Điều hòa hoạt động gene ở
prokaryote

Ở vi khuẩn và phage, hoạt tính đóng mở gene thường được điều khiển qua
phiên mã tổng hợp các mRNA xảy ra khi sản phẩm của gene được cần đến.
Cơ chế phân tử cho mỗi mô hình điều hòa hoàn toàn khác nhau, nhưng
thường theo một trong hai kiểu chính: điều hòa âm tính và điều hòa dương
tính.
Trong hệ thống điều hòa âm tính một protei ức chế có mặt trong tế bào, ngăn
cản sự phiên mã. Trong hệ thống cảm ứng được điều hòa âm tính, protein ức
chế hoạt động làm ngăn cản phiên mã. Nhân tố cảm ứng kìm hãm chất ức
chế, cho phép bắt đầu phiên mã. Trong hệ thống ức chế, protein
aporepressor gắn với co-repressor tạo ra chất ức chế có hoạt tính, làm
ngăn cản phiên mã. Ngược lại trong hệ thống điều hòa dương tính (Hình
11.1B), sự tổng hợp mRNA xảy ra nều protein điều hòa gắn vào một vùng
của gene làm hoạt hóa phiên mã. Những protein này được xem là những nhân
tố hoạt hóa phiên mã. Điều hòa âm tính và dương tính không loại trừ lẫn
nhau. Một vài hệ thống là cả điều hòa âm tính và dương tính, sử dụng cả 2 hệ
thống điều hòa để phản ứng với các điều kiện khác nhau trong tế bào. Điều
hòa âm tính là phổ biến cho prokaryote, trong khi điều hòa dương tính lại phổ
biến cho eukaryote.
1. Cấu trúc của operon
Mô hình operon của điều hòa phiên mã
Cơ chế điều hòa di truyền của hệ thống lac(lac system) được giải thích bằng
mô hình operon của Francois Jacob và Jacque Monod (1960)
Hệ thống sử dụng lactose gồm 2 loại thành phần: gene cấu trúc mã hóa
protein cần thiết cho sự vận chuyển và chuyển hóa lactose và các
yếu tố điều hòa (gene ức chế lacI, promotor lac P và operator lacO).
Sản phẩm gene cấu trúc được mã hóa bởi một phân tử mRNA đa gene
(polycistronic). Gene Z mã hóa cho enzyme b- galactosidase (thủy
phân đường lactose thành galactose và glucose), gene Y mã hóa cho