Điểm khác nhau về chức năng giữa gene cấu trúc và gene điều hòa là:

Ở gà, protein globin được tổng hợp ở phôi giai đoạn 14 ngày nhưng không được tổng hợp ở tế bào bạch cầu. Người ta tiến hành các thí nghiệm (TN1, TN2, TN3, TN4) theo 4 bước như ở bảng 12.

Bảng 2. Các bước thí nghiệm

Chú thích: (+) Có thực hiện bước thí nghiệm, ( – ) không thực hiện bước thí nghiệm

Kết quả cho thấy, TN1 không có các đoạn DNA có kích thước 4,6 kb (1kb = 1000 cặp nucleotide), còn các thí nghiệm TN2, TN3, TN4 đều có đoạn DNA có kích thước 4,6 kb. Biết rằng đoạn DNA chứa gene mã hóa globin được cắt bằng enzyme giới hạn BamHI có kích thước 4,6 kb, enzyme DNAase chỉ phân hủy được DNA tại vị trí không liên kết với protein.

Giải thích nào sau đây là đúng cho kết quả thí nghiệm trên?

Một nhà khoa học tiến hành nuôi cấy một chủng vi khuẩn E. coli bình thường trong môi trường có cả glucose và lactose. Người ta còn thêm vào môi trường một chất chỉ thị màu, chất này sẽ biến từ trắng sang xanh nếu có xuất hiện protein enzyme của gene lacZ. Kết quả thí nghiệm cho thấy ban đầu mỗi ống nuôi cấy có màu trắng, sau đó 6 giờ mới bắt đầu chuyển sang màu xanh. Sơ đồ nào trong Hình 11 thể hiện đúng nhất xu hướng biến đổi nồng độ protein của gene lacZ trong ống nuôi cấy?

Hình 4 minh họa vai trò của protein TET trong quá trình oxygen hóa 5mC thành 5hmC và sự tương tác của yếu tố phiên mã với nucleosome để điều chỉnh biểu hiện gene. Hình 4A mô tả hoạt động của protein TET, khi TET xúc tác quá trình chuyển đổi 5-methylcytosine (5mC) thành 5-hydroxymethylcytosine (5hmC). Hình 4B minh họa vai trò của yếu tố phiên mã (TF) trong quá trình điều chỉnh hoạt động của TET. Khi TF₁ liên kết với nucleosome thì TET được gắn với vị trí tại đó, oxygen hóa 5mC thành 5hmC. TF₂ được gắn tiếp theo , với TF₁ làm thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể, có thể liên quan đến quá trình kích hoạt enhancer (một yếu tố tăng cường phiên mã).

Trong quá trình hoạt động của TET, điều gì xảy ra với cấu trúc nhiễm sắc thể?

Cho biết một bản sao sơ cấp của mARN vừa được phiên mã từ một gen phân đoạn có các exon và các intron với số nucleotide tương ứng như sau:

Sau khi cắt bỏ các intron và nối các exon lại với nhau để tạo thành mRNA có hoạt tính sinh học bình thường trưởng thành chỉ gồm 4 exon. Cho biết tổng số nucleotide tối đa mà mRNA đó có thể có là bao nhiêu?

Hình 2 mô tả các thành phần tham gia vào quá trình điều hòa hoạt động của gene trong một operon cảm ứng (operon Lac) của vi khuẩn E. coli. Sự phiên mã của các gene cấu trúc thường bị ức chế bởi một protein bám vào vùng operator (protein ức chế) ngăn cản RNA polymerase hoạt động. Khi có chất cảm ứng allolactose lactose, chất này sẽ gắn vào protein ức chế, làm thay đổi cấu trúc không gian của protein ức chế, nên protein này mất khả năng bám vào operator, cho phép RNA polymerase liên kết với promoter và bắt đầu phiên mã các gene cấu trúc.

Hình nào sau đây mô tả chính xác hoạt động của operon Lac khi môi trường có lactose nhưng các gene cấu trúc không hoạt động?

Vai trò của operon trong điều hòa biểu hiện gene ở sinh vật nhân sơ là gì? 

Operon M ở một chủng vi khuẩn mã hóa 3 enzyme là E1, E2 và E3; Có 5 trình tự A, B, C, D và G chưa biết rõ chức năng. Operon này được điều hòa bởi chất X. Để làm sáng tỏ chức năng của các trình tự, người ta đã theo dõi sự ảnh hưởng của đột biến ở các trình tự từ A đến G dựa trên sự tổng hợp các enzyme được đánh giá thông qua sự có mặt và sự vắng mặt của chất X (Bảng 1).

Một phòng thí nghiệm có 10 chủng vi khuẩn E. coli mang các đột biến khác nhau nằm trên operon lac của các vi khuẩn này. Mỗi chủng vi khuẩn mang một trong 5 đột biến: LacZ⁻, LacY⁻, LacI⁻, LacI^S (LacI^S mã hoá chất ức chế có thể bám vào operator nhưng không thể bám vào chất cảm ứng), hoặc LacO⁻ (Operator của operon lac đột biến làm chất ức chế không thể bám vào nó). Biết rằng chủng số 6 là một thể đột biến LacZ⁻.

Phân lập đoạn DNA mang operon lac từ mỗi chủng (gọi là chủng cho) và biến nạp đoạn DNA này vào các chủng khác, tạo ra chủng lưỡng bội từng phần (gọi là chủng nhận). Sau đó, các chủng nhận được nuôi trên môi trường tối thiểu chứa lactose là nguồn carbon duy nhất. Sự sinh trưởng của các chủng được ghi lại trong ảnh dưới đây (dấu “+” biểu thị chủng đang sinh trưởng, dấu “−” biểu thị chủng không sinh trưởng được).

Các nhà khoa học nghiên cứu tốc độ phiên mã của một loại RNA polymerase chứa đột biến thay thế một amino acid so với chủng nấm men thông thường. Ở thí nghiệm thứ nhất, họ đã xác định được tốc độ phiên mã tối đa trong điều kiện bình thường của loại RNA polymerase trên và so sánh với RNA polymerase kiểu dại (Hình 8a).

Trong thí nghiệm thứ hai, các nhà khoa học lần lượt xử lý chủng nấm men kiểu dại và chủng nấm men đột biến với dung dịch amanitin có nồng độ 40 ng/mL và đo tốc độ phiên mã tối đa ở cả hai chủng (Hình 8b). Biết rằng hợp chất amanitin (được tìm thấy ở nhiều loài nấm độc) là một hợp chất có khả năng bám vào trung tâm hoạt động và ức chế hoạt tính của RNA polymerase.

Hình 7 cho thấy kết quả xác định mức biểu hiện (qua phiên mã và dịch mã) của gene Z mã hóa enzyme \(\beta \)-galactosidase ở chủng E. coli kiểu dại, sinh trưởng trong môi trường tối thiểu ban đầu không có lactose và được bổ sung một lượng nhất định lactose vào phút thứ 3. Các đường đồ thị (1), (2) biểu thị sản phẩm của gene Z (lượng enzyme \(\beta \)-galactosidase hoặc lượng mRNA).

Ở vi khuẩn E. coli kiểu dại, sự biểu hiện của gene lac Z thuộc nhóm operon lac mã hóa Beta-galactoxidase phụ thuộc sự có mặt của glucose và lactose trong môi trường. Khi môi trường có cả glucose và lactose, enzyme này biểu hiện ở mức thấp, khi môi trường chỉ có lactose, enzyme được biểu hiện ở mức tăng cường trong các tế bào vi khuẩn kiểu dại. Bằng kĩ thuật gây đột biến và chuyển DNA plasmid mang các trình tự gene có nguồn gốc từ nhiễm sắc thể E. coli này vào các tế bào E. coli khác, người ta đã tạo được 3 chủng vi khuẩn đột biến có kiểu gene lưỡng bội về các gene và trình tự điều hòa tham gia phân giải lactose (chủng 1 tới 5) như Hình 7.

Trong đó:

I⁺, P⁺, O⁺, Z⁺ tương ứng là các trình tự kiểu dại của gene mã hóa protein ức chế (I) , vùng P , vùng O và gene lacZ.

P^-, O^-, Z^- là các trình tự đột biến mất chức năng so với trình tự kiểu dại tương ứng.

I- là đột biến làm protein ức chế mất khả năng gắn vùng O.

I^S là đột biến làm protein ức chế mất khả năng gắn vào đồng phân của lactose.

Xét các phát biểu dưới đây khi đưa các chủng trên vào các môi trường không có glucose và lactose, chỉ có lactose, có cả glucose và lactose.

Chủng vi khuẩn E. coli bị đột biến mất chức năng ở vùng nào sau đây ở operon Lac sẽ không sản xuất enzyme dù môi trường có hay không có lactose?

Khi nói về hoạt động của operon Lac ở vi khuẩn E.coli, phát biểu nào sau đây sai?

Bạn muốn nghiên cứu tương tác giữa DNA gắn kết nucleosome và một histone deacetylasee cụ thể. Bạn thực hiện một thí nghiệm để xác định sự tương tác giữa DNA và protein dựa trên sự di chuyển (phương pháp điện di EMSA). Bạn sử dụng một 32P đánh dấu kết thúc, mẫu DNA tuyến tính chứa hai vị trí định vị nucleosome. Bạn tập hợp hai nucleosome trên. Mẫu DNA trước khi ủ không có histone deacetylase và có histone deacetylase. Đối với một số phản ứng, bạn sử dụng các nucleosome không thay đổi. Đối với các phản ứng khác, bạn sử dụng các nucleosome được methyl hoá ở lysine 36 của histone protein H3.

Hình 3 mô tả cơ chế di truyền cấp độ phân tử của sinh vật

Phát biểu nào sau đây là đúng về quá trình này?

Hình dưới đây mô tả khái quát các thành phần cấu trúc một gene ở sinh vật nhân thực. Thành phần cấu trúc nào chứa bộ ba kết thúc quá trình dịch mã?

Ở vi khuẩn Escherichia coli, chức năng chính của operon Lac là giúp vi khuẩn phân giải và sử dụng được đường lactose trong tình huống môi trường chỉ có lactose là nguồn carbon duy nhất. Nếu môi trường có glucose thì operon Lac bị ức chế. Tuy nhiên, khi môi trường có cả lactose và đường glucose thì sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn được mô tả ở Hình 4. Theo lý thuyết, operon Lac của vi khuẩn bắt đầu hoạt động từ thời điểm nào trên đồ thị?

Nhận định nào sau đây không đúng khi nói về quá trình phiên mã ở sinh vật?