Βασική διαφορά – Προωθητής έναντι Χειριστή
Αλληλουχίες DNA εκτός από την κωδικεύουσα περιοχή ενός γονιδίου είναι ζωτικής σημασίας για την εκτέλεση διαφόρων λειτουργιών σε σχέση με τη διαδικασία της μεταγραφής. Η μεταγραφή είναι η διαδικασία που καταλύεται από ένζυμα που μεταγράφει ή μετατρέπει τον κλώνο DNA στον παρόμοιο κλώνο του mRNA. Στο κεντρικό δόγμα της ζωής, η μεταγραφή του DNA σε mRNA είναι η πρώτη φάση της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Ακολουθεί μετάφραση, η οποία μετατρέπει την αλληλουχία mRNA σε μια αλληλουχία αμινοξέων που παράγει την αναμενόμενη πρωτεΐνη. Μεταξύ των διαφορετικών αλληλουχιών που βρίσκονται σε οργανισμούς, οι αλληλουχίες προαγωγέα και οι αλληλουχίες χειριστή παίζουν σημαντικό ρόλο στη μεταγραφή. Προαγωγείς υπάρχουν τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες. Τοποθετούνται ανάντη της θέσης έναρξης της μεταγραφής και είναι οι θέσεις στις οποίες δεσμεύεται το ένζυμο πολυμεράσης RNA. Οι τελεστές υπάρχουν μόνο σε προκαρυώτες. Είναι οι θέσεις στις οποίες το ρυθμιστικό μόριο συνδέεται με ένα οπερόνιο. Η βασική διαφορά μεταξύ του προαγωγέα και του χειριστή βασίζεται στον τύπο του μορίου που συνδέεται με την αντίστοιχη αλληλουχία DNA. Η RNA πολυμεράση συνδέεται με τον προαγωγέα, ενώ τα ρυθμιστικά μόρια του συστήματος οπερονίου συνδέονται με τον χειριστή.
Τι είναι ο Διαφημιστής;
Ένας προαγωγέας είναι μια αλληλουχία DNA που τοποθετείται ανάντη της θέσης έναρξης της μεταγραφής. Αυτή η σημαντική αλληλουχία DNA βρίσκεται τόσο στους ευκαρυώτες όσο και στους προκαρυώτες. αν και οι ευκαρυωτικοί προαγωγείς μπορεί να διαφέρουν από τους προκαρυωτικούς προαγωγείς. Προαγωγείς είναι οι περιοχές DNA στις οποίες συνδέεται η RNA πολυμεράση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μεταγραφής. Είναι το κύριο ένζυμο που εμπλέκεται στην παραγωγή του μονόκλωνου RNA (mRNA, tRNA, rRNA) από ένα πρότυπο DNA. Ανάλογα με τον τύπο του RNA, η RNA πολυμεράση θα διαφέρει. Οι αλληλουχίες προαγωγέα είναι εξαιρετικά συντηρημένες περιοχές σε όλο το γονιδίωμα. Ως εκ τούτου, είναι γνωστές ως περιοχές συναίνεσης. Ο μηχανισμός δράσης του προαγωγέα διαφέρει σε ευκαρυώτες και προκαρυώτες.
Στους ευκαρυώτες, η διατηρημένη αλληλουχία που βρίσκεται στους προαγωγείς ονομάζεται κουτί TATA, το οποίο βρίσκεται στη θέση -10 του γονιδίου. Η σύνδεση της RNA πολυμεράσης στο κουτί TATA διευκολύνεται από τους μεταγραφικούς παράγοντες πρόσδεσης. Αυτοί οι παράγοντες μεταγραφής, κάνουν αλλαγές επιβεβαίωσης στην αλληλουχία προαγωγέα και αυξάνουν τη συγγένειά της για δέσμευση RNA πολυμεράσης. Έτσι το σύμπλοκο προ-έναρξης που σχηματίζεται κατά την έναρξη της μεταγραφής αποτελείται από το σύμπλοκο που σχηματίζεται με τους 7 μεταγραφικούς παράγοντες και τη θέση προαγωγέα. Μόλις σχηματιστεί αυτό το σύμπλεγμα, η ευκαρυωτική RNA πολυμεράση συνδέεται εύκολα με τον προαγωγέα και ξεκινά τη μεταγραφή.
Εικόνα 01: Προωθητής
Στα προκαρυωτικά, ο μηχανισμός είναι πολύ πιο απλός καθώς δεν περιέχουν μεταγραφικούς παράγοντες. Αντίθετα, ο παράγοντας σίγμα της RNA πολυμεράσης εμπλέκεται στην αναγνώριση του προαγωγέα και στη συναρμολόγηση του ενζύμου στον προαγωγέα. Υπάρχουν δύο κύριες συντηρημένες περιοχές προαγωγέα στα προκαρυωτικά, η αντίστοιχη αλληλουχία προαγωγέα στο πλαίσιο TATA είναι γνωστή ως "Pribnow Box". Το Pribnow Box (θέση -10) αποτελείται από την ακολουθία TATAAT. Η δεύτερη αλληλουχία προαγωγέα είναι γνωστή ως το στοιχείο -35 καθώς βρίσκεται στη θέση -35.
Τι είναι ένας χειριστής;
Ένας χειριστής βρίσκεται στη δομή του προκαρυωτικού γονιδίου. Είναι η κύρια περιοχή του DNA στην οποία συνδέονται τα ρυθμιστικά μόρια ενός συστήματος οπερονίου. Ο τελεστής lac είναι η ακολουθία χειριστή που υπάρχει στο οπερόνιο lac πολλών προκαρυωτικών βακτηρίων. Στην περίπτωση του οπερονίου lac, το μόριο καταστολέα συνδέεται με την περιοχή χειριστή. Αυτή η δέσμευση θα εμποδίσει την RNA πολυμεράση να μεταγράψει τα γονίδια που υπάρχουν κατάντη του χειριστή.
Εικόνα 02: Χειριστής ενός Οπερονίου
Οι ευκαρυώτες δεν διαθέτουν περιοχές χειριστή. Αντίθετα, οι μεταγραφικοί τους παράγοντες που εμπλέκονται στη ρύθμιση της μεταγραφής συνδέονται με τις περιοχές προαγωγέα. Έτσι, η κύρια λειτουργία του χειριστή στα προκαρυωτικά είναι να ρυθμίζει την έκφραση γονιδίων.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του φορέα προώθησης και του φορέα εκμετάλλευσης;
- Τόσο ο υποκινητής όσο και ο χειριστής αποτελούνται από νουκλεϊκά οξέα δεοξυριβόζης (DNA).
- Τόσο οι αλληλουχίες προαγωγέα όσο και οι ακολουθίες χειριστή είναι σημαντικές στη διαδικασία μεταγραφής.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του φορέα προώθησης και του χειριστή;
Promoter vs Operator |
|
| Οι προαγωγείς είναι οι θέσεις στις οποίες δεσμεύεται η RNA πολυμεράση και υπάρχουν ανάντη της θέσης έναρξης της μεταγραφής ενός γονιδίου. | Οι χειριστές είναι οι θέσεις στις οποίες το ρυθμιστικό μόριο συνδέεται σε ένα μοντέλο οπερονίου. |
| Τύπος Οργανισμού | |
| Οι υποκινητές βρίσκονται τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες. | Οι τελεστές βρίσκονται μόνο στους προκαρυώτες. |
| Συνάρτηση | |
| Ο προαγωγέας διευκολύνει τη σύνδεση της RNA πολυμεράσης και των παραγόντων μεταγραφής (μόνο στους ευκαρυώτες) στο γονίδιο για τη γονιδιακή μεταγραφή. Στους προκαρυώτες, η περιοχή προαγωγέα διευκολύνει τη δέσμευση του παράγοντα σίγμα της RNA πολυμεράσης (σε προκαρυώτες). | Οι χειριστές ρυθμίζουν τη γονιδιακή έκφραση διευκολύνοντας τη σύνδεση του ρυθμιστικού μορίου με το οπερόνιο. |
Σύνοψη – Προωθητής εναντίον Χειριστή
Ο υποκινητής και ο χειριστής είναι σημαντικές αλληλουχίες DNA που εμπλέκονται στη διαδικασία μεταγραφής και στη ρύθμιση της μεταγραφής. Οι αλληλουχίες προαγωγέα βρίσκονται τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες. Ο υποκινητής είναι η θέση σύνδεσης της RNA πολυμεράσης. Είναι εξαιρετικά διατηρημένες περιοχές γνωστές ως συναινετικές ακολουθίες. Το κουτί TATA των ευκαρυωτών και το κουτί Pribnow και ο υποκινητής -35 των προκαρυωτών είναι οι κοινοί προαγωγείς. Οι τελεστές υπάρχουν μόνο σε προκαρυώτες, όπου ελέγχουν τη γονιδιακή έκφραση δεσμεύοντας τον καταστολέα και αναστέλλοντας τη μεταγραφή των κατάντη γονιδίων (έννοια οπερονίου lac) ή συνδέονται με τον ενεργοποιητή και επάγουν μεταγραφή (έννοια οπερονίου trp). Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ του προωθητή και του χειριστή.
