Kluczowa różnica – operon indukowalny vs. represjonowany
Operon to działająca jednostka genomowego DNA zawierająca klaster genów pod kontrolą jednego promotora. Regulacja genów jest osiągana przez kontrolę operonu poprzez indukcję lub represję. Operony są dwojakiego rodzaju: operony indukowalne i operony represyjne. Operon indukowany to rodzaj operonu, który jest włączany przez substancję chemiczną substratu, tj. Induktor. W represowalnym operonie regulacja jest dokonywana przez substancję chemiczną znaną jako ko-represor, która jest normalnie produktem końcowym tego konkretnego szlaku metabolicznego. To jest kluczowa różnica między operonami indukowalnymi i represjonowanymi.
Czym są Operany?
Operon to klaster genów strukturalnych, który jest wyrażany lub kontrolowany przez pojedynczy promotor i jest uważany za funkcjonalną jednostkę genomowego DNA. W operonie są trzy składniki. Są promotorem, operatorem i genami. Kody genetyczne genów są przekształcane w sekwencje mRNA w procesie zwanym transkrypcją. Operon wytwarza pojedynczą jednostkę sekwencji mRNA, które są później tłumaczone na oddzielne białka, głównie enzymy biorące udział w szlakach metabolicznych. Początkowo operony odkryto u prokariontów, ale później odkryto je również u eukariotów. Operony prokariotyczne i eukariotyczne prowadzą odpowiednio do genezy policistronowych mRNA i monocistronowych mRNA. Operony można również znaleźć na bakteriofagach (bakterie infekujące wirusy).
Czym są operony indukowalne?
Operon indukowalny to system genów, który koduje równoważną ilość enzymów związanych ze szlakiem katabolicznym. Jest indukowalne, gdy metabolit/substrat w tym szlaku aktywuje transkrypcję genów kodujących poszczególne enzymy. Ta aktywacja może być spowodowana przez represor, gdy jest on dezaktywowany lub współpracował. Operon indukowany jest włączany przez induktor. Indukowalny operon składa się z elementów, takich jak geny strukturalne, gen operatora, gen promotora, gen regulatora, represor i induktor. Operony indukowalne składają się z jednego lub więcej genów strukturalnych. Operon lac jest najlepszym przykładem operonu indukowalnego.
Rysunek 01: Operon indukowany – Operon Lac
Zawiera trzy geny strukturalne; Z, Y i A, które transkrybują mRNA i translują mRNA odpowiednio na trzy enzymy, galaktozydazę, permeazę laktozy i transacetylazę. Gen operatora znajduje się w sąsiedztwie genów strukturalnych, jednocześnie kontrolując ich funkcjonowanie.
Czym są operacje represyjne?
Represowalny operon jest regulowany w obecności substancji chemicznej znanej jako ko-represor. Korepresor jest zawsze produktem końcowym szlaku metabolicznego. W obecności ko-represora mówi się, że operon jest wyłączony. Operon tryptofanowy (operon trp) jest przykładem operonu represyjnego. Geny strukturalne, gen regulatorowy, gen operatorowy, gen promotorowy i korepresor są zawarte w operonie trp. Operon trp składa się z pięciu genów strukturalnych, które transkrybują mRNA, które później ulegają translacji i kodowaniu dla białek działających jako enzymy.
Rysunek 02: Operon represora – Operon tryptofanu
Geny strukturalne są regulowane przez specyficzne geny operatorowe obecne jako część operonu trp. Korepresor jest wytwarzany jako produkt końcowy w szlaku metabolicznym, który zachodzi w komórce lub może wnikać do komórki z zewnątrz. Stężenie korepresora jest wprost proporcjonalne do regulacji transkrypcji w komórce. Wraz ze wzrostem stężenia ko-represora powstaje kompleks apo-represora i ko-represora. Represor apo jest białkiem i jest kodowany przez gen regulatorowy obecny w operonie. Kompleks ten wiąże się z regionem operatora i zatrzymuje transkrypcję genów strukturalnych. Przy niskim poziomie stężeń korepresorów zapobiega się łączeniu genu aporepresora i operatora. Umożliwia to kontynuację formowania się współrepresora. Kompleks apo-represora i ko-represora łączy się z genem operatora i wyłącza ekspresję genu. Zapobiega to procesowi transkrypcji, a tym samym zatrzymuje syntezę enzymów.
Jakie są podobieństwa między indukowalnym a represjonowanym operonem?
- Operony indukowalne i represyjne zawierają geny strukturalne o podobnych funkcjach i są kontrolowane przez pojedynczy promotor.
- Oba typy operonów składają się z systemu regulacji negatywnej kontroli, który jest kontrolowany przez represor.
- Represor jest kodowany przez geny regulatorowe obecne w dwóch operonach, a gdy represor jest połączony z operatorem, zapobiega transkrypcji.
Jaka jest różnica między operonem indukowalnym a represjonowanym?
Operon indukowany kontra represjonowany |
|
| W operonach indukowalnych geny są wyłączone, dopóki określony metabolit nie zdezaktywuje represora. | W operonach represyjnych geny pozostają włączone, dopóki represor nie zostanie aktywowany przez określony metabolit. |
| Ścieżka metaboliczna | |
| Operony indukowalne działają na ścieżkach katabolicznych. | Operony tłumione działają w szlakach anabolicznych. |
| Synteza enzymatyczna | |
| Składniki odżywcze wykorzystywane w tym szlaku aktywują syntezę enzymów. | Produkcja jest wyłączana przez produkty końcowe szlaku, które hamują syntezę enzymu. |
| Przykłady | |
| Operon Lac jest operonem indukowalnym. | Operon Trp jest operonem represyjnym. |
Podsumowanie – Operon indukowalny vs. represjonowany
Operon to grupa genów kontrolowana przez pojedynczy promotor. Są to dwa rodzaje operonów w zależności od funkcji, które pełnią. Są to operony indukowalne i represowalne. Operon indukowalny jest regulowany przez substrat obecny na szlaku metabolicznym, podczas gdy operon represjonowany jest regulowany przez obecność metabolicznego produktu końcowego znanego jako ko-represor. To jest główna różnica między operonem indukowanym a represorem.
Pobierz wersję PDF operonu indukowanego a represjonowanego
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między operonem indukowalnym a represyjnym.
