Avainero – indusoitava vs tukahduttava operoni
Operoni on genomisen DNA:n toimiva yksikkö, joka sisältää joukon geenejä yhden promoottorin ohjauksessa. Geenisäätely saavutetaan ohjaamalla operonia induktion tai repression kautta. Operoneja on kahta tyyppiä: indusoitavia operoneja ja repressoitavia operoneja. Indusoituva operoni on operonityyppi, joka kytkeytyy päälle substraattikemikaalin eli indusoijan vaikutuksesta. Repressoitavissa operonissa säätelyn suorittaa kemiallinen aine, joka tunnetaan rinnakkaisrepressorina ja joka on normaalisti kyseisen metabolisen reitin lopputuote. Tämä on avainero indusoituvien ja repressoitavien operonien välillä.
Mitä operonit ovat?
Operon on rakenteellisten geenien klusteri, jota ilmentää tai ohjaa yksi promoottori ja jota pidetään genomisen DNA:n toiminnallisena yksikkönä. Operonissa on kolme komponenttia. Ne ovat promoottori, operaattori ja geenit. Geenien geneettiset koodit muunnetaan mRNA-sekvensseiksi prosessilla, jota kutsutaan transkriptioksi. Operoni tuottaa yhden yksikön mRNA-sekvenssejä, jotka myöhemmin muunnetaan erillisiksi proteiineiksi, enimmäkseen entsyymeiksi, jotka osallistuvat aineenvaihduntareitteihin. Aluksi operoneja löydettiin prokaryooteista, mutta myöhemmin niitä löydettiin myös eukaryooteista. Prokaryoottiset ja eukaryoottiset operonit johtavat polykistronisten mRNA:iden ja monokistronisten mRNA:iden syntymiseen, vastaavasti. Operoneja löytyy myös bakteriofageista (viruksia tartuttavia bakteereja).
Mitä ovat indusoituvat operonit?
Indusoituva operoni on geenijärjestelmä, joka koodaa vastaavan määrän entsyymejä, jotka liittyvät kataboliseen reittiin. Se on indusoitavissa, kun tämän reitin metaboliitti/substraatti aktivoi tiettyjä entsyymejä koodaavien geenien transkription. Tämä aktivointi voi johtua repressorista, kun se on inaktivoitu tai toimii yhteistyössä. Indusoituva operoni kytketään päälle indusoijalla. Indusoituva operoni koostuu komponenteista, kuten rakennegeeneistä, operaattorigeenistä, promoottorigeenistä, säätelijägeenistä, repressorista ja indusoijasta. Indusoituvat operonit koostuvat yhdestä tai useammasta rakennegeenistä. Lac-operoni on paras esimerkki indusoitavasta operonista.
Kuva 01: Indusoituva operoni – Lac-operoni
Se sisältää kolme rakennegeeniä; Z, Y ja A, jotka transkriptoivat mRNA:n ja kääntävät mRNA:n kolmeksi entsyymiksi galaktosidaasiksi, laktoosipermeaasiksi ja transasetylaasiksi, vastaavasti. Operaattorigeeni sijaitsee rakennegeenien vieressä ja ohjaa niiden toimintaa.
Mitä ovat tukahdutettavat operonit?
Repressoitavaa operonia säädellään kemiallisen aineen, joka tunnetaan nimellä rinnakkaisrepressori, läsnä ollessa. Apurepressori on aina aineenvaihduntareitin lopputuote. Apurepressorin läsnä ollessa operonin sanotaan sammuneen. Tryptofaanioperoni (trp-operoni) on esimerkki repressoitavasta operonista. Rakenteelliset geenit, säätelijägeeni, operaattorigeeni, promoottorigeeni ja rinnakkaisrepressori sisältyvät trp-operoniin. trp-operoni koostuu viidestä rakennegeenistä, jotka transkriptoivat mRNA:ita, jotka myöhemmin transloidaan ja koodataan proteiineille, jotka toimivat entsyymeinä.
Kuva 02: Repressorioperoni – tryptofaanioperoni
Rakennegeenejä säätelevät spesifiset operaattorigeenit, jotka ovat läsnä osana trp-operonia. Korepressori tuotetaan lopputuotteena aineenvaihduntareitin kautta, joka tapahtuu solussa tai voi päästä soluun ulkopuolelta. Apurepressorin pitoisuus on suoraan verrannollinen transkription säätelyyn solun sisällä. Apo-repressorikonsentraation kasvaessa muodostuu apo-repressori- ja rinnakkaisrepressorikompleksi. Apo-repressori on proteiini, ja sitä koodaa operonissa oleva säätelijägeeni. Tämä kompleksi sitoutuu operaattorialueeseen ja pysäyttää rakennegeenien transkription. Matalalla rinnakkaisrepressoripitoisuudella estetään apo-repressori- ja operaattorigeenin yhdistäminen. Tämä mahdollistaa rinnakkaisrepressorin muodostumisen jatkumisen. Apo-repressori- ja rinnakkaisrepressorikompleksi yhdistyvät operaattorigeenin kanssa ja sammuttaa geeniekspression. Tämä estää transkriptioprosessin ja estää siten entsyymien synteesin.
Mitä yhtäläisyyksiä indusoitavan ja tukahduttavan operonin välillä on?
- Indusoituvat ja repressoitavat operonit sisältävät rakennegeenejä, joilla on samanlaiset toiminnot, ja niitä ohjaa yksi promoottori.
- Molemmat operonityypit koostuvat negatiivisen kontrollin säätelyjärjestelmästä, jota ohjaa repressori.
- Repressori on koodattu kahdessa operonissa olevien säätelygeenien toimesta, ja kun repressori on kiinnitetty operaattoriin, se estää transkription.
Mitä eroa on indusoitavan ja tukahduttavan operonin välillä?
Indusoituva vs. tukahduttava operoni |
|
| Indusoitavissa operoneissa geenit pidetään kytkettyinä, kunnes tietty metaboliitti inaktivoi repressorin. | Repressoitavissa operoneissa geenit pidetään kytkettyinä, kunnes tietty metaboliitti aktivoi repressorin. |
| Metabolic Pathway | |
| Indusoituvat operonit toimivat katabolisissa reiteissä. | Repressoitavat operonit toimivat anabolisissa reiteissä. |
| Entsyymisynteesi | |
| Reitissä käytetyt ravinteet aktivoivat entsyymisynteesiä. | Tuotannon katkaisevat reitin lopputuotteet, jotka estävät entsyymisynteesin. |
| Esimerkkejä | |
| Lac-operoni on indusoituva operoni. | Trp-operoni on tukahdutettava operoni. |
Yhteenveto – Indusoitava vs tukahduttava operoni
Operoni on geeniryhmä, jota ohjaa yksi promoottori. Ne ovat kahden tyyppisiä operoneja suorittamiensa toimintojen mukaan. Ne ovat indusoituvia operoneja ja repressoitavia operoneja. Indusoituvaa operonia säätelee aineenvaihduntareitillä läsnä oleva substraatti, kun taas repressoituvaa operonia säätelee metabolisen lopputuotteen läsnäolo, joka tunnetaan rinnakkaisrepressorina. Tämä on tärkein ero indusoituvan ja repressorioperonin välillä.
Lataa PDF-versio Inducible vs Repressible Operonista
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä. Ero indusoitavan ja tukahduttavan operonin välillä.
