Peamine erinevus – Operon vs Regulon
Operon on prokarüootides funktsionaalne DNA üksus, mis koosneb mitmest geenist, mida reguleerivad üks promootor ja operaator. Regulon on funktsionaalne geneetiline üksus, mis koosneb mittekülgnevast geenirühmast, mida reguleerib üks regulaatormolekul. Peamine erinevus operoni ja reguloni vahel on geenide külgnev või mittekülgnev olemus. Operoni geeniklaster paikneb külgnev alt, samas kui reguloni geenid võivad paikneda mittekülgnev alt.
Geeniekspressiooni reguleerimine prokarüootides ja eukarüootides toimub erinevate mehhanismide abil. Prokarüootid kasutavad oma geeniekspressiooni reguleerimiseks operoni mõistet, samas kui eukarüootid kasutavad oma geeniregulatsiooniks reguloni mõistet.
Mis on operon?
Operoone leidub valdav alt ja peamiselt prokarüootides, kuigi on väga hiljutisi avastusi, kus operoneid on leitud mõnel eukarüootil, sealhulgas nematoodidel (C. elegans). Operon koosneb mitmest geenist, mida reguleerivad ühine promootor ja ühine operaator. Operonit reguleerivad repressorid ja indutseerijad. Seega võib operonid jagada peamiselt indutseeritavateks operoniteks ja represseeritavateks operoniteks. Seetõttu, kuna operon koosneb mitmest geenist, tekitab see pärast transkriptsiooni lõppemist polütsistroonilise mRNA.
Prokarüootides uuritakse kahte peamist operonit; indutseeritav Lac operon ja represseeritav Trp operon. Operoni struktuuri uuritakse tavaliselt lac operoni suhtes. Lac-operon koosneb promootorist, operaatorist ja kolmest geenist, nimelt Lac Z, Lac Y ja Lac A. Need kolm geeni kodeerivad kolme ensüümi, mis osalevad mikroobide laktoosi metabolismis. Lac Z kodeerib beeta-galaktosidaasi, Lac Y kodeerib beeta-galaktosiidi permeaasi ja Lac A kodeerib beeta-galaktosiidi transatsetülaasi. Kõik kolm ensüümi aitavad kaasa laktoosi lagundamisele ja transportimisele. Seega moodustub laktoosi juuresolekul ühend allolaktoos, mis seondub lac-repressoriga, võimaldades RNA polümeraasi toimel jätkuda ja tulemuseks on geenide transkriptsioon. Laktoosi puudumisel on laktoosi repressor seotud operaatoriga, blokeerides seeläbi RNA polümeraasi aktiivsuse. Seega mRNA-d ei sünteesita. Seega toimib lac-operon indutseeritava operonina, kus operon toimib substraadi laktoosi olemasolul.
Võrdluseks on trp operon represseeritav operon. Trp operon kodeerib viit ensüümi, mis on vajalikud asendamatu aminohappe trüptofaani sünteesiks. Seega on trp operoni tegevus aktiivne kogu aeg. Kui trüptofaani on liiga palju, inhibeeritakse operon, mida nimetatakse represseeritavaks operoniks. Selle tulemuseks on trüptofaani tootmise pärssimine kuni homöostaatilise seisundi saavutamiseni.
Joonis 01: Operon
Seetõttu osalevad nii lac operon kui ka trp operon geeniregulatsioonis ja osalevad seeläbi rakkude energia säästmises ja raku aktiivsuse täpsuse säilitamises molekulaarsel tasemel.
Mis on Regulon?
Regulonid tuvastati varem ka bakterites, kus operonite klastrit nimetati reguloniks. Praegu on regulon DNA fragment või geneetiline üksus, mis on ühise regulatoorse geeni kontrolli all. Seetõttu osaleb reguloni geeni ekspressioonis rohkem kui promootor ja operaator. Seda täheldatakse praegu peamiselt eukarüootides. Geneetiline üksus koosneb mittekülgnevast geenirühmast. Seetõttu ei ole need geenid paigutatud kindlasse kindlasse järjekorda ja neid saab jaotada kogu eukarüootide genoomis.
Joonis 02: Regulon
Prokarüootsetes bakterites nimetatakse Regulonit koos toimivateks operoniteks. Regulon liigitatakse peamiselt mooduliteks või stimulaatoriteks. Modulon reageerib igat tüüpi pingetele ja tingimustele, samas kui stimulant reageerib ainult keskkonnamuutustele või stiimulitele. Reguloni prokarüootseid näiteid täheldatakse fosfaatide regulatsioonis ja sigmafaktorite kaudu kuumašoki pingetele reageerimise reguleerimisel. Eukarüootides osalevad need regulonid translatsiooni kontrollimises translatsioonifaktorite sidumise kaudu, mis indutseerivad või pärsivad translatsiooniprotsessi eukarüootides.
Millised on operoni ja Reguloni sarnasused?
- Nii Operon kui ka Regulon osalevad geeniekspressiooni reguleerimises.
- Nii Operon kui ka Regulon koosnevad DNA-st.
- Nii Operoni kui ka Reguloni reguleerivad indutseerijad, repressorid või stimulaatorid.
Mis vahe on operonil ja regulonil?
Operon vs Regulon |
|
| Operon on funktsionaalne DNA üksus prokarüootides, mis koosneb mitmest geenist, mida reguleerivad üks promootor ja operaator. | Regulon on funktsionaalne geneetiline üksus, mis koosneb mittekülgnevast geenide rühmast, mida reguleerib üks regulaatormolekul. |
| Leitud: | |
| Peamiselt esinevad operonid prokarüootides. | Valdav alt leidub reguloneid eukarüootides. |
| Geeni paigutus | |
| Geenid on paigutatud külgnev alt operonis. | Geenid ei pea olema regulonis külgnev alt paigutatud. Neid saab reguleerimiseks järjestada mittekülgnev alt. |
| Tüübid | |
| Operone on kahte tüüpi; indutseeritav või represseeritav. | Regulonid võivad olla moodulid või stiimulid. |
| Näited | |
| trp -operon, ara -operon, tema – operon, vol –operon on operonite näited. | Ada regulon, CRP regulon ja FNR regulon on reguloni näited. |
Kokkuvõte – Operon vs Regulon
Operonid on regulonid, mis osalevad geeniekspressiooni reguleerimises. Kuigi mõlemat regulatsioonimehhanismi täheldati algselt prokarüootides, leiti seejärel, et regulonid esinevad valdav alt eukarüootides. Leiti, et neil on eukarüootsete geenide transkriptsioonis ja translatsioonis reguleeriv roll. Operonid on peamiselt kas indutseeritavad või represseeritavad. Need koosnevad geenide rühmast, mis sisaldavad ühte promootorit ja ühte operaatorit, samas kui regulonis osaleb reguleeriv geen eukarüootide mittekülgnevate geenide komplekti kontrollimises. See on erinevus operoni ja reguloni vahel.
