Điều hòa hoạt động gen của sinh vật nhân sơ chủ yếu xảy ra ở giai đoạn

Protein hoạt hóa là những protein có chức năng tăng cường quá trình phiên mã bằng cách gắn vào các vị trí tăng cường trên DNA và tương tác với các yếu tố phiên mã khác. Điều này tạo ra sự kiểm soát dương đối với quá trình biểu hiện gen. Vì vậy, protein hoạt hóa kích thích sự phiên mã, gắn vào vị trí tăng cường và tạo sự kiểm soát dương. Phương án C "Gây ra sự đóng gen" là không đúng, vì protein hoạt hóa có tác dụng ngược lại, tức là mở gen và tăng cường phiên mã.

Kiểm soát âm là cơ chế điều hòa hoạt động gen, trong đó sản phẩm của gen điều hòa (thường là protein ức chế) gắn vào vùng vận hành (operator) để ngăn cản quá trình phiên mã của các gen cấu trúc. Điều này có nghĩa là, khi có mặt protein ức chế, sự phiên mã của một số gen cấu trúc sẽ bị ngăn cản. Do đó, đáp án C là chính xác.

Protein ức chế (repressor protein) hoạt động bằng cách gắn vào vùng vận hành (operator) trên DNA, ngăn cản RNA polymerase tiếp cận promoter và do đó ngăn chặn quá trình phiên mã của gen cấu trúc. Protein hoạt hóa (activator protein) thì gắn vào các vị trí khác trên DNA (ví dụ, enhancer) để tăng cường quá trình phiên mã. Do đó, sự khác biệt chính là vị trí gắn và vai trò của chúng trong việc điều hòa phiên mã.

Phương án A đúng vì nó mô tả chính xác cách protein ức chế hoạt động.

Phương án B sai vì cả protein ức chế và protein hoạt hóa đều có thể tham gia vào các hệ thống điều hòa khác nhau, không chỉ điều hòa ức chế.

Phương án C sai vì vị trí khởi đầu nằm trên promoter, và cả protein ức chế lẫn hoạt hóa không trực tiếp gắn vào đó.

Phương án D sai vì protein hoạt hóa gắn vào enhancer, không phải protein ức chế.

Protein enzyme xúc tác các phản ứng chuyển hóa được mã hóa bởi gen cấu trúc. Gen cấu trúc mang thông tin quy định cấu trúc của protein. Exon và intron là các đoạn của gen nhưng không trực tiếp mã hóa protein (intron bị loại bỏ trong quá trình splicing). RNA tham gia vào quá trình tổng hợp protein nhưng không mã hóa trực tiếp cấu trúc của enzyme. Gen điều hòa kiểm soát hoạt động của gen cấu trúc chứ không mã hóa protein.

Lac operon là một hệ thống điều hòa biểu hiện gen ở vi khuẩn, đặc biệt là *E. coli*, liên quan đến việc chuyển hóa lactose. Operon này chỉ được phiên mã (hoạt động) khi có lactose và không có glucose.

* Khi có lactose: Lactose sẽ chuyển thành allolactose, chất này liên kết với protein ức chế, làm protein này mất khả năng gắn vào vùng vận hành (operator). Điều này cho phép RNA polymerase gắn vào promoter và phiên mã các gen cấu trúc của operon.
* Khi không có glucose: Nếu không có glucose, mức độ cAMP trong tế bào tăng lên. cAMP liên kết với protein hoạt hóa catabolite (CAP), tạo thành phức hợp cAMP-CAP. Phức hợp này gắn vào vùng promoter, làm tăng khả năng gắn của RNA polymerase vào promoter, do đó làm tăng cường phiên mã operon.

Vì vậy, Lac operon phiên mã mạnh nhất khi có lactose để loại bỏ sự ức chế và không có glucose để kích hoạt hoạt hóa bởi cAMP-CAP.

Phương án C đúng vì chỉ khi có lactose thì operon mới phiên mã (mặc dù với mức độ thấp nếu có glucose).
Các phương án khác đều sai vì:
* A. Khi có glucose, phiên mã bị ức chế ngay cả khi có lactose (mức độ thấp).
* B. Khi không có glucose và không có lactose thì operon không phiên mã vì protein ức chế vẫn gắn vào vùng vận hành.
* D. Khi có glucose và không có lactose thì operon không phiên mã vì vừa bị ức chế bởi glucose, vừa bị ức chế bởi protein ức chế.