Nøkkelforskjell – Operon vs Regulon
Operonet er en funksjonell DNA-enhet i prokaryoter som består av flere gener som reguleres av en enkelt promoter og en operator. Regulon er en funksjonell genetisk enhet som er sammensatt av en ikke-sammenhengende gruppe gener regulert av et enkelt regulatorisk molekyl. Den viktigste forskjellen mellom Operon og Regulon er den sammenhengende eller ikke-sammenhengende naturen til gener. Genklynge til et operon er sammenhengende lokalisert, mens genene til et regulon kan lokaliseres ikke sammenhengende.
Regulering av genuttrykk i prokaryoter og eukaryoter skjer ved bruk av ulike mekanismer. Prokaryoter bruker konseptet operon for å regulere genuttrykket sitt, mens eukaryoter bruker konseptet regulon for sin genregulering.
Hva er en operon?
Operoner finnes hovedsakelig og primært i prokaryoter, selv om det er helt nyere funn der operoner ble sett i noen eukaryoter inkludert nematoder (C. elegans). Et operon er sammensatt av flere gener som reguleres av en felles promoter og en felles operatør. Operonet reguleres av repressorer og induktorer. Dermed kan operonene hovedsakelig klassifiseres som induserbare operoner og undertrykkbare operoner. Derfor, siden operonet består av flere gener, gir det opphav til et polycistronisk mRNA ved fullført transkripsjon.
Det er to hovedoperoner studert i prokaryoter; det induserbare Lac-operonet og det undertrykkbare Trp-operonet. Strukturen til et operon studeres vanligvis med hensyn til lac-operonet. Lac-operonet er sammensatt av en promoter, operator og tre gener, nemlig Lac Z, Lac Y og Lac A. Disse tre genene koder for tre enzymer som er involvert i laktosemetabolismen i mikrober. Lac Z koder for Beta-galaktosidase, Lac Y koder for Beta – galaktosid permease og Lac A koder for Beta – galaktosid transacetylase. Alle tre enzymene hjelper til med nedbrytning og transport av laktose. I nærvær av laktose dannes således forbindelsen allolaktose som binder seg til lac-repressoren og lar RNA-polymerasevirkning fortsette og resultere i transkripsjon av genene. I fravær av laktose er lac-repressoren bundet til operatøren, og blokkerer derved aktiviteten til RNA-polymerase. Dermed syntetiseres ingen mRNA. Dermed fungerer lac-operonet som et induserbart operon, der operonet er funksjonelt når substratet laktose er tilstede.
Trp-operonen er til sammenligning en undertrykkelig operon. Trp-operon koder for fem enzymer som kreves i syntesen av tryptofan som er en essensiell aminosyre. Dermed er aktiviteten til trp-operon aktiv hele tiden. Når det er et overskudd av tryptofan, hemmes operonet, dermed kjent som et undertrykkelig operon. Dette vil resultere i hemming av tryptofanproduksjonen inntil en homeostatisk tilstand er nådd.
Figur 01: Operan
Derfor er både lac-operonet og trp-operonet involvert i genregulering og deltar derved i å bevare celleenergi og opprettholde nøyaktigheten av cellulære aktiviteter på et molekylært nivå.
Hva er en Regulon?
Reguloner, ble tidligere også identifisert i bakterier, der en klynge av operoner ble navngitt som et regulon. For tiden er et regulon et DNA-fragment eller en genetisk enhet som er under kontroll av et felles regulatorisk gen. Derfor, mer enn promoteren og operatøren, er et nytt regulatorgen involvert i regulon-genekspresjonen. Dette observeres nå hovedsakelig hos eukaryoter. Den genetiske enheten er sammensatt av en ikke-sammenhengende gruppe gener. Derfor er disse genene ikke plassert i en bestemt, bestemt rekkefølge og kan distribueres gjennom genomet til eukaryotene.
Figur 02: Regulon
I prokaryote bakterier omtales Regulon som en gjeng operoner som opererer sammen. Et Regulon er hovedsakelig kategorisert som et modulon eller et stimulon. Et modulon reagerer på alle typer stress og forhold, mens et stimulon bare reagerer på miljøendringer eller stimuli. De prokaryote eksemplene på Regulon er observert i fosfatregulering og i regulering av responser på varmesjokkpåkjenninger via sigma-faktorer. I eukaryoter er disse regulonene involvert i å kontrollere translasjon via binding av translasjonsfaktorer som enten induserer eller hemmer translasjonsprosessen i eukaryoter.
Hva er likhetene mellom Operon og Regulon?
- Både Operon og Regulon er involvert i reguleringen av genuttrykk.
- Både Operon og Regulon er sammensatt av DNA.
- Både Operon og Regulon reguleres av indusere, repressorer eller stimulatorer.
Hva er forskjellen mellom operon og Regulon?
Operon vs Regulon |
|
| Operon er en funksjonell DNA-enhet i prokaryoter som består av flere gener som reguleres av en enkelt promoter og en operator. | Regulon er en funksjonell genetisk enhet som er sammensatt av en ikke-sammenhengende gruppe gener som er regulert av et enkelt regulatorisk molekyl. |
| Funnet i | |
| Overveiende operoner finnes i prokaryoter. | Overveiende reguloner finnes i eukaryoter. |
| Genarrangement | |
| Genene er arrangert på en sammenhengende måte i en operon. | Gener er ikke nødvendig for å bli arrangert på en sammenhengende måte i regulon. De kan ordnes noncontiguos måte for regulering. |
| Typer | |
| Operoner er to typer; induserbar eller undertrykkelig. | Reguloner kan være modulon eller stimulon. |
| Eksempler | |
| trp -operon, ara -operon, his – operon, vol –operon er eksempler på operoner. | Ada regulon, CRP regulon og FNR regulon, er eksempler på reguloner. |
Sammendrag – Operon vs Regulon
Operoner er Reguloner involverer i reguleringen av genuttrykk. Selv om begge disse reguleringsmekanismene ble observert i prokaryoter i utgangspunktet, ble reguloner deretter funnet å overveiende tilstede i eukaryoter. De ble funnet å ha en regulerende rolle i den eukaryote gentranskripsjonen og -translasjonen. Operaner er hovedsakelig enten induserbare eller undertrykkbare. De er sammensatt av en gruppe gener som inneholder en enkelt promoter og en enkelt operatør, mens i regulonet er et regulatorgen involvert i å kontrollere et sett med ikke-sammenhengende gener i eukaryoter. Dette er forskjellen mellom operon og regulon.
