Belangrijkste verschil - Operon versus Regulon
Het operon is een functionele DNA-eenheid in prokaryoten en bestaat uit verschillende genen die worden gereguleerd door een enkele promotor en een operator. Regulon is een functionele genetische eenheid die is samengesteld uit een niet-aaneengesloten groep genen die wordt gereguleerd door een enkel regulerend molecuul. Het belangrijkste verschil tussen de Operon en de Regulon is de aaneengesloten of niet-aaneengesloten aard van genen. Gencluster van een operon is aangrenzend gelokaliseerd, terwijl de genen van een regulon niet-aangrenzend kunnen worden gelokaliseerd.
Regulatie van genexpressie in prokaryoten en eukaryoten vindt plaats met behulp van verschillende mechanismen. Prokaryoten gebruiken het concept van operon om hun genexpressie te reguleren, terwijl eukaryoten het concept van een regulon gebruiken voor hun genregulatie.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is een Operon
3. Wat is een Regulon
4. Overeenkomsten tussen Operon en Regulon
5. Vergelijking zij aan zij - Operon versus Regulon in tabelvorm
6. Samenvatting
Wat is een operon?
Operons worden voornamelijk en voornamelijk aangetroffen in prokaryoten, hoewel er zeer recente ontdekkingen zijn waarbij operons werden gezien in sommige eukaryoten, waaronder nematoden (C. elegans). Een operon is samengesteld uit verschillende genen die worden gereguleerd door een gemeenschappelijke promotor en een gemeenschappelijke operator. Het operon wordt gereguleerd door repressoren en inductoren. De operons kunnen dus voornamelijk worden geclassificeerd als induceerbare operons en onderdrukbare operons. Omdat het operon uit meerdere genen bestaat, geeft het daarom aanleiding tot een polycistronisch mRNA na voltooiing van de transcriptie.
Er zijn twee hoofdoperons die in prokaryoten worden bestudeerd; het induceerbare Lac-operon en het onderdrukbare Trp-operon. De structuur van een operon wordt typisch bestudeerd met betrekking tot het lac operon. Het lac operon is samengesteld uit een promotor, operator en drie genen, namelijk Lac Z, Lac Y en Lac A. Deze drie genen coderen voor drie enzymen die betrokken zijn bij het lactosemetabolisme in microben. Lac Z codeert voor Beta-galactosidase, Lac Y codeert voor Beta-galactoside permease en Lac A codeert voor Beta-galactoside transacetylase. Alle drie de enzymen helpen bij de afbraak en het transport van lactose. Aldus wordt in de aanwezigheid van lactose de verbinding allolactose gevormd die zich bindt aan de lac-repressor waardoor de werking van RNA-polymerase kan plaatsvinden en resulteren in de transcriptie van de genen. Bij afwezigheid van lactose is de lac-repressor gebonden aan de operator,waardoor de activiteit van RNA-polymerase wordt geblokkeerd. Er wordt dus geen mRNA gesynthetiseerd. Het lac-operon werkt dus als een induceerbaar operon, waarbij het operon functioneel is wanneer het substraat lactose aanwezig is.
Ter vergelijking: het trp-operon is een onderdrukbaar operon. Trp-operon codeert voor vijf enzymen die nodig zijn bij de synthese van tryptofaan, een essentieel aminozuur. De activiteit van trp-operon is dus de hele tijd actief. Wanneer er een teveel aan tryptofaan is, wordt het operon geremd, dus bekend als een onderdrukbaar operon. Dit zal resulteren in de remming van de tryptofaanproductie totdat een homeostatische toestand is bereikt.
Figuur 01: Operon
Daarom zijn zowel lac operon als het trp-operon betrokken bij genregulatie en nemen daardoor deel aan het behoud van de energie van cellen en het handhaven van de nauwkeurigheid van cellulaire activiteiten op moleculair niveau.
Wat is een Regulon?
Regulons werden eerder ook in bacteriën geïdentificeerd, waar een cluster van operons een regulon werd genoemd. Momenteel is een regulon een DNA-fragment of een genetische eenheid die onder controle staat van een algemeen regulerend gen. Daarom is, meer dan de promotor en de operator, een nieuw regulatorgen betrokken bij de expressie van regulongen. Dit wordt nu voornamelijk waargenomen bij eukaryoten. De genetische eenheid is samengesteld uit een niet-aaneengesloten groep genen. Daarom zijn deze genen niet in een specifieke, bepaalde volgorde geplaatst en kunnen ze door het genoom van de eukaryoten worden verspreid.
Figuur 02: Regulon
In prokaryote bacteriën wordt Regulon een groep operons genoemd die samen werken. Een Regulon wordt voornamelijk gecategoriseerd als een modulon of een stimulon. Een modulon reageert op alle soorten stress en omstandigheden, terwijl een stimulon alleen reageert op veranderingen of stimuli uit de omgeving. De prokaryotische voorbeelden van Regulon worden waargenomen bij fosfaatregulatie en bij de regulering van reacties op hitteschokspanningen via sigmafactoren. In eukaryoten zijn deze regulonen betrokken bij het beheersen van translatie via de binding van translatiefactoren die het translatieproces in eukaryoten induceren of remmen.
Wat zijn de overeenkomsten tussen Operon en Regulon?
- Zowel Operon als Regulon zijn betrokken bij de regulatie van genexpressie.
- Zowel Operon als Regulon zijn samengesteld uit DNA.
- Zowel Operon als Regulon worden gereguleerd door inductoren, repressoren of stimulatoren.
Wat is het verschil tussen Operon en Regulon?
Diff Artikel Midden voor Tafel
Operon tegen Regulon |
|
| Operon is een functionele DNA-eenheid in prokaryoten die bestaat uit verschillende genen die worden gereguleerd door een enkele promotor en een operator. | Regulon is een functionele genetische eenheid die is samengesteld uit een niet-aaneengesloten groep genen die worden gereguleerd door een enkel regulerend molecuul. |
| Gevonden in | |
| Overwegend operons worden gevonden in prokaryoten. | Overwegend regulonen worden gevonden in eukaryoten. |
| Gene regeling | |
| Genen zijn aaneengesloten gerangschikt in een operon. | Genen hoeven niet aaneengesloten in regulon te worden gerangschikt. Ze kunnen voor regulering op een niet-aangrenzende manier worden gerangschikt. |
| Types | |
| Operons zijn twee soorten; induceerbaar of onderdrukbaar. | Regulons kunnen een modulon of een stimulon zijn. |
| Voorbeelden | |
| trp -operon, ara -operon, his - operon, vol -operon zijn voorbeelden voor operons. | Ada regulon, CRP regulon en FNR regulon, zijn voorbeelden voor regulonen. |
Samenvatting - Operon versus Regulon
Operons zijn Regulons die betrokken zijn bij de regulatie van genexpressie. Hoewel beide regulerende mechanismen aanvankelijk werden waargenomen in prokaryoten, bleken regulonen vervolgens voornamelijk aanwezig te zijn in eukaryoten. Ze bleken een regulerende rol te spelen bij de eukaryote gentranscriptie en translatie. Operons zijn voornamelijk induceerbaar of onderdrukbaar. Ze zijn samengesteld uit een groep genen die een enkele promotor en een enkele operator bevatten, terwijl in het regulon een regulerend gen betrokken is bij het beheersen van een reeks niet-aaneengesloten genen in eukaryoten. Dit is het verschil tussen operon en regulon.
