Kluczowa różnica – promotor vs operator
Sekwencje DNA inne niż region kodujący genu są niezbędne do wykonywania różnych funkcji związanych z procesem transkrypcji. Transkrypcja to katalizowany enzymatycznie proces, który dokonuje transkrypcji lub przekształca nić DNA w podobną nić mRNA. W centralnym dogmacie życia transkrypcja DNA do mRNA jest pierwszą fazą syntezy białek. Po tym następuje translacja, która przekształca sekwencję mRNA w sekwencję aminokwasową, która tworzy oczekiwane białko. Wśród różnych sekwencji występujących w organizmach, sekwencje promotorowe i sekwencje operatorowe odgrywają główną rolę w transkrypcji. Promotory są obecne zarówno u prokariontów, jak i eukariontów. Są one umieszczone powyżej miejsca startu transkrypcji i są miejscami, w których wiąże się enzym polimeraza RNA. Operatory są obecne tylko u prokariontów. Są to miejsca, w których cząsteczka regulatorowa wiąże się z operonem. Kluczowa różnica między promotorem a operatorem polega na rodzaju cząsteczki, która wiąże się z odpowiednią sekwencją DNA. Polimeraza RNA wiąże się z promotorem, natomiast cząsteczki regulatorowe systemu operonowego wiążą się z operatorem.
Kim jest promotor?
Promotor jest sekwencją DNA umieszczoną przed miejscem startu transkrypcji. Ta ważna sekwencja DNA znajduje się zarówno u eukariontów, jak i prokariontów; chociaż promotory eukariotyczne mogą różnić się od promotorów prokariotycznych. Promotory to regiony DNA, z którymi polimeraza RNA wiąże się podczas procesu transkrypcji. Jest to główny enzym zaangażowany w wytwarzanie jednoniciowego RNA (mRNA, tRNA, rRNA) z matrycy DNA. W zależności od typu RNA, polimeraza RNA będzie się różnić. Sekwencje promotorowe są wysoce konserwatywnymi regionami w całym genomie. Dlatego są one znane jako regiony konsensusu. Mechanizm działania promotora różni się u eukariontów i prokariontów.
U eukariontów, konserwatywna sekwencja znaleziona w promotorach jest określana jako kaseta TATA, która znajduje się w pozycji -10 genu. Wiązanie polimerazy RNA do kasety TATA jest ułatwione przez wiążące czynniki transkrypcyjne. Te czynniki transkrypcyjne dokonują zmian potwierdzających w sekwencji promotora i zwiększają jego powinowactwo do wiązania polimerazy RNA. Zatem kompleks preinicjacji utworzony podczas inicjacji transkrypcji składa się z kompleksu utworzonego z 7 czynnikami transkrypcyjnymi i miejscem promotora. Po utworzeniu tego kompleksu eukariotyczna polimeraza RNA łatwo wiąże się z promotorem i inicjuje transkrypcję.
Rysunek 01: Promotor
U prokariontów mechanizm jest znacznie prostszy, ponieważ nie zawierają żadnych czynników transkrypcyjnych. Zamiast tego, czynnik sigma polimerazy RNA bierze udział w rozpoznawaniu promotora i montażu enzymu na promotorze. Istnieją dwa główne konserwatywne regiony promotorowe u prokariontów, odpowiadająca sekwencja promotora kasety TATA jest znana jako “skrzynka Pribnowa”. Pudełko Pribnowa (pozycja -10) składa się z sekwencji TATAAT. Druga sekwencja promotora jest znana jako element -35, ponieważ znajduje się w pozycji -35.
Kim jest operator?
Operator znajduje się w strukturze genu prokariotycznego. Jest to główny region DNA, z którym wiążą się cząsteczki regulatorowe systemu operonowego. Operator lac to sekwencja operatora obecna w operonie lac wielu bakterii prokariotycznych. W przypadku operonu lac cząsteczka represora wiąże się z regionem operatora. To wiązanie uniemożliwi polimerazie RNA transkrypcję genów obecnych za operatorem.
Rysunek 02: Operator operonu
Eukariota nie posiadają regionów operatora. Zamiast tego ich czynniki transkrypcyjne zaangażowane w regulację transkrypcji wiążą się z regionami promotora. Tak więc główną funkcją operatora u prokariontów jest regulacja ekspresji genów.
Jakie są podobieństwa między promotorem a operatorem?
- Zarówno promotor, jak i operator składają się z kwasów nukleinowych dezoksyrybozy (DNA).
- Zarówno sekwencje promotora, jak i operatora są ważne w procesie transkrypcji.
Jaka jest różnica między promotorem a operatorem?
Promotor kontra operator |
|
| Promotory to miejsca, w których wiąże się polimeraza RNA i są one obecne przed miejscem startu transkrypcji genu. | Operatory to miejsca, w których cząsteczka regulatorowa łączy się z modelem operonu. |
| Rodzaj organizmu | |
| Promotorzy znajdują się zarówno u prokariontów, jak i eukariontów. | Operatorzy występują tylko u prokariontów. |
| Funkcja | |
| Promoter ułatwia wiązanie polimerazy RNA i czynników transkrypcyjnych (tylko u eukariotów) z genem transkrypcji genów. U prokariontów region promotora ułatwia wiązanie czynnika sigma polimerazy RNA (u prokariontów). | Operatorzy regulują ekspresję genów, ułatwiając wiązanie cząsteczki regulatorowej z operonem. |
Podsumowanie – promotor kontra operator
Promotor i Operator to ważne sekwencje DNA, które biorą udział w procesie transkrypcji i regulacji transkrypcji. Sekwencje promotorowe znajdują się zarówno u prokariontów, jak i eukariotów. Promotor to miejsce wiązania polimerazy RNA. Są to wysoce konserwatywne regiony znane jako sekwencje konsensusowe. Powszechnymi promotorami są kaseta TATA eukariontów i kaseta Pribnowa oraz promotor -35 prokariontów. Operatory są obecne tylko u prokariontów, gdzie kontrolują ekspresję genów poprzez wiązanie represora i hamowanie transkrypcji genów w dół (koncepcja operonu lac) lub wiążą się z aktywatorem i indukują transkrypcję (koncepcja operonu trp). To jest różnica między promotorem a operatorem.
