Ključna razlika – promotor proti operaterju
Sekvence DNK, ki niso kodirna regija gena, so ključnega pomena pri izvajanju različnih funkcij v zvezi s procesom prepisovanja. Transkripcija je encimsko kataliziran proces, ki prepisuje ali pretvori verigo DNA v podobno verigo mRNA. V osrednji dogmi življenja je transkripcija DNA v mRNA prva faza sinteze beljakovin. Temu sledi translacija, ki pretvori zaporedje mRNA v zaporedje aminokislin, ki tvori pričakovani protein. Med različnimi sekvencami, ki jih najdemo v organizmih, imajo promotorske sekvence in operatorske sekvence pomembno vlogo pri transkripciji. Promotorji so prisotni tako v prokariontih kot v evkariontih. Nahajajo se pred mestom začetka transkripcije in so mesta, na katera se veže encim RNA polimeraza. Operatorji so prisotni le pri prokariontih. To so mesta, kjer se regulatorna molekula veže na operon. Ključna razlika med promotorjem in operaterjem temelji na vrsti molekule, ki se veže na ustrezno zaporedje DNK. RNK polimeraza se veže na promotor, medtem ko se regulatorne molekule operonskega sistema vežejo na operaterja.
Kaj je promotor?
Promotor je zaporedje DNK, postavljeno pred mestom začetka transkripcije. To pomembno zaporedje DNK najdemo tako pri evkariontih kot pri prokariontih; čeprav se lahko evkariontski promotorji razlikujejo od prokariontskih promotorjev. Promotorji so regije DNA, na katere se med procesom prepisovanja veže RNA polimeraza. Je glavni encim, ki sodeluje pri proizvodnji enoverižne RNA (mRNA, tRNA, rRNA) iz predloge DNA. Polimeraza RNA se razlikuje glede na vrsto RNA. Promotorske sekvence so visoko ohranjene regije v celotnem genomu. Zato so znane kot regije soglasja. Mehanizem delovanja promotorja se razlikuje pri evkariontih in prokariontih.
Pri evkariontih se ohranjeno zaporedje, ki ga najdemo v promotorjih, imenuje polje TATA, ki se nahaja na položaju -10 gena. Vezavo RNA polimeraze na TATA box olajšajo vezavni transkripcijski faktorji. Ti transkripcijski faktorji naredijo potrditvene spremembe v zaporedju promotorja in povečajo njegovo afiniteto za vezavo RNA polimeraze. Tako je prediniciacijski kompleks, ki nastane med iniciacijo transkripcije, sestavljen iz kompleksa, ki nastane s 7 transkripcijskimi faktorji in mestom promotorja. Ko se ta kompleks oblikuje, se evkariontska RNA polimeraza zlahka veže na promotor in sproži transkripcijo.
Slika 01: Promotor
Pri prokariontih je mehanizem veliko enostavnejši, saj ne vsebujejo nobenih transkripcijskih faktorjev. Namesto tega je sigma faktor RNA polimeraze vključen v prepoznavanje promotorja in pri sestavljanju encima na promotorju. V prokariontih obstajata dve glavni ohranjeni promotorski regiji, ustrezno promotorsko zaporedje škatli TATA je znano kot »Pribnow Box«. Škatla Pribnow (položaj -10) je sestavljena iz zaporedja TATAAT. Drugo promotorsko zaporedje je znano kot element -35, saj se nahaja na položaju -35.
Kaj je operater?
Operator najdemo v strukturi prokariontskega gena. Je glavna regija DNK, na katero se vežejo regulatorne molekule operonskega sistema. Operator lac je zaporedje operaterjev, ki je prisotno v operonu lac mnogih prokariontskih bakterij. V primeru lac operona se represorska molekula veže na operatersko regijo. Ta vezava bo preprečila polimerazi RNA prepisovanje genov, ki so prisotni nižje od operaterja.
Slika 02: Operater operona
Evkarionti nimajo operaterskih regij. Namesto tega se njihovi transkripcijski faktorji, ki sodelujejo pri regulaciji transkripcije, vežejo na promotorske regije. Tako je glavna funkcija operaterja pri prokariontih uravnavanje izražanja genov.
Kakšne so podobnosti med promotorjem in operaterjem?
- Tako promotor kot operater sta sestavljena iz deoksiribozne nukleinske kisline (DNK).
- Tako zaporedje promotorja kot operaterja sta pomembna v procesu transkripcije.
Kakšna je razlika med promotorjem in operaterjem?
Promotor proti operaterju |
|
| Promotorji so mesta, na katera se veže RNA polimeraza in so prisotni pred mestom začetka transkripcije gena. | Operatorji so mesta, na katerih se regulatorna molekula veže v model operona. |
| Vrsta organizma | |
| Promotorje najdemo v prokariontih in evkariontih. | Operatorje najdemo le pri prokariontih. |
| Funkcija | |
| Promotor olajša vezavo RNA polimeraze in transkripcijskih faktorjev (samo pri evkariontih) na gen za transkripcijo gena. Pri prokariontih promocijska regija olajša vezavo sigma faktorja RNA polimeraze (pri prokariontih). | Operatorji regulirajo izražanje genov tako, da olajšajo vezavo regulatorne molekule na operon. |
Povzetek – Promotor proti operaterju
Promotor in operater sta pomembni zaporedji DNK, ki sodelujeta v procesu prepisovanja in regulaciji prepisovanja. Promotorske sekvence najdemo tako v prokariontih kot v evkariontih. Promotor je mesto za vezavo RNA polimeraze. So zelo ohranjene regije, znane kot konsenzne sekvence. Pogosti promotorji so škatla TATA evkariontov in škatla Pribnow ter promotor -35 prokariontov. Operatorji so prisotni samo pri prokariontih, kjer nadzorujejo izražanje genov tako, da vežejo represor in zavirajo prepisovanje genov navzdol (koncept lac operona) ali pa se vežejo na aktivator in inducirajo transkripcijo (koncept trp operona). To je razlika med promotorjem in operaterjem.
