1. Theo Jacôp và Mônô các thành phần cấu tạo của operon Lac gồm:
Theo Jacôp và Mônô, các thành phần cấu tạo của opêron Lac gồm:
a. gen điều hòa, nhóm gen cấu trúc, vùng khởi động P
b. Vùng vận hành (O), nhóm gen cấu trúc, vùng khởi động P
c. gen điều hòa, nhóm gen cấu trúc, vùng vận hành O
d. gen điều hành, nhóm gen cấu trúc, vùng vận hành O, vùng khởi động P
Đáp án đúng là đáp án: B
Theo Jacop và Mono các thành phần cấu tạo của operon Lac không có gen điều hòa. Tuy nhiên trong cơ chế điều hòa không thể thiếu gen điều hòa.
2. Lý thuyết cần nhớ
Hoạt động điều hòa của gen
Khái quát về điều hòa hoạt động của gen
- Điều hòa hoạt động gen là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra
- Điều hòa hoạt động của gen xảy ra ở nhiều mức độ:
+ Điều hòa phiên mã: Điều hào số lượng mARN được tổng hợp trong tế bào
+ Điều hòa dịch mã: Điều hòa lượng protein được tạo ra
+ Điều hòa sau dịch mã: Làm biến đổi protein sau khi được tổng hợp để thực hiện chức năng nhất định
Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sợ
- Cấu trúc của operon Lac:
Ôperon là một cơ sở quan trọng trong cấu trúc gen của vi khuẩn là một hệ thống phức tạp và hiệu quả. Trên mạch ADN vi khuẩn thì các gen có chức năng tương đồng thường được tổ chức thành một cụm, tạo nên một đơn vị hoạt động chung được biết đến với tên gọi operon. Operon không chỉ đơn thuần là một sắp xếp gen trên chuỗi ADN mà còn là một cơ chế điều hòa phức taph giúp quản lý và kiểm soát quá trình biểu hiện gen một cách hiệu quả.
Operon Lac gồm 3 thành phần:
- Nhóm gen cấu trúc Z, Y, A trong operon quy định tổng hợp các enzim có chức năng phân giải đường lactozo. Đây là thành phần quan trọng của quá trình matabolic và sự tổ chức chặt chẽ của nhóm gen này trong một cụm giúp tối ưu hóa hiệu suất trong việc tổng hợp enzim
- Vùng vận hành O của operon là nơi mà các chất protein ức chế có thể tương tác, ngăn cản quá trình phiên mã gen. Điều này cung cấp một cơ chế tự điều chỉnh cho việc kích thích hoặc kiểm soát quá trình biểu hiện gen tùy thuộc vào điều kiện môi trường và nhu cầu của tế bào.
- Vùng khởi động P của operon là nơi mà ANR polimeraza có thể bám vào và khởi động quá trình phiên mã gen. Điều này làm cho quá trình biểu hiện gen có thể bắt đầu một cách chính xác và hiệu quả.
NHư vậy, operon không chỉ là một khái niệm về sự tổ chức gen trên chuỗi ADN mà còn là một hệ thống linh hoạt và phức tạp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự hiệu quả và chính xác trong quá trình điều chỉnh biểu hiện gen của vi khuẩn.
Cơ chế hoạt động của Operon Lac
Trong môi trường không có Lactozo thì quá trình điều chỉnh gen trong Operon Lac diễn ra một cách chặt chẽ để đảm bảo hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Khi không có sự hiện diện của Lactozo:
- Gen điều hòa R hoạt động để tổng hợp protein ức chế: Sau đó bám vào vùng vận hành, ngăn chặn quá trình phiên mã của các gen cấu trúc.
- Các gen cấu trúc Z, Y, A không được kích thích để hoạt động phiên mã giữ cho quá trình tổng hợp các enzim liên quan đến đường Lactozo tạm thời ngừng lại.
Tuy nhiên khi môi trường xuất hiện Lactozo quá trình này trải qua một loạt các biến đổi quan trọng:
- lactozo tương tác với protein ức chế, gây biến đổi cấu hình của protein và khiến nó không còn khả năng kết nối với vùng vận hành. Điều này dẫn đên việc sự bất hoạt của protein ức chế.
- m ARN của các gen cấu trúc Z, Y, A có thể được tổng hợp và sau đó dịch mã để tạo ra các enzim phân giải đường Lactozo.
- Khi đường Lactozo bị phân giải hết thì protein ức chế có khả năng liên kết lại với vùng vận hành, kết thúc quá trình phiên mã và ngăn chặn tiếp tục tổng hợp enzim
Điều này thể hiện một cách rõ ràng cách operon Lac đáp ứng và điều chỉnh biểu hiện gen của nó tùy thuộc vào môi trường xung quanh đặc biệt là sự có hay không sự xuất hiện của lactozo.
3. Bài tập tự luyện tập
Câu 1: Cấu trức của operon Lac ở vi khuẩn E. coli gồm các thành phần:
a. Vùng khởi động - vùng vận hành - gen điều hòa - cụm gen cấu trúc
b. Vùng khởi động - gen điều hòa - vùng vận hành - cụm gen cấu trúc
c. Vùng khởi động - vùng vận hành - cụm gen cấu trúc gen điều hòa
d. Vùng khởi động - vùng vận hành - các gen cấu trúc
Câu 2: Ở sinh vật nhân sơ, vùng hoặc gen không thuộc thành phần của một operon nhưng có vai trò quyết định hoạt động của operon là:
a. Gen điều hòa
b. Gen cấu trúc
c. Vùng vận hành
d. Vùng mã hóa
Câu 3: Tín hiệu điều hòa hoạt động gen của openron Lac ở vi khuẩn E. coli là:
a. Protein ức chế
b. Đường lactozo
c. Enzim ADN polimeraza
d. Đường mantozo
Câu 4: Khi nói về cấu trúc của operon thì điều khẳng định nào sau đây là chính xác:
a. Operon là một nhóm gen cấu trúc có chung một trình tự promoter và kết hợp với một gen điều hòa có nhiệm vụ điều hòa phiên mã của cả nhóm gen cấu trúc nối trên cùng lúc
b. Operon là một nhóm gen 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 gen cấu trúc có cùng một promoter và được phiên mã cùng lúc thành các phân tử mARN khác nhau
d. Operon là một nhóm gen cấu trúc nằm gần nhau trên phân tử ADN được phiên mã trong cùng một thời điểm để tạo thành một phân tử mARN
Câu 5: Trong cơ chế điều hòa hoạt động của operon lac thì sự kiện nào sau đây diễn ra cả khi môi trường có lactozo và khi môi trường không có lactozo
a. Các gen cấu trúc Z, Y, A phiên mã tạo ra các phân tử mARN tương ứng
b. Gen điều hòa R tổng hợp protein ức chế
c. ARN polimeraza liên kết với vùng khởi động của operon Lac và tiến hành phiên mã
d. Một số phân tử lactozo liên kết với protein ức chế
Câu 6: Ở vi khuẩn Ecoli khi nói về hoạt động của gen cấu trúc trong Operon Lac thì kết luận nào sau đây là đúng:
a. Các gen có số lần nhân đôi bằng nhau và số lần phiên mã bằng nhau
b. Các gen có số lần nhân đôi bằng nhau và số lần phiên mã khác nhau
c. Các gen có số lần nhân đôi khác nhau và số lần phiên mã khác nhau
d. Các gen có số lần nhân đôi khác nhau và số lần phiên mã bằng nhau
Câu 7: ở Operon Lac khi có đường lactozo thì quá trình phiên mã của các gen cấu trúc Z, Y, A sẽ diễn ra khi:
a. Lactose gắn vào vùng vận hành, kích hoạt vùng vận hành
b. Lactose gắn với enzym ARN polimeraza làm kích hoạt enzym này
c. Lactose gắn với chất ức chế làm cho chất này bất hoạt
d. Lactose gắn với protein điều hòa làm kích hoạt tổng hợp protein
Câu 8: Trong cơ chế điều hòa hoạt động của operon Lac khi môi trường không có Lactose:
a. Vùng vận hành không liên kết với protein điều hòa
b. Gen cấu trúc không phiên mã
c. Protein ức chế bị bất hoạt
d. Gen điều hòa không hoạt động
Câu 9: Theo mô hình operon Lac thì vì sao protein ức chế bị mất tác dụng
a. Vì lactozo làm gen điều hòa không hoạt động
b. Vì gen cấu trức làm gen điều hòa bị bất hoạt
c. Vì protein ức chế bị phân hủy khi có lactozo
d. Vì Lactozo làm mất cấu hình không gian của nó
Câu 10: Vai trò của vùng vận hành trong operon Lac ở e. Coli là:
a. Nơi liên kết với protein ức chế làm ngăn chặn sự phiên mã của các gen trong cấu trúc
b. Mang thông tin mã hóa cấu trúc của protein ức chế
c. Nơi enzim ARN polimeraxa bám vào và khởi đầu quá trình phiên mã
d. Mang thông tin quy định cấu trúc của các enzim tham gia vào các phản ứng phân giải đường lactozo
Bạn đọc có thể tham khảo bài viết sau: Chế phẩm sinh học là gì? Điều kiện cấp phép lưu hành chế phẩm sinh học
Bài viết trên luật Minh Khuê đã gửi tới bạn đọc chi tiết về vấn đề Jacop và Mono các thành phần cấu tạo của Operon Lac. Cảm ơn bạn đọc đã theo dõi chi tiết bài viết.
