Różnica między operonem indukowalnym i represyjnym

Kluczowa różnica - indukowalny vs represowalny operon
 

Operon jest funkcjonującą jednostką genomowego DNA zawierającą klaster genów pod kontrolą pojedynczego promotora. Regulacja genów odbywa się poprzez kontrolę operonu poprzez indukcję lub represję. Operony są dwojakiego rodzaju: operony indukowalne i operony represyjne. Indukowalny operon to rodzaj operonu, który jest włączany przez substancję chemiczną substratu, tj. Induktor. W operonie represyjnym regulacja odbywa się za pomocą substancji chemicznej znanej jako ko-represor, która zwykle jest produktem końcowym tego konkretnego szlaku metabolicznego. Jest to kluczowa różnica między operonami indukowalnymi i represyjnymi.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to są operony
3. Czym są operony indukowalne
4. Co to są operatory represyjne
5. Podobieństwa między operatorem indukowalnym a represyjnym
6. Porównanie obok siebie - Operon indukowalny vs. represyjny w formie tabelarycznej
7. Podsumowanie

Co to są operony?

Operon to klaster genów strukturalnych, który jest wyrażany lub kontrolowany przez pojedynczy promotor i jest uważany za jednostkę funkcjonalną genomowego DNA. Operon składa się z trzech elementów. 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 następnie tłumaczone na oddzielne białka, głównie enzymy zaangażowane w szlaki metaboliczne. Początkowo operony odkryto u prokariontów, ale później znaleziono je także u eukariontów. Operony prokariotyczne i eukariotyczne prowadzą odpowiednio do powstawania policystronowych mRNA i monocistronowych mRNA. Operony można również znaleźć na bakteriofagach (wirusach infekujących bakterie).

Co to są operony indukowalne?

Indukowalny operon to układ genowy, który koduje równoważną ilość enzymów związanych ze szlakiem katabolicznym. Jest indukowalny, gdy metabolit / substrat w tym szlaku aktywuje transkrypcję genów kodujących poszczególne enzymy. Ta aktywacja może być spowodowana przez represor, gdy jest inaktywowana lub współpracuje. Indukowalny operon jest włączany przez induktor. Indukowalny operon składa się ze składników, takich jak geny strukturalne, gen operatora, gen promotora, gen regulatora, represor i induktor. Indukowalne operony składają się z jednego lub więcej genów strukturalnych. Operon lac jest najlepszym przykładem operonu indukowalnego.

Ryc. 01: Operon indukowalny - Operon Lac

Zawiera trzy geny strukturalne; Z, Y i A, które transkrybują mRNA i tłumaczą mRNA odpowiednio na trzy enzymy galaktozydazę, permeazę laktozową i transacetylazę. Gen operatora znajduje się w sąsiedztwie genów strukturalnych, kontrolując ich funkcjonowanie.

Co to są operatory represyjne?

Represowalny operon jest regulowany w obecności substancji chemicznej znanej jako ko-represor. Ko-represor jest zawsze produktem końcowym szlaku metabolicznego. W obecności ko-represora mówi się, że operon jest wyłączony. Operon tryptofanowy (operon trp) jest przykładem operonu represowalnego. Geny strukturalne, gen regulatora, gen operatora, gen promotora i ko-represor są zawarte w operonie trp. Operon trp składa się z pięciu genów strukturalnych, które transkrybują mRNA, które później ulegają translacji i kodowaniu białek funkcjonujących jako enzymy.

Rycina 02: Represor Operon - Tryptophan Operon

Geny strukturalne są regulowane przez określone geny operatora obecne jako część operonu trp. Ko-represor jest wytwarzany jako produkt końcowy poprzez szlak metaboliczny zachodzący w komórce lub może wchodzić do komórki z zewnątrz. Stężenie ko-represora jest wprost proporcjonalne do regulacji transkrypcji w komórce. Wraz ze wzrostem stężenia ko-represora powstaje kompleks apo-represor i ko-represor. Represor apo jest białkiem i jest kodowany przez gen regulatora obecny w operonie. Kompleks ten wiąże się z regionem operatora i zatrzymuje transkrypcję genów strukturalnych. Przy niskim poziomie stężeń ko-represora zapobiega się łączeniu genu apo-represora i operatora. Umożliwia to kontynuację tworzenia ko-represora. Kompleks apo-represorowy i ko-represorowy łączy się z genem operatora i wyłącza ekspresję genu. Zapobiega to procesowi transkrypcji, a tym samym zatrzymuje syntezę enzymów.

Jakie są podobieństwa między operonem indukowalnym a represyjnym?

• Indukowalne i represyjne operony zawierają geny strukturalne o podobnych funkcjach i są kontrolowane przez pojedynczy promotor.
• Oba typy operonów składają się z układu regulacji kontroli ujemnej, który jest kontrolowany przez represor.
• Represor jest kodowany przez geny regulatorowe obecne w dwóch operonach, a gdy represor zostanie przyłączony do operatora, zapobiega transkrypcji.

Jaka jest różnica między operonem indukowalnym a represyjnym?

Indukowalny vs Represible Operon
W indukowalnych operonach geny są wyłączone, dopóki określony metabolit nie dezaktywuje represora.	W operonach represyjnych geny są włączone, dopóki represor nie zostanie aktywowany przez określony metabolit.
Szlak metaboliczny
Indukowalne operony działają na szlakach katabolicznych.	Represowalne operony działają w szlakach anabolicznych.
Synteza enzymów
Składniki odżywcze wykorzystane w szlaku aktywują syntezę enzymów.	Wytwarzanie jest wyłączone przez produkty końcowe szlaku, które hamują syntezę enzymów.
Przykłady
Operon Lac jest operonem indukowalnym.	Operon Trp to operon podlegający represji.

Podsumowanie - Indukowalny vs Represible Operon

Operon to klaster genów kontrolowany przez pojedynczy promotor. Są to dwa typy operonów w zależności od wykonywanych funkcji. Są to operony indukowalne i operony represyjne. Indukowalny operon jest regulowany przez substrat obecny w szlaku metabolicznym, podczas gdy operon represyjny jest regulowany przez obecność metabolicznego produktu końcowego znanego jako ko-represor. Jest to główna różnica między operonem indukowalnym a represorowym.

Pobierz wersję PDF Inducible vs. Repressible Operon

Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać go do celów offline zgodnie z cytatem. Pobierz wersję PDF tutaj Różnica między operatorem indukowalnym a represyjnym.

Bibliografia:

1. „Operon”. Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., N.d. Sieć. Dostępny tutaj. 06 sierpnia 2017.
2. „Indukowalny operon”. Indukowalny Operon, operator Gene, promotor Gene | Tutorvista.com. N.p., n.d. Sieć. Dostępne tutaj 06 sierpnia 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Trp Operon” Becky Boone (CC BY-SA 2.0) przez Flickr