Trình tự DNA ngoài khu vực mã hóa của gen rất quan trọng trong việc thực hiện các chức năng khác nhau liên quan đến quá trình phiên mã. Phiên mã là quá trình xúc tác enzyme giúp phiên mã hoặc chuyển đổi chuỗi DNA thành chuỗi mRNA tương tự của nó. Trong giáo điều trung tâm của sự sống, phiên mã DNA thành mRNA là giai đoạn đầu tiên của quá trình tổng hợp protein. Tiếp theo là dịch mã, chuyển đổi trình tự mRNA thành trình tự axit amin tạo ra protein dự kiến. Trong số các trình tự khác nhau được tìm thấy trong các sinh vật, trình tự khởi đầu và trình tự vận hành đóng vai trò chính trong phiên mã. Promoters có mặt ở cả prokaryote và eukaryote. Chúng được định vị ở thượng nguồn của vị trí bắt đầu phiên mã và là vị trí mà enzyme RNA polymerase liên kết. Các nhà khai thác chỉ có mặt trong prokaryote. Chúng là các vị trí trong đó phân tử điều tiết liên kết với một operon. Các sự khác biệt chính giữa người khởi xướng và người vận hành dựa trên loại phân tử liên kết với trình tự DNA tương ứng. RNA polymerase liên kết với chất khởi động, trong khi các phân tử điều hòa của hệ operon liên kết với người vận hành.
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Promoter là gì
3. Toán tử là gì
4. Điểm tương đồng giữa Promoter và Nhà điều hành
5. So sánh cạnh nhau - Promoter vs Toán tử ở dạng bảng
6. Tóm tắt
Quảng cáo là một chuỗi DNA được đặt ở thượng nguồn của vị trí bắt đầu phiên mã. Trình tự DNA quan trọng này được tìm thấy ở cả sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ; mặc dù các chất xúc tiến nhân thực có thể khác với các chất kích thích sinh vật nhân sơ. Chất xúc tiến là vùng DNA mà RNA polymerase liên kết trong quá trình phiên mã. Đây là enzyme chính liên quan đến việc sản xuất RNA chuỗi đơn (mRNA, tRNA, rRNA) từ mẫu DNA. Tùy thuộc vào loại RNA, RNA polymerase sẽ khác nhau. Các trình tự khởi đầu là các khu vực được bảo tồn cao trong toàn bộ bộ gen. Do đó, chúng được gọi là khu vực đồng thuận. Cơ chế hoạt động của chất xúc tiến khác nhau ở sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ.
Ở sinh vật nhân chuẩn, trình tự được bảo tồn tìm thấy trong các chất xúc tiến được gọi là hộp TATA, nằm ở vị trí -10 của gen. Sự gắn kết của RNA polymerase với hộp TATA được tạo điều kiện bởi các yếu tố phiên mã liên kết. Yếu tố phiên mã này, thực hiện các thay đổi xác nhận trong trình tự khởi đầu và tăng ái lực với RNA polymerase để liên kết. Do đó, phức hệ tiền khởi tạo được hình thành trong quá trình bắt đầu phiên mã bao gồm phức hợp được hình thành với 7 yếu tố phiên mã và vị trí khởi đầu. Một khi phức hợp này được hình thành, RNA polymerase của sinh vật nhân chuẩn dễ dàng liên kết với chất khởi động và bắt đầu phiên mã.
Hình 01: Promoter
Ở prokaryote, cơ chế đơn giản hơn nhiều vì chúng không chứa bất kỳ yếu tố phiên mã nào. Thay vào đó, yếu tố sigma của RNA polymerase có liên quan đến việc nhận ra chất khởi động và sự lắp ráp enzyme trên chất hoạt hóa. Có hai vùng quảng bá được bảo tồn chính trong sinh vật nhân sơ, trình tự quảng bá tương ứng với hộp TATA được gọi là Hộp Pribnow Box Hồi. Hộp Pribnow (vị trí -10) bao gồm chuỗi TATAAT. Trình tự khởi tạo thứ hai được gọi là phần tử -35 vì nó nằm ở vị trí -35.
Một toán tử được tìm thấy trong cấu trúc gen prokaryotic. Đây là khu vực chính của DNA trong đó các phân tử điều tiết của hệ thống operon liên kết với. Toán tử lac là trình tự toán tử có trong operon lac của nhiều vi khuẩn prokaryote. Trong trường hợp của operon lac, phân tử repressor liên kết với vùng vận hành. Sự gắn kết này sẽ ngăn RNA polymerase phiên mã các gen có mặt ở hạ lưu của người vận hành.
Hình 02: Toán tử của một toán tử
Sinh vật nhân chuẩn không sở hữu vùng vận hành. Thay vào đó, các yếu tố phiên mã của chúng liên quan đến quy định phiên mã được liên kết với các vùng quảng bá. Do đó, chức năng chính của người vận hành ở sinh vật nhân sơ là điều hòa biểu hiện gen.
Promoter vs Nhà điều hành | |
Các chất xúc tiến là các vị trí trong đó RNA polymerase liên kết và chúng có mặt ở thượng nguồn của vị trí bắt đầu phiên mã của một gen. | Toán tử là các vị trí trong đó phân tử điều hòa liên kết thành một mô hình operon. |
Loại sinh vật | |
Promoters được tìm thấy trong cả prokaryote và eukaryote. | Toán tử chỉ được tìm thấy ở prokaryote. |
Chức năng | |
Promoter tạo điều kiện cho sự gắn kết của RNA polymerase và các yếu tố phiên mã (chỉ có ở sinh vật nhân chuẩn) với gen để phiên mã gen. Ở prokaryote, vùng Promer tạo điều kiện gắn kết yếu tố sigma của RNA polymerase (ở prokaryote). | Người vận hành điều hòa biểu hiện gen bằng cách tạo điều kiện cho sự liên kết của phân tử điều hòa với operon. |
Promoter và Toán tử là các chuỗi DNA quan trọng có liên quan đến quá trình phiên mã và trong quy định phiên mã. Trình tự Promoter được tìm thấy trong cả prokaryote và eukaryote. Promoter là trang web để liên kết RNA polymerase. Họ là những khu vực được bảo tồn cao được gọi là trình tự đồng thuận. Hộp TATA của sinh vật nhân chuẩn và hộp Pribnow và -35 người quảng bá của sinh vật nhân sơ là những người quảng bá phổ biến. Các toán tử chỉ có mặt ở sinh vật nhân sơ, nơi chúng kiểm soát biểu hiện gen bằng cách liên kết bộ ức chế và ức chế phiên mã của gen hạ lưu (khái niệm operon lac), hoặc liên kết với bộ kích hoạt và tạo ra phiên mã (khái niệm operon trp). Đây là sự khác biệt giữa nhà tổ chức và nhà điều hành.
1. Hoạt động BioCoach. Pearson - Nơi sinh học, có sẵn ở đây
2. Quảng cáo khuyến mãi. Addgene, có sẵn ở đây
1.'Hình 16 02 02'By CNX OpenStax, (CC BY 4.0) qua Commons Wikimedia
2.'Lac-operon'By Barbarossa tại Wikipedia tiếng Hà Lan, (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia