Biểu hiện gene: phiên mã, dịch mã và điều hoà

Mô phỏng phục vụ bài Gene và sự biểu hiện gene, chủ đề Di truyền học phân tử, Sinh học 12 (Chương trình GDPT 2018): học sinh tự lắp các phân tử để thấy dòng thông tin DNA → mRNA → protein và vai trò của vùng điều hoà. Ở màn Biểu hiện, đoạn DNA chứa ba gene, mỗi gene có vùng điều hoà, vùng mã hoá và vùng kết thúc. Học sinh kéo yếu tố phiên mã dương vào đúng vị trí trên vùng điều hoà, rồi kéo RNA polymerase vào promoter để phiên mã: sợi mRNA dài dần và rời khỏi DNA. Kéo ribosome vào đầu 5' của mRNA để dịch mã, chuỗi polypeptide dài dần rồi gấp thành protein; mỗi gene cho một loại protein riêng để thu vào ô. Yếu tố phiên mã âm chặn RNA polymerase, enzyme phân giải mRNA làm mRNA biến mất. Màn mRNA cho các phân tử khuếch tán ngẫu nhiên và đo tốc độ tạo mRNA theo nồng độ, ái lực của yếu tố phiên mã và RNA polymerase. Màn Nhiều tế bào chạy tới 90 tế bào cùng gene: lượng protein mỗi tế bào khác nhau do các sự kiện phân tử ngẫu nhiên, còn trung bình tiến tới giá trị kỳ vọng do tốc độ tạo và phân giải mRNA, protein quyết định. Mô hình định tính: màn Nhiều tế bào dùng thuật toán Gillespie với hằng số tốc độ đơn giản hoá, không phải số liệu đo của một gene thật. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao RNA polymerase không bám được promoter khi chưa có yếu tố phiên mã dương, hoặc khi yếu tố phiên mã âm đang gắn? – Một phân tử mRNA có thể tạo ra bao nhiêu protein, và điều gì làm nó ngừng tạo protein? – Các tế bào cùng gene, cùng điều kiện có cùng lượng protein không? Tăng tốc độ phân giải protein thì lượng protein trung bình thay đổi thế nào?