Unterschied zwischen Operon und Regulon

Schlüsseldifferenz - Operon gegen Regulon
 

Das Operon ist eine funktionelle DNA-Einheit in Prokaryoten, die aus mehreren Genen besteht, die von einem einzigen Promotor und einem Operator reguliert werden. Regulon ist eine funktionelle genetische Einheit, die aus einer nicht zusammenhängenden Gruppe von Genen besteht, die von einem einzelnen regulatorischen Molekül reguliert werden. Das Hauptunterschied zwischen dem Operon und dem Regulon ist die zusammenhängende oder nicht zusammenhängende Natur von Genen. Der Gencluster eines Operons ist zusammenhängend lokalisiert, während die Gene eines Regulons nicht zusammenhängend lokalisiert werden können.

Die Regulation der Genexpression in Prokaryoten und Eukaryoten erfolgt unter Verwendung verschiedener Mechanismen. Prokaryoten verwenden das Konzept des Operons, um ihre Genexpression zu regulieren, während Eukaryoten das Konzept eines Regulons für ihre Genregulation verwenden.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist ein Operon?
3. Was ist ein Regulon?
4. Ähnlichkeiten zwischen Operon und Regulon
5. Side-by-Side-Vergleich - Operon und Regulon in Tabellenform
6. Zusammenfassung

Was ist ein Operon??

Operone sind vorwiegend und hauptsächlich in Prokaryoten zu finden, obwohl es erst kürzlich Entdeckungen gab, bei denen Operone in einigen Eukaryonten einschließlich Nematoden beobachtet wurden (C. elegans). Ein Operon besteht aus mehreren Genen, die durch einen gemeinsamen Promotor und einen gemeinsamen Operator reguliert werden. Das Operon wird durch Repressoren und Induktoren reguliert. Daher können die Operonen hauptsächlich als induzierbare Operatoren und unterdrückbare Operonen klassifiziert werden. Da das Operon aus mehreren Genen besteht, entsteht daher nach Abschluss der Transkription eine polycistronische mRNA.

Es gibt zwei Hauptoperonen, die in Prokaryoten untersucht wurden. das induzierbare Lac-Operon und das unterdrückbare Trp-Operon. Die Struktur eines Operons wird typischerweise in Bezug auf das lac-Operon untersucht. Das lac operon besteht aus einem Promotor, Operator und drei Genen, nämlich Lac Z, Lac Y und Lac A. Diese drei Gene kodieren für drei Enzyme, die am Laktosestoffwechsel in Mikroben beteiligt sind. Lac Z-Codes für Beta-Galactosidase, Lac Y-Codes für Beta-Galactosid-Permease und Lac A-Codes für Beta-Galactosid-Transacetylase. Alle drei Enzyme helfen beim Abbau und beim Transport von Laktose. Somit wird in Gegenwart von Lactose die Verbindung Allolactose gebildet, die an den lac-Repressor bindet, wodurch die RNA-Polymerase-Wirkung ablaufen kann und zur Transkription der Gene führt. In Abwesenheit von Laktose ist der lac-Repressor an den Operator gebunden, wodurch die Aktivität der RNA-Polymerase blockiert wird. Somit wird keine mRNA synthetisiert. Somit wirkt das lac-Operon als induzierbares Operon, wobei das Operon bei Vorhandensein des Substrats Lactose funktionsfähig ist.

Im Vergleich dazu ist die trp Operon ist ein unterdrückbarer Operon. Trp-Operon kodiert für fünf Enzyme, die für die Synthese von Tryptophan benötigt werden, einer essentiellen Aminosäure. Daher ist die Aktivität des Trp-Operons immer aktiv. Wenn Tryptophan im Überschuss vorhanden ist, wird das Operon inhibiert, was als unterdrückbares Operon bezeichnet wird. Dies führt zu einer Hemmung der Tryptophan-Produktion, bis ein homöostatischer Zustand erreicht ist.

Abbildung 01: Operon

Daher ist sowohl das lac-Operon als auch das trp-Operon an der Genregulation beteiligt und tragen somit dazu bei, die Energie der Zellen zu erhalten und die Genauigkeit der zellulären Aktivitäten auf molekularer Ebene aufrechtzuerhalten.

Was ist ein Regulon??

Regulons wurden zuvor auch in Bakterien identifiziert, wo ein Operon-Cluster als Regulon bezeichnet wurde. Gegenwärtig ist ein Regulon ein DNA-Fragment oder eine genetische Einheit, die unter der Kontrolle eines gemeinsamen regulatorischen Gens steht. Daher ist mehr als der Promotor und der Operator ein neues Regulatorgen an der Genexpression des Regulons beteiligt. Dies wird jetzt vorwiegend bei Eukaryoten beobachtet. Die genetische Einheit besteht aus einer nicht zusammenhängenden Gruppe von Genen. Daher sind diese Gene nicht in einer bestimmten, eindeutigen Reihenfolge angeordnet und können im gesamten Genom der Eukaryoten verteilt sein.

Abbildung 02: Regulon

In prokaryotischen Bakterien wird Regulon als a bezeichnet Bündeloperonen zusammen arbeiten. Ein Regulon wird hauptsächlich als Modulul oder Stimulon kategorisiert. EIN modulon reagiert auf alle Arten von Spannungen und Bedingungen, während a Stimulon reagiert nur auf Umweltveränderungen oder Reize. Die prokaryotischen Beispiele von Regulon werden bei der Phosphatregulierung und bei der Regulierung von Reaktionen auf Hitzeschockbelastungen über Sigmafaktoren beobachtet. In Eukaryoten sind diese Regulons an der Steuerung der Translation durch die Bindung von Translationsfaktoren beteiligt, die den Translationsprozess in Eukaryoten entweder induzieren oder hemmen.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Operon und Regulon?

• Sowohl Operon als auch Regulon sind an der Regulation der Genexpression beteiligt.
• Sowohl Operon als auch Regulon bestehen aus DNA.
• Sowohl Operon als auch Regulon werden durch Induktoren, Repressoren oder Stimulatoren reguliert.

Was ist der Unterschied zwischen Operon und Regulon?

Operon gegen Regulon
Operon ist eine funktionelle DNA-Einheit in Prokaryoten, die aus mehreren Genen besteht, die von einem einzigen Promotor und einem Operator reguliert werden.	Regulon ist eine funktionelle genetische Einheit, die aus einer nicht zusammenhängenden Gruppe von Genen besteht, die von einem einzelnen regulatorischen Molekül reguliert werden.
Gefunden in
Überwiegend werden Operonen in Prokaryoten gefunden.	In Eukaryonten findet man überwiegend Regulone.
Gen Arrangement
Gene sind in einem Operon zusammenhängend angeordnet.	Es ist nicht notwendig, dass Gene in regulon nebeneinander angeordnet sind. Sie können auf unverbindliche Weise zur Regelung angeordnet werden.
Typen
Operonen sind zwei Arten; induzierbar oder unterdrückbar.	Regulons können modulon oder stimulon sein.
Beispiele
trp -operon, ara -operon, his-operon, vol -operon sind Beispiele für Operonen.	Ada Regulon, CRP Regulon und FNR Regulon sind Beispiele für Regulons.

Zusammenfassung - Operon gegen Regulon

Operone sind Regulons, die an der Regulation der Genexpression beteiligt sind. Obwohl beide dieser Regulierungsmechanismen anfangs bei Prokaryoten beobachtet wurden, wurde festgestellt, dass Regulons überwiegend in Eukaryoten vorhanden waren. Es wurde festgestellt, dass sie eine regulatorische Rolle bei der Transkription und Translation des eukaryotischen Gens spielen. Operone sind hauptsächlich entweder induzierbar oder unterdrückbar. Sie setzen sich aus einer Gruppe von Genen zusammen, die einen einzelnen Promotor und einen einzigen Operator enthalten, während im Regulon ein regulatorisches Gen an der Kontrolle einer Reihe nicht zusammenhängender Gene in Eukaryoten beteiligt ist. Das ist der Unterschied zwischen Operon und Regulon.

Referenz:

1. Julian Culjkovic et al. "Kontrolle der Genexpression durch RNA-Regulons: Die Rolle des eukaryotischen Translationsinitiationsfaktors eIF4E." Cell Cycle (Georgetown, Texas)., US National Library of Medicine, 1. Januar 2007. Hier verfügbar 
2. "Genregulation: Operon-Theorie". Lumen. Hier verfügbar 

Bildhöflichkeit:

1.'Lac-Operon'von Barbarossa in der Wikipedia auf Niederländisch, (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia  
2. 'NIF REGULON' By By Bt09b020 - Eigene Arbeit, (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia