Ključna razlika – Operon proti Regulonu
Operon je funkcionalna enota DNA pri prokariontih, sestavljena iz več genov, ki jih regulirata en sam promotor in operater. Regulon je funkcionalna genetska enota, ki je sestavljena iz nesosednje skupine genov, ki jih uravnava ena sama regulativna molekula. Ključna razlika med Operonom in Regulonom je sosednja ali nesosednja narava genov. Skupek genov operona se nahaja sosednje, medtem ko se geni regulona lahko nahajajo nesosednje.
Regulacija izražanja genov pri prokariontih in evkariontih poteka z uporabo različnih mehanizmov. Prokarionti uporabljajo koncept operona za uravnavanje njihove genske ekspresije, medtem ko evkarionti uporabljajo koncept regulona za svojo gensko regulacijo.
Kaj je Operon?
Operone pretežno in primarno najdemo v prokariontih, čeprav obstajajo nedavna odkritja, kjer so operone opazili v nekaterih evkariontih, vključno z ogorčicami (C. elegans). Operon je sestavljen iz več genov, ki jih regulirata skupni promotor in skupni operater. Operon uravnavajo represorji in induktorji. Tako lahko operone v glavnem razvrstimo kot inducibilne operone in represibilne operone. Ker je torej operon sestavljen iz več genov, po zaključku transkripcije povzroči policistronsko mRNA.
Pri prokariontih preučujemo dva glavna operona; inducibilni Lac operon in represibilni Trp operon. Struktura operona se običajno preučuje glede na lac operon. Lac operon je sestavljen iz promotorja, operaterja in treh genov, in sicer Lac Z, Lac Y in Lac A. Ti trije geni kodirajo tri encime, ki sodelujejo pri presnovi laktoze pri mikrobih. Lac Z kode za beta-galaktozidazo, Lac Y kode za beta-galaktozid permeazo in Lac A kode za beta-galaktozid transacetilazo. Vsi trije encimi pomagajo pri razgradnji in transportu laktoze. Tako v prisotnosti laktoze nastane spojina alolaktoza, ki se veže na lac represor, kar omogoči nadaljevanje delovanja RNA polimeraze in povzroči prepisovanje genov. V odsotnosti laktoze je lac represor vezan na operaterja in s tem blokira aktivnost RNA polimeraze. Tako se ne sintetizira mRNA. Tako lac operon deluje kot inducibilni operon, kjer operon deluje, ko je prisoten substrat laktoza.
Za primerjavo je operon trp operon, ki ga je mogoče potisniti. Trp operon kodira pet encimov, potrebnih za sintezo triptofana, ki je esencialna aminokislina. Tako je aktivnost trp operona aktivna ves čas. Ko je triptofana presežek, je operon inhibiran, tako znan kot represivni operon. To bo povzročilo zaviranje proizvodnje triptofana, dokler ne bo doseženo homeostatsko stanje.
Slika 01: Operaron
Zato sta tako lac operon kot trp operon vključena v gensko regulacijo in s tem sodelujeta pri ohranjanju celične energije in ohranjanju natančnosti celičnih aktivnosti na molekularni ravni.
Kaj je Regulon?
Reguloni so bili prej identificirani tudi v bakterijah, kjer je skupina operonov imenovana regulon. Trenutno je regulon fragment DNK ali genetska enota, ki je pod nadzorom skupnega regulatornega gena. Zato je v ekspresijo gena za regulon bolj kot promotor in operater vključen nov regulatorni gen. To zdaj opažamo predvsem pri evkariontih. Genetska enota je sestavljena iz nesosednje skupine genov. Zato ti geni niso postavljeni v točno določenem vrstnem redu in so lahko porazdeljeni po celotnem genomu evkariontov.
Slika 02: Regulon
V prokariontskih bakterijah se Regulon imenuje skupina operonov, ki delujejo skupaj. Regulon je večinoma kategoriziran kot modulon ali stimulon. Modul se odziva na vse vrste stresov in pogojev, medtem ko se stimulon odziva le na okoljske spremembe ali dražljaje. Prokariontske primere zdravila Regulon opazimo pri regulaciji fosfatov in pri regulaciji odzivov na obremenitve toplotnega šoka prek sigma faktorjev. Pri evkariontih so ti reguloni vključeni v nadzorovanje prevajanja preko vezave prevodnih faktorjev, ki bodisi inducirajo ali zavirajo proces prevajanja pri evkariontih.
Kakšne so podobnosti med Operonom in Regulonom?
- Operon in Regulon sodelujeta pri uravnavanju izražanja genov.
- Operon in Regulon sta sestavljena iz DNK.
- Operon in Regulon uravnavata induktorji, represorji ali stimulatorji.
Kakšna je razlika med Operonom in Regulonom?
Operon proti Regulonu |
|
| Operon je funkcionalna enota DNK pri prokariontih, ki je sestavljena iz več genov, ki jih regulira en sam promotor in operater. | Regulon je funkcionalna genetska enota, ki je sestavljena iz nesosednje skupine genov, ki jih uravnava ena sama regulativna molekula. |
| Najdeno v | |
| Pretežno operone najdemo v prokariontih. | Pretežno regulone najdemo v evkariontih. |
| Razporeditev genov | |
| Geni so urejeni sosednje v operonu. | Ni nujno, da so geni razporejeni sosednje v regulonu. Za regulacijo jih je mogoče razporediti nesosednje. |
| Vrste | |
| Operonov sta dve vrsti; inducibilen ali represibilen. | Reguloni so lahko modulon ali stimulon. |
| Primeri | |
| trp -operon, ara -operon, his – operon, vol –operon so primeri za operone. | Ada regulon, CRP regulon in FNR regulon so primeri za regulone. |
Povzetek – Operon vs Regulon
Operoni so Reguloni, ki sodelujejo pri uravnavanju izražanja genov. Čeprav so oba regulativna mehanizma sprva opazili pri prokariontih, so nato ugotovili, da so reguloni pretežno prisotni v evkariontih. Ugotovljeno je bilo, da imajo regulativno vlogo pri transkripciji in prevodu evkariontskih genov. Operoni so v glavnem ali inducibilni ali represibilni. Sestavljeni so iz skupine genov, ki vsebujejo en sam promotor in en operater, medtem ko je pri regulonu regulatorni gen vključen v nadzor niza nesosednjih genov pri evkariontih. To je razlika med operonom in regulonom.
