Kluczowa różnica – geny strukturalne i regulacyjne
W kontekście dziedziczności jednostką strukturalną i funkcjonalną jest gen. Składają się z DNA zawierającego informację genetyczną do syntezy białek. Wielkość ludzkich genów jest różna i waha się od małej do dużej liczby par zasad. Według projektu genomu ludzkiego, szacunkowa liczba genów, które posiada człowiek, wynosi od 20 000 do 25 000 genów. Każda osoba ma dwie kopie genu. Te dwie kopie są dziedziczone po rodzicach (po jednym przez każdego rodzica). Istnieją dwa rodzaje genów. Geny strukturalne i geny regulacyjne. W kontekście genów strukturalnych jest to rodzaj genu, który koduje dowolny rodzaj RNA (oprócz siRNA i miRNA) oraz białka, które nie są białkami regulatorowymi. Geny regulacyjne to zestaw genów, który obejmuje kontrolę ekspresji genów strukturalnych. Jest to kluczowa różnica między genami strukturalnymi a regulatorowymi.
Czym są geny strukturalne?
Gen strukturalny to rodzaj genu, który koduje określone białko lub RNA. Te geny kodujące wszystkie białka oczekują białek regulatorowych. Produkty genów strukturalnych zawierają białka strukturalne i enzymy. W typowym aspekcie te geny strukturalne zawierają sekwencje DNA odpowiadające określonej sekwencji aminokwasowej, która skutkuje białkiem. Geny strukturalne zapewniają, że produkowane białka nie biorą udziału w żadnej formie regulacji genów. Te geny są również kodowane przez różne niekodujące RNA, takie jak rRNA i tRNA. MiRNA regulatorowe (mikro RNA) i siRNA (krótki interferujący RNA) nie są kodowane przez geny strukturalne.
Rysunek 01: Geny strukturalne
Prokariotyczne geny strukturalne prezentują się obok siebie jako operon. Geny operonu zawsze pełnią powiązane funkcje. Powstanie operonu prowadzi do regulacji ekspresji genów. Najczęstszym i najlepszym przykładem operonu jest operon lac. Składa się z trzech genów strukturalnych, lac Z, lac Y i lac A. Wszystkie te geny strukturalne są regulowane przez jednego operatora i promotor. Podczas określania genetycznych warunków chorobowych można je zidentyfikować, badając zawartość i lokalizację tych genów strukturalnych.
Czym są geny regulacyjne?
Gen regulacyjny to rodzaj genu, który obejmuje kontrolę ekspresji jednego lub więcej innych genów. W normalnych warunkach geny regulatorowe składają się z sekwencji regulatorowych i są obecne na końcu 5' miejsca rozpoczęcia transkrypcji genu strukturalnego, który reguluje. Mogą również posiadać sekwencje regulatorowe na końcu 3' miejsca startu transkrypcji. Sekwencje regulatorowe mogą być obecne w odległości wielu kilo zasad od miejsca startu transkrypcji. Te geny regulatorowe mają zdolność kodowania białka lub mogą działać jako kodujący gen w kontekście miRNA. Jako przykład genu regulatorowego można opisać gen, który koduje białko, które ma działanie hamujące na gen operatora. Gen operatora to rodzaj genu, który wiąże się z różnymi białkami represorowymi, które hamują proces translacji.
Rysunek 02: Geny regulacyjne
U prokariontów geny regulatorowe kodują głównie białka represorowe. Te białka represorowe wiążą się z promotorami genu i zapobiegają rekrutacji i funkcjonowaniu polimerazy RNA. To w kategoriach hamuje proces transkrypcji. Niektóre geny regulatorowe biorą udział w kodowaniu białek aktywujących. Białka te wiążą się z określoną lokalizacją cząsteczki DNA i zwiększają proces transkrypcji.
Jakie są podobieństwa między genami strukturalnymi i regulacyjnymi?
- Zarówno geny strukturalne, jak i regulacyjne są kodem białek lub RNA.
- Zarówno geny strukturalne, jak i regulacyjne składają się z nukleotydów.
- Zarówno geny strukturalne, jak i regulacyjne są ważne dla organizmów żywych.
Jaka jest różnica między genami strukturalnymi a regulacyjnymi?
Geny strukturalne a geny regulacyjne |
|
| Gen strukturalny to rodzaj genu, który koduje każdy rodzaj RNA (z wyjątkiem siRNA i miRNA) oraz białka, które nie są białkami regulatorowymi. | Geny regulacyjne to zestaw genów, które kontrolują ekspresję genów strukturalnych. |
| Struktura | |
| Geny strukturalne to złożone struktury. | Geny regulacyjne to prostsze struktury. |
| Funkcja | |
| Geny strukturalne są kodowane dla białek strukturalnych i enzymów. | Geny regulacyjne regulują transkrypcję genów strukturalnych. |
Podsumowanie – Geny strukturalne a geny regulacyjne
Gen strukturalny to rodzaj genu, który koduje określone białko lub RNA. Te geny kodują wszystkie białka, oczekując dowolnego rodzaju białek regulatorowych. Produkty genów strukturalnych zawierają białka strukturalne i enzymy. Geny strukturalne zapewniają, że produkowane białka nie biorą udziału w żadnej formie regulacji genów. Gen regulacyjny to rodzaj genu, który obejmuje kontrolę ekspresji jednego lub więcej genów. U prokariontów geny regulatorowe kodują głównie białka represorowe. Taka jest różnica między genami strukturalnymi a regulatorowymi.
Pobierz plik PDF z genami strukturalnymi i regulacyjnymi
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj: Różnica między genami strukturalnymi a funkcjonalnymi
