Khi không có glucose, vi khuẩn E.coli có thể sử dụng arabinose (một loại đường pentose) để làm nguồn năng lượng thay thế. Hình 7 mô tả operon arabinose bao gồm bốn gene araA, araB, araC và ar
7/10
Khi không có glucose, vi khuẩn E.coli có thể sử dụng arabinose (một loại đường pentose) để làm nguồn năng lượng thay thế. Hình 7 mô tả operon arabinose bao gồm bốn gene araA, araB, araC và araD, trong đó ba gene araA, araB, araD có vai trò mã hoá cho các enzyme trực tiếp tham gia vào quá trình chuyển hoá đường arabinose. Gene araC mã hóa cho một loại protein điều hòa 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 đánh giá 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.
Kiểu gene | Nồng độ mRNA araA | |
Khi không có mặt arabinose | Khi có mặt arabinose | |
araC+ | Thấp | Cao |
araC- | Thấp | Thấp |
a) Giả sử protein AraC có hoạt tính ức chế biểu hiện gene, hãy cho biết cường độ phiên mã của gene araA ở tế bào đột biến araC cao hay thấp khi trong môi trường có mặt arabinose?
b) Từ kết quả trên, hãy cho biết protein AraC có vai trò kích thích hay ức chế biểu hiện của operon arabinose? Protein AraC hoạt động trong điều kiện môi trường như thế nào? Giải thích.
Ý | Nội dung | Điểm |
a) | - Nếu protein AraC có hoạt tính ức chế biểu hiện gene, thì cường độ phiên mã của gene araA ở các tế bào araC luôn đạt mức tối đa (bất kể điều kiện môi trường). - Vì tế bào araC không tổng hợp được protein AraC à AraC không thể liên kết với promoter của operon arabinose à operon arabinose được biểu hiện liên tục, không bị ức chế à cường độ phiên mã của gene araA luôn ở mức cao. | 0,5
0,5 |
b) | - Protein AraC có vai trò kích thích sự biểu hiện của operon arabinose trong điều kiện môi trường được bổ sung arabinose. Vì Ở tế bào araC+, operon arabinose chỉ được biểu hiện khi trong môi trường có mặt arabinose àarabinose là tín hiệu kích thích sự biểu hiện của operon ở tế bào kiểu dại. - Ở các tế bào đột biến araC- (không tổng hợp được protein araC), operon arabinose hoàn toàn không được biểu hiện (bất kể điều kiện môi trường) → protein araC có vai trò kích thích sự biểu hiện của operon arabinose. Như vậy, protein araC chỉ hoạt động khi trong môi trường có xuất hiện đường arabinose. | 0,5
0,5 |