Ključna razlika – inducibilni proti represibilnemu operonu
Operon je delujoča enota genomske DNK, ki vsebuje skupino genov pod nadzorom enega samega promotorja. Regulacija genov se doseže z nadzorom operona z indukcijo ali represijo. Operoni so dveh vrst: inducibilni operoni in represibilni operoni. Inducibilni operon je vrsta operona, ki ga vklopi substratna kemikalija, tj. induktor. V represibilnem operonu regulacijo izvaja kemična snov, znana kot korepresor, ki je običajno končni produkt te določene presnovne poti. To je ključna razlika med inducibilnimi in represibilnimi operoni.
Kaj so operoni?
Operon je skupek strukturnih genov, ki jih izraža ali nadzira en sam promotor in velja za funkcionalno enoto genomske DNA. V operonu so tri komponente. So promotor, operater in geni. Genske kode genov se pretvorijo v sekvence mRNA s postopkom, imenovanim transkripcija. Operon proizvede eno enoto zaporedij mRNA, ki se kasneje prevedejo v ločene proteine, večinoma encime, ki sodelujejo v presnovnih poteh. Sprva so operone odkrili pri prokariontih, kasneje pa so jih našli tudi pri evkariontih. Prokariontski in evkariontski operoni vodijo do nastanka policistronskih mRNA oziroma monocistronskih mRNA. Operone lahko najdemo tudi na bakteriofagih (bakterije, ki okužijo viruse).
Kaj so inducibilni operoni?
Inducibilni operon je genski sistem, ki kodira enakovredno količino encimov, povezanih s katabolično potjo. Inducibilen je, ko metabolit/substrat na tej poti aktivira transkripcijo genov, ki kodirajo določene encime. To aktivacijo lahko povzroči represor, ko je inaktiviran ali ko sodeluje. Inducibilni operon vklopi induktor. Inducibilni operon je sestavljen iz komponent, kot so strukturni geni, operaterski gen, promotorski gen, regulatorni gen, represor in induktor. Inducibilni operoni so sestavljeni iz enega ali več strukturnih genov. Lac operon je najboljši primer inducibilnega operona.
Slika 01: Inducibilni operon – Lac Operon
Vsebuje tri strukturne gene; Z, Y in A, ki prepisujejo mRNA in prevajajo mRNA v tri encime galaktozidazo, laktozo permeazo in transacetilazo. Operacijski gen se nahaja v bližini strukturnih genov, medtem ko nadzoruje njihovo delovanje.
Kaj so represivni operoni?
Represibilni operon je reguliran v prisotnosti kemične snovi, znane kot korepresor. Korepresor je vedno končni produkt presnovne poti. V prisotnosti korepresorja naj bi bil operon izklopljen. Triptofanski operon (trp operon) je primer represibilnega operona. Strukturni geni, regulatorni gen, operaterski gen, promotorski gen in korepresor so vključeni v operon trp. Trp operon je sestavljen iz petih strukturnih genov, ki prepisujejo mRNA, ki se kasneje prevedejo in kodirajo za beljakovine, ki delujejo kot encimi.
Slika 02: Represorski operon – triptofanski operon
Strukturne gene uravnavajo specifični operaterski geni, ki so prisotni kot del operona trp. Korepresor nastane kot končni produkt po presnovni poti, ki poteka znotraj celice ali lahko vstopi v celico od zunaj. Koncentracija korepresorja je neposredno sorazmerna z regulacijo transkripcije v celici. S povečevanjem koncentracije korepresorja nastane kompleks aporepresorja in korepresorja. Apo represor je protein in je kodiran z regulatornim genom, ki je prisoten v operonu. Ta kompleks se veže na regijo operaterja in ustavi prepisovanje strukturnih genov. Med nizkimi koncentracijami korepresorja je onemogočeno spajanje aporepresorskega in operatorskega gena. To omogoča nadaljevanje tvorbe korepresorja. Kompleks apo-represorja in ko-represorja se združi z operatorskim genom in izklopi izražanje gena. To prepreči proces prepisovanja in s tem ustavi sintezo encimov.
Kakšne so podobnosti med inducibilnim in represibilnim operonom?
- Inducibilni in represibilni operoni vsebujejo strukturne gene s podobnimi funkcijami in jih nadzira en sam promotor.
- Obe vrsti operonov sestojita iz regulacijskega sistema negativnega nadzora, ki ga nadzira represor.
- Represor je kodiran z regulatornimi geni, ki so prisotni v obeh operonih, in ko je represor pritrjen na operaterja, prepreči transkripcijo.
Kakšna je razlika med inducibilnim in represibilnim operonom?
Inducibilni proti represibilnemu operonu |
|
| Pri inducibilnih operonih ostanejo geni izklopljeni, dokler določen metabolit ne inaktivira represorja. | V represibilnih operonih ostanejo geni vklopljeni, dokler se represor ne aktivira s specifičnim presnovkom. |
| Metabolična pot | |
| Inducibilni operoni delujejo v katabolnih poteh. | Potisljivi operoni delujejo v anaboličnih poteh. |
| Sinteza encimov | |
| Hranila, uporabljena v poti, aktivirajo sintezo encimov. | Proizvodnjo izklopijo končni produkti poti, ki zavirajo sintezo encimov. |
| Primeri | |
| Lac operon je inducibilen operon. | Operon Trp je operon, ki ga je mogoče potisniti. |
Povzetek – inducibilni proti represibilnemu operonu
Operon je skupek genov, ki jih nadzira en sam promotor. Gre za dve vrsti operonov glede na funkcije, ki jih opravljajo. So inducibilni operoni in represibilni operoni. Inducibilni operon uravnava substrat, ki je prisoten v presnovni poti, medtem ko represibilni operon uravnava prisotnost presnovnega končnega produkta, znanega kot korepresor. To je glavna razlika med inducibilnim in represorskim operonom.
Prenesite PDF različico Inducible vs Repressible Operaon
Lahko prenesete PDF različico tega članka in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombo o citiranju. Prenesite PDF različico tukaj. Razlika med inducibilnim in represibilnim operonom.
