Peamine erinevus – indutseeritav vs represseeritav operon
Operon on genoomse DNA toimiv üksus, mis sisaldab ühe promootori kontrolli all olevat geenide klastrit. Geeniregulatsioon saavutatakse operoni juhtimisega induktsiooni või repressiooni teel. Operoneid on kahte tüüpi: indutseeritavad operonid ja represseeritavad operonid. Indutseeritav operon on teatud tüüpi operon, mis lülitub sisse substraadi kemikaali, st indutseerija toimel. Represseeritavas operonis reguleerib keemiline aine, mida tuntakse kaasrepressorina ja mis on tavaliselt selle konkreetse metaboolse raja lõpp-produkt. See on peamine erinevus indutseeritavate ja represseeritavate operonite vahel.
Mis on operonid?
Operon on struktuursete geenide klaster, mida ekspresseerib või kontrollib üks promootor ja mida peetakse genoomse DNA funktsionaalseks üksuseks. Operonis on kolm komponenti. Need on promootor, operaator ja geenid. Geenide geneetilised koodid muundatakse mRNA järjestusteks protsessi, mida nimetatakse transkriptsiooniks. Operon toodab ühtse ühiku mRNA järjestusi, mis hiljem transleeritakse eraldi valkudeks, enamasti metaboolsetes radades osalevateks ensüümideks. Algselt avastati operonid prokarüootidelt, kuid hiljem leiti neid ka eukarüootidest. Prokarüootsed ja eukarüootsed operonid viivad vastav alt polütsistroonsete mRNA-de ja monotsistrooniliste mRNA-de tekkeni. Operoneid võib leida ka bakteriofaagidel (viiruseid nakatavad bakterid).
Mis on indutseeritavad operonid?
Indutseeritav operon on geenisüsteem, mis kodeerib samaväärse koguse kataboolse rajaga seotud ensüüme. See on indutseeritav, kui sellel teel olev metaboliit/substraat aktiveerib konkreetseid ensüüme kodeerivate geenide transkriptsiooni. Selle aktiveerimise võib põhjustada repressor, kui see on inaktiveeritud või koostöös. Indutseeritav operon lülitatakse sisse indutseerija abil. Indutseeritav operon koosneb sellistest komponentidest nagu struktuurgeenid, operaatorgeen, promootorgeen, regulaatorgeen, repressor ja indutseerija. Indutseeritavad operonid koosnevad ühest või mitmest struktuurgeenist. Lac-operon on indutseeritava operoni parim näide.
Joonis 01: Indutseeritav operon – Lac Operon
See sisaldab kolme struktuurigeeni; Z, Y ja A, mis transkribeerivad mRNA ja transleerivad mRNA kolmeks ensüümiks vastav alt galaktosidaasiks, laktoosi permeaasiks ja transatsetülaasiks. Operaatorgeen paikneb struktuurigeenide kõrval, kontrollides samal ajal nende toimimist.
Mis on represseeritavad operonid?
Represseeritavat operonit reguleeritakse kaasrepressorina tuntud keemilise aine juuresolekul. Kaasrepressor on alati metaboolse raja lõpp-produkt. Kaasrepressori juuresolekul on operon väidetav alt välja lülitatud. Trüptofaani operon (trp operon) on represseeritava operoni näide. Struktuurigeenid, regulaatorgeen, operaatorgeen, promootorgeen ja kaasrepressor sisalduvad trp operonis. Trp-operon koosneb viiest struktuurgeenist, mis transkribeerivad mRNA-sid, mis hiljem transleeritakse ja kodeeritakse valkude jaoks, mis toimivad ensüümidena.
Joonis 02: Repressor Operon – Trüptofaani Operon
Struktuurgeene reguleerivad spetsiifilised operaatorigeenid, mis esinevad trp operoni osana. Kaasrepressor toodetakse lõpp-produktina metaboolse raja kaudu, mis toimub rakus või võib rakku siseneda väljastpoolt. Kaasrepressori kontsentratsioon on otseselt proportsionaalne transkriptsiooni reguleerimisega rakus. Kaasrepressori kontsentratsiooni suurenemisega moodustub apo-repressori ja kaasrepressori kompleks. Apo repressor on valk ja seda kodeerib operonis esinev regulaatorgeen. See kompleks seondub operaatorpiirkonnaga ja peatab struktuursete geenide transkriptsiooni. Madala kaasrepressori kontsentratsiooni korral välditakse apo-repressori ja operaatori geeni liitumist. See võimaldab jätkata kaasrepressori moodustumist. Apo-repressori ja kaasrepressori kompleks ühineb operaatorgeeniga ja lülitab geeniekspressiooni välja. See hoiab ära transkriptsiooniprotsessi ja peatab seeläbi ensüümide sünteesi.
Millised on indutseeritava ja represseeritava operoni sarnasused?
- Indutseeritavad ja represseeritavad operonid sisaldavad sarnaste funktsioonidega struktuurgeene ja neid juhib üks promootor.
- Mõlemat tüüpi operonid koosnevad negatiivse kontrolli regulatsioonisüsteemist, mida juhib repressor.
- Repressorit kodeerivad kahes operonis esinevad regulatoorsed geenid ja kui repressor on operaatori külge kinnitatud, takistab see transkriptsiooni.
Mis vahe on indutseeritaval ja represseeritaval operonil?
Indutseeritav vs represseeritav operon |
|
| Indutseeritavates operonites hoitakse geene väljalülitatuna, kuni konkreetne metaboliit inaktiveerib repressori. | Represseeritavates operonites hoitakse geene sisselülitatuna, kuni spetsiifiline metaboliit aktiveerib repressori. |
| Ainevahetusrada | |
| Indutseeritavad operonid toimivad kataboolsetes radades. | Represseeritavad operonid toimivad anaboolsetes radades. |
| Ensüümide süntees | |
| Rajas kasutatavad toitained aktiveerivad ensüümide sünteesi. | Tootmise lülitavad välja protsessi lõpp-produktid, mis pärsivad ensüümide sünteesi. |
| Näited | |
| Lac operon on indutseeritav operon. | Trp operon on represseeritav operon. |
Kokkuvõte – indutseeritav vs represseeritav operon
Operon on geenide klaster, mida juhib üks promootor. Need on kahte tüüpi operonid vastav alt nende funktsioonidele. Need on indutseeritavad operonid ja represseeritavad operonid. Indutseeritavat operonit reguleerib metaboolses rajas esinev substraat, samas kui represseeritavat operonit reguleerib metaboolse lõppsaaduse olemasolu, mida tuntakse kaasrepressorina. See on peamine erinevus indutseeritava ja repressoroperoni vahel.
Laadi alla indutseeritava vs represseeritava operoni PDF-versioon
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Palun laadige PDF-versioon alla siit. Erinevus indutseeritava ja represseeritava operoni vahel.
