[block id=”bo-sung-1″]


I. Giới thiệu:
 II. Nội dung:
1) Sự điều tiết tổng hợp protein ở vi khuẩn
1.1) Điều hòa âm tính
1.2) Điều hòa dương tính
1.3) Điều hòa suy giảm
2) Sự điều tiết tổng hợp protein ở tế bào chân hạch
3) Sự điều tiết tổng hợp protein ở cấp enzyme
 III. Kết luận


pdf30 trang | Chia sẻ: baohan10 | Ngày: 17/09/2020 | Lượt xem: 618 | Lượt tải: 0download

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Sự điều tiết tổng hợp protein, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN
CÔNG NGHỆ SINH HỌC
BÁO CÁO MÔN: SINH HỌC PHÂN TỬ
MSHP: CS102
NHÓM THỰC HIỆN
 Phạm Đoàn Mỹ Ngọc – B1605099
 Trần Thị Thu Lan – B1605088
 Nguyễn Thị Kim Ngân – B1605095
 Nguyễn Thị Huyền Anh – B1605065
 Huỳnh Thị Ngọc Trân – B1605126
 Nguyễn Dũ Phụng Tiên – B1605120
Nội dung báo cáo:
 I. Giới thiệu:
 II. Nội dung:
1) Sự điều tiết tổng hợp protein ở vi khuẩn
1.1) Điều hòa âm tính
1.2) Điều hòa dương tính
1.3) Điều hòa suy giảm
2) Sự điều tiết tổng hợp protein ở tế bào chân hạch
3) Sự điều tiết tổng hợp protein ở cấp enzyme
 III. Kết luận
I. Giới thiệu
 Điều tiết tổng hợp protein đang là vấn đề trung
tâm của sinh học hiện đại
 Tùy nhu cầu của tế bào, tùy từng mô, từng giai
đoạn sinh trưởng phát triển mà mỗi tế bào có nhu
cầu tổng hợp các loại protein khác nhau
 Hoạt động tổng hợp protein được điều tiết theo
hướng sao cho có lợi nhất với tế bào
II. Nội dung
1) Điều hòa tổng hợp protein ở vi khuẩn
1.1 Điều hòa
âm tính
a. Cảm ứng
b. Ức chế
1.2 Điều hòa
dương tính
a. Cảm ứng
b. Ức chế
1.3 Điều hòa
suy giảm
1. Điều tiết tổng hợp protein ở VK
 Ở sinh vật nhân sơ, phần lớn điều hòa ở mức độ phiên mã
 Cơ chế điều hòa chủ yếu thực hiện thông qua các Operon
 Khái niệm về Operon được Jacob và Monod đề xuất, một
Operon gồm có các thành phần:
 Một gen điều hòa (regulartor gene)
 Một vùng khởi động (promoter)
 Một vùng chỉ huy (Operator)
 Một nhóm gen cấu trúc (Structure gene)
Gen điều hòa Promoter Operator Gen X Gen Y Gen Z
1.1 Điều hòa âm tính
a. Cảm ứng gen
 Là sự hoạt động của mô hình Lac-Operon, bình thường operon này
không hoạt động và được hoạt hóa bởi một chất cảm ứng
 Lactose vừa là cơ chất vừa là chất cảm ứng trong quá trình điều hòa
– Khi môi trường không có Lactose, gen điều hòa sẽ điều
tiết tổng hợp chất ức chế.
– Chất ức chế gắn vào vùng chỉ huy, ARN polymerase
không bám được vào vùng khởi động.
Phiên mã bị ngừng lại
a. Cảm ứng gen
Khi môi trường không có Lactose
a. Cảm ứng gen
– Khi môi trường có Lactose, chất cảm ứng được tạo ra bất hoạt
chất ức chế làm cho chất ức chế không thể gắn vào vùng chỉ huy
– ARN polymerase liên kết với vùng khởi động, mở đầu phiên mã
các gen cấu trúc, tổng hợp mARN
– > Các enzyme cần thiết cho sự biến dưỡng Lactose được tổng hợp
a. Cảm ứng gen
Khi môi trường có Lactose
1.1 Điều hòa âm tính
b. Ức chế gen
– Là sự hoạt động của Mô hình Tryp-operon,
khác với Lac-operon, bình thường Operon
này hoạt động liên tục và sẽ bị đóng bởi một
chất đồng ức chế (corepressor)
– Protein tryptophan là chất ức chế,
chỉ gắn vào vùng chỉ huy khi có sự
hiện diện của Tryptophan
– Tryptophan là chất đồng ức chế,
cũng là sản phẩm cuối cùng của
quá trình phiên mã
Tryptophan
Operon
– Khi môi trường có Tryptophan, chất đồng ức chế (Tryptophan),
gắn vào protein ức chế đang bất hoạt
– Protein ức chế được hoạt hóa gắn vào vùng chỉ huy
– ARN polymerase không thể bám vào vùng khởi động
Phiên mã bị ngừng lại
– Khi nồng độ tryptophan giảm xuống, chất đồng ức chế tách khỏi
protein ức chế
– Protein ức chế bất hoạt, không gắn thể vào vùng chỉ huy
– ARN polymerase gắn vào vùng khởi động mở đầu phiên mã
Các enzym cần thiết cho quá trình tổng hợp
acid amin Tryptophan được tổng hợp
b. Ức chế gen
1.2 Điều hòa dương tính
a. Cảm ứng gen
– Là sự hoạt động của Arabinose Operon, điều hòa quá trình trao
đổi arabinose ở vi khuẩn, cụ thể là E.coli
– Operon Ara gồm có 3 gen A, B, D lần lượt mã hóa cho ra các
enzyme isomerase, kinase, epimerase giúp chuyển hóa arabinose
thành xylulose-5-phosphate
– Khi môi trường có mặt Arabinose, hoạt động của Ara-Operon
tăng mạnh, tuy nhiên còn cần phải có sự góp mặt của protein hoạt
hóa Ara C (được mã hóa bởi gen Ara C nằm gần Operon Ara)
1.2 Điều hòa dương tính
1.2 Điều hòa dương tính
1.2 Điều hòa dương tính
b. Ức chế dị hóa
– Ức chế dị hóa: khi glucose, lactose, arabinose cùng có mặt trong môi
trường, tế bào chỉ sử dụng glucose và kìm hãm hoạt động của operon
chuyển hóa đường khác
– Khi thiếu glu, chúng sẽ tăng cường tổng hợp nucleotic cyclic
adenosine-3,5’-monophosphat(cAMP)
– Mặt khác khi thêm cAMP vào môi trường có glu và các đường khác,
hoạt động của operon không những không bị ức chế mà ngược lại
được hoạt hóa
– > cAMP đóng vai trò quan trọng bật mở một số gen
ngay cả khi chúng đang bị kìm hãm
1.2 Điều hòa dương tính
– Đồng thời, cAMP cần phải có một protein tương tác cùng tồn tại để
hoạt hóa các Operon
– Protein này được gọi là protein hoạt hóa quá trình dị hóa (Catabolite
Activator Protein- CAP)
– cAMP liên kết với
protein hoạt hóa tạo
thành phức chất
cAMP-CAP, gây uốn
cong sợi ADN
– Operon Lac cũng được
điều hòa dương tính
nhờ phức chất này
1.3 Điều hòa suy giảm
– Cơ chế điều hòa suy giảm (Attenuation) là kiểu điều hòa thứ 2
được phát hiện ở hệ Tryptophan, dùng sự dịch mã để điều hòa
phiên mã
Attenuation tạo ra mARN uốn gập
một cách điển hình gọi là cấu trúc
vòng lặp (stem-loop) theo sau là
trình tự 8 Uridine, có khả năng kết
thúc phiên mã
Sự điều hòa suy giảm là nguyên
nhân gây kết thúc phiên mã sớm ở
mARN dưới những điều kiện nhất
định
Sự suy giảm xảy ra khi cấu trúc thứ cấp đặc biệt
được tạo thành trong mARN
1.3 Điều hòa suy giảm
– Attenuation có thêm một vùng đặc biệt là vùng Leader, nơi gắn các tín
hiệu, được dịch mã ngay khi vừa được tổng hợp
– Đóng vai trò là bộ suy giảm, kiểm soát quá trình điều hòa suy giảm ở
sinh vật nhân sơ
1.3 Điều hòa suy giảm
– Ở giai đoạn mở đầu, sau khi ARN
polymerase phiên mã vùng 2, vùng
1 và 2 sẽ ghép đôi với nhau để tạo
thành một cấu trúc vòng lặp.
– Cấu trúc này được tạo nên để ARN
polymerase có thể đuổi kịp sự dịch
mã, sau đó phiên mã được diễn ra
chặt chẽ và song song với dịch mã
Bây giờ quá trình
điều hòa suy giảm có thể xảy ra
1.3 Điều hòa suy giảm
– Nếu tế bào bị thiếu tryptophan, sau đó
số lượng tARNTrp giảm đáng kể.
– Dịch mã Leader polypeptide bị dừng lại
ở các codon Tryptophan.
– Ngăn cản ribosome tiến vào vùng 2,
vùng 2 được tự do kết cặp với vùng 3,
tạo thành tín hiệu chống kết thúc
(antiermination) cản trở sự hình thành tín
hiệu kết thúc
>>> ARN polymerase tiếp tục phiên mã và
dịch mã tổng hợp các enzyme cần thiết cho
quá sinh tổng hợp tryptophan
1.3 Điều hòa suy giảm
– Trường hợp tế bào cung cấp đầy đủ
tryptophan, thì có đủ tARNTrp để tiến
hành dịch mã.
– Ribosome trượt qua codon Trp và đi vào
vùng 2, sự có mặt của ribosome ở vùng
2, ngăn cản vùng 2 kết cặp với vùng 3.
Trong trường hợp này, vùng 3 sẽ kết hợp
với vùng 4 tạo thành tín hiệu kết thúc
phiên mã (tiermination)
– > Tín hiệu chính cho sự điều hòa suy
giảm là nồng độ tARNTrp trong tế bào
2) Sự kiểm soát ở tế bào chân hạch
 Cơ chế điều hòa phức tạp hơn
 Hoạt động phiên mã phụ thuộc vào cùng khởi
động và các tín hiệu điều hòa
 Ngoài ra, hệ gen còn có các gen tăng cường, bất
hoạt.
2) Sự kiểm soát ở tế bào chân hạch
 Các gen tăng cường tác động lên gen điều hòa
 biến đổi cấu trúc nucleoxom của chất nhiễm sắc
 Các gen ức chế  ngưng phiên mã khi gây ra sự
biến đổi cấu trúc nhiễm sắc thể
 Cơ chế điều hòa sau phiên mã:
ARN
ban đầu
Sửa chữa
Cắt bỏ
Chế biến
ARN
chính thức
Tổng hợp
protein
2) Sự kiểm soát ở tế bào chân hạch
Sự khác biệt về điều tiết tổng hợp
protein ở tế bào sơ hạch và chân hạch
Sơ hạch
• Phiên mã và dịch mã
được tổng hợp ở tế bào
chất
• Nhiều protein được
tổng hợp cùng một lúc
Chân hạch
• Phiên mã xảy ra trong
nhân, dịch mã trong tế
bào chất
• Điều tiết tổng hợp
từng enzyme
3) Kiểm soát ở cấp enzyme
 Điều tiết hoạt động của enzyme khi đã được tổng
hợp
 2 loại phổ biến:
 Ức chế ngược: sản phẩm của lộ trình biến
dưỡng có tác động như chất ngăn cản hoạt động
của enzyme ở đầu lộ trình
 Tiền chất kích tác: chất biến dưỡng của lộ trình
sinh tổng hợp kích thích hoạt động của enzyme
cuối cùng
3) Kiểm soát ở cấp enzyme
A B C X Y Z
Tiền chất kích tác
E1 E2 EX EY
HNgăn cản ngược
III. Kết luận:
 Vấn đề điều tiết tổng hợp protein là một vấn đề
quan trọng , sự tồn tại của bất kì cơ thể nào cũng
phụ thuộc vào hệ thống điều hòa mềm dẻo, tác
động nhịp nhàng.
 Tế bào chỉ tổng hợp protein khi nó cần và thay đổi
theo nhu cầu của cơ thể.
Tài liệu tham khảo
 Sinh hóa cơ bản (phần 2) – Nguyễn Đình Huyên,
Hà Ái Quốc
 Các nguyên lý sinh học – trường ĐH Y Hà Nội
 Sinh học phân tử của tế bào – Lê Đức Trình
 Sinh học phân tử tế bào – Trần Phước Đường

tong-hop-protein.html

[block id=”bo-sung”]

Từ khóa: Sự điều tiết tổng hợp protein

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *