Ключевая разница - Оперон против Регулона
Оперон представляет собой функциональную единицу ДНК у прокариот, состоящую из нескольких генов, которые регулируются одним промотором и одним оператором. Регулон представляет собой функциональную генетическую единицу, состоящую из несмежной группы генов, регулируемых одной регуляторной молекулой. Ключевое различие между опероном и регулоном заключается в смежном или несмежном характере генов. Кластер генов оперона расположен смежно, в то время как гены регулона могут располагаться несмежно.
Регуляция экспрессии генов у прокариот и эукариот происходит с использованием разных механизмов. Прокариоты используют концепцию оперона для регуляции экспрессии своих генов, в то время как эукариоты используют концепцию регулона для регуляции своих генов.
Что такое оперон?
Опероны в основном обнаруживаются у прокариот, хотя совсем недавно были обнаружены опероны у некоторых эукариот, включая нематод (C. elegans). Оперон состоит из нескольких генов, которые регулируются общим промотором и общим оператором. Оперон регулируется репрессорами и индукторами. Таким образом, опероны можно в основном классифицировать как индуцируемые опероны и репрессируемые опероны. Следовательно, поскольку оперон состоит из нескольких генов, после завершения транскрипции он дает полицистронную мРНК.
Есть два основных оперона, изученных у прокариот; индуцируемый оперон Lac и репрессируемый оперон Trp. Структура оперона обычно изучается по отношению к оперону lac. Оперон lac состоит из промотора, оператора и трех генов, а именно Lac Z, Lac Y и Lac A. Эти три гена кодируют три фермента, которые участвуют в метаболизме лактозы у микробов. Коды Lac Z для бета-галактозидазы, коды Lac Y для бета-галактозидной пермеазы и коды Lac A для бета-галактозидтрансацетилазы. Все три фермента помогают в расщеплении и транспортировке лактозы. Таким образом, в присутствии лактозы образуется соединение аллолактоза, которое связывается с lac-репрессором, позволяя действовать РНК-полимеразе и приводя к транскрипции генов. В отсутствие лактозы lac-репрессор связывается с оператором, тем самым блокируя активность РНК-полимеразы. Таким образом, мРНК не синтезируется. Таким образом, оперон lac действует как индуцируемый оперон, где оперон функционирует, когда присутствует лактоза субстрата.
Для сравнения, оперон trp является подавляемым опероном. Оперон Trp кодирует пять ферментов, необходимых для синтеза незаменимой аминокислоты триптофана. Таким образом, активность оперона trp активна все время. При избытке триптофана оперон ингибируется, поэтому его называют репрессивным опероном. Это приведет к ингибированию выработки триптофана до тех пор, пока не будет достигнуто гомеостатическое состояние.
Рисунок 01: Оперон
Поэтому и оперон lac, и оперон trp участвуют в регуляции генов и, таким образом, участвуют в сохранении энергии клеток и поддержании точности клеточной активности на молекулярном уровне.
Что такое Регулон?
Регулоны ранее были идентифицированы и у бактерий, где группа оперонов была названа регулоном. В настоящее время регулон представляет собой фрагмент ДНК или генетическую единицу, находящуюся под контролем общего регуляторного гена. Следовательно, в экспрессии гена регулона участвует не только промотор и оператор, но и новый ген-регулятор. Сейчас это наблюдается преимущественно у эукариот. Генетическая единица состоит из несмежной группы генов. Следовательно, эти гены не расположены в определенном, определенном порядке и могут быть распределены по всему геному эукариот.
Рисунок 02: Регулон
У прокариотических бактерий Регулон упоминается как группа оперонов, работающих вместе. Регулон в основном классифицируется как модульон или стимулон. Модульон реагирует на все типы стрессов и условий, тогда как стимулон реагирует только на изменения или стимулы окружающей среды. Прокариотические примеры регулятора наблюдаются в регуляции фосфатов и в регуляции ответов на стрессы теплового шока через сигма-факторы. У эукариот эти регулоны участвуют в контроле трансляции посредством связывания факторов трансляции, которые либо индуцируют, либо ингибируют процесс трансляции у эукариот.
Каковы сходства между Опероном и Регулоном?
- И оперон, и регулон участвуют в регуляции экспрессии генов.
- И Оперон, и Регулон состоят из ДНК.
- И Оперон, и Регулон регулируются индукторами, репрессорами или стимуляторами.
В чем разница между Опероном и Регулоном?
Оперон vs Регулон |
|
| Оперон - это функциональная единица ДНК у прокариот, состоящая из нескольких генов, регулируемых одним промотором и оператором. | Регулон представляет собой функциональную генетическую единицу, состоящую из несмежной группы генов, которые регулируются одной регуляторной молекулой. |
| Найдено в | |
| Преимущественно опероны встречаются у прокариот. | Преимущественно регулоны встречаются у эукариот. |
| Расстановка генов | |
| Гены расположены последовательно в опероне. | Гены не обязательно должны располагаться непрерывно в регулоне. Они могут быть расположены несмежным образом для регулирования. |
| Типы | |
| Опероны бывают двух типов; индуцируемый или репрессируемый. | Регулоны могут быть модулялонами или стимулонами. |
| Примеры | |
| trp -operon, ara -operon, his – оперон, vol –operon являются примерами оперонов. | Ада регулон, регулон CRP и регулон FNR являются примерами регулонов. |
Резюме – Оперон против Регулона
Опероны – это регулоны, участвующие в регуляции экспрессии генов. Хотя оба этих регуляторных механизма первоначально наблюдались у прокариот, затем было обнаружено, что регулоны преимущественно присутствуют у эукариот. Было обнаружено, что они играют регулирующую роль в транскрипции и трансляции эукариотических генов. Опероны в основном либо индуцируемые, либо репрессируемые. Они состоят из группы генов, содержащих один промотор и один оператор, тогда как в регулоне регуляторный ген участвует в контроле набора несмежных генов у эукариот. В этом разница между опероном и регулоном.
