Βασική διαφορά – Operon εναντίον Regulon
Το οπερόνιο είναι μια λειτουργική μονάδα DNA σε προκαρυώτες που αποτελείται από πολλά γονίδια που ρυθμίζονται από έναν μόνο υποκινητή και έναν χειριστή. Το Regulon είναι μια λειτουργική γενετική μονάδα που αποτελείται από μια μη συνεχόμενη ομάδα γονιδίων που ρυθμίζονται από ένα μόνο ρυθμιστικό μόριο. Η βασική διαφορά μεταξύ του Operon και του Regulon είναι η συνεχόμενη ή μη συνεχής φύση των γονιδίων. Το σύμπλεγμα γονιδίων ενός οπερονίου βρίσκεται συνεχόμενα ενώ τα γονίδια ενός ρυθμιστικού μπορούν να εντοπίζονται μη συνεχόμενα.
Η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες πραγματοποιείται με τη χρήση διαφορετικών μηχανισμών. Οι προκαρυώτες χρησιμοποιούν την έννοια του οπερονίου για να ρυθμίσουν την έκφραση των γονιδίων τους ενώ οι ευκαρυώτες χρησιμοποιούν την έννοια του regulon για τη γονιδιακή τους ρύθμιση.
Τι είναι ο Οπερόν;
Οπερόνια βρίσκονται κυρίως και κυρίως σε προκαρυώτες, αν και υπάρχουν πολύ πρόσφατες ανακαλύψεις όπου παρατηρήθηκαν οπερόνια σε ορισμένους ευκαρυώτες, συμπεριλαμβανομένων των νηματωδών (C. elegans). Ένα οπερόνιο αποτελείται από πολλά γονίδια που ρυθμίζονται από έναν κοινό υποκινητή και έναν κοινό χειριστή. Το οπερόνιο ρυθμίζεται από καταστολείς και επαγωγείς. Έτσι, τα οπερόνια μπορούν να ταξινομηθούν κυρίως ως επαγώγιμα οπερόνια και κατασταλτικά οπερόνια. Επομένως, καθώς το οπερόνιο αποτελείται από πολλαπλά γονίδια, δημιουργεί ένα πολυκιστρονικό mRNA με την ολοκλήρωση της μεταγραφής.
Υπάρχουν δύο κύρια οπερόνια που μελετήθηκαν σε προκαρυώτες. το επαγώγιμο οπερόνιο Lac και το κατασταλτικό οπερόνιο Trp. Η δομή ενός οπερονίου συνήθως μελετάται σε σχέση με το οπερόνιο lac. Το οπερόνιο lac αποτελείται από έναν υποκινητή, χειριστή και τρία γονίδια, συγκεκριμένα τα Lac Z, Lac Y και Lac A. Αυτά τα τρία γονίδια κωδικοποιούν τρία ένζυμα που εμπλέκονται στο μεταβολισμό της λακτόζης στα μικρόβια. Οι κωδικοί Lac Z για βήτα-γαλακτοσιδάση, Lac Y κωδικοί για βήτα – γαλακτοσιδική περμεάση και κωδικοί Lac A για βήτα – γαλακτοσιδική τρανσακετυλάση. Και τα τρία ένζυμα βοηθούν στην αποικοδόμηση και τη μεταφορά της λακτόζης. Έτσι, παρουσία λακτόζης, σχηματίζεται η ένωση αλλολακτόζη που συνδέεται με τον καταστολέα lac επιτρέποντας τη δράση της RNA πολυμεράσης να προχωρήσει και να έχει ως αποτέλεσμα τη μεταγραφή των γονιδίων. Απουσία λακτόζης, ο καταστολέας lac δεσμεύεται στον χειριστή, εμποδίζοντας έτσι τη δραστηριότητα της RNA πολυμεράσης. Έτσι, δεν συντίθεται mRNA. Έτσι, το οπερόνιο lac δρα ως επαγώγιμο οπερόνιο, όπου το οπερόνιο είναι λειτουργικό όταν υπάρχει το υπόστρωμα λακτόζη.
Σε σύγκριση, το οπερόνιο trp είναι ένα κατασταλτικό οπερόνιο. Το οπερόνιο Trp κωδικοποιεί πέντε ένζυμα που απαιτούνται για τη σύνθεση της τρυπτοφάνης που είναι ένα απαραίτητο αμινοξύ. Έτσι, η δραστηριότητα του οπερονίου trp είναι ενεργή όλη την ώρα. Όταν υπάρχει περίσσεια τρυπτοφάνης, το οπερόνιο αναστέλλεται, γνωστό ως κατασταλτικό οπερόνιο. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα την αναστολή της παραγωγής τρυπτοφάνης μέχρι να επιτευχθεί ομοιοστατική κατάσταση.
Εικόνα 01: Όπερον
Επομένως, τόσο το οπερόνιο lac όσο και το οπερόνιο trp εμπλέκονται στη γονιδιακή ρύθμιση και, ως εκ τούτου, συμμετέχουν στη διατήρηση της ενέργειας των κυττάρων και στη διατήρηση της ακρίβειας των κυτταρικών δραστηριοτήτων σε μοριακό επίπεδο.
Τι είναι ένα Regulon;
Ρεγουλόνια, είχαν ταυτοποιηθεί προηγουμένως και σε βακτήρια, όπου ένα σύμπλεγμα οπερονίων ονομάστηκε regulon. Προς το παρόν, ένα regulon είναι ένα θραύσμα DNA ή μια γενετική μονάδα που βρίσκεται υπό τον έλεγχο ενός κοινού ρυθμιστικού γονιδίου. Επομένως, περισσότερο από τον υποκινητή και τον χειριστή, ένα νέο γονίδιο ρυθμιστή εμπλέκεται στην έκφραση του γονιδίου regulon. Αυτό παρατηρείται τώρα κυρίως σε ευκαρυώτες. Η γενετική μονάδα αποτελείται από μια μη συνεχόμενη ομάδα γονιδίων. Επομένως, αυτά τα γονίδια δεν τοποθετούνται σε μια συγκεκριμένη, καθορισμένη σειρά και μπορούν να κατανεμηθούν σε όλο το γονιδίωμα των ευκαρυωτών.
Εικόνα 02: Regulon
Στα προκαρυωτικά βακτήρια, το Regulon αναφέρεται ως μια δέσμη οπερονίων που λειτουργούν μαζί. Ένα Regulon κατηγοριοποιείται κυρίως ως modulon ή ερέθισμα. Ένα modulon ανταποκρίνεται σε όλους τους τύπους πιέσεων και συνθηκών, ενώ ένα ερέθισμα ανταποκρίνεται μόνο σε περιβαλλοντικές αλλαγές ή ερεθίσματα. Τα προκαρυωτικά παραδείγματα του Regulon παρατηρούνται στη ρύθμιση των φωσφορικών και στη ρύθμιση των αποκρίσεων στις τάσεις θερμικού σοκ μέσω παραγόντων σίγμα. Στα ευκαρυωτικά, αυτά τα ρυθμιστικά εμπλέκονται στον έλεγχο της μετάφρασης μέσω της δέσμευσης μεταφραστικών παραγόντων που είτε επάγουν είτε αναστέλλουν τη διαδικασία μετάφρασης στους ευκαρυώτες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Operon και Regulon;
- Τόσο το Operon όσο και το Regulon εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.
- Τόσο το Operon όσο και το Regulon αποτελούνται από DNA.
- Τόσο το Operon όσο και το Regulon ρυθμίζονται από επαγωγείς, καταστολείς ή διεγερτικά.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Operon και Regulon;
Operon vs Regulon |
|
| Το οπερόνιο είναι μια λειτουργική μονάδα DNA σε προκαρυώτες που αποτελείται από πολλά γονίδια που ρυθμίζονται από έναν μόνο υποκινητή και έναν χειριστή. | Το Regulon είναι μια λειτουργική γενετική μονάδα που αποτελείται από μια μη συνεχόμενη ομάδα γονιδίων που ρυθμίζονται από ένα μόνο ρυθμιστικό μόριο. |
| Βρέθηκε σε | |
| Κυρίως οπερόνια βρίσκονται σε προκαρυώτες. | Κυρίως regulons βρίσκονται στους ευκαρυώτες. |
| Γονιδιακή διάταξη | |
| Τα γονίδια είναι διατεταγμένα με συνεχή τρόπο σε ένα οπερόνιο. | Τα γονίδια δεν είναι απαραίτητο να διατάσσονται με συνεχή τρόπο στο regulon. Μπορούν να τακτοποιηθούν μη συνεχόμενα για ρύθμιση. |
| Τύποι | |
| Οπερόνια είναι δύο τύπων. επαγώγιμα ή κατασταλτικά. | Τα ρυθμιστικά μπορούν να είναι modulon ή ερεθίσματα. |
| Παραδείγματα | |
| trp -οπερόνιο, ara -οπερόνιο, his – οπερόνιο, vol –οperon είναι παραδείγματα για οπερόνια. | Ada regulon, CRP regulon και FNR regulon, είναι παραδείγματα για regulon. |
Σύνοψη – Operon vs Regulon
Οπερόνια είναι Regulons που εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Αν και και οι δύο από αυτούς τους ρυθμιστικούς μηχανισμούς παρατηρήθηκαν αρχικά σε προκαρυώτες, τα regulons βρέθηκαν στη συνέχεια να υπάρχουν κυρίως σε ευκαρυώτες. Βρέθηκε ότι έχουν ρυθμιστικό ρόλο στη μεταγραφή και μετάφραση του ευκαρυωτικού γονιδίου. Τα οπερόνια είναι κυρίως είτε επαγώγιμα είτε κατασταλτικά. Αποτελούνται από μια ομάδα γονιδίων που περιέχουν έναν μόνο προαγωγέα και έναν μόνο χειριστή, ενώ, στο regulon, ένα ρυθμιστικό γονίδιο εμπλέκεται στον έλεγχο ενός συνόλου μη συνεχόμενων γονιδίων στους ευκαρυώτες. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ οπερονίου και regulon.
