Avainero – Operon vs Regulon
Operoni on prokaryoottien toimiva DNA-yksikkö, joka koostuu useista geeneistä, joita säätelee yksi promoottori ja operaattori. Regulon on toiminnallinen geneettinen yksikkö, joka koostuu ei-yhtenäisestä geeniryhmästä, jota säätelee yksi säätelymolekyyli. Keskeinen ero operonin ja regulonin välillä on geenien vierekkäinen tai ei-jatkuva luonne. Operonin geeniryhmä sijaitsee vierekkäin, kun taas regulonin geenit voivat sijaita epäyhtenäisesti.
Geenien ilmentymisen säätely prokaryooteissa ja eukaryooteissa tapahtuu eri mekanismien avulla. Prokaryootit käyttävät operonin käsitettä säätelemään geenin ilmentymistä, kun taas eukaryootit käyttävät regulonin käsitettä geeninsä säätelyyn.
Mikä on operon?
Operoneja esiintyy pääasiassa ja ensisijaisesti prokaryooteissa, vaikkakin on aivan äskettäin tehty löytöjä, joissa operoneja on havaittu joissakin eukaryooteissa, mukaan lukien sukkulamadot (C. elegans). Operoni koostuu useista geeneistä, joita säätelee yhteinen promoottori ja yhteinen operaattori. Operonia säätelevät repressorit ja induktorit. Siten operonit voidaan luokitella pääasiassa indusoituviksi operoneiksi ja repressoitaviksi operoneiksi. Siksi, koska operoni koostuu useista geeneistä, se synnyttää monikistronisen mRNA:n transkription päätyttyä.
Prokaryooteissa tutkitaan kahta pääoperonia; indusoituva Lac-operoni ja repressoitava Trp-operoni. Operonin rakennetta tutkitaan tyypillisesti suhteessa lac-operoniin. Lac-operoni koostuu promoottorista, operaattorista ja kolmesta geenistä, nimittäin Lac Z:sta, Lac Y:stä ja Lac A:sta. Nämä kolme geeniä koodaavat kolmea entsyymiä, jotka osallistuvat mikrobien laktoosiaineenvaihduntaan. Lac Z koodaa beeta-galaktosidaasia, Lac Y koodaa beeta-galaktosidipermeaasia ja Lac A koodaa beeta-galaktosiditransasetylaasia. Kaikki kolme entsyymiä auttavat laktoosin hajoamisessa ja kuljettamisessa. Siten laktoosin läsnä ollessa muodostuu allolaktoosiyhdistettä, joka sitoutuu lac-repressoriin sallien RNA-polymeraasin toiminnan edetä ja johtaa geenien transkriptioon. Laktoosin puuttuessa lac-repressori sitoutuu operaattoriin, mikä estää RNA-polymeraasin aktiivisuuden. Siten mRNA:ta ei syntetisoidu. Siten lac-operoni toimii indusoituvana operonina, jossa operoni toimii, kun substraattilaktoosi on läsnä.
Verrattuna trp-operoni on tukahdutettava operoni. Trp-operoni koodaa viittä entsyymiä, joita tarvitaan välttämättömän aminohapon tryptofaanin synteesissä. Siten trp-operonin toiminta on aktiivista koko ajan. Kun tryptofaania on liikaa, operoni inhiboituu, joten se tunnetaan repressoitavana operonina. Tämä johtaa tryptofaanin tuotannon estymiseen, kunnes homeostaattinen tila saavutetaan.
Kuva 01: Operon
Siksi sekä lac-operoni että trp-operoni osallistuvat geenisäätelyyn ja osallistuvat siten solujen energian säästämiseen ja solujen toimintojen tarkkuuden ylläpitämiseen molekyylitasolla.
Mikä on Regulon?
Regulonit tunnistettiin aiemmin myös bakteereista, joissa operoniryhmä nimettiin reguloniksi. Tällä hetkellä reguloni on DNA-fragmentti tai geneettinen yksikkö, joka on yhteisen säätelygeenin hallinnassa. Siksi uusi säätelijägeeni osallistuu enemmän kuin promoottori ja operaattori regulonigeenin ilmentymiseen. Tämä havaitaan nykyään pääasiassa eukaryooteissa. Geneettinen yksikkö koostuu epäyhtenäisestä geeniryhmästä. Siksi näitä geenejä ei ole asetettu tiettyyn, määrättyyn järjestykseen, ja ne voivat jakautua eukaryoottien genomiin.
Kuva 02: Regulon
Prokaryoottisissa bakteereissa Regulonia kutsutaan operoneiksi, jotka toimivat yhdessä. Regulon luokitellaan pääasiassa moduloniksi tai stimuloniksi. Moduloni reagoi kaikentyyppisiin stressiin ja olosuhteisiin, kun taas ärsyke vain ympäristön muutoksiin tai ärsykkeisiin. Regulonin prokaryoottisia esimerkkejä havaitaan fosfaattisäätelyssä ja lämpösokkirasituksen vasteiden säätelyssä sigmatekijöiden kautta. Eukaryooteissa nämä regulonit osallistuvat translaation säätelyyn sitoutumalla translaatiotekijöihin, jotka joko indusoivat tai estävät translaatioprosessia eukaryooteissa.
Mitä yhtäläisyyksiä Operonilla ja Regulonilla on?
- Sekä Operon että Regulon osallistuvat geenien ilmentymisen säätelyyn.
- Sekä Operon että Regulon koostuvat DNA:sta.
- Sekä Operonia että Regulonia säätelevät induktorit, repressorit tai stimulaattorit.
Mitä eroa Operonilla ja Regulonilla on?
Operon vs Regulon |
|
| Operon on prokaryoottien toimiva DNA-yksikkö, joka koostuu useista geeneistä, joita säätelee yksi promoottori ja operaattori. | Regulon on toiminnallinen geneettinen yksikkö, joka koostuu ei-yhtenäisestä geeniryhmästä, jota säätelee yksi säätelymolekyyli. |
| Löytyy: | |
| Pääasiassa operoneja löytyy prokaryooteista. | Eukaryooteissa on pääasiassa reguloneja. |
| Geenijärjestely | |
| Geenit on järjestetty vierekkäin operoniin. | Genejä ei tarvitse järjestää vierekkäin regulonissa. Ne voidaan järjestää epäjatkuvasti säätelyä varten. |
| Tyypit | |
| Operoneja on kahta tyyppiä; indusoitavissa tai tukahduttavissa. | Regulonit voivat olla moduloneja tai stimuloneja. |
| Esimerkkejä | |
| trp -operoni, ara -operoni, hänen – operoni, vol –operoni ovat esimerkkejä operoneista. | Ada-reguloni, CRP-reguloni ja FNR-reguloni ovat esimerkkejä reguloneista. |
Yhteenveto – Operon vs Regulon
Operonit ovat reguloneja, jotka osallistuvat geeniekspression säätelyyn. Vaikka molempia näitä säätelymekanismeja havaittiin alun perin prokaryooteissa, regulonien havaittiin sitten olevan pääasiassa eukaryooteissa. Niillä havaittiin säätelevä rooli eukaryoottisten geenien transkriptiossa ja translaatiossa. Operonit ovat pääasiassa joko indusoitavia tai tukahduttavia. Ne koostuvat ryhmästä geenejä, jotka sisältävät yhden promoottorin ja yhden operaattorin, kun taas regulonissa säätelygeeni osallistuu joukon ei-vierekkäisten geenien säätelyyn eukaryooteissa. Tämä on ero operonin ja regulonin välillä.
