Câu hỏi:

Jacob và Monod phát hiện ra rằng sự tổng hợp enzyme phân giải lactose ở vi khuẩn coli chỉ diễn ra khi môi trường nuôi cấy xuất hiện lactose

Cấu trúc một Operon Lac điển hình bao gồm vùng khởi động P, vùng vận hành O và cụm gene cấu trúc Z, Y, A phân bố nối tiếp nhau

Vùng khởi động P là nơi liên kết đặc hiệu của protein ức chế giúp ngăn cản hoạt động phiên mã của hệ thống gene cấu trúc

Cụm gene cấu trúc Z, Y, A mang thông tin mã hóa cho các enzyme tham gia trực tiếp vào con đường phân giải đường lactose của vi khuẩn

Khi môi trường không có lactose, protein ức chế bám vào vùng vận hành O tạo rào cản không gian ngăn cản sự bám trượt của RNA polymerase

Khi môi trường xuất hiện lactose, lactose liên kết làm biến đổi cấu hình không gian của protein ức chế, khiến nó mất hoạt tính bám vào vùng vận hành O

Khi vùng O được giải phóng, RNA polymerase trượt qua cụm gene Z, Y, A thực hiện phiên mã tạo ra ba phân tử mRNA riêng biệt cho ba gene Z, Y, A

Khi vi khuẩn tiêu thụ phân giải hết đường lactose, protein ức chế khôi phục cấu hình không gian ban đầu, bám vùng O và dừng phiên mã

Gene điều hòa I nằm trước Operon Lac, không thuộc thành phần cấu trúc của operon này nhưng mã hóa cho protein ức chế điều hòa operon

Gene cấu trúc Z trong Operon Lac thực hiện nhiệm vụ phiên mã dịch mã tạo ra enzyme permease giúp vận chuyển lactose qua màng tế bào

Hoạt động phiên mã và dịch mã của gene điều hòa I diễn ra liên tục cả khi môi trường có hay không có chất cảm ứng lactose

Đột biến làm mất chức năng vùng vận hành O sẽ làm cho cụm gene cấu trúc Z, Y, A luôn thực hiện phiên mã cả khi môi trường không có lactose

Ở sinh vật nhân sơ, điều hòa hoạt động gene giúp tế bào tối ưu hóa năng lượng, chỉ tổng hợp các protein và enzyme cần thiết đúng thời điểm

Tất cả các tế bào trong cơ thể sinh vật nhân thực đa bào đều chứa bộ gene giống nhau nhưng biểu hiện protein khác nhau nhờ điều hòa gene theo không gian và thời gian

Hiu biết về điều hòa biểu hiện gene giúp y học giải thích nguyên nhân gây bệnh lý di truyền phức tạp, ung thư để phát triển thuốc điều trị nhắm đích

Ứng dụng điều hòa hoạt động gene cho phép con người ức chế hoàn toàn quá trình phân bào của tất cả các tế bào khỏe mạnh trong cơ thể