Bài giảng Chương 18: Điều hòa biểu hiện gen

ho tế bào biết vị trí t−ơng đối của nó so với các trục 
của cơ thể và với các tế bào khác. ở Drosophila, gradient nồng 
độ của các chất tạo hình (morphogen) đ−ợc mã hóa bởi các gen 
bị tác động bởi mẹ quy định các trục của cơ thể. Ví dụ nh−, 
gradient nồng độ của protein Bicoid xác định trực đầu - đuôi. 
Hoạt động Các con đ−ờng truyền tín hiệu 
Hoạt động Vai trò của gen bicoid trong phát triển của Drosophila 
Điều tra Các đột biến ở gen bicoid làm thay đổi sự phát triển thế nào ? 
Ung th− là do các biến đổi di truyền làm ảnh h−ởng 
đến sự điều khiển chu kỳ tế bào (các trang 331 – 334) 
 Các loại gen liên quan đến ung th−. Sản phẩm của các gen 
tiền khối u và các gen ức chế khối u bình th−ờng là điều khiển sự 
phân chia của tế bào. Một thay đổi trong phân tử ADN làm một 
gen tiền khối u hoạt động quá mẫn sẽ chuyển nó sang trạng thái 
của một gen gây khối u, và có thể thúc đẩy sự phân chia tế bào 
mạnh hơn bình th−ờng và phát sinh ung th−. Mỗi gen ức chế khối 
u mã hóa cho một protein ức chế sự phân chia bất th−ờng của tế 
bào. Đột biến ở những gen nh− vậy làm giảm hoạt tính sản phẩm 
protein của nó cũng có thể dẫn đến sự phân chia không kiểm soát 
của tế bào và phát sinh ung th−. 
 Sự can thiệp bởi các con đ−ờng truyền tín hiệu của tế 
bào bình th−ờng. Nhiều gen tiền khối u và gen ức chế khối u 
mã hóa cho các thành phần t−ơng ứng thuộc các con đ−ờng tín 
hiệu thúc đẩy sinh tr−ởng hoặc ức chế sinh tr−ởng. Một dạng 
protein quá mẫn trong con đ−ờng thúc đẩy, ví dụ nh− Ras (một 
loại G-protein), sẽ biểu hiện nh− một protein gây khối u. Trong 
khi đó, một dạng sai hỏng của protein trong con đ−ờng ức chế, 
chẳng hạn nh− p53 (một yếu tố hoạt hóa phiên mã), sẽ không 
biểu hiện chức năng của một protein ức chế khối u bình th−ờng. 
Đa ph−ơng tiện 
Đa ph−ơng tiện 
 Mô hình phát sinh ung th− nhiều b−ớc. Các tế bào bình 
th−ờng bị chuyển thành các tế bào ung th− bởi sự tích lũy các 
đột biến ảnh h−ởng đến các gen tiền khối u và các gen ức chế 
khối u. 
 Bẩm chất di truyền và các yếu tố khác góp phần gây phát 
sinh ung th−. Các cá thể đ−ợc di truyền mang một gen gây khối 
u hoặc một alen ức chế khối u đột biến sẽ có nguy cơ phát sinh 
ung th− tăng lên. Một số virut nhất định thúc đẩy sự phát sinh 
ung th− bằng việc kết hợp ADN của virut vào hệ gen tế bào chủ. 
Hoạt động Các nguyên nhân phát sinh ung th− 
Các câu hỏi tự đánh giá 
12. Nếu một operon nhất định mã hóa cho các enzym tổng 
hợp một loại axit amin thiết yếu và đ−ợc điều hòa giống 
với operon trp, thì 
a. axit amin gây bất hoạt protein kiềm chế. 
b. các enzym đ−ợc tạo ra đ−ợc gọi là các enzym cảm ứng. 
c. protein kiềm chế hoạt động khi không có axit amin đó. 
d. axit amin hoạt động nh− một chất đồng kiềm chế. 
e. axit amin đó bật sự phiên mã của operon. 
13. Các tế bào cơ khác với các tế bào thần kinh chủ yếu bởi 
vì chúng 
a. biểu hiện các gen khác nhau. 
b. chứa các gen khác nhau. 
c. sử dụng các mã di truyền khác nhau. 
d. có các ribosome đặc thù. 
e. có các nhiễm sắc thể khác nhau. 
14. Điều gì sẽ xảy ra nếu một protein kiềm chế của một 
operon cảm ứng bị đột biến làm nó không còn khả năng 
đính kết vào trình tự vận hành? 
a. Nó sẽ liên kết vĩnh viễn vào promoter. 
b. Sự phiên mã các gen của operon giảm đi. 
c. Một cơ chất trong con đ−ờng chuyển hóa đ−ợc điều 
khiển bởi operon đó đ−ợc tích lũy. 
d. Các gen của operon đ−ợc phiên mã liên tục. 
e. Sản xuất thừa protein hoạt hóa bởi chất dị hóa (CAP). 
15. Hoạt động chức năng của các trình tự tăng c−ờng 
(enhancer) là một ví dụ của 
a. điều khiển sự biểu hiện của gen ở mức độ phiên mã. 
b. một cơ chế biên tập mARN sau phiên mã. 
c. sự thúc đẩy dịch mã bởi các yếu tố khởi đầu dịch mã. 
d. sự điều hòa sau dịch mã làm hoạt hóa những protein 
nhất định. 
e. một cấu trúc có trong gen của sinh vật nhân thật 
t−ơng quan với trình tự promoter của gen ở vi khuẩn. 
16. Nếu một tế bào trứng của Drosophila thiếu mARN mã 
hóa bicoid, thì ấu trùng của nó thiếu nửa thân phía đầu; 
thay vào đó, ở cả hai đầu là cấu trúc nửa thân sau (nh− 
ảnh chiếu qua g−ơng). Đây là bằng chứng cho thấy sản 
phẩm của gen bicoid 
a. đ−ợc phiên mã trong phôi sớm. 
b. bình th−ờng dẫn đến sự hình thành các cấu trúc đuôi. 
c. bình th−ờng dẫn đến sự hình thành các cấu trúc đầu. 
d. là protein có mặt trong tất cả các cấu trúc đầu. 
e. dẫn đến cơ chế chết theo ch−ơng trình của tế bào. 
Khái niệm 18.4 
Khái niệm 18.5 
Đa ph−ơng tiện 
Kiểm tra kiến thức của bạn 
380 khối kiến thức 3 Di truyền học 
6. Câu nào sau đây nói về ADN có trong một tế bào não của 
bạn là đúng? 
a. Phần lớn ADN mã hóa cho protein. 
b. Phần lớn các gen có xu h−ớng đ−ợc phiên mã. 
c. Mỗi gen th−ờng nằm ngay cạnh một trình tự enhancer. 
d. Nhiều gen đ−ợc gộp nhóm thành cụm kiểu operon. 
e. Nó có ADN giống với một tế bào ở tim. 
7. Quá trình biệt hóa tế bào luôn luôn liên quan đến 
a. sự sản xuất các protein đặc tr−ng mô, nh− actin cơ. 
b. sự vận động (di chuyển) của các tế bào. 
c. phiên mã của gen myoD. 
d. mất chọn lọc một số gen nhất định trong hệ gen. 
e. tính mẫn cảm của tế bào với các tín hiệu môi tr−ờng, 
nh− ánh sáng hay nhiệt độ. 
8. Ví dụ nào sau đây là một ví dụ về điều hòa biểu hiện gen 
sau phiên mã? 
a. bổ sung thêm gốc methyl vào cytosine của ADN. 
b. sự đính kết của các yếu tố phiên mã vào promoter. 
c. sự cắt bỏ các intron và ghép nối các exon. 
d. sự nhân lên của gen dẫn đến phát sinh ung th−. 
e. sự gập xoắn ADN để hình thành dị nhiễm sắc. 
9. Trong một tế bào, l−ợng protein đ−ợc tổng hợp dựa trên một 
phân tử mạch khuôn mARN phụ thuộc một phần vào 
a. mức độ methyl hóa của ADN. 
b. tốc độ biến tính (phân giải) của mARN. 
c. sự có mặt hay không của các yếu tố phiên mã. 
d. số l−ợng intron có trong phân tử mARN. 
e. các loại ribosome có trong tế bào chất. 
10. Các gen tiền khối u có thể chuyển thành gen gây khối u dẫn 
đến phát sinh ung th−. Nguyên nhân nào sau đây là phù hợp 
nhất để giải thích cho sự xuất hiện của những “trái bom hẹn 
giờ tiềm ẩn” này trong tế bào sinh vật nhân thật? 
a. Các gen tiền khối u bắt nguồn từ sự lây nhiễm của virut. 
b. Các gen tiền khối u bình th−ờng có vai trò giúp điều hòa 
sự phân chia tế bào. 
c. Các gen tiền khối u là “rác” di truyền có trong hệ gen. 
d. Các gen tiền khối u là các dạng đột biến của các gen 
bình th−ờng. 
e. Các tế bào tạo ra các gen tiền khối u khi tuổi của cơ thể 
tăng lên. 
11. Hình d−ới đây minh họa năm gen (với các 
enhancer của chúng) từ hệ gen của một loài. Giả sử có các 
protein hoạt hóa t−ơng ứng với các màu vàng da cam, xanh 
lam, xanh lục, nâu, đỏ và tía. Những protein này liên kết 
vào các yếu tố trình tự điều khiển có màu t−ơng ứng trong 
các vùng enhancer của những gen này. 
a. Hãy đánh dấu “X” vào các yếu tố enhancer (của tất cả 
các gen) mà chúng có các protein hoạt hóa ở trạng thái 
liên kết trong tế bào mà chỉ có gen 5 đ−ợc phiên mã. 
Màu của (các) protein hóa hóa đó là gì? 
b. Hãy tô bằng các dấu chấm vào tất cả các yếu tố 
enhancer có thể đ−ợc liên kết bới các protein hoạt hóa 
trong một tế bào mà ở đó có các protein hoạt hóa màu 
xanh lục, xanh lam và vàng da cam. Gen (hoặc những 
gen) nào đ−ợc phiên mã ? 
c. Giả sử các gen 1, 2 và 4 mã hóa cho các protein đặc 
tr−ng cho tế bào thần kinh, trong khi các gen 3 và 5 đặc 
tr−ng cho tế bào da. Các protein hoạt hóa nào phải có 
mặt trong mỗi loại tế bào để đảm bảo sự phiên mã của 
những gen phù hợp có thể diễn ra ? 
Xem gợi ý trả lời Các câu hỏi tự đánh giá ở Phụ lục A. 
Thực hiện bài Kiểm tra thực hành tại trang 
web www.masteringbio.com 
liên hệ với tiến hóa 
12. Các trình tự ADN có thể đ−ợc dùng nh− các “cuốn băng ghi 
điện tín về quá trình tiến hóa” (xem Ch−ơng 5). Các nhà 
khoa học phân tích hệ gen ng−ời đã rất ngạc nhiên khi tìm 
thấy một số vùng trong hệ gen ng−ời có tính bảo thủ rất cao 
(nghĩa là rất giống với những vùng t−ơng ứng ở những loài 
khác) nh−ng lại là các vùng không mã hóa cho protein. Hãy 
nêu giả thiết giải thích cho hiện t−ợng này. 
tìm hiểu khoa học 
13. Các tế bào thuộc tuyến tiền liệt th−ờng phải có testosterone 
và androgen để có thể tồn tại. Nh−ng một số tế bào khối u 
của tuyến tiền liệt vẫn có thể sinh tr−ởng mạnh ngay cả khi 
áp dụng ph−ơng pháp điều trị loại bỏ androgen. Một giả 
thiết cho rằng: trong những tế bào khối u này, estrogen 
(th−ờng đ−ợc coi là một hoocmôn sinh dục nữ) có thể hoạt 
hóa các gen vốn bình th−ờng đ−ợc điều khiển bởi androgen. 
Hãy mô tả một thí nghiệm hoặc một số thí nghiệm có thể 
kiểm chứng giả thiết này. (Xem Hình 11.8 để tổng quan về 
hoạt động của các hoocmôn steroid này.) 
Tìm hiểu sinh học: Dùng vở Bài tập điều tra tình huống. Hãy 
khám phá sự điều hòa biểu hiện của gen bởi con đ−ờng “kiểu con 
nhím” trong tình huống “Shh: Làm tắt con đ−ờng kiểu con nhím”. 
Khoa học, công nghệ và xã hội 
14. Một l−ợng nhỏ điôxin có trong Chất độc màu da cam, một 
chất diệt cỏ đ−ợc quân đội Mỹ sử dụng trong chiến tranh ở 
Việt Nam. Các thử nghiệm trên động vật thí nghiệm đã chỉ 
ra rằng điôxin có thể gây quái thai, ung th−, làm hỏng gan 
và tuyến ức, làm suy yếu hệ miễn dịch, và trong một số 
tr−ờng hợp gây chết. Nh−ng, các thí nghiệm trên động vật 
không phải lúc nào cũng t−ơng đồng; một con chuột 
Hamxtơ không bị ảnh h−ởng gì ở một liều gây chết đối với 
lợn Guinê. ở góc độ nào đó, điôxin hoạt động giống nh− 
một hoocmôn steroid; nó xâm nhập đ−ợc vào tế bào rồi liên 
kết với một protein thụ thể tr−ớc khi gắn vào ADN của tế 
bào. Bằng cách nào cơ chế này có thể giải thích đ−ợc mức 
độ ảnh h−ởng khác nhau của điôxin lên các hệ thống cơ thể 
và / hoặc các loài động vật khác nhau? Bằng cách nào bạn 
có thể xác định đ−ợc liệu một bệnh nhất định nào đó có liên 
quan đến sự phơi nhiễm điôxin hay không? Bằng cách nào 
bạn có thể xác định đ−ợc việc một ng−ời cụ thể nào đó mắc 
một bệnh nhất định có phải do phơi nhiễm với dioxin? Vấn 
đề gì trong các vấn đề trên là khó chứng minh hơn? Tại sao? 
vẽ tiếp 
Đa ph−ơng tiện