Ключова разлика – положителна срещу отрицателна генна регулация
Генната регулация е процес на контролиране на гени, които се експресират в ДНК на клетките. Чрез контролиране на генната експресия клетките могат да контролират производството на функционални протеини в клетките. Някои гени се включват, докато други се изключват според изискването. Генната регулация може да се извърши, като се започне от наличието на ДНК, производството на иРНК до обработката на протеини. Различни гени се контролират в различни точки на генната експресия; например регулиране на структурата на хроматина, ниво на транскрипция и ниво на обработка на РНК и др. Положителната и отрицателната генна регулация са два процеса на генно регулиране, при които гените се експресират и гените се потискат съответно. Ключовата разлика между положителната и отрицателната генна експресия е, че при положителната генна регулация транскрипционният фактор се свързва с промотора на гена и улеснява свързването на РНК полимеразата за транскрипция на гена, докато при отрицателната генна регулация репресорният протеин се свързва с оператора на гена и предотвратява генната експресия.
Какво е положителна генна регулация?
Транскрипцията е началната стъпка на генната експресия. Това се случва само когато РНК полимеразата е прикрепена към гена. Ако това прикрепване се провали, генната експресия не е възможна; следователно генната експресия може да се регулира. Свързването на РНК полимераза с ДНК се индуцира от транскрипционните фактори, налични в ядрото. Транскрипционният фактор е протеин, който е неразделна част от генната експресия. Този фактор трябва да се свърже с промоторната област на гена, за да активира генната експресия чрез набиране на РНК полимераза към шаблонната ДНК. Транскрипционният фактор може да работи самостоятелно или с други протеини, за да регулира скоростта на генната експресия чрез насърчаване или блокиране на ензима РНК полимераза, който катализира синтеза на иРНК.
Положителната генна регулация е процес, който кара гените да експресират и създават протеини, които са кодирали. Това се случва поради свързването на транскрипционен фактор към промотора и набиране на РНК полимераза за иницииране на транскрипция. cAMP-CRP комплексът е активатор за положителна регулация на β-галактозидазния ген.
Фигура 01: Положителна генна регулация
Какво е регулиране на отрицателния ген?
Генната експресия може да бъде блокирана от определени протеини, присъстващи в клетките. Те действат като инхибитори на генната активация. Те са известни като репресорни протеини. Репресорът е протеин, който се свързва с мястото на оператора на гена или промотора и спира транскрипцията. Следователно, отрицателната генна регулация е процес, при който гените не могат да експресират и произвеждат протеини. Свързването на репресорните протеини в промоторната област на гена инхибира гена чрез блокиране на РНК полимеразата в началото. Съответният ген може да се експресира, за да направи протеина само когато репресорът отсъства. Триптофанът е често срещана репресорна молекула, участваща в отрицателната генна регулация.
Фигура 02: Регулиране на отрицателни гени
Каква е разликата между положителната и отрицателната генна регулация?
Положителна срещу отрицателна генна регулация |
|
| Положителната генна регулация е процес, който кара гените да експресират и синтезират протеини. | Отрицателната генна регулация е процес, който потиска генната експресия. |
| Включени фактори | |
| Положителната контрола се осъществява чрез свързване на активатор или транскрипционен фактор с промоторната област. | Отрицателният контрол се осъществява чрез свързване на репресорния протеин към промоторното или операторното място на гените. |
| Набиране на РНК полимераза | |
| РНК полимераза се набира, за да инициира транскрипция. | РНК полимеразата не се набира за иницииране на транскрипция. |
Обобщение – Положителна срещу отрицателна генна регулация
Клетките съдържат своята генетична информация като гени, скрити в ДНК. Гените експресират и синтезират протеини и този процес е известен като генна експресия. Генната експресия обаче се контролира в клетките, за да се избегне загубата на енергия и суровини при синтеза на протеини, които са нежелани. Генната регулация може да се извърши по два начина: положителна и отрицателна генна регулация. При положителната генна регулация, гените се експресират поради свързването на транскрипционен фактор към промотора на гена. При отрицателна генна регулация, гените не се експресират поради свързването на репресорни протеини към мястото на оператора на гена. Това е основната разлика между положителната и отрицателната генна регулация.
