Một số vi khuẩn có cơ chế bổ sung để điều hòa tổng hợp các enzyme tham gia vào quá trình sinh tổng hợp trytophan (Trp).
26/32
Một số vi khuẩn có cơ chế bổ sung để điều hòa tổng hợp các enzyme tham gia vào quá trình sinh tổng hợp trytophan (Trp). Ở phía trước của các gene cấu trúc (trpA-E) trong operon trytophan (Trp) có một đoạn trình tự dẫn đầu (trpL), mã hóa cho đoạn peptide dẫn đầu. trpL chứa hai bộ ba mã hóa tryptophan liên tiếp.
Ở nồng độ tryptophan cao, ribôxôm dịch mã mARN đoạn trình tự peptide dẫn đầu và dừng lại ở bộ ba kết thúc, do đó che khuất đoạn 2 của mARN và cho phép hai đoạn 3 và 4 tạo cấu trúc kẹp tóc. Cấu trúc kẹp tóc được theo sau bởi chuỗi poly-U là tín hiệu kết thúc phiên mã làm cho enzyme ARN polymerase (RNA pol) tách khỏi ADN.
Tuy nhiên, ở nồng độ tryptophan thấp, ribôxôm bị nghẽn lại tại vị trí các bộ ba mã hóa triptophan cho phép hai đoạn 2 và 3 hình thành cấu trúc kẹp tóc. Nhờ vậy, toàn bộ operon tryptophan có thể được phiên mã bởi ARN polymerase.
Hãy chỉ ra những phát biểu dưới đây là Đúng hay Sai?
Cơ chế điều hòa giống hệt như vậy cũng xuất hiện ở các gene trong nhân của các sinh vật nhân thực.
Khi giảm nồng độ aminoacyl-tARN synthetase (enzyme gắn tryptophan vào tARNTrp), thì sự phiên mã của các gene trpA-E sẽ bị bất hoạt ở một nồng độ tryptophan thấp hơn.
Sau khi loại bỏ một trong hai bộ ba mã hóa tryptophan trong đoạn trình tự dẫn đầu, thì sự phiên mã của các gene trpA-E sẽ bị bất hoạt ở nồng độ tryptophan thấp hơn.
Trong trường hợp một đột biến làm mất ổn định cấu trúc kẹp tóc 2-3, thì sự phiên mã các gene trpA-E sẽ bị bất hoạt ở nồng độ tryptophan thấp hơn.
a) Sai. Cơ chế chỉ hoạt động nếu quá trình dịch mã bắt đầu trước khi quá trình phiên mã kết thúc. Ở sinh vật nhân thực, quá trình phiên mã xảy ra trong nhân, sau đó mARN được xuất ra tế bào chất, nơi nó được dịch mã và cơ chế này không thể hoạt động ở dạng này.
b) Sai. Bằng cách giảm nồng độ aminoacyl-tRNA synthetase của tryptophan, tRNA được gắn tryptophan sẽ được hình thành chậm hơn so với trường hợp bình thường, do đó sẽ có ít tRNA-Trp hơn. Để vô hiệu hóa quá trình phiên mã của gene trpA-E, nồng độ tryptophan cao hơn trong trường hợp bình thường là cần thiết.
c) Đúng. Chỉ với 1 Trp codon, nồng độ Trp thấp hơn vẫn có thể cho phép dịch mã peptide dẫn đầu và do đó ức chế quá trình tổng hợp enzyme.
d) Đúng. Một đột biến làm mất ổn định cấu trúc kẹp tóc 2-3 sẽ thúc đẩy sự hình thành cấu trúc kẹp tóc 3-4 ngay cả ở nồng độ tryptophan thấp, ức chế quá trình phiên mã của gene trpA-E.