Βασική διαφορά – Επαγώγιμος έναντι Καταπιεστής Οπερόν
Ένα οπερόνιο είναι μια λειτουργική μονάδα γονιδιωματικού DNA που περιέχει ένα σύμπλεγμα γονιδίων υπό τον έλεγχο ενός μόνο προαγωγέα. Η γονιδιακή ρύθμιση επιτυγχάνεται με τον έλεγχο ενός οπερονίου μέσω επαγωγής ή καταστολής. Τα οπερόνια είναι δύο τύπων: επαγώγιμα οπερόνια και κατασταλτικά οπερόνια. Το επαγώγιμο οπερόνιο είναι ένας τύπος οπερονίου που ενεργοποιείται από μια χημική ουσία υποστρώματος, δηλ. έναν επαγωγέα. Σε ένα κατασταλτικό οπερόνιο, η ρύθμιση γίνεται από μια χημική ουσία γνωστή ως συν-κατασταλτής, η οποία είναι συνήθως το τελικό προϊόν αυτής της συγκεκριμένης μεταβολικής οδού. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ επαγώγιμων και κατασταλτικών οπερονίων.
Τι είναι τα όπερον;
Το οπερόνιο είναι ένα σύμπλεγμα δομικών γονιδίων που εκφράζεται ή ελέγχεται από έναν μόνο υποκινητή και θεωρείται ως η λειτουργική μονάδα του γονιδιωματικού DNA. Υπάρχουν τρία συστατικά σε ένα οπερόνιο. Είναι ο υποκινητής, ο χειριστής και τα γονίδια. Οι γενετικοί κώδικες των γονιδίων μετατρέπονται σε αλληλουχίες mRNA με τη διαδικασία που ονομάζεται μεταγραφή. Ένα οπερόνιο παράγει μια μοναδική μονάδα αλληλουχιών mRNA, οι οποίες αργότερα μεταφράζονται σε ξεχωριστές πρωτεΐνες, κυρίως ένζυμα που εμπλέκονται σε μεταβολικές οδούς. Αρχικά, οπερόνια ανακαλύφθηκαν σε προκαρυώτες, αλλά αργότερα βρέθηκαν και σε ευκαρυώτες. Τα προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά οπερόνια οδηγούν στη γένεση πολυκιστρονικών mRNA και μονοκιστρονικών mRNA, αντίστοιχα. Οπερόνια μπορούν επίσης να βρεθούν σε βακτηριοφάγους (βακτήρια που μολύνουν ιούς).
Τι είναι τα Επαγώγιμα Οπερόνια;
Ένα επαγώγιμο οπερόνιο είναι ένα γονιδιακό σύστημα που κωδικοποιεί ισοδύναμη ποσότητα ενζύμων που σχετίζονται με μια καταβολική οδό. Είναι επαγώγιμη όταν ένας μεταβολίτης/υπόστρωμα σε αυτό το μονοπάτι ενεργοποιεί τη μεταγραφή των γονιδίων που κωδικοποιούν τα συγκεκριμένα ένζυμα. Αυτή η ενεργοποίηση μπορεί να προκληθεί από έναν καταστολέα όταν είναι απενεργοποιημένος ή συνεργαζόμενος. Ένα επαγώγιμο οπερόνιο ενεργοποιείται από έναν επαγωγέα. Ένα επαγώγιμο οπερόνιο αποτελείται από συστατικά όπως δομικά γονίδια, γονίδιο χειριστή, γονίδιο προαγωγέα, γονίδιο ρυθμιστή, καταστολέα και επαγωγέα. Τα επαγώγιμα οπερόνια αποτελούνται από ένα ή περισσότερα δομικά γονίδια. Το οπερόνιο lac είναι το καλύτερο παράδειγμα για επαγώγιμο οπερόνιο.
Εικόνα 01: Επαγώγιμο οπερόνιο – Lac Operon
Περιέχει τρία δομικά γονίδια. Ζ, Υ και Α που μεταγράφουν ένα mRNA και μεταφράζουν το mRNA σε τρία ένζυμα γαλακτοσιδάση, περμεάση λακτόζης και τρανσακετυλάση, αντίστοιχα. Το γονίδιο χειριστή βρίσκεται δίπλα σε δομικά γονίδια ενώ ελέγχει τη λειτουργία τους.
Τι είναι τα Κατασταλτικά Οπερόνια;
Το κατασταλτικό οπερόνιο ρυθμίζεται παρουσία μιας χημικής ουσίας γνωστής ως συν-κατασταλτής. Ένας συν-κατασταλτής είναι πάντα ένα τελικό προϊόν μιας μεταβολικής οδού. Με την παρουσία ενός συν-κατασταλτή, το οπερόνιο λέγεται ότι είναι απενεργοποιημένο. Το οπερόνιο τρυπτοφάνης (trp οπερόνιο) είναι ένα παράδειγμα για το κατασταλτικό οπερόνιο. Τα δομικά γονίδια, το γονίδιο ρυθμιστή, το γονίδιο χειριστή, το γονίδιο προαγωγέα και ο συν-κατασταλτής περιλαμβάνονται στο οπερόνιο trp. Το οπερόνιο trp αποτελείται από πέντε δομικά γονίδια που μεταγράφουν mRNA τα οποία αργότερα μεταφράζονται και κωδικοποιούνται για πρωτεΐνες που λειτουργούν ως ένζυμα.
Εικόνα 02: Οπερόνιο καταστολέα – Οπερόνιο τρυπτοφάνης
Τα δομικά γονίδια ρυθμίζονται από ένα συγκεκριμένο γονίδιο χειριστή που υπάρχει ως μέρος του οπερονίου trp. Ο συν-κατασταλτής παράγεται ως τελικό προϊόν μέσω μιας μεταβολικής οδού που λαμβάνει χώρα εντός του κυττάρου ή μπορεί να εισέλθει στο κύτταρο από έξω. Η συγκέντρωση του συν-κατασταλτή είναι ευθέως ανάλογη με τη ρύθμιση της μεταγραφής εντός του κυττάρου. Με την αύξηση της συγκέντρωσης του συν-κατασταλτή, σχηματίζεται σύμπλοκο απο-κατασταλτή και συν-κατασταλτή. Ο καταστολέας apo είναι μια πρωτεΐνη και κωδικοποιείται από το γονίδιο ρυθμιστή που υπάρχει στο οπερόνιο. Αυτό το σύμπλεγμα συνδέεται με την περιοχή χειριστή και σταματά τη μεταγραφή των δομικών γονιδίων. Κατά τη διάρκεια χαμηλών επιπέδων συγκεντρώσεων συν-κατασταλτών, αποτρέπεται η ένωση του γονιδίου απο-κατασταλτή και χειριστή. Αυτό επιτρέπει τη συνέχιση του σχηματισμού συν-κατασταλτή. Το σύμπλεγμα απο-καταστολέα και συν-κατασταλτή συνδυάζεται με το γονίδιο χειριστή και απενεργοποιεί τη γονιδιακή έκφραση. Αυτό αποτρέπει τη διαδικασία της μεταγραφής και έτσι σταματά τη σύνθεση των ενζύμων.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ επαγώγιμου και κατασταλτικού οπερονίου;
- Επαγώγιμα και κατασταλτικά οπερόνια περιέχουν δομικά γονίδια με παρόμοιες λειτουργίες και ελέγχονται από έναν μόνο υποκινητή.
- Και οι δύο τύποι οπερονίων αποτελούνται από ένα σύστημα ρύθμισης αρνητικού ελέγχου το οποίο ελέγχεται από έναν καταστολέα.
- Ο καταστολέας κωδικοποιείται από τα ρυθμιστικά γονίδια που υπάρχουν στα δύο οπερόνια και μόλις ο καταστολέας συνδεθεί με τον χειριστή, αποτρέπει τη μεταγραφή.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ επαγώγιμου και κατασταλτικού οπερονίου;
Επαγώγιμο vs Κατασταλτικό Οπερόν |
|
| Σε επαγώγιμα οπερόνια, τα γονίδια διατηρούνται απενεργοποιημένα έως ότου ένας συγκεκριμένος μεταβολίτης απενεργοποιήσει τον καταστολέα. | Στα κατασταλτικά οπερόνια, τα γονίδια παραμένουν ενεργοποιημένα έως ότου ο καταστολέας ενεργοποιηθεί από έναν συγκεκριμένο μεταβολίτη. |
| Μεταβολική οδό | |
| Τα επαγώγιμα οπερόνια λειτουργούν σε καταβολικές οδούς. | Τα κατασταλτικά οπερόνια λειτουργούν σε αναβολικές οδούς. |
| Σύνθεση Ενζύμου | |
| Τα θρεπτικά συστατικά που χρησιμοποιούνται στην οδό ενεργοποιούν τη σύνθεση ενζύμων. | Η παραγωγή διακόπτεται από τα τελικά προϊόντα της οδού που καταστέλλουν τη σύνθεση ενζύμων. |
| Παραδείγματα | |
| Το οπερόνιο Lac είναι επαγώγιμο οπερόνιο. | Το οπερόνιο Trp είναι ένα κατασταλτικό οπερόνιο. |
Σύνοψη – Επαγώγιμο vs Καταπιεστικό Οπερόν
Ένα οπερόνιο είναι ένα σύμπλεγμα γονιδίων που ελέγχεται από έναν μόνο υποκινητή. Είναι δύο είδη οπερονίων ανάλογα με τις λειτουργίες που εκτελούν. Είναι επαγώγιμα οπερόνια και κατασταλτικά οπερόνια. Το επαγώγιμο οπερόνιο ρυθμίζεται από ένα υπόστρωμα που υπάρχει στη μεταβολική οδό, ενώ το κατασταλτικό οπερόνιο ρυθμίζεται από την παρουσία ενός μεταβολικού τελικού προϊόντος που είναι γνωστό ως συν-κατασταλτής. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ επαγώγιμου και κατασταλτικού οπερονίου.
Λήψη έκδοσης PDF του Inducible vs Repressible Operon
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ επαγώγιμου και καταπιεστή όπεροντος.
