Bản chất của gen

5.1 Định nghĩa về gen• Gen là đơn vị di truyền mang thông tin cho một chuỗi polypeptide hoặc một phân tử RNA • Có hai loại gen: gen cấu trúc và gen điều hòa + Gen cấu trúc: mã hóa cho ch

Chương 5 Bản chất của Gen

• Bản chất chính xác của gen là gì ?

• Có phải tất cả các gen đều giống nhau hay có các loại gen khác nhau ?

5.1 Định nghĩa về gen

• Gen là đơn vị di truyền mang thông tin cho một chuỗi polypeptide hoặc một phân tử RNA

• Có hai loại gen: gen cấu trúc và gen điều hòa

+ Gen cấu trúc: mã hóa cho chuỗi polypeptide hay phân tử RNA phục vụ cho hoạt động trao đổi

chất thông thường

+ Gen điều hòa: mã hóa cho các polypeptide để tạo các protein có chức năng điều hòa sự biểu

What is a gene?

• Gen thường nằm trên một vùng nhất định của NST và có quan hệ trạng thái sinh lý của cơ thể sống

• Gen tự nó không tạo ra hay sinh ra bất cứ gì

• Một tập hợp gen hoàn chỉnh của tế bào

sống gọi là bộ gen (genome)

5.2 Kích thước của gen

• Kích thước gen được x/đ dựa trên bản đồ

di truyền và tần số trao đổi chéo

• Trung bình mổi gen của prokaryot có từ 800-1500 bp

Table 2.4

• Có sự tương quan giữa lượng DNA và độ phức tạp của

tổ chức sống Tuy nhiên ở một số lòai có lượng DNA

nhiều hơn cần thiết

• Lượng DNA thừa giữ vai trò điều hòa họat động của gen

5.4 Thông tin trong gen

1 Trong các nucleotide thành phần base là thông tin

2 Chuỗi các base coi là điển hình như chính thông tin di

truyền

Trình tự của nucleotide cung cấp 2 loại thông tin trong tổng

hợp protein

1 Các acid amin quy định trong gen là 3 chữ cái

2 Vị trí aa trong protein tạo nên cấu trúc cơ bản

Đoạn điều hòa: các đoạn nucleotide phản ứng với các dấu

hiệu hóa học trong và ngoài tế bào

5.5.1 Gen ở prokaryot

• Hầu hết các gen của prokaryot được cấu tạo bởi các đoạn nucleotide không bị ngắt quảng bởi các đoạn không mã hóa

• Gen cấu trúc của prokaryot thường được hoạt hóa từng nhóm, gọi là đơn vị phiên

mã đa cistron

• Đơn vị phiên mã: đoạn dẫn đầu, đoạn

khởi động, đoạn mã hóa, đoạn kết thúc

5.5.2 Gen ở eukaryot

• Ở eukaryot, đơn vị phiên mã là đơn

cistron

• Gen ở eukaryot đôi khi gọi là gen phân

mảng, thông tin nằm rải rác dọc theo phân

tử DNA

5.5.3 Exon và intron

• Exon (từ expressed): mã hóa aa, intron

(từ intervening) không mã hóa cho aa nào

• Intron thường có mặt ở vị trí nhất định

• Intron tách ra khỏi mRNA ngay khi được tổng hợp

Figure 14.2

Figure 14.4

5.5.4 Gen gối nhau

• Tìm thấy ở virus như ΦX 174, phage MS, virus động vật SV40

• Ở eukaryot tìm thấy gen gối nhau: gen mã hóa cho yếu tố VIII (protein đông máu)

5.5.5 Gen nhảy (Transposon)

• Năm 1953 Barbara McClintock đã phát hiện ra yếu tố di truyền vận động

• Transposon có khả năng gây ra sự sắp xếp các đoạn nucleotide

Types of transposable elements

• DNA vs RNA

• viral vs nonviral

• replicative mechanism vs excision

mechanism

transposon

transposon insertion mutation

5.6 Các yếu tố điều hòa

• Còn gọi là đoạn điều hòa, đơn vị điều hòa, hay đơn vị điều khiển

• Chúng nằm ở đầu gen cấu trúc (promoter,

operator), giữa promoter và gen cấu trúc

Gene Technology

What is a gene?

5.6.1 Promoter (vùng khởi động): đoạn nucleotide nhận biết bởi RNA polymerase, có khỏang 20 –

5.6.2 Operator (vùng chỉ huy): đoạn nucleotide

nằm giữa promoter và gen cấu trúc, nơi bám

của protein ức chế

Transcription -> Promoter

Transcription -> Promoter

E coli promoters

RNA polymerase

Transcription – Initiation -> Recognition of Promoter by RNA Polymerase

Transcription – Eukaryotic Promoters

Gene Technology

Transcription – Eukaryotic Promoters

5.6.3 Attenuator (vùng suy giảm): tìm thấy

trong nhóm gen mã hóa cho enzym sinh tổng hợp acid amin

5.6.4 Enhancer (vùng tăng cường): làm tăng

số lượng phân tử RNA polymerase để

phiên mã gen cấu trúc

5.7 Gen mã hóa các protein và

RNA

• “Một gen – một chuỗi polypeptide”

• Ở eukaryot có ba loại RNA polymerase khác nhau

Chức năng của các RNA

Gene Technology