Nøgleforskel – Operon vs Regulon
Operonet er en funktionel DNA-enhed i prokaryoter, der består af flere gener, der reguleres af en enkelt promotor og en operator. Regulon er en funktionel genetisk enhed, der er sammensat af en ikke-sammenhængende gruppe af gener, der reguleres af et enkelt regulatorisk molekyle. Den vigtigste forskel mellem Operon og Regulon er genernes sammenhængende eller ikke-sammenhængende natur. Genklynge af en operon er sammenhængende lokaliseret, mens generne af en regulon kan være lokaliseret ikke sammenhængende.
Regulering af genekspression i prokaryoter og eukaryoter sker ved brug af forskellige mekanismer. Prokaryoter bruger begrebet operon til at regulere deres genekspression, mens eukaryoter bruger begrebet regulon til deres genregulering.
Hvad er en operon?
Operoner findes overvejende og primært i prokaryoter, selvom der er meget nyere opdagelser, hvor operoner blev set i nogle eukaryoter, herunder nematoder (C. elegans). Et operon er sammensat af flere gener, der er reguleret af en fælles promotor og en fælles operator. Operonen reguleres af repressorer og inducere. Operonerne kan således hovedsageligt klassificeres som inducerbare operoner og undertrykkelige operoner. Derfor, da operonet består af flere gener, giver det anledning til et polycistronisk mRNA efter afslutningen af transkriptionen.
Der er to hovedoperoner studeret i prokaryoter; den inducerbare Lac-operon og den undertrykkelige Trp-operon. Strukturen af en operon studeres typisk med hensyn til lac-operonen. Lac-operonet er sammensat af en promotor, operator og tre gener, nemlig Lac Z, Lac Y og Lac A. Disse tre gener koder for tre enzymer, der er involveret i laktosemetabolisme i mikrober. Lac Z koder for Beta-galactosidase, Lac Y koder for Beta – galactosid permease og Lac A koder for Beta – galactosid transacetylase. Alle tre enzymer hjælper med nedbrydning og transport af laktose. I nærvær af lactose dannes forbindelsen allolactose, der binder til lac-repressoren, hvilket tillader RNA-polymerasevirkning at fortsætte og resultere i transskription af generne. I fravær af lactose er lac-repressoren bundet til operatøren, hvorved aktiviteten af RNA-polymerase blokeres. Der syntetiseres således ikke noget mRNA. Lac-operonen fungerer således som en inducerbar operon, hvor operonen er funktionel, når substratet laktose er til stede.
Til sammenligning er trp-operonen en undertrykkelig operon. Trp operon koder for fem enzymer, der kræves i syntesen af tryptofan, som er en essentiel aminosyre. Aktiviteten af trp-operon er således aktiv hele tiden. Når der er et overskud af tryptofan, hæmmes operonet, således kendt som en undertrykkelig operon. Dette vil resultere i hæmning af tryptofanproduktion, indtil en homøostatisk tilstand nås.
Figur 01: Operan
Derfor er både lac-operon og trp-operon involveret i genregulering og deltager derved i at bevare cellernes energi og opretholde nøjagtigheden af cellulære aktiviteter på et molekylært niveau.
Hvad er en Regulon?
Reguloner, blev også tidligere identificeret i bakterier, hvor en klynge af operoner blev navngivet som et regulon. På nuværende tidspunkt er et regulon et DNA-fragment eller en genetisk enhed, der er under kontrol af et fælles regulerende gen. Derfor er et nyt regulatorgen mere end promotoren og operatøren involveret i regulon-genekspression. Dette observeres nu overvejende hos eukaryoter. Den genetiske enhed er sammensat af en ikke-sammenhængende gruppe af gener. Derfor er disse gener ikke placeret i en bestemt, bestemt rækkefølge og kan fordeles i hele eukaryoternes genom.
Figur 02: Regulon
I prokaryote bakterier omtales Regulon som en flok operoner, der opererer sammen. Et Regulon er hovedsageligt kategoriseret som et modulon eller et stimulon. Et modulon reagerer på alle typer stress og forhold, hvorimod et stimulon kun reagerer på miljøændringer eller stimuli. De prokaryote eksempler på Regulon observeres i fosfatregulering og i reguleringen af reaktioner på varmechokbelastninger via sigma-faktorer. I eukaryoter er disse reguloner involveret i at kontrollere translation via binding af translationsfaktorer, der enten inducerer eller hæmmer translationsprocessen i eukaryoter.
Hvad er lighederne mellem Operon og Regulon?
- Både Operon og Regulon er involveret i reguleringen af genekspression.
- Både Operon og Regulon er sammensat af DNA.
- Både Operon og Regulon reguleres af inducere, repressorer eller stimulatorer.
Hvad er forskellen mellem operon og Regulon?
Operon vs Regulon |
|
| Operon er en funktionel DNA-enhed i prokaryoter, der består af flere gener, der reguleres af en enkelt promotor og en operator. | Regulon er en funktionel genetisk enhed, der er sammensat af en ikke-sammenhængende gruppe af gener, der er reguleret af et enkelt regulatorisk molekyle. |
| Fundet i | |
| Overvejende operoner findes i prokaryoter. | Overvejende reguloner findes i eukaryoter. |
| Genarrangement | |
| Generne er arrangeret sammenhængende i en operon. | Det er ikke nødvendigt at arrangere gener på en sammenhængende måde i regulon. De kan arrangeres noncontiguos måde til regulering. |
| Typer | |
| Operoner er to typer; inducerbar eller undertrykkelig. | Reguloner kan være modulon eller en stimulon. |
| Eksempler | |
| trp -operon, ara -operon, hans – operon, vol –operon er eksempler på operoner. | Ada regulon, CRP regulon og FNR regulon, er eksempler på reguloner. |
Opsummering – Operon vs Regulon
Operoner er Reguloner involverer i reguleringen af genekspression. Selvom begge disse reguleringsmekanismer blev observeret i prokaryoter oprindeligt, blev reguloner derefter fundet at overvejende til stede i eukaryoter. De viste sig at have en regulerende rolle i den eukaryote gentransskription og translation. Operaner er hovedsageligt enten inducerbare eller undertrykkelige. De er sammensat af en gruppe gener, der indeholder en enkelt promotor og en enkelt operator, hvorimod et regulatorisk gen i regulonet er involveret i at kontrollere et sæt ikke-sammenhængende gener i eukaryoter. Dette er forskellen mellem operon og regulon.
