Galvenā atšķirība - Operon vs Regulon
Operons ir funkcionāla DNS vienība prokariotos, kas sastāv no vairākiem gēniem, kurus regulē viens promotors un operators. Regulons ir funkcionāla ģenētiska vienība, kas sastāv no nesaistītas gēnu grupas, ko regulē viena regulējošā molekula. Galvenā atšķirība starp operonu un regulonu ir gēnu blakus esošais vai nesaistītais raksturs. Operona gēnu kopa atrodas blakus, savukārt regulona gēni var atrasties nesaistīti.
Gēnu ekspresijas regulēšana prokariotos un eikariotos notiek, izmantojot dažādus mehānismus. Prokarioti izmanto operona jēdzienu, lai regulētu savu gēnu ekspresiju, savukārt eikarioti gēnu regulēšanai izmanto regulona jēdzienu.
Kas ir operons?
Operoni pārsvarā un galvenokārt sastopami prokariotos, lai gan ir pavisam nesen atklājumi, kuros operoni tika novēroti dažos eikariotos, tostarp nematodēs (C. elegans). Operons sastāv no vairākiem gēniem, kurus regulē kopīgs promotors un kopīgs operators. Operonu regulē represori un induktori. Tādējādi operonus galvenokārt var klasificēt kā inducējamus operonus un represējamus operonus. Tāpēc, tā kā operons sastāv no vairākiem gēniem, pēc transkripcijas pabeigšanas tas rada policistronu mRNS.
Prokariotos pētīti divi galvenie operoni; inducējamais Lac operons un represējamais Trp operons. Operona struktūru parasti pēta attiecībā pret lac operonu. Lac operons sastāv no promotora, operatora un trīs gēniem, proti, Lac Z, Lac Y un Lac A. Šie trīs gēni kodē trīs fermentus, kas ir iesaistīti laktozes metabolismā mikrobios. Lac Z kodē Beta-galaktozidāzi, Lac Y kodē Beta – galaktozīda permeāzi un Lac A kodē Beta – galaktozīda transacetilāzi. Visi trīs fermenti palīdz noārdīt un transportēt laktozi. Tādējādi laktozes klātbūtnē veidojas allolaktozes savienojums, kas saistās ar lac represoru, ļaujot RNS polimerāzes darbībai turpināties un izraisīt gēnu transkripciju. Ja nav laktozes, laktozes represors ir saistīts ar operatoru, tādējādi bloķējot RNS polimerāzes aktivitāti. Tādējādi mRNS netiek sintezēts. Tādējādi lac operons darbojas kā inducējams operons, kur operons darbojas, kad ir substrāta laktoze.
Salīdzinājumam, trp operons ir represējams operons. Trp operons kodē piecus fermentus, kas nepieciešami triptofāna sintēzei, kas ir būtiska aminoskābe. Tādējādi trp operona darbība ir aktīva visu laiku. Ja ir triptofāna pārpalikums, operons tiek inhibēts, tāpēc to sauc par represējamu operonu. Tā rezultātā tiks kavēta triptofāna ražošana, līdz tiek sasniegts homeostatisks stāvoklis.
Attēls 01: Operon
Tādēļ gan lac operons, gan trp operons ir iesaistīti gēnu regulēšanā un tādējādi piedalās šūnu enerģijas saglabāšanā un šūnu aktivitāšu precizitātes uzturēšanā molekulārā līmenī.
Kas ir Regulons?
Reguloni iepriekš tika identificēti arī baktērijās, kur operonu kopa tika nosaukta par regulonu. Pašlaik regulons ir DNS fragments vai ģenētiska vienība, kas atrodas kopējā regulējošā gēna kontrolē. Tāpēc regulona gēna ekspresijā vairāk nekā promotors un operators ir iesaistīts jauns regulatora gēns. Tagad to galvenokārt novēro eikariotos. Ģenētiskā vienība sastāv no nesaistītas gēnu grupas. Tāpēc šie gēni nav novietoti noteiktā, noteiktā secībā un var tikt izplatīti visā eikariotu genomā.
2. attēls: Regulon
Prokariotu baktērijās Regulon tiek saukts par operonu kopumu, kas darbojas kopā. Regulons galvenokārt tiek klasificēts kā modulons vai stimuls. Modulons reaģē uz visa veida spriegumiem un apstākļiem, savukārt stimuls reaģē tikai uz vides izmaiņām vai stimuliem. Regulona prokariotiskie piemēri tiek novēroti fosfātu regulēšanā un reakcijas uz karstuma šoka spriegumiem regulēšanā, izmantojot sigmas faktorus. Eikariotos šie reguloni ir iesaistīti translācijas kontrolē, saistot translācijas faktorus, kas vai nu inducē, vai kavē tulkošanas procesu eikariotos.
Kādas ir līdzības starp operonu un regulonu?
- Gan Operon, gan Regulon ir iesaistīti gēnu ekspresijas regulēšanā.
- Gan operons, gan regulons sastāv no DNS.
- Gan Operon, gan Regulon regulē induktori, represori vai stimulatori.
Kāda ir atšķirība starp operonu un regulonu?
Operon pret Regulon |
|
| Operon ir funkcionāla DNS vienība prokariotos, kas sastāv no vairākiem gēniem, kurus regulē viens promotors un operators. | Regulons ir funkcionāla ģenētiska vienība, kas sastāv no nesaistītas gēnu grupas, ko regulē viena regulējošā molekula. |
| Atrasts: | |
| Pārsvarā operoni ir atrodami prokariotos. | Galvenokārt reguloni ir atrodami eikariotos. |
| Gēnu izkārtojums | |
| Gēni ir sakārtoti blakus operonā. | Gēni nav obligāti sakārtoti regulonā blakus. Tos var sakārtot nesaistītā veidā regulēšanai. |
| Veidi | |
| Operoni ir divu veidu; inducējams vai represējams. | Reguloni var būt modulons vai stimuls. |
| Piemēri | |
| trp -operons, ara -operons, viņa - operons, vol -operons ir operonu piemēri. | Ada regulons, CRP regulons un FNR regulons ir regulonu piemēri. |
Kopsavilkums - Operon vs Regulon
Operoni ir Reguloni, kas iesaistīti gēnu ekspresijas regulēšanā. Lai gan sākotnēji abi šie regulējošie mehānismi tika novēroti prokariotos, pēc tam tika konstatēts, ka regulaoni pārsvarā atrodas eikariotos. Tika konstatēts, ka tiem ir regulējoša loma eikariotu gēnu transkripcijā un translācijā. Operoni galvenokārt ir inducējami vai represējami. Tie sastāv no gēnu grupas, kas satur vienu promotoru un vienu operatoru, savukārt regulonā regulējošais gēns ir iesaistīts nesaistītu gēnu kopas kontrolē eikariotos. Šī ir atšķirība starp operonu un regulonu.
