Lesson 04 — Điều hòa gen

Bộ công cụ tương tác: bật/tắt operon Lac theo môi trường, kéo nồng độ Trp xem repressible operon hoạt động, duyệt 5 cấp điều hòa ở eukaryote, và quan sát ảnh hưởng của methylation lên biểu hiện gen.

1. Operon Lac — bật/tắt theo môi trường

Bật/tắt sự có mặt của lactose và glucose, xem trạng thái repressor LacI, CAP–cAMP và RNA polymerase. Trạng thái phiên mã đầu ra ở góc phải.

Lactose: CÓ

Glucose: KHÔNG

LacI: gỡ (allolactose gắn) CAP–cAMP: hoạt động RNA pol: bám tốt

Trạng thái phiên mã: BẬT MẠNH (~100%)

2. Operon Trp — kìm hãm theo nồng độ Trp

Kéo thanh chỉnh nồng độ tryptophan trong tế bào. Trp đóng vai trò corepressor — gắn TrpR để hoạt hóa nó, từ đó kìm hãm phiên mã.

[Trp] (μM): [Trp] = 20 μM

% TrpR hoạt động: 67% Phiên mã: 33% mức tối đa

Trạng thái: trung gian

3. Eukaryote — 5 cấp điều hòa

Chọn 1 cấp để xem cơ chế đặc trưng. Eukaryote dùng tổ hợp nhiều cấp để tinh chỉnh biểu hiện gen.

4. Ảnh hưởng của methylation lên biểu hiện gen

Methyl hóa cytosine ở promoter giảm biểu hiện gen. Mô hình đơn giản: Expression ≈ exp(−k · M) với k = 0.0277 (calibrate sao cho M=25% → 50% biểu hiện).

% methylation (M): M = 25%

Methyl trên DNA: 25% Biểu hiện gen: 50%

5. Bảng tổng hợp 4 tổ hợp môi trường operon Lac

Lactose	Glucose	LacI	CAP–cAMP	Phiên mã
Không	Có	Gắn operator	Tắt	TẮT
Không	Không	Gắn operator	Bật	TẮT
Có	Có	Rời operator	Tắt	BẬT YẾU (~5-10%)
Có	Không	Rời operator	Bật	BẬT MẠNH (~100%)