Diferența cheie – Operon vs Regulon
Operonul este o unitate funcțională de ADN la procariote, constă din mai multe gene care sunt reglementate de un singur promotor și un operator. Regulon este o unitate genetică funcțională care este compusă dintr-un grup necontiguu de gene reglate de o singură moleculă de reglare. Diferența cheie dintre Operon și Regulon este natura contiguă sau necontiguă a genelor. Grupul de gene al unui operon este localizat contigu, în timp ce genele unui regulon pot fi localizate necontiguu.
Reglarea expresiei genelor la procariote și eucariote are loc prin utilizarea unor mecanisme diferite. Procariotele folosesc conceptul de operon pentru a-și regla expresia genelor, în timp ce eucariotele folosesc conceptul de regulon pentru reglarea lor genică.
Ce este un Operon?
Operonii se găsesc predominant și în principal la procariote, deși există descoperiri foarte recente în care operonii au fost observați la unele eucariote, inclusiv la nematode (C. elegans). Un operon este compus din mai multe gene care sunt reglementate de un promotor comun și un operator comun. Operonul este reglat de represori și inductori. Astfel, operonii pot fi clasificați în principal ca operoni inductibili și operoni represibili. Prin urmare, deoarece operonul constă din mai multe gene, dă naștere unui ARNm policistronic la finalizarea transcripției.
Există doi operoni principali studiati la procariote; operonul Lac inductibil și operonul Trp represibil. Structura unui operon este de obicei studiată în raport cu operonul lac. Operonul lac este compus dintr-un promotor, operator și trei gene și anume Lac Z, Lac Y și Lac A. Aceste trei gene codifică trei enzime care sunt implicate în metabolismul lactozei la microbi. Codurile Lac Z pentru Beta-galactozidază, codurile Lac Y pentru Beta – permeaza galactozidă și codurile Lac A pentru Beta – transacetilază galactozidă. Toate cele trei enzime ajută la degradarea și transportul lactozei. Astfel, în prezența lactozei, se formează compusul alolactoză care se leagă de represorul lac permițând acțiunii ARN polimerazei să continue și să aibă ca rezultat transcrierea genelor. În absența lactozei, represorul lac este legat de operator, blocând astfel activitatea ARN polimerazei. Astfel, nu se sintetizează ARNm. Astfel, operonul lac acţionează ca un operon inductibil, unde operonul este funcţional atunci când este prezentă lactoza substratului.
În comparație, operonul trp este un operon represibil. Operonul Trp codifică pentru cinci enzime necesare pentru sinteza triptofanului, care este un aminoacid esențial. Astfel, activitatea operonului trp este activă tot timpul. Când există un exces de triptofan, operonul este inhibat, cunoscut astfel ca operon represibil. Acest lucru va duce la inhibarea producției de triptofan până la atingerea unei stări homeostatice.
Figura 01: Operon
De aceea, atât operonul lac, cât și operonul trp sunt implicați în reglarea genelor și, prin urmare, participă la conservarea energiei celulelor și la menținerea acurateței activităților celulare la nivel molecular.
Ce este un Regulon?
Reguloni, au fost identificați anterior și în bacterii, unde un grup de operoni a fost numit regulon. În prezent, un regulon este un fragment de ADN sau o unitate genetică care se află sub controlul unei gene regulatoare comune. Prin urmare, mai mult decât promotorul și operatorul, o nouă genă reglatoare este implicată în expresia genei regulon. Acest lucru este observat acum predominant la eucariote. Unitatea genetică este compusă dintr-un grup necontiguu de gene. Prin urmare, aceste gene nu sunt plasate într-o ordine specifică, definită și pot fi distribuite în întregul genomul eucariotelor.
Figura 02: Regulon
În bacteriile procariote, Regulon este denumit un grup de operoni care funcționează împreună. Un Regulon este clasificat în principal ca un modulon sau un stimulon. Un modulon răspunde la toate tipurile de stres și condiții, în timp ce un stimulon răspunde doar la schimbările sau stimulii de mediu. Exemplele procariote de Regulon sunt observate în reglarea fosfatului și în reglarea răspunsurilor la solicitările de șoc termic prin intermediul factorilor sigma. La eucariote, acești reguloni sunt implicați în controlul translației prin legarea factorilor de translație care fie induc, fie inhibă procesul de translație la eucariote.
Care sunt asemănările dintre Operon și Regulon?
- Atât Operon, cât și Regulon sunt implicați în reglarea expresiei genelor.
- Atât Operon, cât și Regulon sunt compuse din ADN.
- Atât Operon, cât și Regulon sunt reglementate de inductori, represori sau stimulatori.
Care este diferența dintre Operon și Regulon?
Operon vs Regulon |
|
| Operonul este o unitate funcțională de ADN la procariote care constă din mai multe gene care sunt reglementate de un singur promotor și un operator. | Regulon este o unitate genetică funcțională care este compusă dintr-un grup necontiguu de gene care sunt reglementate de o singură moleculă de reglare. |
| Găsit în | |
| În procariote se găsesc predominant operonii. | Regulonii se găsesc predominant la eucariote. |
| Aranjament genetic | |
| Genele sunt aranjate în mod contiguu într-un operon. | Genele nu sunt necesare pentru a fi aranjate în mod contiguu în regulon. Ele pot fi aranjate în mod necontiguos pentru reglementare. |
| Tipuri | |
| Operonii sunt de două tipuri; inductibil sau reprimabil. | Regulonii pot fi modulon sau stimuli. |
| Exemple | |
| trp -operon, ara -operon, his – operon, vol –operon sunt exemple pentru operoni. | Ada regulon, CRP regulon și FNR regulon sunt exemple de regulon. |
Rezumat – Operon vs Regulon
Operonii sunt Regulonii implicați în reglarea expresiei genelor. Deși ambele mecanisme de reglare au fost observate inițial la procariote, apoi s-a constatat că regulonii sunt prezenți predominant la eucariote. S-a descoperit că au un rol de reglare în transcrierea și traducerea genei eucariote. Operonii sunt în principal fie inductibili, fie reprimabili. Ele sunt compuse dintr-un grup de gene care conțin un singur promotor și un singur operator, în timp ce, în regulon, o genă reglatoare este implicată în controlul unui set de gene necontigue la eucariote. Aceasta este diferența dintre operon și regulon.
