*Bài 3 *ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN
*_GV: Nguyễn Diểm My_

Đặt vấn đề: ???? Những con số này liên quan gì đến hình bên?
*25000
*75 000 000 000 000
Ở người có khoảng 75.1012 tế bào, mỗi tế bào thì có khoảng 25000 gen
*Ở người có khoảng 75.1012 tế bào, mỗi tế bào thì có khoảng 25000 gen *Có phải các gen luôn luôn hoạt động không? *Nếu luôn hoạt động tổng hợp sản phẩm (protein) phải giống nhau ở mọi lứa tuổi, nhưng tại sao thanh niên lại nhanh lớn hơn?
*Cần phải có cơ chế điều hoà hoạt động của gen
* I. Khái quát về điều hòa hoạt động gen:
*Hoạt động gen là gì?
*_- gồm phiên mã và dịch mã._
*Điều hòa là gì?
*_Điều khiển_
*- Điều hòa hoạt động của gen là điều hoà lượng ...._sản phẩm_...của gen được tạo ra.
* I. Khái quát về điều hòa hoạt động gen:
*TB tuyến vú
*Gen tạo protein sữa
*_Tất cả TB: không_ *_TB tuyến vú (giai đoạn mang thai, cho con bú): có_
*1. Khái niệm về điều hoà hoạt động của gen:
*_Thế nào là điều hoà hoạt động của gen?_
*Là quá trình điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo ra.
*_ Không. Ví dụ: _ *_- _Ở thú, các gen tổng hợp prôtêin sữa chỉ hoạt động ở cá thể cái, vào giai đoạn sắp sinh và nuôi con bằng sữa. * Ở _E.coli_ các gen tổng hợp enzim chuyển hoá đường lactôzơ chỉ hoạt động khi môi trường có lactôzơ. *- Người có khoảng 25000 gen, chỉ có 1 số gen hoạt động, phần lớn gen ở trạng thái không hoạt động → tổng hợp prôtêin vào lúc thích hợp.
*_Có phải các gen luôn luôn hoạt động?_
*I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN
*KHÁI NIỆM KHÁC  KN: Điều hoà hoạt động của gen là gen có được phiên mã hay không đảm bảo cho các gen hoạt động đúng thời điểm cần thiết trong quá trình phát triển của cá thể
*Điều hoà hoạt động của gen có ý nghĩa gì?
*Đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện môi trường, phù hợp với sự phát trển bình thường của cơ thể
*Giúp tế bào chỉ tổng hợp các prôtêin và các enzym cần thiết ở từng thời điểm cho sự sống  Đảm bảo cho hệ thống sống sử dụng năng lượng 1 cách hiệu quả phù hợp với điều kiện môi trường
*NST
*ADN
*mARN sơ khai
*mARN ở trong nhân TB
*NST THÁO XOẮN
*
*PHIÊN MÃ
*
*
*BIẾN ĐỔI * SAU PHIÊN MÃ
*
*
*mARN trưởng thành
*Polypeptit
*DỊCH MÃ
*Phân huỷ mARN
*BIẾN ĐỔI *SAU DỊCH MÃ
*PHÂN HUỶ * PROTEIN
* Prôtêin hoạt động
*
*I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN
*1. Khái niệm về điều hoà hoạt động của gen:
*2. Các cấp độ điều hoà hoạt động của gen:
*- Tế bào nhân sơ: chủ yếu là cấp độ phiên mã. *- Tế bào nhân thực: có ở tất cả các cấp độ.
*_Tại sao điều hoà hoạt động gen ở tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực lại khác nhau?_
*Tế bào nhân sơ quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời. Tế bào nhân thực có màng nhân nên 2 quá trình xảy ra không đồng thời.
*II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
*Các nhà khoa học phát hiện ra cơ chế hoạt động
*1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac:
*II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
*_Thế nào là một ôpêron?_
*Operon là một cụm gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường được phân bố thành từng cụm và có chung một cơ chế điều hoà.
*_Vùng vận hành _
*_Vùng khởi động_
*Z
*Y
*A
*_Gen điều hoà_
*ADN
*O
*P
*R
*P
*_Opêron _
*_Các gen cấu trúc (Z, Y, A)_ *_có liên quan về chức năng_
*II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
*1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac:
*_Vùng vận hành _
*_Vùng khởi động_
*Z
*Y
*A
*_Gen điều hoà_
*ADN
*O
*P
*R
*P
*_Opêron _
*_Các gen cấu trúc (Z, Y, A)_ *_có liên quan về chức năng_
*_Một ôpêron gồm có mấy vùng, vị trí và chức năng của mỗi vùng đó?_
*Một Ôpêron Lac gồm 3 vùng: *+Vùng khởi động = P: Promoter *+Vùng vận hành = O: Operator *+Nhóm gen cấu trúc = Z, Y, A

- Nhóm gen cấu trúc Z,Y,A: tổng hợp protein có cùng chức năng.
*_Vùng vận hành _
*_Vùng khởi động_
*Z
*Y
*A
*ADN
*O
*P
*R
*_Opêron _
*Opêron Lac gồm: *
*P
*- Nhóm gen cấu trúc Z,Y,A: tổng hợp protein có cùng chức năng. *- Vùng vận hành (O): tương tác với chất ức chế. *- Vùng khởi động (P): vị trí để ARN polimeraza gắn vào khởi đầu phiên mã.
*_Các gen cấu trúc (Z, Y, A)_
*_Gen điều hoà_
** Lưu ý: Gen R (Relulater): nằm ngoài thành phần của Opêron có vai trò điều hoà hoạt động của các gen Opêron
* Gen điều hòa quy định tổng hợp prôtêin ức chế
*II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
*1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac:
*_Vùng vận hành _
*_Vùng khởi động_
*Z
*Y
*A
*_Gen điều hoà_
*ADN
*O
*P
*R
*P
*_Opêron _
*_Các gen cấu trúc (Z, Y, A)_ *_có liên quan về chức năng_
*+ Gen điều hoà (R) làm khuôn để sản xuất prôtêin ức chế, có khả năng liên kết với vùng vận hành để ngăn cản quá trình phiên mã.
*protein ức chế
*Sơ đồ cơ chế điều hòa hoạt động của Operon Lac ở E.coli
**ỨC CHẾ
**HOẠT ĐỘNG
*Chất cảm ứng _(lactôzơ)_
*Prôtêin ức chế bị bất hoạt
*Các prôtêin được tạo thành bởi các gen Z, Y, A
*mARN
*ADN
*ADN
*Z
*Y
*A
*Z
*Y
*A
*Không phiên mã
*Vùng vận hành (O)
*(Khi môi trường không có lactôzơ)
*(Khi môi trường có lactôzơ)
*Prôtêin ức chế
*(Khi môi trường có lactôzơ)
*Các thành phần cấu trúc
*Đặc điểm hoạt động khi môi trường không có lactozo
*Gen điều hoà R
*_Tổng hợp…………..………_
*Prôtêin ức chế
*_…..……….. với vùng vận hành(O)_
*Các gen cấu trúc Z, Y, A
*_Không ……….._
*_ prôtêin ức chế_
*_tương tác_
*_phiên mã_
*Không phiên mã
*Vùng vận hành (O)
*(Khi môi trường không có lactôzơ)
*Các thành phần cấu trúc
*Đặc điểm hoạt động khi môi trường có lactozo
*Gen điều hoà R
*_………… … …prôtêin ức chế_
*Prôtêin ức chế
*_ Gắn với… ……….., bị bất hoạt_
*Các gen cấu trúc Z, Y, A
*_…………..……tổng hợp prôtêin_ *_( các enzim phân giải lactôzơ)_
*_tổng hợp _
*_hoạt động_
*_lactôzơ_
*Thành phần tham gia
*Khi môi trường không có lactôzơ
*Khi môi trường có lactôzơ
*Gen điều hoà R
*Phiên mã tổng hợp chất ức chế (prôtêin ức chế)
*Phiên mã tổng hợp chất ức chế (prôtêin ức chế)
*Prôtêin ức chế
*Gắn vào vùng vận hành  vùng vận hành bị ức chế
*Gắn với lactôzơ chất ức chế bị bất hoạt vùng vận hành được tự do
*Các gen *cấu trúc Z, Y,A
*Không phiên mã  không được tổng hợp *Ôpêrôn không hđ *(trạng thái ức chế) *
*Phiên mã, ARN được tổng hợp, sử dụng để dịch mã tổng hợp prôtêin. *Ôpêrôn hoạt động
*II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
*1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac:
*2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac:
** Khi môi trường không có lactôzơ
*Prôtêin ức chế
*_Mô tả sự điều hoà hoạt động của operon Lac khi môi trường không có lactôzơ?_
* A
* Y
* Z
* O
* P
* R
* P
*Gen điều hoà
*Opêron Lac
*Phiên mã
*Giải mã
*Các gen cấu trúc không họat động
*Prôtêin ức chế
* Hoạt động (Khi môi trường không có Lactôzơ)
*II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
*1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac:
*2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac:
** Khi môi trường không có lactôzơ
*Prôtêin ức chế
*Gen điều hòa
*Prôtêin ức chế
*Vùng vận hành
*Gắn vào
*Ngăn phiên mã
*Gen cấu trúc không hoạt động
*II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
*1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac:
*2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac:
** Khi môi trường có lactôzơ
*_Mô tả sự điều hoà hoạt động của operon Lac khi môi trường có lactôzơ?_
* A
* Y
* Z
* O
* P
* R
* P
*Gen điều hoà
*Opêron Lac
*Prô-lac z
*Prô-lac Y
*Prô-lac A
*Dịch mã
*z
*Y
*A
* Phiên mã
*mARN
*Phiên mã và dịch mã
*Prôtêin ức chế
*Lactôzơ là chất cảm ứng
*Prôtêin ức chế bị bất hoạt không gắn được vào vùng vận hành
* Hoạt động (Khi môi trường có Lactôzơ)
*ARN pôlymeraza
*ARN pôlymeraza
*II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
*1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac:
*2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac:
** Khi môi trường có lactôzơ
*Lactôzơ
*Prôtêin ức chế
*Liên kết
*Cấu hình không gian 3 chiều biến đổi
*Vùng vận hành
*Không gắn vào
*ARN polimeraza
*Liên kết
*Vùng khởi động
*Phiên mã
*mARN của gen Z,Y,A
*Dịch mã
*Enzim phân giải đường lactôzơ
*Lactôzơ bị phân giải hết
*Prôtêin ức chế
*Vùng vận hành
*Gắn vào
*Dừng phiên mã
*KHÔNG CÓ ĐƯỜNG
*CÓ ĐƯỜNG
*CÓ PHIÊN MÃ
*KHÔNG PHIÊN MÃ
*“CÓ CÓ – KHÔNG KHÔNG”
*Bổ sung kiến thức về cấp độ điều hoà hoạt động gen: *+ Điều hoà phiên mã: Điều hoà số lượng mARN được tổng hợp. *+ Điều hoà dịch mã: Điều hoà lượng prôtêin tạo ra. *+ Điều hoà sau dịch mã: biến đổi phân tử protein sau dịch mã.
**Cơ chế điều hoà hoạt động gen ở nhân thực phức tạp hơn do: *- Số nu, số gen lớnChỉ một phần nhỏ ADN mã hóa, đại bộ phận đóng vai trò điều hòa hoặc không hoạt động. *- AND + protein, cuộn xoắn NST Điều hòa hoạt động của gen qua nhiều mức: * + NST tháo xoắn; * + phiên mã; * + biến đổi sau phiên mã; * + dịch mã; * +biến đổi sau dịch mã. *Có yếu tố điều hòa khác * + Yếu tố tăng cường  tăng phiên mã. * + Yếu tố bất hoạt  ngừng phiên mã.

Câu 1. Thành phần của opêrôn Lac ở E.coli gồm
*Câu 1. Thành phần của opêrôn Lac ở E.coli gồm *A. gen điều hòa (R), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A). *B. gen điều hòa (R), vùng khởi động (P), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A). *C. vùng khởi động (P), vùng vận hành (O), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A). *D. gen điều hòa (R), vùng vận hành, nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A). *
*Củng cố
*Câu 2. Trong cơ chế điều hòa hoạt động gen ở SV nhân sơ, gen điều hòa R có vai trò *A. mang thông tin quy định enzim ARN- pôlimeraza. *B. mang thông tin quy định prôtêin điều hòa. *C. là nơi tiếp xúc với enzim ARN- pôlimeraza. *D. Là nơi liên kết với prôtêin điều hòa.
*Củng cố
*Câu 3. Trong mô hình điều hòa của Mônô và Jacôp theo Ôperôn Lac, chất cảm ứng là *A. Đường galactôzơ. *B. Đường Lactôzơ. *C. Đường Glucôzơ. *D. Prôtêin ức chế.
*Củng cố
*TRẮC NGHIỆM
*Phát biểu
*Đúng/ Sai
*1. Điều hòa hoạt động gen chỉ có sau phiên mã.
*2. Gen R phiên mã 1 lần thì nhóm gen Z, Y, A phiên mã 1 lần.
*3. Gen R nhân đôi 1 lần thì nhóm gen Z, Y, A nhân đôi 1 lần.
*4. Khi có đường Lactozo, các gen Z, Y, A tiến hành phiên mã.
*5. Tín hiệu khởi đầu quá trình phiên mã các gen Z, Y, A ở vùng điều hòa (Operator).
*
*TRẮC NGHIỆM
*Phát biểu
*Đúng/ Sai
*6. Protein ức chế bị bất hoạt khi có đường Lactozo do mất cấu trúc không gian.
*7. Protein ức chế nằm trong cấu trúc Operon.Lac.
*8. Điều hòa hoạt động gen là điều hòa lượng sản phẩm mà gen tạo ra.
*9. Ở người không có điều hòa hoạt động gen.
*10. Gen điều hòa R # Z, Y, A quy định tổng hợp protein ức chế.
*TRẮC NGHIỆM
*Phát biểu
*Đúng/ Sai
*11. Khi môi trường có đường, protein ức chế bị mất cấu trúc không gian do đường gắn với protein ức chế.
*12. Gen phân mảnh không có điều hòa hoạt động gen.
*13. Chỉ gen Z mới tạo được enzyme phân giải đường lactose.
*14. Gen Z, Y, A qua phiên mã thu được 3 mARN khác nhau.
*15. Gen Z, Y, A dịch mã tạo ra 3 phân tử protein khác nhau.
*TRẮC NGHIỆM
*2.1: Trong mô hình cấu trúc của opêron Lac, vùng vận hành là nơi : *A. prôtêin ức chế có thể liên kết làm ngăn cản sự phiên mã. *B. ARN pôlimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã. *C. mang thông tin quy định cấu trúc prôtêin ức chế. *D. chứa thông tin mã hoá các axit amin trong phân tử prôtêin cấu trúc. *2.2: Theo Jacôp và Mônô, các thành phần cấu tạo của opêron Lac gồm: *A. gen điều hoà, nhóm gen cấu trúc, vùng khởi động (P). *B. vùng vận hành (O), nhóm gen cấu trúc, vùng khởi động (P). *C. gen điều hoà, nhóm gen cấu trúc, vùng vận hành (O). *D. gen điều hoà, nhóm gen cấu trúc, vùng vận hành (O), vùng khởi động (P).
*TRẮC NGHIỆM
*2.3: Trong cơ chế điều hoà hoạt động của opêron Lac, sự kiện nào sau đây diễn ra cả khi môi trường có lactôzơ và khi môi trường không có lactôzơ? *A. ARN pôlimeraza liên kết với vùng khởi động của opêron Lac và tiến hành phiên mã. *B. Một số phân tử lactôzơ liên kết với prôtêin ức chế. *C. Gen điều hoà R tổng hợp prôtêin ức chế. *D. Các gen cấu trúc Z, Y, A phiên mã tạo ra các phân tử mARN tương ứng. *2.6: Điều hòa hoạt động gen là gì? *A. Là điều hòa lượng nhiễm sắc thể có trong tế bào. *B. Là điều hòa trình tự các nucleotide của gen. *C. Là điều hòa lượng sản phẩm mà gen tạo ra. *D. Là quá trình tổng hợp Operon.Lac.
*TRẮC NGHIỆM
*2.4: Khi nói về operon Lac ở vi khuẩn E.Coli, có bao nhiêu phát biểu sai? *I. Gen điều hòa (R) nằm trong thành phần của opêron Lac. *II. Vùng vận hành (O) là noi ARN pôlimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã. *III. Khi môi trường không có latozơ thì gen điều hòa (R) không phiên mã. *IV. Khi gen cấu trúc A và gen cấu trúc Z đều phiên mã 12 lần thì gen cấu trúc Y cũng phiên mã 12 lần. *A. 4. B. 2. C. 3. D. 1.
*TRẮC NGHIỆM
*2.5: Phát biểu nào dưới đây là đúng khi nói về hoạt động của Operon.Lac? *A. Khi môi trường có đường, đường lactozo sẽ gắn với protein ức chế làm protein ức chế tăng hoạt tính. *B. Khi môi trường có đường, protien ức chế đóng vai trò là chất cảm ứng. *C. Khi môi trường không có đường, gen điều hòa (R) không phiên mã. *D. Khi môi trường không có đường, protein ức chế gắn vào vùng vận hành (O) ngăn cản quá trình phiên mã của nhóm gen cấu trúc Z, Y, A.
*TRẮC NGHIỆM
*2.9: Opêrôn Lac của E coli ở trạng thái hoạt động khi: *A. Môi trường xuất hiện lactôzơ B. Khi gen điều hòa (R) hoạt động. *C. Môi trường không có lactôzơ D. Môi trường thừa prôtêin ức chế. *2.10: Trong hoạt động của Opêron - Lac ở vi khuẩn E.coli, chất cảm ứng (lactôzơ) có vai trò: *A. Hoạt hóa ARN- pôlimêraza B. Ức chế gen điều hòa *C. Hoạt hóa vùng khởi động D. Vô hiệu hóa prôtêin ức chế
*TRẮC NGHIỆM
*2.7: Có bao nhiêu nhận định đúng khi nói về điều hòa hoạt động gen? *I. Điều hòa hoạt động gen xảy ra ở tất cả mọi loài sinh vật. *II. Trong cơ chế điều hòa hoạt động của opêron Lac ở vi khuẩn E.coli. Khi không có đường lactôzơ thì prôtêin ức chế vẫn được tổng hợp. *III. Gen điều hòa không nằm trong cấu trúc của opêron Lac. *IV. Opêron gồm các gen cấu trúc không liên quan về chức năng. *A. 3 B. 2 C. 1 D. 4
*TRẮC NGHIỆM
*2.8: Khi nói về opêron Lac ở vi khuẩn _E.Coli_, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng? *I. Nếu xảy ra đột biến ở giữa gen cấu trúc A thì có thể làm cho prôtêin do gen này quy định bị bất hoạt. *II. Khi prôtêin ức chế liên kết với vùng vận hành thì các gen cấu trúc Z, Y, A không được phiên mã. *III. Nếu xảy ra đột biến ở gen điều hòa R làm cho gen này không được phiên mã thì các gen cấu trúc Z, Y, A cũng không được phiên mã. *IV. Khi môi trường không có lactôzơ thì prôtêin ức chế do gen điều hòa R quy định vẫn được tổng hợp. *A. 3. B. 4. C. 2. D. 1
*Các thành phần cấu trúc
*Đặc điểm hoạt động
*Gen điều hoà R
*_Tổng hợp…………..………_
*Prôtêin ức chế
*_..……….. với vùng vận hành(O)_
*Các gen cấu trúc Z, Y, A
*_Không ……….._
*__ *__
*Các thành phần cấu trúc
*Đặc điểm hoạt động
*Gen điều hoà R
*_………… prôtêin ức chế_
*Prôtêin ức chế
*_ Gắn với ……….., bị bất hoạt_
*Các gen cấu trúc Z, Y, A
*_……………tổng hợp prôtêin_ *_( các enzim phân giải lactôzơ)_
*TỪ ĐỂ CHỌN: _không hoạt động; kết hợp; prôtêin ức chế; lipit ; phiên mã; tương tác; tổng hợp; lactôzơ; prôtêin; hoạt động; không tổng hợp._
*_ prôtêin ức chế_
*_tương tác_
*_phiên mã_
*_tổng hợp _
*_hoạt động_
*_lactôzơ_
*a. Khi môi trường không có lactôzơ
*b. Khi môi trường có lactôzơ
*Câu 3: Operon là *A. một đoạn trên phân tử ADN bao gồm một số gen cấu trúc và một gen vận hành chi phối. *B. cụm gồm một số gen điều hòa nằm trên phân tử ADN. *C. một đoạn gồm nhiều gen cấu trúc trên phân tử ADN. *D. cụm gen cấu trúc có chung một cơ chế điều. *Câu 4: Gen điều hòa R khi hoạt động sẽ tổng hợp nên: *Enzim phân hủy lactôzơ. *B. prôtêin ức chế. *C. lactôzơ. *D. Enzim điều khiển Operon. *Câu 5: Điều hòa hoạt động gen của sinh vật nhân sơ chủ yếu xảy ra ở giai đoạn *phiên mã. *dịch mã. *sau dịch mã. *sau phiên mã.
*HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC Ở NHÀ
*- Học bài cũ và trả lời các câu hỏi trong SGK. *- Đọc trước bài mới _“Đột biến gen” _và sưu tầm các hình ảnh về đột biến gen.
*Chào các em! *Chúc các em học tốt!