Klíčový rozdíl – regulace pozitivních a negativních genů
Genová regulace je proces kontroly genů, které jsou exprimovány v buněčné DNA. Řízením genové exprese mohou buňky řídit produkci funkčních proteinů v buňkách. Některé geny jsou zapnuté, zatímco některé jsou vypnuty podle požadavku. Genovou regulaci lze provádět od dostupnosti DNA, přes produkci mRNA až po zpracování proteinů. Různé geny jsou řízeny v různých bodech genové exprese; například regulace struktury chromatinu, úroveň transkripce a úroveň zpracování RNA atd. Pozitivní a negativní genová regulace jsou dva procesy regulace genů, ve kterých jsou geny exprimovány a geny jsou potlačovány. Klíčový rozdíl mezi pozitivní a negativní genovou expresí spočívá v tom, že při pozitivní genové regulaci se transkripční faktor váže na promotor genu a usnadňuje vazbu RNA polymerázy k transkriptu genu, zatímco při negativní genové regulaci se represorový protein váže na operátor genu. gen a brání genové expresi.
Co je to pozitivní genová regulace?
Transkripce je počátečním krokem genové exprese. Stává se to pouze tehdy, když je ke genu připojena RNA polymeráza. Pokud toto připojení selže, genová exprese není možná; genová exprese tedy může být regulována. Vazba RNA polymerázy s DNA je indukována transkripčními faktory přítomnými v jádře. Transkripční faktor je protein, který je nedílnou součástí genové exprese. Tento faktor by se měl vázat s promotorovou oblastí genu, aby se aktivovala genová exprese rekrutováním RNA polymerázy do templátové DNA. Transkripční faktor může pracovat samostatně nebo s jinými proteiny a regulovat rychlost genové exprese podporou nebo blokováním enzymu RNA polymerázy, který katalyzuje syntézu mRNA.
Pozitivní genová regulace je proces, který vede geny k expresi a tvorbě proteinů, které kódují. Stává se to v důsledku vazby transkripčního faktoru na promotor a rekrutování RNA polymerázy k zahájení transkripce. cAMP-CRP komplex je aktivátorem pozitivní regulace genu β-galaktosidázy.
Obrázek 01: Regulace pozitivních genů
Co je regulace negativních genů?
Exprese genů může být blokována určitými proteiny přítomnými v buňkách. Působí jako inhibitory aktivace genu. Jsou známé jako represorové proteiny. Represor je protein, který se váže na místo operátoru genu nebo promotoru a zastavuje transkripci. Negativní genová regulace je tedy proces, při kterém je genům zabráněno v expresi a produkci proteinů. Vazba represorových proteinů do promotorové oblasti genu inhibuje gen blokováním RNA polymerázy na začátku. Příslušný gen může být exprimován k vytvoření proteinu pouze tehdy, když represor chybí. Tryptofan je běžná represorová molekula zapojená do negativní genové regulace.
Obrázek 02: Regulace negativních genů
Jaký je rozdíl mezi regulací pozitivních a negativních genů?
Regulace pozitivních vs negativních genů |
|
| Pozitivní genová regulace je proces, díky kterému geny exprimují a syntetizují proteiny. | Negativní genová regulace je proces, který potlačuje genovou expresi. |
| Zúčastněné faktory | |
| Pozitivní kontrola se provádí aktivátorem nebo vazbou transkripčního faktoru s oblastí promotoru. | Negativní kontrola se provádí vazbou represorového proteinu na místo promotoru nebo operátora genů. |
| Nábor RNA polymerázy | |
| RNA polymeráza je rekrutována k zahájení transkripce. | RNA polymeráza není rekrutována k zahájení transkripce. |
Shrnutí – regulace pozitivních vs negativních genů
Buňky obsahují svou genetickou informaci jako geny skryté v DNA. Geny exprimují a syntetizují proteiny a tento proces je známý jako genová exprese. Genová exprese je však v buňkách řízena, aby se zabránilo plýtvání energií a surovinami při syntéze proteinů, které jsou nežádoucí. Genová regulace může být provedena dvěma způsoby: pozitivní a negativní genovou regulací. Při pozitivní genové regulaci dochází k expresi genů díky vazbě transkripčního faktoru na promotor genu. Při negativní genové regulaci nejsou geny exprimovány kvůli vazbě represorových proteinů na operátorové místo genu. Toto je hlavní rozdíl mezi pozitivní a negativní genovou regulací.
