Forskellen mellem Operon og Regulon
Share
Nøgleforskel - Operon vs Regulon
Operonet er en funktionel DNA-enhed i prokaryoter, der består af adskillige gener, der er reguleret af en enkelt promotor og en operator. Regulon er en funktionel genetisk enhed, der er sammensat af en ikke-sammenhængende gruppe af gener, der reguleres af et enkelt regulerende molekyle. Det vigtigste forskel mellem Operon og Regulon er genernes sammenhængende eller ikke-sammenhængende natur. Genklynge af en operon er lokaliseret sammenhængende, mens generne af et regulon kan lokaliseres uden sammenhæng.
Regulering af genekspression i prokaryoter og eukaryoter finder sted ved anvendelse af forskellige mekanismer. Prokaryoter bruger begrebet operon til at regulere deres genekspression, mens eukaryoter bruger begrebet et regulon til deres genregulering.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er en operon
3. Hvad er en regulering
4. Ligheder mellem Operon og Regulon
5. Sammenligning side ved side - Operon vs Regulon i tabelform
6. Resume
Hvad er en Operon?
Operoner findes overvejende og primært i prokaryoter, skønt der er meget nylige opdagelser, hvor operoner blev set i nogle eukaryoter inklusive nematoder (C. elegans). En operon er sammensat af flere gener, der er reguleret af en fælles promotor og en fælles operatør. Operonet reguleres af repressorer og inducerende stoffer. Operonerne kan således hovedsageligt klassificeres som inducerbare operoner og repressible operoner. Da operonet derfor består af flere gener, giver det derfor anledning til et polycistronisk mRNA efter afslutningen af transkription.
Der er to hovedoperoner studeret i prokaryoter; den inducerbare Lac-operon og den repressible Trp-operon. Strukturen af en operon studeres typisk med hensyn til lac-operonen. Det lac operon er sammensat af en promotor, operator og tre gener, nemlig Lac Z, Lac Y og Lac A. Disse tre gener koder for tre enzymer, der er involveret i laktosemetabolisme i mikrober. Lac Z-koder for Beta-galactosidase, Lac Y-koder for Beta - galactosid permease og Lac A-koder for Beta - galactosid transacetylase. Alle tre enzymer hjælper med nedbrydning og transport af lactose. I nærværelse af lactose dannes således forbindelsen allolactose, der binder til lac-repressoren, hvilket tillader RNA-polymeraseaktion at fortsætte og resultere i transkription af generne. I fravær af lactose er lac-repressoren bundet til operatøren, hvorved aktiviteten af RNA-polymerase blokeres. Således syntetiseres intet mRNA. Således fungerer lac-operonet som en inducerbar operon, hvor operonet er funktionelt, når substratlactosen er til stede.
Til sammenligning trp operonet er en repressibel operon. Trp-operon koder for fem enzymer krævet i syntesen af tryptophan, som er en essentiel aminosyre. Aktiviteten af trp-operon er således aktiv hele tiden. Når der er et overskud af tryptophan, hæmmes operonet, således kendt som et repressibelt operon. Dette vil resultere i inhibering af tryptophanproduktion, indtil en homeostatisk tilstand er nået.
Figur 01: Operon
Derfor er både lac-operon og trp-operon involveret i genregulering og deltager derved i at bevare cellernes energi og opretholde nøjagtigheden af cellulære aktiviteter på et molekylært niveau.
Hvad er en Regulon?
Reguloner blev tidligere også identificeret i bakterier, hvor en klynge operoner kaldet et regulon. På nuværende tidspunkt er et regulon et DNA-fragment eller en genetisk enhed, der er under kontrol af et fælles regulerende gen. Derfor er mere end promotoren og operatøren et nyt regulatorgen involveret i regulongenekspression. Dette observeres nu overvejende i eukaryoter. Den genetiske enhed er sammensat af en ikke-sammenhængende gruppe af gener. Derfor er disse gener ikke placeret i en bestemt, bestemt rækkefølge og kan distribueres gennem eukaryoternes genom.
Figur 02: Regulon
I prokaryotiske bakterier omtales Regulon som en flok operoner arbejder sammen. En Regulon er hovedsageligt kategoriseret som en modulon eller en stimulon. EN modulon reagerer på alle typer stress og forhold, mens a Stimulon reagerer kun på miljøændringer eller stimuli. De prokaryote eksempler på Regulon er observeret i fosfatregulering og i reguleringen af responser på varmechokspændinger via sigmafaktorer. I eukaryoter er disse reguloner involveret i at kontrollere translation via bindingen af translationfaktorer, der enten inducerer eller inhiberer translationsprocessen i eukaryoter.
Hvad er ligheden mellem Operon og Regulon?
- Både Operon og Regulon er involveret i reguleringen af genekspression.
- Både Operon og Regulon er sammensat af DNA.
- Både Operon og Regulon reguleres af inducerende midler, repressorer eller stimulatorer.
Hvad er forskellen mellem Operon og Regulon?
Operon vs Regulon | |
| Operon er en funktionel DNA-enhed i prokaryoter, der består af flere gener, der er reguleret af en enkelt promotor og en operator. | Regulon er en funktionel genetisk enhed, der består af en ikke-sammenhængende gruppe af gener, der er reguleret af et enkelt regulerende molekyle. |
| Fundet i | |
| Overvejende operoner findes i prokaryoter. | Overvejende reguloner findes i eukaryoter. |
| Genarrangement | |
| Gener er arrangeret sammenhængende i en operon. | Gener er ikke nødvendigt at blive arrangeret på en sammenhængende måde i regulon. De kan arrangeres på en ikke-sammenhængende måde til regulering. |
| typer | |
| Operoner er to typer; inducerbar eller undertrykkelig. | Reguleringer er kan være modulon eller en stimulon. |
| eksempler | |
| trp -operon, ara -operon, his - operon, vol -operon er eksempler på operoner. | Ada regulon, CRP regulon og FNR regulon er eksempler på regulons. |
Resume - Operon vs Regulon
Operoner er reguleringer involverer i reguleringen af genekspression. Selvom begge disse reguleringsmekanismer oprindeligt blev observeret i prokaryoter, blev det derefter fundet, at reguloner overvejende var til stede i eukaryoter. De viste sig at have en regulerende rolle i eukaryot gentranskription og -oversættelse. Operoner er hovedsageligt enten inducerbare eller undertrykkelige. De er sammensat af en gruppe gener, der indeholder en enkelt promotor og en enkelt operator, hvorimod i regulonet er et regulatorisk gen involveret i kontrol af et sæt ikke-sammenhængende gener i eukaryoter. Dette er forskellen mellem operon og regulon.
Reference:
1.Culjkovic, B, et al. “Kontrol af genekspression gennem RNA-reguleringer: rollen for den eukaryote oversættelsesinitieringsfaktor eIF4E.” Cell Cycle (Georgetown, Tex.)., U.S. National Library of Medicine, 1. januar 2007. Tilgængelig her
2. "Genregulering: Operon-teori." Lumen. Tilgængelig her
Billede høflighed:
1.'Lac-operon'By Barbarossa på hollandske Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2.'NIF REGULON'By Bt09b020 - Eget arbejde, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
