Ключевая разница - индуцируемый и репрессируемый оперон
Оперон - это функционирующая единица геномной ДНК, содержащая кластер генов, находящихся под контролем одного промотора. Генная регуляция достигается контролем оперона посредством индукции или репрессии. Опероны бывают двух типов: индуцируемые опероны и репрессируемые опероны. Индуцируемый оперон - это тип оперона, который включается химическим веществом-субстратом, то есть индуктором. В репрессируемом опероне регуляция осуществляется химическим веществом, известным как корепрессор, который обычно является конечным продуктом этого конкретного метаболического пути. В этом ключевое различие между индуцируемыми и репрессируемыми оперонами.
Что такое опероны?
Оперон представляет собой кластер структурных генов, который экспрессируется или контролируется одним промотором и считается функциональной единицей геномной ДНК. В опероне три компонента. Это промоутер, оператор и гены. Генетические коды генов преобразуются в последовательности мРНК с помощью процесса, называемого транскрипцией. Оперон производит единую единицу последовательностей мРНК, которые позже транслируются в отдельные белки, в основном ферменты, участвующие в метаболических путях. Первоначально опероны были обнаружены у прокариот, но позже они были обнаружены и у эукариот. Прокариотические и эукариотические опероны приводят к образованию полицистронных мРНК и моноцистронных мРНК соответственно. Опероны также можно найти у бактериофагов (бактерий, заражающих вирусы).
Что такое индуцируемые опероны?
Индуцибельный оперон - это генная система, которая кодирует эквивалентное количество ферментов, связанных с катаболическим путем. Его можно индуцировать, когда метаболит/субстрат в этом пути активирует транскрипцию генов, кодирующих определенные ферменты. Эта активация может быть вызвана репрессором, когда он инактивирован или взаимодействует. Индуцируемый оперон включается индуктором. Индуцибельный оперон состоит из таких компонентов, как структурные гены, ген-оператор, ген-промотор, ген-регулятор, репрессор и индуктор. Индуцируемые опероны состоят из одного или нескольких структурных генов. Оперон lac - лучший пример индуцибельного оперона.
Рисунок 01: Индуцибельный оперон – Lac Operon
Он содержит три структурных гена; Z, Y и A, которые транскрибируют мРНК и транслируют мРНК на три фермента галактозидазы, лактозопермеазы и трансацетилазы соответственно. Ген-оператор расположен рядом со структурными генами, контролируя их работу.
Что такое репрессивные опероны?
Репрессируемый оперон регулируется в присутствии химического вещества, известного как корепрессор. Корепрессор всегда является конечным продуктом метаболического пути. Говорят, что в присутствии корепрессора оперон выключен. Триптофановый оперон (trp оперон) является примером репрессируемого оперона. В оперон trp входят структурные гены, ген-регулятор, ген-оператор, ген-промотор и корепрессор. Оперон trp состоит из пяти структурных генов, которые транскрибируют мРНК, которые позже транслируются и кодируются для белков, функционирующих как ферменты.
Рисунок 02: Репрессорный оперон – триптофановый оперон
Структурные гены регулируются специфическими генами-операторами, присутствующими в составе оперона trp. Корепрессор продуцируется как конечный продукт посредством метаболического пути, который происходит внутри клетки или может проникать в клетку извне. Концентрация корепрессора прямо пропорциональна регуляции транскрипции внутри клетки. С увеличением концентрации корепрессора образуется комплекс апорепрессор-корепрессор. Репрессор апо представляет собой белок и кодируется геном-регулятором, присутствующим в опероне. Этот комплекс связывается с операторной областью и останавливает транскрипцию структурных генов. При низком уровне концентрации корепрессора предотвращается присоединение апорепрессора к гену-оператору. Это обеспечивает продолжение формирования корепрессора. Комплекс апорепрессора и корепрессора объединяется с геном-оператором и выключает экспрессию гена. Это предотвращает процесс транскрипции и тем самым останавливает синтез ферментов.
Каковы сходства между индуцируемым и репрессивным оперонами?
- Индуцируемые и репрессируемые опероны содержат структурные гены со схожими функциями и контролируются одним промотором.
- Оба типа оперонов состоят из системы регуляции отрицательного контроля, которая контролируется репрессором.
- Репрессор кодируется регуляторными генами, присутствующими в двух оперонах, и как только репрессор прикрепляется к оператору, он предотвращает транскрипцию.
В чем разница между индуцируемым и репрессивным опероном?
Индуцибельный и репрессивный оперон |
|
| В индуцируемых оперонах гены остаются выключенными до тех пор, пока определенный метаболит не инактивирует репрессор. | В репрессируемых оперонах гены остаются включенными до тех пор, пока репрессор не активируется определенным метаболитом. |
| Метаболический путь | |
| Индуцибельные опероны функционируют в катаболических путях. | Репрессируемые опероны функционируют в анаболических путях. |
| Ферментный синтез | |
| Питательные вещества, используемые в пути, активируют синтез ферментов. | Производство выключается конечными продуктами пути, которые подавляют синтез ферментов. |
| Примеры | |
| Lac оперон является индуцируемым опероном. | Trp оперон является репрессируемым опероном. |
Резюме – Индуцибельный и репрессивный оперон
Оперон представляет собой кластер генов, который контролируется одним промотором. Это два типа оперонов в зависимости от функций, которые они выполняют. Это индуцируемые опероны и репрессируемые опероны. Индуцибельный оперон регулируется субстратом, присутствующим в метаболическом пути, в то время как репрессируемый оперон регулируется присутствием конечного продукта метаболизма, известного как корепрессор. В этом основное различие между индуцируемым и репрессорным опероном.
Скачать PDF-версию индуцируемого и репрессивного оперона
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между индуцируемым и репрессивным опероном.
