Ở người, quá trình tổng hợp protein sữa của người mẹ để nuôi con được thực hiện từ lúc người mẹ bắt đầu mang thai. Các gene mang thông tin về cấu trúc của protein sữa sẽ tiến hành phiên mã để tổng hợp mRNA và dự trữ mRNA trong tế bào. Sau đó, khi người mẹ sinh con thì kho dự trữ mRNA được huy động để đồng loạt dịch mã nhằm tạo ra lượng lớn protein sữa để nuôi con. Quá trình tạo ra lượng lớn mRNA như trên là điều hòa hoạt động gene ở cấp độ nào sau đây? 

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).

Bảng 4 mô tả hàm lượng mRNA và protein tương đối của gene lacZ thuộc operon lac ở các chủng vi khuẩn E. coli trong môi trường có hoặc không có lactose. Biết rằng chủng 1 là chủng bình thường, các chủng 2, 3, 4 là các chủng đột biến phát sinh từ chủng 1, mỗi chủng bị đột biến ở một vị trí duy nhất trong operon lac.

Bảng 4​

Ở vi khuẩn E. coli kiểu dại, sự biểu hiện của gene lacZ (mã hóa β-galactosidase), gene lacY (mã hóa permase) thuộc operon Lac phụ thuộc vào sự có mặt của lactose trong môi trường nuôi cấy. Bằng kĩ thuật gây đột biến nhân tạo, người ta đã tạo ra được các chủng vi khuẩn khác nhau và được nuôi cấy trong hai môi trường: Không có lactose và có lactose. Sự biểu hiện gene của các chủng vi khuẩn được thể hiện ở bảng sau:

(+): có mặt trong môi trường nuôi cấy; (-): không có mặt trong môi trường nuôi cấy

Mỗi phát biểu sau đây về thí nghiệm trên là đúng hay sai?

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?

Phân tử mRNA được tổng hợp theo chiều

Một nhà khoa học đang nghiên cứu về trình tự của một đoạn DNA. Ông tách đoạn DNA kép này thành 2 mạch đơn rồi phân tích thành phần base Nitrogen của từng mạch. Sau khi xác định được mạch làm khuôn cho phiên mã, ông phân lập mạch này rồi bổ sung các protein cần thiết cho quá trình phiên mã xảy ra, riêng hỗn hợp B và hỗn hợp C ông còn bổ sung 1 số thành phần khác có liên quan đến xử lý mRNA. Tỉ lệ phần trăm các loại base Nitrogen của từng mạch đơn DNA và mRNA từ 3 hỗn hợp trên được thể hiện ở bảng dưới đây:

Trong một thí nghiệm về vi khuẩn E. coli, các nhà khoa học nuôi cấy vi khuẩn này trong môi trường có chứa lactose là nguồn năng lượng duy nhất. Ban đầu, mức độ biểu hiện của enzyme phân giải lactose rất thấp. Tuy nhiên, sau một thời gian ngắn, người ta ghi nhận hoạt động của các enzyme β-galactosidase, permease và transacetylase tăng mạnh. Trong một nhóm vi khuẩn khác có đột biến tại vùng vận hành (operator) nên vùng này không liên kết được với protein ức chế, các enzyme trên liên tục được tổng hợp, ngay cả khi không có lactose trong môi trường.

Hình 8 mô tả mối quan hệ giữa Gene – RNA - Protein ở sinh vật nhân sơ. X và Y là các quá trình của cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử.

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).

Vùng nào của gene quyết định cấu trúc phân tử protein do gene đó quy định tổng hợp?

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

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.

Trong cơ chế điều hòa hoạt động gene của operon lac có hiện tượng protein ức chế kết hợp với allolactose sẽ tạo ra sản phẩm A như trong hình 5. Sự có mặt của sản phẩm A có vai trò

Glycine được mã hóa bởi các codon: 5’GGU3’, 5’GGX3’, 5’GGA3’, 5’GGG3’. Đây là đặc điểm nào của mã di truyền?

Khi nói về đặc điểm cấu trúc và chức năng của các loại RNA, phát biểu nào sau đây đúng?

Loại nucleic acid nào sau đây là thành phần cấu tạo của ribosome?

MYC là một loại protein gây ung thư được tìm thấy biểu hiện quá mức ở trong các tế bào ung thư vú. Để tìm hiểu con đường truyền tín hiệu bắt đầu từ EGFR có điều khiển sự biểu hiện của gene MYC (mã hoá protein MYC) hay không người ta tiến hành thí nghiệm, gồm các bước:

       1. Tiếp đến, ly giải tế bào và sử dụng kỹ thuật phù hợp (như Western Blot) để so sánh nồng độ protein MYC trong hai nhóm tế bào này.

       2. Nuôi cấy hai nhóm tế bào ung thư vú trong hai ống nghiệm khác nhau, một nhóm có một hoặc một số protein nằm xuôi dòng EGFR bị ức chế bởi các thuốc đặc hiệu, nhóm còn lại thì không (nhóm kiểm soát).

       3. Đánh giá nồng độ MYC giữa hai nhóm tế bào, ta rút ra kết luận EGFR có điều khiển sự biểu hiện của gene MYC (mã hoá protein MYC) hay không.

       4. Sau đó kích thích hoạt động của EGFR trong một khoảng thời gian nhất định bởi phối tử của nó.

       Hãy viết liền các số tương ứng với bốn bước theo trình tự thí nghiệm nghiên cứu EGFR có điều khiển sự biểu hiện của gene MYC (mã hoá protein MYC) hay không.

Ở tế bào nhân thực, quá trình nào sau đây không diễn ra trong nhân tế bào?

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?