tÝnh Helicase, lo¹i bá ®o¹n sîi ®¬n ADN-ADNpolymerase tæng hîp bæ sung-Lygase nèi liÒn vÕt hë

Phøc endonucleaseABC cïng phèi hîp víi 1 sè protein m· bëi gen thuéc c¬ chÕ SOS, cã kh¶ n¨ng c¾t vµ thay thÕ ®o¹n ADN chøa lçi dµi 12→2000 nucleotidC¬ chÕ s÷a ch÷a NER ë sinh vËt Eucaryota x¶y ra t­¬ng tù nh­ ë vi khuÈn.§o¹n ADN bÞ c¾t th­êng dµi 30 nucleotidRÊt hiÕm tr­êng hîp ®¹t ®Õn 1500nucleotid

2. S÷a ch÷a ADN ghÐp ®«i lÖch:

Trong ®ã nucleotid trªn 1 sîi lµ ®óng, cßn nucleotid trªn sîi kia lµ ghÐp lÖch

Nªn: Trong c¬ chÕ nµy ph¶i ph©n biÖt ®­îc sîi

®¬n ®óng víi sîi ®¬n bÞ thay thÕ ( ghÐp lÖch)

B»ng c¸ch: Sîi ®óng lµ sîi khu«n ®· bÞ metyl hãa, cßn sîi ghÐp lÖch lµ sîi míi tæng hîp ch­a bÞ metyl hãa

Trong tr­êng hîp lçi t¹o cÆp do T§C g©y ra, khi c¶ 2 sîi ®¬n ®Òu chøa nhãm metyl th× s÷a ch÷a x¶y ra víi hiÖu xuÊt thÊp vµ tÝnh chÝnh x¸c kh«ng cao

C¬ chÕ§Ó ®¶m b¶o tÝnh chÝnh x¸c trong qu¸ tr×nh t¸i b¶n ADN cÇn sù tham gia cña c¸c gen mutH, mutL, mutS, UvrD t¹o enzym thùc hiÖn s÷a ch÷a ghÐp ®«i lÖch

C¬ chÕ x¶y ra nh­ sau

CH3

MutS MutL

MutSCH3

MutH

MutH CH3

3'

CH3

UvrD→ 3'

ADNpolymease exonuclease

Lygase

CH3

MutS MutL

MutSCH3

MutH

MutH CH3

3'

CH3

UvrD→ 3'

ADNpolymease endonuclease

Lygase

+ Protein MutS nhËn biÕt vÞ trÝ ghÐp ®«i lÖch vµ g¾n vµo ®ã+ Pro MutH kÕt hîp víi MutS MutL, ATP vµ 1sè cation hãa trÞ 2 thµnh phøc hîp g¾n vµo ADN t¹i vÞ trÝ sai lÖch.+ Phøc hîp nµy víi ho¹t tÝnh endonuclease( chñ yÕu lµ MutH) sÏ c¾t LK photphodieste t¹i ®Çu 5' ngay t¹i vÞ trÝ G cña chuçi GATC kh«ng chøa nhãm metyl + UvrD( víi ho¹t tÝnh helicase) lµm ®øt LK Hy®ro, theo chiÒu 3'→5' ,

Vµ enxonuclease theo chiÒu 3'→5' lo¹i bá tõng nucleotid ë ®o¹n bÞ lçi

§ång thêi, ADNpolymerase tæng hîp bæ sung vµ lygase nèi liÒn khe hë t¹o m¹ch liªn tôc

§äc th«ng tin trang 121,122 rót ra nhËn xÐt?

I.3. Chèng chÞu c¸c tæn th­¬ng cã thÓ:

Theo 2 c¬ chÕ:+ Error- Prone+ SOS

1. C¬ chÕ: Error- Prone Khi c¶ 2 sîi ®¬n ADN bÞ lçi ë 1 ®iÓm nµo ®ã, nh­ng trong hÖ gen cßn 1 b¶n copy gièng ®o¹n bÞ háng , th× ®o¹n háng cã thÓ ®­îc phôc chÕ nhê c¬ chÕ T§C dïng b¶n copy lµm khu«n

T/H kh«ng phôc chÕ ®­îc,TB cßn 1 gi¶i ph p duy nhÊt ®Ó t¨ng c­êng kh¶ n ng sèng sãt.

§ã lµ: S÷a ch÷a ADN 1 c¸ch ngÉu nhiªn víi tû lÖ sai sãt §B cao, nh­ng vÉn duy tr× ®­îc sù sèng §©y lµ: C¬ chÕ Error- Prone

B»ng c¸c thÝ nghiÖm DT, vai trß quan träng cña 2 UvrC, UvrD trong c¬ chÕ s÷a ch÷a Erron- Pron ®­îc ph t hiÖn.Chóng cã kh¶ n ng g¾n c¸c nucleotit vµo sîi ADN bÊt chÊp kh«ng cã sîi khu«n.

Nh­ vËy: 2 enzym nµy cã kh¶ n ng øc chÕ ho¹t tÝnh ®äc s÷a cña ADNpolymerase

Ch­¬ng VI:T i tæ hîp di truyÒn* §Þnh nghÜa:

T¸i tæ hîp lµ t¹o ra mét trËt tù cÊu tróc míi cña hÖ gen tõ c¸c vËt liÖu di truyÒn cã s½n

* Theo ®Þnh nghÜa nµy, t¸i tæ hîp di truyÒn gåm cã 4 kiÓu:+ Trao ®æi chÐo t­¬ng ®ång

+ Trao ®æi chÐo kh«ng t­¬ng ®ång

+ Sù chuyÓn chç cña c¸c ®o¹n ADN

+ Trao ®æi chÐo sai lÖch (trao ®æi chÐo kh«ng c©n)

§ßi hái tr×nh tù nu t­¬ng ®ång gi÷a 2 ®o¹n ADN (gäi lµ t¸i tæ hîp chung)

X¶y ra ë vÞ trÝ ®Æc hiÖu vµ ph¶i cã enzim nhËn ra vÞ trÝ ®Æc hiÖu ®ã, nh­ng kh«ng ®ßi hái tÝnh t­¬ng ®ång gi÷a chóng.

liªn quan ®Õn sù di chuyÓn cña yÕu tè di truyÒn cã kh¶ n¨ng vËn ®éng

Do hÖ gen Eu cã nhiÒu tr×nh tù lÆp l¹i trong hÖ gen, nªn trao ®æi chÐo cã thÓ x¶y ra ë bÊt kú vÞ trÝ nµo trong hÖ gen→cã thÓ T§C kh«ng c©n.T i tæ hîp cã thÓ dÉn ®Õn §B, nh­ng cÇn ph©n biÖt r· §B víi t¸i tæ hîp

Ch­¬ng VI:T i tæ hîp di truyÒn

* C¬ chÕ ph©n tö cña T§C.2 trong 4 chromatit

endonuclease

c¾t 2 sîi ®¬n cña 2 chromatit

lygase

cÊu tróc kh«ng gian Holiday

C¾t 2 sîi ®· b¾t chÐo

Kh«ng cã T§C

C¾t 2 sîi kh«ng b¾t chÐo

Cã T§CVíi m« h×nh nµy, hiÓu ®­îc 4 sîi ®¬n cña 2 p/t ADN trong 2 chromatit ®øt nèi ntn dÉn ®Õn T§C

Ch­¬ng VI:T i tæ hîp di truyÒnT¸i tæ hîp chung vµ T¸i tæ hîp ®Æc hiÖu.

I. T¸i tæ hîp chung: 1. C¬ chÕ c¶ 4 sîi ®¬n bÞ ®øt:Theo s¬ ®å sau: AGT AGCCGCATTAGCCATG TCT AAG

TCA TC A TCGGCGTAATCGGTAC AGA TTC AGT TCG CAACTGATTAGTCATTCCGT CC GAT AGC GTTGACTAATCAGTAAGGCA GGCTA

TC A TCGGCGTAATCGG TAC AGA TTC AGT

AGT AGCCGCATT AGCCATG TCT AAG TCA

TCG CAACTGATT AGCCATG TCT AAG TCA

TCG CAACTGATT AGTCATTCCGT CC GAT

AGC GTTGACTAATCAG TAAGGCA GGCTA

AGC GTTGACTAATCAGTAC AGA TTC AGT AGT AGCCGCATT AGTCATTCCGT CC

GAT TC A TCGGCGTAATCGGTAAGGCA GGCTA

+ 4 sîi ®¬n cña 2 ph©n tö ADN bÞ bÎ g·y (vÞ trÝ ®øt g·y n»m bÊt kú trªn ®o¹n nucleotit t­¬ng ®ång)

+ C¸c sîi ®¬n bÞ bÎ g·y cña ph©n tö nµy sÏ t¹o cÆp bæ sung víi c¸c sîi cña ph©n tö kia vµ ng­îc l¹i t¹o thµnh 2 ph©n tö ADN dÞ hîp kÐp

+ NÕu t¹i vÞ trÝ nèi cã c¸c nucleotit b¾t cÆp kh«ng bæ sung sÏ cã qu¸ tr×nh s÷a ch÷a

Ch­¬ng VI:T i tæ hîp di truyÒnT¸i tæ hîp chung vµ T¸i tæ hîp ®Æc hiÖu.

I. T¸i tæ hîp chung: 1. C¬ chÕ 2 trong 4 sîi ®¬n bÞ ®øt:Trong mét sè tr­êng hîp ®Æc biÖt (vÝ dô cã t¸c nh©n lÝ ho¸ hoÆc bÞ chiÕu tia tö ngo¹i, cã thÓ chØ lµm ®øt 1 sîi ®¬n)Gi÷a sîi ®¬n nµy vµ sîi ®¬n thø 2 trªn ph©n tö ADN t­¬ng ®ång cã thÓ x¶y ra liªn kÕt bæ sung khëi ®éng qu¸ tr×nh trao ®æi chÐo.VÝ dô: ë E.coli

RecBCD víi ho¹t tÝnh endo...

+ ++RecA víi ho¹t tÝnh SSB

Tù t/h bæ sung

T¹o p/t dÞ hîp kÐp

RecA cã t¸c dông gi÷ cho sîi ®¬n míi më kh«ng bÞ kÕt cÆp trë l¹i, t¹o ra phøc hîp RecA-ADNsîi ®¬n. Phøc nµy cã t¸c dông t×m ®o¹n t­¬ng ®ång trªn NST kia→më xo¾n →kÕt cÆp

Ch­¬ng VI:T i tæ hîp di truyÒnT¸i tæ hîp chung vµ T¸i tæ hîp ®Æc hiÖu.

I. T¸i tæ hîp chung: 1. C¬ chÕ 2 trong 4 sîi ®¬n bÞ ®øt:

+ RecBCD víi ho¹t tÝnh endonuclease sÏ nhËn biÕt vµ c¾t 1 sîi ®¬n →ho¹t tÝnh helicase, sÏ c¾t ®øt LK H2 t¹o sîi ®¬n (víi sù cã mÆt cña ATP)T§C th­êng hay khëi ®éng t¹i vÞ trÝ GCTGGTGG (gäi lµ tr×nh tù chi), TB kho¶ng 5kb cã 1 vÞ trÝ chi trong genome. Phøc RecBCD nhËn biÕt chuçi nµy vµ c¾t c¸ch ®Êy kho¶ng 5 nucleotit vÒ phÝa ®Çu 3’.→RecA nhËn biÕt sîi ®¬n vµ liªn kÕt víi sîi ®¬n t¹o phøc nucleoprotein (RecA-ADN) (RecA cã ho¹t tÝnh t­¬ng tù SSB, tuy nhiªn 1 ph©n tö RecA cã nhiÒu vÞ trÝ t­¬ng t¸c víi ADN vµ cã thÓ LK víi c¶ ADN sîi kÐp)Phøc nµy khi t×m thÊy ®o¹n t­¬ng ®ång trªn NST sÏ g©y më xo¾n vµ t¹o LK bæ sung gi÷a sîi ®¬n cña phøc víi mét trong 2 sîi ®¬n kia.§Ó gi÷ sîi ®¬n ë d¹ng th¼ng, c¸c pr ®Æc hiÖu t­¬ng t¸c víi sîi ®¬n ADN t¹o thuËn lîi cho c¸c baz¬ gi÷a 2 sîi ®¬n LK t¹o cÆp bæ sung víi nhau)

Ch­¬ng VI:T i tæ hîp di truyÒnT¸i tæ hîp chung vµ T¸i tæ hîp ®Æc hiÖu.

I. T¸i tæ hîp chung: 3. Tr­êng hîp ®Æc biÖtTrao ®æi gen vµ tæng hîp ADN cã giíi h¹n

Gi¶ sö ban ®Çu cã cÆp gen Ee → 4 tÕ bµo ®¬n béi, trong ®ã cã 2 tÕ bµo mang gen E, 2 tÕ bµo mang gen e.Nh­ng còng cã tr­êng hîp 3 trong 4 TB l¹i mang 1 lo¹i gen(E hoÆc e) vµ chØ 1 TB cßn l¹i mang gen kia (e hoÆc E).V× khi x¶y ra trao ®æi chÐo gi÷a c¸c NST t­¬ng ®ång, mét sè baz¬ kh«ng t¹o cÆp ®­îc, do kh«ng bæ sung víi nhau vµ chóng bÞ ph©n huû bëi c¬ chÕ s÷a ch÷a ADN, mét trong 2 sîi ®¬n cã c¸c baz¬ kh«ng t¹o cÆp sÏ bÞ lo¹i bá, sîi kia sÏ ®­îc dïng lµm khu«n ®Ó tæng hîp sîi thay thÕ →hiÖn t­îng trao ®æi gen.( Do trao ®æi chÐo KH víi tæng hîp ADN t¹i 1 vïng nhÊt ®Þnh)Theo s¬ ®å sau:...

gi¶m ph©n BT

Ch­¬ng VI:T i tæ hîp di truyÒnIII.T¸i tæ hîp ®Æc hiÖu:

+ X¶y ra ë vÞ trÝ ®Æc hiÖu.+Yªu cÇu cã enzim nhËn biÕt vÞ trÝ ®Æc hiÖu.+ Kh«ng cÇn vÞ trÝ t­¬ng ®ång.C¸ch thøc: Cã 3 c¸ch thøc:+ Thø nhÊt: T§C ®Æc hiÖu gi÷a 2 ph©n tö ADN liªn quan ®Õn viÖc ghÐp vµo hoÆc t¸ch ra cña genomeVÝ dô: Sù x©m nhËp cña genome phageλ vµo genome E.coli ( t¹i vÞ trÝ cos cña phageλ vµ vÞ trÝ att cña E.coli).+ Thø 2 vµ thø 3: Liªn quan ®Õn T§C x¶y ra trªn 1 ph©n tö ADN gi÷a c¸c ®o¹n nu lÆp l¹i ng­îc chiÒu hoÆc cïng chiÒu.VÝ dô: Giíi h¹n TB chñ bÞ x©m nhiÔm bëi phage Mu phô thuéc vµo sù T§C ®Æc hiÖu tai 1 vïng 3000bp trªn hÖ gen Mu.

Ch­¬ng VI:T i tæ hîp di truyÒnIII.T¸i tæ hîp ®Æc hiÖu:

+ Thø 2 vµ thø 3 : Liªn q ua n ® Õ n T§C x¶y ra trªn 1 p h© n tö ADN g i÷ a c ¸ c ® o ¹ n nu lÆp l¹ i ng ­îc chiÒ u ho Æc c ïng chiÒ u.VÝ dô: Giíi h¹n TB chñ bÞ x©m nhiÔm bëi phage Mu phô thuéc vµo sù T§C ®Æc hiÖu t¹i 1 vïng 3000bp trªn hÖ gen Mu.

§o¹n G cã kh¶ n¨ng ®æi chiÒu ngay t¹i vÞ trÝ cña m×nh.

KÝch th­íc kho¶ng 3000bp vµ 2 ®Çu cã mét ®o¹n gåm 34 nucleotit lÆp l¹i ng­îc chiÒu.

Khi S vµ U ho¹t ®éng→Mu x©m nhËp ®­îc vµo 1 sè vi khuÈn E.coli nh­ K12

Cßn khi gen S’ vµ U’ ho¹t ®éng→Mu x©m nhËp ®­îc vµo 1 sè vi khuÈn kh¸c, nh­: Shigella, Sonnei, Serratia, marcessens....

Sc Sv U U’ Sv’ GIN

G

S U

Sù ho¹t ®éng cña c¸c gen S’, U’ hay S, U phô thuéc vµo chiÒu cña G.

Sù ®æi chiÒu cña ®o¹n G phô thuéc vµo 34 nucleotit lÆp l¹i ng­îc chiÒu ë 2 ®Çu ®o¹n G vµ s¶n phÈm do gen GIN m· ho¸ (protein GIN) sÏ ho¹t ho¸ T§C gi÷a 2 ®o¹n lÆp l¹i ng­îc chiÒu nµy.

Theo s¬ ®å:

G

S U

Sv U U’ Sv’ GINSc ..........GATCCAT..........CTAGGTA

TACCTAG........ATGGATC........

GIN

TACCTAG

ATGGATC

U U’ Sv’SvGATCCAT

CTAGGTA

Sc

SvUU’Sv’ GINSc ..........GATCCAT..........CTAGGTA

TACCTAG......ATGGATC......

S’ U