Operon là một đơn vị DNA chức năng trong sinh vật nhân sơ bao gồm một số gen được quy định bởi một nhà quảng bá và một nhà điều hành. Regulon là một đơn vị di truyền chức năng bao gồm một nhóm gen không liên tục được điều hòa bởi một phân tử điều hòa duy nhất. Các sự khác biệt chính giữa Toán tử và Regulon là bản chất liên tục hoặc không liên tục của các gen. Cụm gen của một operon nằm liền kề nhau trong khi các gen của một gen có thể được định vị không liên tục.
Sự điều hòa biểu hiện gen ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn diễn ra với việc sử dụng các cơ chế khác nhau. Sinh vật nhân sơ sử dụng khái niệm operon để điều chỉnh biểu hiện gen của chúng trong khi sinh vật nhân chuẩn sử dụng khái niệm về một gen điều hòa để điều hòa gen của chúng.
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Toán tử là gì
3. Regulon là gì
4. Điểm tương đồng giữa Toán tử và Regulon
5. So sánh cạnh nhau - Toán tử vs Regulon ở dạng bảng
6. Tóm tắt
Toán tử chủ yếu và chủ yếu được tìm thấy ở sinh vật nhân sơ, mặc dù có những khám phá rất gần đây, nơi các operon được nhìn thấy ở một số sinh vật nhân chuẩn bao gồm cả tuyến trùng (C. Elegans). Một operon bao gồm một số gen được quy định bởi một nhà quảng bá chung và một nhà điều hành chung. Các operon được quy định bởi các đàn áp và cảm ứng. Do đó, các operon có thể được phân loại chủ yếu là các operon cảm ứng và operon có thể nén. Do đó, vì operon bao gồm nhiều gen, nó tạo ra mRNA đa nang khi hoàn thành phiên mã.
Có hai operon chính được nghiên cứu ở sinh vật nhân sơ; operon Lac cảm ứng và operon Trp có thể nén. Cấu trúc của một operon thường được nghiên cứu liên quan đến operon lac. Các operon lac bao gồm một chất khởi động, người vận hành và ba gen là Lac Z, Lac Y và Lac A. Ba gen này mã hóa cho ba enzyme có liên quan đến chuyển hóa đường sữa ở vi khuẩn. Mã Lac Z cho Beta-galactosidase, mã Lac Y cho Beta - galactoside permease và mã Lac A cho Beta - galactoside transacetylase. Tất cả ba enzyme giúp phân hủy và vận chuyển đường sữa. Do đó, với sự hiện diện của lactose, hợp chất allolactose được hình thành liên kết với chất ức chế lac cho phép hành động RNA polymerase tiến hành và dẫn đến sự phiên mã của gen. Trong trường hợp không có đường sữa, chất ức chế lac bị ràng buộc với người vận hành, do đó ngăn chặn hoạt động của RNA polymerase. Do đó, không có mRNA được tổng hợp. Do đó, operon lac hoạt động như một operon cảm ứng, trong đó operon có chức năng khi có chất nền lactose.
Trong so sánh, trp operon là một operon có thể áp chế. Mã operon Trp cho năm enzyme cần thiết trong quá trình tổng hợp tryptophan là một axit amin thiết yếu. Do đó, hoạt động của operon trp luôn hoạt động. Khi có quá nhiều tryptophan, operon bị ức chế, do đó được gọi là operon có thể ức chế. Điều này sẽ dẫn đến sự ức chế sản xuất tryptophan cho đến khi đạt được điều kiện cân bằng nội môi.
Hình 01: Toán tử
Do đó, cả operon lac và operon trp đều tham gia vào quá trình điều hòa gen và do đó, tham gia bảo tồn năng lượng tế bào và duy trì tính chính xác của các hoạt động của tế bào ở cấp độ phân tử.
Regulons, trước đây cũng được xác định ở vi khuẩn, trong đó một cụm các operon có tên là một Regon. Hiện tại, một gen là một đoạn DNA hoặc một đơn vị di truyền nằm dưới sự kiểm soát của một gen điều hòa chung. Do đó, hơn cả người khởi xướng và người vận hành, một gen điều hòa mới có liên quan đến sự biểu hiện gen điều hòa. Điều này hiện được quan sát chủ yếu ở sinh vật nhân chuẩn. Đơn vị di truyền bao gồm một nhóm gen không liên tục. Do đó, các gen này không được đặt theo một thứ tự cụ thể, xác định và có thể được phân phối trên toàn bộ bộ gen của sinh vật nhân chuẩn.
Hình 02: Regulon
Ở vi khuẩn prokaryotic, Regulon được gọi là chùm operon hoạt động cùng nhau. Một Regulon chủ yếu được phân loại là một modulon hoặc một chất kích thích. Một modulon đáp ứng với tất cả các loại căng thẳng và điều kiện, trong khi một kích thích chỉ đáp ứng với những thay đổi hoặc kích thích môi trường. Các ví dụ prokaryotic của Regulon được quan sát thấy trong quy định phốt phát và trong quy định đáp ứng với căng thẳng sốc nhiệt thông qua các yếu tố sigma. Ở sinh vật nhân chuẩn, các cơ quan này có liên quan đến việc kiểm soát dịch mã thông qua sự ràng buộc của các yếu tố dịch gây ra hoặc ức chế quá trình dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn.
Toán tử vs Regulon | |
Toán tử là một đơn vị DNA chức năng trong sinh vật nhân sơ bao gồm một số gen được điều khiển bởi một nhà quảng bá và người vận hành. | Regulon là một đơn vị di truyền chức năng bao gồm một nhóm gen không liên tục được điều hòa bởi một phân tử điều hòa duy nhất. |
Tìm thấy trong | |
Các operon chủ yếu được tìm thấy ở sinh vật nhân sơ. | Các chất điều hòa chủ yếu được tìm thấy ở sinh vật nhân chuẩn. |
Sắp xếp gen | |
Các gen được sắp xếp theo cách liền kề nhau trong một operon. | Các gen không cần thiết phải được sắp xếp theo cách liên tục trong điều hòa. Họ có thể được sắp xếp theo cách không liên quan đến quy định. |
Các loại | |
Toán tử có hai loại; cảm ứng hoặc áp chế. | Regulons có thể là modulon hoặc một chất kích thích. |
Ví dụ | |
trp -operon, ara -operon, mình - operon, vol -operon là những ví dụ cho operon. | Ada Regon, CRP Regon và FNR Regon, là những ví dụ cho các điều hòa. |
Toán tử là Regulons liên quan đến việc điều chỉnh biểu hiện gen. Mặc dù cả hai cơ chế điều hòa này đã được quan sát thấy ở sinh vật nhân sơ ban đầu, nhưng các cơ quan điều hòa sau đó được tìm thấy chủ yếu hiện diện ở sinh vật nhân chuẩn. Họ đã được tìm thấy có một vai trò điều tiết trong phiên mã và dịch mã gen của sinh vật nhân chuẩn. Toán tử chủ yếu là cảm ứng hoặc áp lực. Chúng bao gồm một nhóm các gen chứa một yếu tố khởi động và một toán tử duy nhất, trong khi đó, trong gen điều hòa, một gen điều hòa có liên quan đến việc kiểm soát một tập hợp các gen không liên tục ở sinh vật nhân chuẩn. Đây là sự khác biệt giữa operon và Regon.
1.Culjkovic, B, et al. Điều khiển biểu hiện gen thông qua các quy định RNA: Vai trò của yếu tố khởi tạo dịch mã Eukaryote eIF4E. Chu kỳ tế bào (Georgetown, Tex.)., Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ, ngày 1 tháng 1 năm 2007
2. Quy định gen Gene: Lý thuyết toán tử. Lumen. Có sẵn ở đây
1.'Lac-operon'By Barbarossa tại Wikipedia tiếng Hà Lan, (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2.'NIF REGULON'By Bt09b020 - Công việc riêng, (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia