Ключова разлика – индуцируем срещу репресируем оперон
Оперонът е функционираща единица от геномна ДНК, съдържаща клъстер от гени под контрола на един промотор. Генната регулация се постига чрез контрол на оперон чрез индукция или репресия. Опероните са два вида: индуцируеми оперони и репресивни оперони. Индуцируемият оперон е вид оперон, който се включва от субстратен химикал, т.е. индуктор. В репресируем оперон регулирането се извършва от химическо вещество, известно като ко-репресор, което обикновено е крайният продукт на този конкретен метаболитен път. Това е ключовата разлика между индуцируемите и репресируемите оперони.
Какво са оперони?
Operon е клъстер от структурни гени, който се експресира или контролира от един промотор и се счита за функционална единица на геномна ДНК. Има три компонента в един оперон. Те са промотор, оператор и гени. Генетичните кодове на гените се превръщат в иРНК последователности чрез процеса, наречен транскрипция. Един оперон произвежда единична единица от иРНК последователности, които по-късно се превеждат в отделни протеини, предимно ензими, участващи в метаболитните пътища. Първоначално опероните са открити в прокариотите, но по-късно са открити и в еукариотите. Прокариотните и еукариотните оперони водят съответно до генезиса на полицистронни иРНК и моноцистронни иРНК. Оперони могат да бъдат открити и върху бактериофаги (бактерии, заразяващи вируси).
Какво представляват индуцируемите оперони?
Индуцируемият оперон е генна система, която кодира еквивалентно количество ензими, свързани с катаболитен път. Той е индуциран, когато метаболит/субстрат в този път активира транскрипцията на гените, които кодират конкретните ензими. Това активиране може да бъде причинено от репресор, когато е инактивиран или съдейства. Индуцируем оперон се включва от индуктор. Индуцируемият оперон се състои от компоненти като структурни гени, операторен ген, промоторен ген, регулаторен ген, репресор и индуктор. Индуцируемите оперони се състоят от един или повече структурни гени. Lac оперонът е най-добрият пример за индуцируем оперон.
Фигура 01: Индуцируем оперон – Lac Operaon
Съдържа три структурни гена; Z, Y и A, които транскрибират иРНК и транслират иРНК съответно до три ензима галактозидаза, лактоза пермеаза и трансацетилаза. Операторският ген е разположен в съседство със структурните гени, като същевременно контролира тяхното функциониране.
Какво представляват репресируемите оперони?
Репресируемият оперон се регулира в присъствието на химическо вещество, известно като ко-репресор. Ко-репресорът винаги е краен продукт на метаболитен път. В присъствието на ко-репресор се казва, че оперонът е изключен. Триптофановият оперон (trp оперон) е пример за репресируем оперон. Структурни гени, регулаторен ген, операторен ген, промоторен ген и ко-репресор са включени в trp оперона. Trp оперонът се състои от пет структурни гена, които транскрибират иРНК, които по-късно се превеждат и кодират за протеини, които функционират като ензими.
Фигура 02: Репресор Оперон – Триптофан Оперон
Структурните гени се регулират от специфични операторни гени, присъстващи като част от trp оперона. Корепресорът се произвежда като краен продукт чрез метаболитен път, който се осъществява в клетката или може да влезе в клетката отвън. Концентрацията на ко-репресора е право пропорционална на регулирането на транскрипцията в клетката. С нарастването на концентрацията на ко-репресор се образува комплекс от апо-репресор и ко-репресор. Аро репресорът е протеин и се кодира от регулаторния ген, присъстващ в оперона. Този комплекс се свързва с операторния регион и спира транскрипцията на структурни гени. По време на ниско ниво на ко-репресорни концентрации се предотвратява свързването на апор-репресорния и операторния ген. Това дава възможност за продължаване на образуването на ко-репресор. Апо-репресорният и ко-репресорният комплекс се комбинират с операторния ген и изключват генната експресия. Това предотвратява процеса на транскрипция и по този начин спира синтеза на ензими.
Какви са приликите между индуцируемия и репресируемия оперон?
- Индуцируемите и репресируемите оперони съдържат структурни гени с подобни функции и се контролират от един промотор.
- И двата вида оперони се състоят от система за регулиране на отрицателен контрол, която се контролира от репресор.
- Репресорът е кодиран от регулаторните гени, присъстващи в двата оперона, и след като репресорът е прикрепен към оператора, той предотвратява транскрипцията.
Каква е разликата между индуцируем и репресируем оперон?
Индуцируем срещу репресируем Оперон |
|
| В индуцируемите оперони гените се държат изключени, докато специфичен метаболит не деактивира репресора. | В репресируемите оперони гените се поддържат включени, докато репресорът се активира от специфичен метаболит. |
| Метаболитен път | |
| Индуцируемите оперони функционират в катаболните пътища. | Репресируемите оперони функционират в анаболните пътища. |
| Синтез на ензими | |
| Хранителните вещества, използвани в пътя, активират ензимния синтез. | Производството се изключва от крайните продукти на пътя, които потискат ензимния синтез. |
| Примери | |
| Lac оперонът е индуцируем оперон. | Trp оперонът е репресируем оперон. |
Резюме – Индуцируем срещу репресируем Оперон
Оперонът е клъстер от гени, който се контролира от един промотор. Те са два вида оперони според функциите, които изпълняват. Те са индуцируеми оперони и репресируеми оперони. Индуцируемият оперон се регулира от субстрат, присъстващ в метаболитния път, докато репресируемият оперон се регулира от присъствието на метаболитен краен продукт, известен като ко-репресор. Това е основната разлика между индуцируемия и репресорния оперон.
Изтеглете PDF версия на Inducible vs Repressible Operaon
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между индуцируем и репресивен оперон.
