Title CHỦ ĐỀ 3. ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE.pdf ✅

1 BÀI TẬP THEO BÀI ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE CỦA OPERON LAC Ở VI KHUẨN E.COLI 1. Thí nghiệm: Trong những năm 1960, Jacques Monod và Francois Jacob và cộng sự đã nghiên cứu sự biểu hiện của các gene liên quan đến chuyển hóa lactose ở vi khuẩn E.coli. Phương pháp: Sử dụng vi khuẩn E. coli, nuôi cấy trong môi trường có lactose và không có lactose. Sau đó, xác định lượng 3 loại enzyme tham gia phân giải lactose (enzyme β-galatosidase, permease và transacetylase). Tiến hành: Nuôi E. coli Môi trường Kết quả (nồng độ permease và enzyme phân giải lactose) Lô đối chứng Không có lactose. Không được tổng hợp hoặc có lượng không đáng kể. Lô thí nghiệm Có lactose. Tăng lên gấp hàng nghìn lần. Kết luận: Lactose đã kích hoạt tổng hợp đồng thời cả ba enzyme β-galatosidase, permease và transacetylase. Tiếp tục thí nghiệm với các dòng vi khuẩn E. coli đột biến khác → xác định được trình tự ba gene quy định 3 enzyme trên nằm liền nhau trên phân tử DNA → đề xuất thuyết operon giải thích cơ chế điều hòa biểu hiện gene. 2. Cơ chế điều hòa biểu hiện gene ở operon lac: Khái niệm: Operon là cụm các gene cấu trúc có chung một cơ chế điều hòa phiên mã và được phiên mã tạo thành một mRNA Cấu trúc Operon lac và gene điều hòa: - Plac (Promoter): Trình tự khởi động phiên mã các gene cấu trúc - O (Operator): Trình tự vận hành có vị trí bám của protein ức chế - Z, Y, A: Các gene cấu trúc tương ứng mã hóa các enzyme β-galactosidase - P: Trình tự khởi động phiên mã của gene điều hòa - I: Gene điều hòa mã hóa protein ức chế BÀI 3 ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE PHẦ N 5 I TÓM TẮT LÍ THUYẾT DI TRUY CƠ SỞ PHÂN Chủ đề 1
2 BÀI TẬP THEO BÀI Cơ chế điều hòa biểu hiện gene ở operon lac: - Môi trường không có lactose: Protein ức chế liên kết với operator → enzyme RNA polymerase không thể liên kết được với promoter → các gene cấu trúc không được phiên mã. - Môi trường có lactose: Một lượng nhỏ lactose chuyển thành đồng phân của lactose (allolactose), liên kết với protein ức chế → protein bị thay đổi cấu hình → không liên kết được với operator → enzyme RNA polymerase liên kết với promoter → gene cấu trúc được phiên mã. Ý NGHĨA CỦA SỰ ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE - Là cơ chế góp phần làm cho sản phẩm của các gene được tạo thành đúng thời điểm, có lượng phù hợp với tế bào và cơ thể → sinh vật có thể tối ưu các hoạt động sống và thích ứng với sự thay đổi thường xuyên của môi trường về nhiệt độ, dinh dưỡng, .... - Giúp tế bào tránh lãng phí năng lượng, không bị gây độc, tăng khả năng sống sót và cạnh tranh của sinh vật khi nguồn sống bị hạn chế. - Ở sinh vật nhân thực đa bào, sự điều hòa biểu hiện gene có vai trò quyết định tính đặc thù mô, cơ quan và giai đoạn phát triển cơ thể  ỨNG DỤNG CỦA ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE 1. Ứng dụng điều hòa biểu hiện gene ở sinh vật nhân sơ - Sự điều hoà biểu hiện gene liên quan tới khả năng đáp ứng của vi khuẩn với môi trường sống được ứng dụng trong kiểm soát mật độ tế bào vi khuẩn, phát triển thuốc điều trị các bệnh nhiễm khuẩn, xử lí vi khuẩn gây ô nhiễm môi trường.... II III
3 BÀI TẬP THEO BÀI - Điều hoà biểu hiện các protein cần cho sự phân bào là một hướng ứng dụng để kiểm soát tốc độ phân chia tế bào, điều hoà hoạt tính enzyme, từ đó ức chế vi khuẩn gây hại hoặc kích thích sự sinh trưởng của vi khuẩn có lợi. 2. Ứng dụng điều hòa biểu hiện gene ở sinh vật nhân thực - Dựa trên hiểu biết về điều hoà biểu hiện gene, có thể chủ động điều chỉnh sự biểu hiện gene ở cây trồng và sản xuất protein tái tổ hợp. - Điều hoà biểu hiện gene được ứng dụng để cải tiến hiệu quả sản xuất protein tái tổ hợp. PH N 1: T ẮC NGHIỆM NHIỀU PH NG N ỰA CH N Câu 1. Trong cơ chế điều hòa hoạt động của gene ở sinh vật nhân sơ, theo mô hình operon Lac, gene điều hòa có vai trò A. tiếp xúc với enzyme RNA polimerase để xúc tác quá trình phiên mã. B. mang thông tin qui định cấu trúc protein ức chế. C. mang thông tin qui định cấu trúc enzyme RNA polymerase. D. kiểm soát và vận hành hoạt động của operon. Câu 2. Trình tự các thành phần của một Operon là A. vùng vận hành - vùng khởi động - nhóm gene cấu trúc. B. vùng khởi động - vùng vận hành - nhóm gene cấu trúc. C. nhóm gene cấu trúc - vùng vận hành - vùng khởi động. D. nhóm gene cấu trúc - vùng khởi động - vùng vận hành. Câu 3. Trong cơ chế điều hoà hoạt động Operon Lac ở E.coli khi môi trường có Lactose, phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Gene điều hoà tổng hợp protein ức chế. B. Protein ức chế bám vào vùng vận hành nên vùng khởi động bắt đầu hoạt động. C. Vùng mã hoá tiến hành phiên mã. D. Quá trình dịch mã được thực hiện và tổng hợp nên các enzyme tương ứng để phân giải lactose. Câu 4. Trong điều hòa hoạt động của operon Lac ở E.coli, chất cảm ứng là: A. protein. B. enzyme. C. lactic. D. lactose. Câu 5. Operon Lac của vi khuẩn E.coli gồm có các thành phần theo trật tự: A. vùng khởi động – vùng vận hành – nhóm gene cấu trúc (Z, Y, A) B. gene điều hòa – vùng vận hành – vùng khởi động – nhóm gene cấu trúc (Z, Y, A) C. gene điều hòa – vùng khởi động – vùng vận hành – nhóm gene cấu trúc (Z, Y, A) D. vùng khởi động – gene điều hòa – vùng vận hành – nhóm gene cấu trúc (Z, Y, A) Câu 6. Thành phần nào sau đây không thuộc Operon Lac? A. Vùng vận hành (O). B. Các gene cấu trúc (Z, Y, A). C. Gene điều hòa (R). D. Vùng khởi động (P). Câu 7. Trình tự nucleotide đặc biệt của một operon để enzyme ARN polymerase bám vào khởi động quá trình phiên mã được gọi là A. vùng khởi động. B. gene điều hòa. C. vùng vận hành. D. vùng mã hoá. Câu 8. Trong operon Lac, vai trò của cụm gene cấu trúc Z, Y, A có vai trò A. tổng hợp prôtêin ức chế bám vào vùng khởi động để khởi đầu phiên mã. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG I
4 BÀI TẬP THEO BÀI B. tổng hợp enzyme ARN polymerase bám vào vùng khởi động để khởi đầu phiên mã. C. tổng hợp protein ức chế bám vào vùng vận hành để ngăn cản quá trình phiên mã. D. tổng hợp các loại enzyme tham gia vào phản ứng phân giải đường lactose. Câu 9. Trong một operon, vùng có trình tự nucleotide đặc biệt để protein ức chế bám vào ngăn cản quá trình phiên mã được gọi là vùng A. khởi động. B. vận hành. C. điều hoà. D. kết thúc. Câu 10. Trên sơ đồ cấu tạo của operon Lac ở E. coli, kí hiệu O (operator) là: A. vùng khởi động. B. vùng kết thúc. C. vùng mã hoá D. vùng vận hành. Câu 11. Trên sơ đồ cấu tạo của operon Lac ở E. coli, vùng khởi động được kí hiệu là: A. O (operator). B. P (promoter). C. Z, Y, A. D. R. Câu 12. Trong cơ chế điều hoà hoạt động các gene của operon Lac, sự kiện nào sau đây chỉ diễn ra khi môi trường không có lactose? A. Các phân tử mARN của các gene cấu trúc Z, Y, A được dịch mã tạo ra các enzyme phân giải đường lactose. B. Một số phân tử lactose liên kết với protein ức chế làm biến đổi cấu hình không gian ba chiều của nó. C. Protein ức chế liên kết với vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã của các gene cấu trúc. D. ARN polymerase liên kết với vùng khởi động để tiến hành phiên mã. Câu 13. Trong mô hình cấu trúc của operon Lac, vùng vận hành là nơi: A. chứa thông tin mã hoá các amino acid trong phân tử protein cấu trúc. B. ARN polymerase bám vào và khởi đầu phiên mã. C. protein ức chế có thể liên kết làm ngăn cản sự phiên mã. D. mang thông tin quy định cấu trúc protein ức chế. Câu 14. Trong cơ chế điều hòa hoạt động của Operon Lac, sự kiện nào sau đây diễn ra cả khi môi trường có lactose và khi môi trường không có lactose? A. Một số phân tử lactose liên kết với protein ức chế. B. Các gene cấu trúc Z, Y, A phiên mã tạo ra các phân tử mRNA tương ứng. C. Gene điều hòa R tổng hợp protein ức chế. D. RNA polymerase liên kết với vùng khởi động của Operon Lac và tiến hành phiên mã. Câu 15. Điều gì sẽ xảy ra nếu một protein ức chế của một operon cảm ứng bị đột biến làm cho nó không còn khả năng bám vào vùng vận hành? A. Các gene của operon được phiên mã liên tục. B. Một cơ chất trong con đường chuyển hóa được điều khiển bởi operon đó được tích lũy. C. Sự phiên mã các gene của operon giảm đi. D. Nó sẽ liên kết vĩnh viễn vào promoter. Câu 16. Theo Jacob và Monod, các thành phần cấu tạo của operon Lac gồm: A. Gene điều hoà, nhóm gene cấu trúc, vùng khởi động (P). B. Vùng vận hành (O), nhóm gene cấu trúc, vùng khởi động (P). C. Gene điều hoà, nhóm gene cấu trúc, vùng vận hành (O). D. Gene điều hoà, nhóm gene cấu trúc, vùng vận hành (O), vùng khởi động (P). Câu 17. Khi nói về cấu trúc của operon, điều khẳng định nào sau đây là chính xác? A. Operon là một nhóm gene cấu trúc có chung một trình tự promoter và kết hợp với một gene điều hòa có nhiệm vụ điều hòa phiên mã của cả nhóm gene cấu trúc nói trên cùng lúc B. Operon là một nhóm gene cấu trúc nằm gần nhau và mã hóa cho các phân tử protein có chức năng gần giống hoặc liên quan đến nhau C. Operon là một nhóm gene cấu trúc có cùng một promoter và được phiên mã cùng lúc thành các phân tử mRNA khác nhau