BÀI 3. ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN CỦA GENE
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 3. ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN CỦA GENE
Mục tiêu bài học
Mục tiêu bài học (Mục tiêu bài học)
Ảnh
– Trình bày được thí nghiệm trên operon Lac của E. coli. – Phân tích được ý nghĩa của điều hoà biểu hiện gene trong tế bào và trong quá trình phát triển cá thể. – Nêu được các ứng dụng của điều hoà biểu hiện gene.
Mục tiêu bài học
Hoạt động mở đầu
Hoạt động mở đầu
Hiện nay, việc sử dụng tế bào gốc trong y học là một trong những thành tựu có vai trò quan trọng trong điều trị các bệnh di truyền ở người. Tế bào gốc được sử dụng để thay thế cho các tế bào, mô bị tổn thương trong cơ thể bệnh nhân. Bằng cách nào mà tế bào gốc có thể trở thành các loại tế bào khác nhau trong cơ thể?
Các yếu tố môi trường kích hoạt hoặc ức chế sự biểu hiện của các gen cụ thể, điều này dẫn đến sự thay đổi trong chức năng của tế bào → Tế bào gốc có thể trở thành các loại tế bào khác nhau trong cơ thể.
I. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN GENE CỦA OPERON LAC
Cơ chế (Cơ chế)
Cơ chế điều hoà biểu hiện gene của operon Lac ở vi khuẩn E. coli được hai nhà khoa học người Pháp là François Jacob và Jacques Monod phát hiện vào năm 1961. Sự điều hoà biểu hiện gene ở vi khuẩn E. coli diễn ra chủ yếu ở giai đoạn phiên mã.
I. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN GENE CỦA OPERON LẠC
1. Thí nghiệm trên operon Lac của E. coli (1. Thí nghiệm trên operon Lac của E. coli)
1. Thí nghiệm trên operon Lac của E. coli
Tại sao hai nhà khoa học Jacob và Monod có thể kết luận ba gene lacZ, lacY và lacA cùng nằm trên một phân tử DNA?
Dựa trên sự gia tăng đồng thời của các loại enzyme, hai nhà khoa học nhận thấy các gene lacZ, lacY và lacA được phân bố nằm liền nhau thành cụm trên phần tử DNA (thuộc cùng một đơn vị phiên mã), được điều khiển bởi một vùng promoter và một vùng operator.
2. Giải thích kết quả thí nghiệm (2. Giải thích kết quả thí nghiệm)
2. Giải thích kết quả thí nghiệm
Quan sát Hình 3.2 và 3.3, hãy:  a) Mô tả cơ chế điều hòa hoạt động của operon Lac khi môi trường không có và có đường lactose. b) Cho biết điều gì sẽ xảy ra khi đường lactose được sử dụng hết.
a) - Khi môi trường không có lactose, operon bị ức chế, trong tế bào vi khuẩn chứa rất ít enzyme chuyển hóa đường lactose. - Khi bổ sung lactose vào môi trường nuôi cấy vi khuẩn, lactose đóng vai trò là một chất cảm ứng gây bất hoạt protein điều hòa. Lúc này, các gene của operon Lac được biểu hiện dẫn đến số lượng enzyme chuyển hóa đường lactose trong tế bào tăng lên nhanh chóng. b) Khi lactose hết → protein ức chế sẽ gắn vào vùng vận hành (operator) của operon lac, ngăn cản sự phiên mã của các gen cấu trúc.
II. Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HOÃ BIỂU HIỆN GENE
Ý nghĩa (Ý nghĩa)
II. Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HOÃ BIỂU HIỆN GENE
Dựa vào cơ chế điều hòa biểu hiện gene của operon Lac, hãy cho biết ý nghĩa của điều hòa biểu hiện gene đối với quá trình trao đổi chất ở sinh vật.
- Điều hòa biểu hiện gene ở vi khuẩn giúp chúng có khả năng tự điều chỉnh quá trình trao đổi chất trong tế bào, chỉ có những sản phẩm cần thiết cho hoạt động sống của tế bào mới được tạo ra với hàm lượng phù hợp. Nhờ đó, vi khuẩn có thể đáp ứng với những thay đổi của môi trường. - Ở sinh vật đa bào, các tế bào tuy có hệ gene giống nhau nhưng mỗi tế bào chỉ tổng hợp các protein đặc trưng quy định cấu trúc và chức năng cho từng loại tế bào. Kết quả của quá trình điều hòa biểu hiện gene giúp mỗi tế bào đi vào con đường biệt hóa đặc trưng hình thành nên các mô, cơ quan và hệ cơ quan chuyên hóa, cuối cùng hình thành cơ thể hoàn chỉnh.
Câu hỏi
Quan sát Hình 3.5, hãy cho biết sự điều hòa biểu hiện gen có ý nghĩa như thế nào đối với sự phát triển cá thể ở sinh vật đa bào.
Sự điều hòa biểu hiện gen có ý nghĩa: hình thành các tế bào chuyên hóa các chức năng khác nhau cho cơ thể.
III. ỨNG DỤNG ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN GENE
III. ỨNG DỤNG ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN GENE (III. ỨNG DỤNG ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN GENE)
III. ỨNG DỤNG ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN GENE
Cho biết vai trò của một số ứng dụng điều hòa biểu hiện gene trong Bảng 3.2. Kể thêm ví dụ về ứng dụng điều hòa biểu hiện gene.
Ví dụ: Các nhà khoa học đang nghiên cứu sử dụng kỹ thuật CRISPR để sửa chữa các đột biến gen gây ra bệnh di truyền.
Tóm tắt kiến thức
Tóm tắt kiến thức
Ảnh
Đọc phần tóm tắt kiến thức cuối bài, tóm tắt kiến thức trọng tâm và chuẩn bị bài mới
Cảm ơn
Cảm ơn
Ảnh