Unterschied zwischen induzierbarem und reprimierbarem Operon

Schlüsseldifferenz - induzierbar gegen repressibles Operon
 

Ein Operon ist eine funktionierende Einheit von genomischer DNA, die einen Cluster von Genen unter der Kontrolle eines einzelnen Promotors enthält. Die Genregulation wird durch die Kontrolle eines Operons durch Induktion oder Repression erreicht. Es gibt zwei Arten von Operonen: induzierbare und unterdrückbare Operons. Das induzierbare Operon ist eine Art von Operon, das von einer Substratchemikalie, d. H. Einem Induktor, eingeschaltet wird. In einem unterdrückbaren Operon wird die Regulierung durch eine chemische Substanz durchgeführt, die als Co-Repressor bekannt ist und normalerweise das Endprodukt dieses bestimmten Stoffwechselweges ist. Dies ist der Hauptunterschied zwischen induzierbaren und unterdrückbaren Operonen.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was sind Operons?
3. Was sind induzierbare Operons?
4. Was sind unterdrückbare Operons?
5. Ähnlichkeiten zwischen induzierbarem und unterdrückbarem Operon
6. Side-by-Side-Vergleich - Inducible vs Repressible Operon in tabellarischer Form
7. Zusammenfassung

Was sind Operons??

Operon ist ein Cluster von Strukturgenen, das von einem einzelnen Promotor exprimiert oder kontrolliert wird und als funktionelle Einheit von genomischer DNA betrachtet wird. Es gibt drei Komponenten in einem Operon. Sie sind Promotor, Operator und die Gene. Die genetischen Codes der Gene werden durch den Transkriptionsprozess in mRNA-Sequenzen umgewandelt. Ein Operon produziert eine einzelne Einheit von mRNA-Sequenzen, die später in separate Proteine ​​übersetzt werden, meist Enzyme, die an Stoffwechselwegen beteiligt sind. Anfänglich wurden Operonen in Prokaryoten entdeckt, später jedoch auch in Eukaryoten. Prokaryotische und eukaryotische Operone führen zur Entstehung von polycistronischen mRNAs bzw. monocistronischen mRNAs. Operone können auch auf Bakteriophagen (Bakterien infizierende Viren) gefunden werden.

Was sind induzierbare Operons??

Ein induzierbares Operon ist ein Gensystem, das eine äquivalente Menge von Enzymen codiert, die mit einem katabolischen Weg assoziiert sind. Es ist induzierbar, wenn ein Metabolit / Substrat in diesem Weg die Transkription der Gene aktiviert, die die jeweiligen Enzyme kodieren. Diese Aktivierung kann durch einen Repressor verursacht werden, wenn dieser inaktiviert oder kooperiert wird. Ein induzierbarer Operon wird von einem Induktor eingeschaltet. Ein induzierbares Operon besteht aus Komponenten wie Strukturgenen, Operatorgen, Promotorgen, Regulatorgen, Repressor und Induktor. Induzierbare Operone bestehen aus einem oder mehreren Strukturgenen. Das lac-Operon ist das beste Beispiel für ein induzierbares Operon.

Abbildung 01: Induzierbarer Operon - Lac Operon

Es enthält drei Strukturgene; Z, Y und A, die eine mRNA transkribieren und die mRNA in die drei Enzyme Galactosidase, Lactosepermease und Transacetylase übersetzen. Das Operator-Gen befindet sich neben Strukturgenen und steuert deren Funktion.

Was sind unterdrückbare Operons??

Der unterdrückbare Operon wird in Gegenwart einer als Co-Repressor bekannten chemischen Substanz reguliert. Ein Co-Repressor ist immer ein Endprodukt eines Stoffwechselweges. In Gegenwart eines Co-Repressors soll das Operon ausgeschaltet sein. Tryptophan-Operon (Trp-Operon) ist ein Beispiel für einen unterdrückbaren Operon. Strukturgene, Regulatorgen, Operatorgen, Promotorgen und Co-Repressor sind im trp-Operon enthalten. Das trp-Operon besteht aus fünf Strukturgenen, die mRNAs transkribieren, die später für Proteine, die als Enzyme fungieren, übersetzt und codiert werden.

Abbildung 02: Repressor-Operon - Tryptophan-Operon

Die Strukturgene werden durch spezifische Operatorgene reguliert, die als Teil des trp-Operons vorliegen. Der Co-Repressor wird als Endprodukt durch einen Stoffwechselweg produziert, der in der Zelle stattfindet oder von außen in die Zelle eindringen kann. Die Konzentration des Co-Repressors ist direkt proportional zur Regulation der Transkription innerhalb der Zelle. Mit dem Anstieg der Co-Repressor-Konzentration wird ein Apo-Repressor- und Co-Repressor-Komplex gebildet. Der Apo-Repressor ist ein Protein und wird durch das im Operon vorhandene Regulatorgen kodiert. Dieser Komplex bindet an die Operatorregion und stoppt die Transkription von Strukturgenen. Bei niedrigen Co-Repressor-Konzentrationen wird die Verbindung von Apo-Repressor und Operator-Gen verhindert. Dies ermöglicht die Fortsetzung der Bildung des Co-Repressors. Der Apo-Repressor- und Co-Repressor-Komplex verbindet sich mit dem Operator-Gen und deaktiviert die Genexpression. Dies verhindert den Transkriptionsprozess und stoppt damit die Synthese von Enzymen.

Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen induzierbarem und unterdrückbarem Operon??

• Induzierbare und reprimierbare Operone enthalten strukturelle Gene mit ähnlichen Funktionen und werden von einem einzigen Promotor gesteuert.
• Beide Arten von Operonen bestehen aus einem Negativkontrollregulierungssystem, das von einem Repressor gesteuert wird.
• Der Repressor wird durch die regulatorischen Gene kodiert, die in den beiden Operonen vorhanden sind. Sobald der Repressor an den Operator gebunden ist, verhindert er die Transkription.

Was ist der Unterschied zwischen induzierbarem und unterdrückbarem Operon??

Inducible vs Repressible Operon
In induzierbaren Operonen bleiben die Gene ausgeschaltet, bis ein bestimmter Metabolit den Repressor inaktiviert.	In repressiblen Operonen bleiben die Gene eingeschaltet, bis der Repressor von einem bestimmten Metaboliten aktiviert wird.
Stoffwechselweg
Die induzierbaren Operonen funktionieren in katabolischen Bahnen.	Die unterdrückbaren Operons funktionieren in anabolen Bahnen.
Enzymsynthese
Die Nährstoffe, die auf dem Weg verwendet werden, aktivieren die Enzymsynthese.	Die Produktion wird durch die Endprodukte des Weges abgeschaltet, die die Enzymsynthese unterdrücken.
Beispiele
Lac-Operon ist ein induzierbares Operon.	Trp-Operon ist ein repressibles Operon.

Zusammenfassung - Inducible vs Repressible Operon

Ein Operon ist ein Cluster von Genen, der von einem einzelnen Promotor gesteuert wird. Je nach den von ihnen ausgeführten Funktionen handelt es sich um zwei Arten von Operonen. Sie sind induzierbare Operons und unterdrückbare Operons. Das induzierbare Operon wird durch ein im Stoffwechselweg vorhandenes Substrat reguliert, während das unterdrückbare Operon durch das Vorhandensein eines als Co-Repressor bekannten metabolischen Endprodukts reguliert wird. Dies ist der Hauptunterschied zwischen induzierbarem und Repressoroperon.

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Verweise:

1. "Operon". Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc., n. D. Netz. Hier verfügbar. 06 Aug. 2017.
2. "Inducible Operon". Inducible Operon, Operator Gene, Promotor Gene | Tutorvista.com. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar.06 Aug. 2017.

Bildhöflichkeit:

1. "Trp Operon" von Becky Boone (CC BY-SA 2.0) über Flickr