Klíčový rozdíl – Operaon vs. Regulon
Operon je funkční jednotka DNA u prokaryot sestávající z několika genů, které jsou regulovány jedním promotorem a operátorem. Regulon je funkční genetická jednotka, která se skládá z nesouvislé skupiny genů regulovaných jedinou regulační molekulou. Klíčovým rozdílem mezi Operonem a Regulonem je souvislá nebo nesouvislá povaha genů. Genový shluk operonu je umístěn souvisle, zatímco geny regulonu mohou být umístěny nesouvisle.
Regulace genové exprese u prokaryot a eukaryot probíhá za použití různých mechanismů. Prokaryota používají koncept operonu k regulaci své genové exprese, zatímco eukaryota používají pro regulaci genu koncept regulonu.
Co je to operon?
Operony se vyskytují převážně a primárně u prokaryot, ačkoli existují velmi nedávné objevy, kdy byly operony pozorovány u některých eukaryot včetně hlístic (C. elegans). Operon se skládá z několika genů, které jsou regulovány společným promotorem a společným operátorem. Operon je regulován represory a induktory. Operony lze tedy klasifikovat hlavně jako indukovatelné operony a represibilní operony. Proto, protože operon sestává z více genů, dává vzniknout polycistronní mRNA po dokončení transkripce.
U prokaryot jsou studovány dva hlavní operony; indukovatelný Lac operon a represibilní Trp operon. Struktura operonu je typicky studována s ohledem na lac operon. Lac operon se skládá z promotoru, operátoru a tří genů, jmenovitě Lac Z, Lac Y a Lac A. Tyto tři geny kódují tři enzymy, které se podílejí na metabolismu laktózy u mikrobů. Lac Z kódy pro Beta-galaktosidázu, Lac Y kódy pro Beta – galaktosid permeázu a Lac A kódy pro Beta – galaktosid transacetylázu. Všechny tři enzymy pomáhají při degradaci a transportu laktózy. V přítomnosti laktózy se tedy tvoří sloučenina alolaktóza, která se váže na lac represor, což umožňuje pokračování akce RNA polymerázy a vede k transkripci genů. V nepřítomnosti laktózy je lac represor navázán na operátor, čímž blokuje aktivitu RNA polymerázy. Není tedy syntetizována žádná mRNA. Lac operon tedy působí jako indukovatelný operon, kde operon je funkční, když je přítomen substrát laktóza.
Pro srovnání, trp operon je potlačitelný operon. Trp operon kóduje pět enzymů potřebných při syntéze tryptofanu, který je esenciální aminokyselinou. Aktivita trp operonu je tedy aktivní po celou dobu. Při přebytku tryptofanu je operon inhibován, proto je znám jako represibilní operon. To bude mít za následek inhibici produkce tryptofanu, dokud nebude dosaženo homeostatického stavu.
Obrázek 01: Operon
Proto se jak lac operon, tak trp operon podílejí na genové regulaci, a tím se podílejí na zachování buněčné energie a udržování přesnosti buněčných aktivit na molekulární úrovni.
Co je Regulon?
Regulony byly dříve identifikovány také u bakterií, kde se shluk operonů jmenoval jako regulon. V současnosti je regulon fragment DNA nebo genetická jednotka, která je pod kontrolou společného regulačního genu. Proto se více než promotor a operátor podílí na expresi regulonového genu nový regulační gen. To je nyní pozorováno převážně u eukaryot. Genetická jednotka se skládá z nesouvislé skupiny genů. Proto tyto geny nejsou umístěny ve specifickém, určitém pořadí a mohou být distribuovány v celém genomu eukaryot.
Obrázek 02: Regulon
U prokaryotických bakterií je Regulon označován jako skupina operonů působících společně. Regulon je hlavně kategorizován jako modulon nebo stimulon. Modulon reaguje na všechny typy stresů a podmínek, zatímco stimulon reaguje pouze na změny nebo podněty prostředí. Prokaryotické příklady Regulonu jsou pozorovány při regulaci fosfátů a při regulaci reakcí na stres z tepelného šoku prostřednictvím sigma faktorů. U eukaryot se tyto regulony podílejí na řízení translace prostřednictvím vazby translačních faktorů, které buď indukují nebo inhibují proces translace u eukaryot.
Jaké jsou podobnosti mezi Operonem a Regulonem?
- Operon i Regulon se podílejí na regulaci genové exprese.
- Operon i Regulon se skládají z DNA.
- Operon i Regulon jsou regulovány induktory, represory nebo stimulátory.
Jaký je rozdíl mezi Operonem a Regulonem?
Operon vs Regulon |
|
| Operon je funkční jednotka DNA u prokaryot, která se skládá z několika genů, které jsou regulovány jedním promotorem a operátorem. | Regulon je funkční genetická jednotka, která se skládá z nesouvislé skupiny genů, které jsou regulovány jedinou regulační molekulou. |
| Nalezeno v | |
| Převážně operony se nacházejí u prokaryot. | Převážně regulony se nacházejí v eukaryotech. |
| Genové uspořádání | |
| Geny jsou uspořádány souvisle v operonu. | Geny nemusí být uspořádány souvisle v regulonu. Mohou být uspořádány nesouvislým způsobem pro regulaci. |
| Typy | |
| Operony jsou dva typy; indukovatelné nebo potlačitelné. | Regulony mohou být modulon nebo stimulon. |
| Příklady | |
| trp -operon, ara -operon, his – operon, vol –operon jsou příklady operonů. | Ada regulon, CRP regulon a FNR regulon jsou příklady pro regulony. |
Shrnutí – Operon vs. Regulon
Operony jsou Regulony, které se podílejí na regulaci genové exprese. Ačkoli oba tyto regulační mechanismy byly zpočátku pozorovány u prokaryot, pak bylo zjištěno, že regulony jsou převážně přítomné v eukaryotech. Bylo zjištěno, že mají regulační roli v transkripci a translaci eukaryotického genu. Operony jsou převážně buď indukovatelné nebo potlačitelné. Skládají se ze skupiny genů obsahujících jeden promotor a jeden operátor, zatímco v regulonu se regulační gen podílí na řízení sady nesouvislých genů v eukaryotech. Toto je rozdíl mezi operonem a regulonem.
