Βασική διαφορά – Κανονισμός θετικού έναντι αρνητικού γονιδίου
Η γονιδιακή ρύθμιση είναι μια διαδικασία ελέγχου γονιδίων που εκφράζονται στο DNA των κυττάρων. Ελέγχοντας τη γονιδιακή έκφραση, τα κύτταρα μπορούν να ελέγξουν την παραγωγή λειτουργικών πρωτεϊνών στα κύτταρα. Ορισμένα γονίδια είναι ενεργοποιημένα ενώ ορισμένα απενεργοποιούνται σύμφωνα με τις απαιτήσεις. Η γονιδιακή ρύθμιση μπορεί να πραγματοποιηθεί ξεκινώντας από τη διαθεσιμότητα του DNA, την παραγωγή mRNA έως την επεξεργασία των πρωτεϊνών. Διαφορετικά γονίδια ελέγχονται σε διαφορετικά σημεία της γονιδιακής έκφρασης. για παράδειγμα, ρύθμιση της δομής της χρωματίνης, μεταγραφικό επίπεδο και επίπεδο επεξεργασίας RNA, κ.λπ. Η θετική και η αρνητική γονιδιακή ρύθμιση είναι δύο γονιδιακές ρυθμιστικές διαδικασίες στις οποίες τα γονίδια εκφράζονται και τα γονίδια καταστέλλονται, αντίστοιχα. Η βασική διαφορά μεταξύ θετικής και αρνητικής γονιδιακής έκφρασης είναι ότι στη θετική γονιδιακή ρύθμιση, ο μεταγραφικός παράγοντας συνδέεται με τον προαγωγέα του γονιδίου και διευκολύνει τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης για να μεταγράψει το γονίδιο, ενώ στην αρνητική γονιδιακή ρύθμιση, μια πρωτεΐνη καταστολέα συνδέεται με τον χειριστή το γονίδιο και εμποδίζει την έκφραση γονιδίων.
Τι είναι ο κανονισμός θετικού γονιδίου;
Η μεταγραφή είναι το αρχικό βήμα της γονιδιακής έκφρασης. Συμβαίνει μόνο όταν η RNA πολυμεράση συνδέεται με το γονίδιο. Εάν αυτή η προσκόλληση αποτύχει, η γονιδιακή έκφραση δεν είναι δυνατή. Ως εκ τούτου, η γονιδιακή έκφραση μπορεί να ρυθμιστεί. Η σύνδεση της RNA πολυμεράσης με το DNA προκαλείται από τους μεταγραφικούς παράγοντες που υπάρχουν στον πυρήνα. Ένας μεταγραφικός παράγοντας είναι μια πρωτεΐνη που αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της γονιδιακής έκφρασης. Αυτός ο παράγοντας θα πρέπει να συνδέεται με την περιοχή προαγωγέα του γονιδίου για να ενεργοποιήσει την έκφραση γονιδίου στρατολογώντας RNA πολυμεράση στο πρότυπο DNA. Ο μεταγραφικός παράγοντας μπορεί να λειτουργήσει μόνος του ή με άλλες πρωτεΐνες για τη ρύθμιση του ρυθμού γονιδιακής έκφρασης προάγοντας ή αναστέλλοντας το ένζυμο RNA πολυμεράση, το οποίο καταλύει τη σύνθεση του mRNA.
Η θετική γονιδιακή ρύθμιση είναι μια διαδικασία που οδηγεί τα γονίδια να εκφράσουν και να δημιουργήσουν πρωτεΐνες που κωδικοποίησαν. Συμβαίνει λόγω της δέσμευσης ενός μεταγραφικού παράγοντα στον υποκινητή και της στρατολόγησης της RNA πολυμεράσης για την έναρξη της μεταγραφής. Το σύμπλεγμα cAMP-CRP είναι ένας ενεργοποιητής για τη θετική ρύθμιση του γονιδίου της β-γαλακτοσιδάσης.
Εικόνα 01: Θετικός Γονιδιακός Κανονισμός
Τι είναι ο κανονισμός αρνητικών γονιδίων;
Η γονιδιακή έκφραση μπορεί να αποκλειστεί από ορισμένες πρωτεΐνες που υπάρχουν στα κύτταρα. Δρουν ως αναστολείς της γονιδιακής ενεργοποίησης. Είναι γνωστές ως πρωτεΐνες καταστολέα. Ένας καταστολέας είναι μια πρωτεΐνη που συνδέεται με τη θέση χειριστή του γονιδίου ή του προαγωγέα και σταματά τη μεταγραφή. Ως εκ τούτου, η αρνητική γονιδιακή ρύθμιση είναι μια διαδικασία κατά την οποία τα γονίδια εμποδίζονται να εκφράσουν και να παράγουν πρωτεΐνες. Η δέσμευση των πρωτεϊνών καταστολέα στην περιοχή προαγωγέα του γονιδίου αναστέλλει το γονίδιο μπλοκάροντας την RNA πολυμεράση στην αρχή. Το αντίστοιχο γονίδιο μπορεί να εκφραστεί για την παραγωγή της πρωτεΐνης μόνο όταν ο καταστολέας απουσιάζει. Η τρυπτοφάνη είναι ένα κοινό κατασταλτικό μόριο που εμπλέκεται στην αρνητική γονιδιακή ρύθμιση.
Εικόνα 02: Κανονισμός αρνητικών γονιδίων
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Θετικού και του Αρνητικού Γονιδιακού Κανονισμού;
Κανονισμός θετικού έναντι αρνητικού γονιδίου |
|
| Η θετική γονιδιακή ρύθμιση είναι μια διαδικασία που κάνει τα γονίδια να εκφράζουν και να συνθέτουν πρωτεΐνες. | Η αρνητική γονιδιακή ρύθμιση είναι μια διαδικασία που καταστέλλει την έκφραση των γονιδίων. |
| Παράγοντες που εμπλέκονται | |
| Ο θετικός έλεγχος γίνεται από τον ενεργοποιητή ή τον μεταγραφικό παράγοντα που συνδέεται με την περιοχή του προαγωγέα. | Ο αρνητικός έλεγχος γίνεται με τη δέσμευση της πρωτεΐνης καταστολέα στον υποκινητή ή τη θέση χειριστή των γονιδίων. |
| Στρατολόγηση RNA πολυμεράσης | |
| Η RNA πολυμεράση στρατολογείται για την έναρξη της μεταγραφής. | Η RNA πολυμεράση δεν στρατολογείται για την έναρξη της μεταγραφής. |
Σύνοψη – Κανονισμός θετικού έναντι αρνητικού γονιδίου
Τα κύτταρα περιέχουν τις γενετικές τους πληροφορίες ως γονίδια που κρύβονται στο DNA. Τα γονίδια εκφράζουν και συνθέτουν πρωτεΐνες, και αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως γονιδιακή έκφραση. Ωστόσο, η γονιδιακή έκφραση ελέγχεται στα κύτταρα για να αποφευχθεί η σπατάλη ενέργειας και πρώτων υλών στη σύνθεση πρωτεϊνών που είναι ανεπιθύμητες. Η γονιδιακή ρύθμιση μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: θετική και αρνητική γονιδιακή ρύθμιση. Στη θετική γονιδιακή ρύθμιση, τα γονίδια εκφράζονται λόγω της δέσμευσης ενός μεταγραφικού παράγοντα στον προαγωγέα του γονιδίου. Στην αρνητική γονιδιακή ρύθμιση, τα γονίδια δεν εκφράζονται λόγω της δέσμευσης πρωτεϊνών καταστολέα στη θέση χειριστή του γονιδίου. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ θετικής και αρνητικής γονιδιακής ρύθμισης.
