Kľúčový rozdiel - Operon vs Regulon
Operón je funkčná jednotka DNA v prokaryotoch, ktorá sa skladá z niekoľkých génov, ktoré sú regulované jediným promótorom a operátorom. Regulon je funkčná genetická jednotka, ktorá sa skladá z nesúvislej skupiny génov regulovaných jednou regulačnou molekulou. Kľúčovým rozdielom medzi operónom a regulonom je súvislá alebo nesúvislá povaha génov. Génový klaster operónu je umiestnený nepretržite, zatiaľ čo gény regulonu môžu byť umiestnené nepriamo.
Regulácia génovej expresie u prokaryotov a eukaryotov sa uskutočňuje pomocou rôznych mechanizmov. Prokaryoty používajú na reguláciu svojej génovej expresie koncept operónu, zatiaľ čo eukaryoty používajú na svoju génovú reguláciu koncept regulonu.
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je operón
3. Čo je regulon
4. Podobnosti medzi operónom a regulonom
5. Porovnanie vedľa seba - operón vs regulon v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je operón?
Operóny sa vyskytujú prevažne a primárne v prokaryotoch, aj keď existujú veľmi nedávne objavy, keď boli operóny pozorované u niektorých eukaryotov vrátane nematód (C. elegans). Operón sa skladá z niekoľkých génov, ktoré reguluje spoločný promótor a spoločný operátor. Operón je regulovaný represormi a induktormi. Operóny teda možno klasifikovať hlavne ako indukovateľné operóny a represívne operóny. Pretože operón pozostáva z viacerých génov, vedie po dokončení transkripcie k vzniku polycistronickej mRNA.
U prokaryotov sú študované dva hlavné operóny; indukovateľný Lac operón a represívny Trp operón. Štruktúra operónu sa zvyčajne študuje s ohľadom na lac operón. Lac operón sa skladá z promótora, operátora a troch génov, konkrétne Lac Z, Lac Y a Lac A. Tieto tri gény kódujú tri enzýmy, ktoré sa podieľajú na metabolizme laktózy v mikróboch. Lac Z kódy pre beta-galaktozidázu, Lac Y kódy pre beta-galaktozidovú permeázu a Lac A kódy pre beta-galaktozid-transacetylázu. Všetky tri enzýmy pomáhajú pri odbúravaní a transporte laktózy. V prítomnosti laktózy teda vzniká zlúčenina alolaktóza, ktorá sa viaže na lac represor a umožňuje tak pôsobenie RNA polymerázy a viesť k transkripcii génov. Pri absencii laktózy je lac represor viazaný na obsluhu,čím blokuje aktivitu RNA polymerázy. Syntetizuje sa teda žiadna mRNA. Lac operón teda funguje ako indukovateľný operón, kde je operón funkčný, keď je prítomný substrát laktózy.
Pre porovnanie, trp operon je represívny operón. Trp operón kóduje päť enzýmov potrebných pri syntéze tryptofánu, ktorý je esenciálnou aminokyselinou. Aktivita trp operónu je teda aktívna po celú dobu. Pri nadmernom množstve tryptofánu je operón inhibovaný, čo je známe ako represívny operón. To bude mať za následok inhibíciu produkcie tryptofánu, kým sa nedosiahne homeostatický stav.
Obrázok 01: Operon
Preto je lac operon aj trp operon zapojený do regulácie génov, a tým sa podieľajú na konzervácii energie buniek a udržiavaní presnosti bunkových aktivít na molekulárnej úrovni.
Čo je to Regulon?
Regulony boli predtým identifikované aj v baktériách, kde bol súbor operónov pomenovaný ako regulon. V súčasnosti je regulon fragment DNA alebo genetická jednotka, ktorá je pod kontrolou spoločného regulačného génu. Preto sa na expresii regulonového génu podieľa viac ako promótor a operátor nový regulačný gén. Toto sa teraz pozoruje predovšetkým u eukaryotov. Genetická jednotka je zložená z nesúvislej skupiny génov. Preto tieto gény nie sú umiestnené v konkrétnom, definitívnom poradí a môžu byť distribuované v celom genóme eukaryotov.
Obrázok 02: Regulon
V prokaryotických baktériách sa Regulon označuje ako skupina operónov pôsobiacich spoločne. Regulon sa kategorizuje hlavne ako modulon alebo stimulon. Modulón reaguje na všetky typy stresov a podmienok, zatiaľ čo stimulón reaguje iba na zmeny alebo podnety prostredia. Prokaryotické príklady Regulonu sa pozorujú pri regulácii fosfátov a pri regulácii odpovedí na stresy tepelným šokom pomocou sigma faktorov. U eukaryotov sú tieto regulony zapojené do riadenia translácie prostredníctvom väzby translačných faktorov, ktoré indukujú alebo inhibujú translačný proces u eukaryotov.
Aké sú podobnosti medzi operónom a regulonom?
- Operon aj Regulon sa podieľajú na regulácii génovej expresie.
- Operon aj Regulon sú zložené z DNA.
- Operon aj Regulon sú regulované induktormi, represormi alebo stimulátormi.
Aký je rozdiel medzi Operonom a Regulonom?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Operon vs Regulon |
|
| Operon je funkčná jednotka DNA v prokaryotoch, ktorá sa skladá z niekoľkých génov, ktoré sú regulované jedným promótorom a operátorom. | Regulon je funkčná genetická jednotka, ktorá sa skladá z nesúvislej skupiny génov, ktoré sú regulované jednou regulačnou molekulou. |
| Nájdený v | |
| Prevažne operóny sa nachádzajú v prokaryotoch. | Prevažne regulony sa nachádzajú v eukaryotoch. |
| Génové usporiadanie | |
| Gény sú v operóne usporiadané súvisle. | Gény nie je potrebné v regulone usporiadať súvislým spôsobom. Môžu byť usporiadané nekontriguóznym spôsobom na reguláciu. |
| Typy | |
| Operóny sú dva typy; indukovateľný alebo potlačiteľný. | Regulony môžu byť modulonové alebo stimulonové. |
| Príklady | |
| trp -operon, ara -operon, his - operon, vol –operon sú príklady operónov. | Príklady regulonov sú Ada regulon, CRP regulon a FNR regulon. |
Zhrnutie - Operon vs Regulon
Operóny sú Regulony zapojené do regulácie génovej expresie. Aj keď boli obidva tieto regulačné mechanizmy pôvodne pozorované u prokaryotov, zistilo sa, že potom sa regulony vyskytujú prevažne v eukaryotoch. Zistilo sa, že majú regulačnú úlohu pri transkripcii a translácii eukaryotických génov. Operóny sú hlavne indukovateľné alebo represívne. Skladajú sa zo skupiny génov obsahujúcich jeden promótor a jedného operátora, zatiaľ čo v regulone je regulačný gén zapojený do kontroly súboru nesúvislých génov v eukaryotoch. To je rozdiel medzi operónom a regulonom.
