Cơ chế hoạt động của operon Lac

- Sự hoạt động của opêron chịu sự điều khiển của một gen điều hoà (regulator: R) nằm ở trước opêron.

- Bình thường, gen R tổng hợp ra một loại prôtêin ức chế gắn vào gen chỉ huy do đó gen cấu trúc ở trạng thái bị ức chế nên không hoạt động. Khi có chất cảm ứng (ví dụ lactôzơ) thì opêron chuyển sang trạng thái hoạt động (cảm ứng).

Khi môi trường không có Lactozo: Protêin ức chế do gen điều hòa tổng hợp sẽ liên kết vào vùng vận hành làm ngăn cản quá trình phiên mã của gen cấu trúc

Khi môi trường có Lactozo: Lactozo (đóng vai trò như chất cảm ứng) đã liên kết với protein ức chế làm biến đổi cấu hình không gian nên protein ức chế bất hoạt và không gắn với vùng vận hành Enzim ARN polimeraza có thể liên kết vào vùng khởi động để tiến hành quá trình phiên mã. Các phân tử mARN tiếp tục dịch mã tổng hợp các enzim thủy phân Lactozo.

- Khi lactôzơ bị phân giải hết, chất ức chế được giải phóng, chất ức chế chuyển từ trạng thái bất hoạt sang trạng thái hoạt động đến bám vào gen chỉ huy và opêron lại chuyển sang trạng thái bị ức chế.

Cơ chế điều hòa hoạt động của opêron Lac:

- Khi môi trường không có lactôzơ:

+ Gen điều hòa quy định tổng hợp prôtêin ức chế. Prôtêin này liên kết với vùng vận hành (O) ngăn cản quá trình phiên mã làm cho các gen cấu trúc (Z,Y,A) không hoạt động.

- Khi môi trường có lactôzơ, một số phân tử lactôzơ liên kết với prôtêin ức chế làm biến đổi cấu hình không gian ba chiều của nó, làm cho prôtêin ức chế không thể liên kết được với vùng vận hành (O) và do vậy ARN polimeraza có thể liên kết được với vùng khởi động (P) để tiến hành phiên mã.

+ Sau đó, các phân tử mARN của các gen cấu trúc Z, Y, A được dịch mã tạo ra các enzim phân giải đường lactôzơ. Khi đường lactôzơ bị phân giải hết thì prôtêin ức chế lại liên kết với vùng vận hành (O) và quá trình phiên mã bị dừng lại.

Khi môi trường không có Lactôzơ:

+ Gen điều hòa (R) tổng hợp prôtêin ức chế.

+ Prôtêin ức chế đến bám vào vùng vận hành.

+ Các gen cấu trúc không hoạt động phiên mã.

- Khi môi trường có Lactôzơ:

+ Phân tử Lactôzơ liên kết với prôtêin ức chế,làm biến đổi cấu hình prôtêin.

+ Prôtêin ức chế bị không liên kết được với vùng vận hành (bất hoạt), mARN của các gen Z, Y, A được tổng hợp và sau đó được dịch mã tổng hợp các enzim phân giải đường Lactôzơ.

+ Khi đường lactôzơ bị phân giải hết, prôtêin ức chế liên kết với vùng vận hành -> kết thúc phiên mã.

Cơ chế điều hòa hoạt động của opêron Lac

- Khi môi trường không có lactozo:

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

- Khi môi trường có lactozo, một số phân tử lactozo liên kết với protein ức chế làm biến đổi cấu hình không gian ba chiều của nó làm cho protein ức chế không thể liên kết được với vùng vận hành và do vậy ARN polimeraza có thể liên kết được với vùng khởi động để tiến hành phiên mã. Sau đó, các phân tử mARN của các gen cấu trúc Z, Y, A được dịch mã tạo ra các enzim phân giải đường lactozo. Khi đường lactozo bị phân giải hết thì protein ức chế lại liên kết với vùng chỉ huy (vùng vận hành) và quá trình phiên mã bị dừng lại.

Hôm bữa tui chép đáp án trong bài Giải bài tập SGK Sinh học 12 bài 3