Kluczowa różnica – pozytywna vs negatywna regulacja genów
Regulacja genów to proces kontrolowania genów, które ulegają ekspresji w DNA komórek. Kontrolując ekspresję genów, komórki mogą kontrolować produkcję funkcjonalnych białek w komórkach. Niektóre geny są włączone, a inne wyłączone zgodnie z wymaganiami. Regulację genów można przeprowadzić począwszy od dostępności DNA, produkcji mRNA do przetwarzania białek. Różne geny są kontrolowane w różnych punktach ekspresji genów; na przykład regulacja struktury chromatyny, poziom transkrypcji i poziom przetwarzania RNA itp. Pozytywna i negatywna regulacja genów to dwa procesy regulacji genów, w których geny są odpowiednio wyrażane i geny tłumione. Kluczowa różnica między pozytywną a negatywną ekspresją genu polega na tym, że w pozytywnej regulacji genu czynnik transkrypcyjny wiąże się z promotorem genu i ułatwia wiązanie polimerazy RNA z transkrypcją genu, podczas gdy w negatywnej regulacji genu białko represorowe wiąże się z operatorem genu i zapobiega ekspresji genów.
Co to jest pozytywna regulacja genów?
Transkrypcja to pierwszy etap ekspresji genów. Dzieje się tak tylko wtedy, gdy polimeraza RNA jest przyłączona do genu. Jeśli to przyłączenie się nie powiedzie, ekspresja genów nie jest możliwa; stąd ekspresja genów może być regulowana. Wiązanie polimerazy RNA z DNA jest indukowane przez czynniki transkrypcyjne obecne w jądrze. Czynnik transkrypcyjny to białko, które jest integralną częścią ekspresji genów. Czynnik ten powinien wiązać się z regionem promotora genu, aby aktywować ekspresję genu poprzez rekrutację polimerazy RNA do matrycy DNA. Czynnik transkrypcyjny może działać samodzielnie lub z innymi białkami w celu regulacji tempa ekspresji genów poprzez promowanie lub blokowanie enzymu polimerazy RNA, który katalizuje syntezę mRNA.
Dodatnia regulacja genów to proces, który napędza geny do ekspresji i tworzenia kodowanych przez nie białek. Dzieje się tak dzięki wiązaniu czynnika transkrypcyjnego z promotorem i rekrutacji polimerazy RNA do inicjacji transkrypcji. Kompleks cAMP-CRP jest aktywatorem pozytywnej regulacji genu β-galaktozydazy.
Rysunek 01: Pozytywna regulacja genów
Co to jest regulacja negatywnych genów?
Ekspresja genów może być blokowana przez pewne białka obecne w komórkach. Działają jako inhibitory aktywacji genów. Są one znane jako białka represorowe. Represor to białko, które wiąże się z miejscem operatora genu lub promotora i zatrzymuje transkrypcję. W związku z tym negatywna regulacja genów jest procesem, w którym genom zapobiega się ekspresji i produkcji białek. Wiązanie białek represorowych z regionem promotorowym genu hamuje gen, blokując na początku polimerazę RNA. Odpowiedni gen może być eksprymowany w celu wytworzenia białka tylko wtedy, gdy nie ma represora. Tryptofan jest powszechną cząsteczką represora zaangażowaną w negatywną regulację genów.
Rysunek 02: Regulacja genów ujemnych
Jaka jest różnica między pozytywną a negatywną regulacją genów?
Pozytywna vs. negatywna regulacja genów |
|
| Dodatnia regulacja genów to proces, który powoduje ekspresję genów i syntezę białek. | Ujemna regulacja genów to proces, który hamuje ekspresję genów. |
| Czynniki zaangażowane | |
| Kontrola pozytywna jest wykonywana przez aktywator lub czynnik transkrypcyjny wiążący się z regionem promotora. | Kontrola negatywna jest wykonywana przez białko represora wiążące się z miejscem promotora lub operatora genów. |
| Rekrutacja polimerazy RNA | |
| Pomeraza RNA jest rekrutowana do inicjacji transkrypcji. | Pomeraza RNA nie jest rekrutowana do inicjacji transkrypcji. |
Podsumowanie – Regulacja genów pozytywnych i negatywnych
Komórki zawierają informacje genetyczne jako geny ukryte w DNA. Geny wyrażają i syntetyzują białka, a proces ten jest znany jako ekspresja genów. Jednak ekspresja genów jest kontrolowana w komórkach, aby uniknąć marnowania energii i surowców w syntezie niepożądanych białek. Regulację genów można przeprowadzić na dwa sposoby: pozytywną i negatywną regulację genów. W pozytywnej regulacji genu geny ulegają ekspresji w wyniku wiązania czynnika transkrypcyjnego z promotorem genu. W negatywnej regulacji genu geny nie ulegają ekspresji z powodu wiązania białek represorowych z miejscem operatora genu. To jest główna różnica między pozytywną i negatywną regulacją genów.
