Phiên mã ngược là quá trình tổng hợp

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

Hình dưới đây thể hiện các giai đoạn của các cơ chế di truyền xảy ra trong tế bào. Nếu quá trình di chuyển mRNA từ nhân ra tế bào chất bị gián đoạn, điều gì sẽ xảy ra?

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?

Sơ đồ dưới đây thể hiện các cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử:

Một nhà khoa học đang nghiên cứu cơ chế điều hòa của operon lac trong E. coli và đã tạo ra các chủng với các kiểu gen khác nhau như sau:

Chủng 1: I⁺ P⁺ O⁺ Z⁺ Y⁺

Chủng 2: I⁺ P⁻ O⁺ Z⁺ Y⁺

Chủng 3: I⁺ P⁺ O⁺ Z⁻ Y⁺

Chủng 4: I⁺ P⁺ O⁺ Z⁺ Y⁻

Nhà khoa học muốn xác định liệu β-galactosidase có được tạo ra trong điều kiện có và không có chất cảm ứng đối với mỗi kiểu gene. Kết quả nào dưới đây là không phù hợp?

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).

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

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

Khi không có glucose, vi khuẩn E. coli có thể sử dụng arabinose (một loại đường pentose) để làm nguồn năng lượng thay thế. Operon arabinose (hình bên) bao gồm bốn gene aramino acid, araB, araC và araD, trong đó ba gene aramino acid, araB, araD có vai trò mã hoá cho các enzyme trực tiếp tham gia vào quá trình chuyển hoá đường arabinose. Gene araC mã hoá cho một loại protein điều hoà phiên mã có khả năng liên kết với trình tự promoter của operon arabinose.

Để tìm hiểu về những đặc tính của protein AraC, các nhà khoa học đã tạo ra một chủng vi khuẩn đột biến mất chức năng gene araC và xem xét những ảnh hưởng của đột biến đó lên cường độ phiên mã của gene ara trong hai điều kiện môi trường có bổ sung hoặc không bổ sung arabinose. Những bước thí nghiệm tương tự cũng được thực hiện đối với tế bào kiểu dại để làm đối chứng. Kết quả so sánh được tóm tắt trong bảng dưới đây.

Phân tử mRNA được tổng hợp theo chiều

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).

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

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?

Ở vi khuẩn E. coli , biểu hiện của các gene cấu trúc trong operon lac là các gene này có số lần nhân đôi …(1)… và số lần phiên mã …(2)…

Các từ/cụm từ cần điền vào vị trí (1), (2) lần lượt là:

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​

Phân tử nucleic acid nào sau đây không có liên kết hydrogen?

Hình 5 mô tả mối quan hệ giữa DNA, RNA (mRNA, tRNA, rRNA), protein. Kí hiệu --- mô tả một trong những loại liên kết có trong từng loại phân tử DNA, RNA, protein (dạng xoắn α và gấp β). Mỗi nhận định sau đây là Đúng hay Sai về Hình 5 trên?

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.

Ở vi khuẩn E. Coly bình thường, cấu trúc số 4 trong operon lac không hoạt động khi

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