Belangrijk verschil - Induceerbaar versus onderdrukbaar operon
Een operon is een functionerende eenheid van genomisch DNA die een cluster van genen bevat onder controle van een enkele promotor. Genregulatie wordt bereikt door de controle van een operon door inductie of onderdrukking. Er zijn twee soorten operons: induceerbare operons en onderdrukbare operons. Induceerbaar operon is een type operon dat wordt ingeschakeld door een substraatchemicalie, d.w.z. een inductor. In een onderdrukbaar operon wordt de regulatie gedaan door een chemische stof die bekend staat als een co-repressor en die normaal gesproken het eindproduct is van die specifieke metabole route. Dit is het belangrijkste verschil tussen induceerbare en onderdrukbare operons.
Wat zijn operons?
Operon is een cluster van structurele genen die tot expressie wordt gebracht of wordt gecontroleerd door een enkele promotor en wordt beschouwd als de functionele eenheid van genomisch DNA. Er zijn drie componenten in een operon. Ze zijn promotor, operator en de genen. De genetische codes van de genen worden omgezet in mRNA-sequenties door het proces dat transcriptie wordt genoemd. Een operon produceert een enkele eenheid van mRNA-sequenties, die later worden vertaald in afzonderlijke eiwitten, meestal enzymen die betrokken zijn bij metabole routes. Aanvankelijk werden operons ontdekt in prokaryoten, maar later ook in eukaryoten. Prokaryote en eukaryote operons leiden tot het ontstaan van respectievelijk polycistronische mRNA's en monocistronische mRNA's. Operons zijn ook te vinden op bacteriofagen (bacteriën die virussen infecteren).
Wat zijn induceerbare operons?
Een induceerbaar operon is een genensysteem dat codeert voor een equivalente hoeveelheid enzymen die geassocieerd zijn met een katabole route. Het is induceerbaar wanneer een metaboliet/substraat in deze route transcriptie activeert van de genen die coderen voor de specifieke enzymen. Deze activering kan worden veroorzaakt door een repressor wanneer deze is geïnactiveerd of heeft meegewerkt. Een induceerbaar operon wordt ingeschakeld door een inductor. Een induceerbaar operon bestaat uit componenten zoals structurele genen, operatorgen, promotorgen, regulatorgen, repressor en inductor. Induceerbare operons bestaan uit een of meer structurele genen. Het lac-operon is het beste voorbeeld voor een induceerbaar operon.
Figuur 01: Induceerbaar operon – Lac Operon
Het bevat drie structurele genen; Z, Y en A die een mRNA transcriberen en het mRNA vertalen naar respectievelijk drie enzymen galactosidase, lactosepermease en transacetylase. Het operator-gen bevindt zich naast structurele genen terwijl het de werking ervan controleert.
Wat zijn onderdrukbare operons?
Het onderdrukbare operon wordt gereguleerd in aanwezigheid van een chemische stof die bekend staat als co-repressor. Een co-repressor is altijd een eindproduct van een metabole route. In aanwezigheid van een co-repressor zou het operon worden uitgeschakeld. Tryptofaan operon (trp operon) is een voorbeeld van onderdrukbaar operon. Structurele genen, regulatorgen, operatorgen, promotorgen en co-repressor zijn opgenomen in trp-operon. Het trp-operon bestaat uit vijf structurele genen die mRNA's transcriberen die later worden vertaald en gecodeerd voor eiwitten die als enzymen functioneren.
Figuur 02: Repressor Operon – Tryptofaan Operon
De structurele genen worden gereguleerd door specifieke operatorgenen die aanwezig zijn als onderdeel van het trp-operon. De co-repressor wordt geproduceerd als een eindproduct via een metabolische route die plaatsvindt in de cel of van buitenaf de cel kan binnendringen. De concentratie van de co-repressor is recht evenredig met de regulatie van transcriptie in de cel. Met de toename van de co-repressorconcentratie wordt apo-repressor en co-repressorcomplex gevormd. De apo-repressor is een eiwit en wordt gecodeerd door het regulatorgen dat in het operon aanwezig is. Dit complex bindt aan het operatorgebied en stopt de transcriptie van structurele genen. Tijdens lage concentraties van co-repressor wordt het samengaan van apo-repressor en operator-gen voorkomen. Dit maakt de voortzetting van de vorming van co-repressor mogelijk. Het apo-repressor- en co-repressorcomplex combineert met het operatorgen en schakelt de genexpressie uit. Dit verhindert het proces van transcriptie en stopt daardoor de synthese van enzymen.
Wat zijn de overeenkomsten tussen induceerbare en onderdrukbare operon?
- Induceerbare en onderdrukbare operons bevatten structurele genen met vergelijkbare functies en worden gecontroleerd door een enkele promotor.
- Beide soorten operons bestaan uit een negatief regelsysteem dat wordt bestuurd door een repressor.
- De repressor wordt gecodeerd door de regulerende genen die aanwezig zijn in de twee operons, en zodra de repressor aan de operator is vastgemaakt, voorkomt het transcriptie.
Wat is het verschil tussen induceerbaar en onderdrukbaar operon?
Inducible vs Repressible Operon |
|
| In induceerbare operons worden de genen uitgeschakeld gehouden totdat een specifieke metaboliet de repressor inactiveert. | In onderdrukbare operons blijven genen ingeschakeld totdat de repressor wordt geactiveerd door een specifieke metaboliet. |
| Metabolische route | |
| De induceerbare operons werken in katabole paden. | De onderdrukbare operons werken in anabole routes. |
| Enzymsynthese | |
| De voedingsstoffen die in de route worden gebruikt, activeren de enzymsynthese. | De productie wordt uitgeschakeld door de eindproducten van de route die de enzymsynthese onderdrukken. |
| Voorbeelden | |
| Lac operon is een induceerbaar operon. | Trp-operon is een onderdrukbaar operon. |
Samenvatting – Induceerbaar versus onderdrukbaar operon
Een operon is een cluster van genen die wordt aangestuurd door een enkele promotor. Het zijn twee soorten operons volgens de functies die ze uitvoeren. Het zijn induceerbare operons en onderdrukbare operons. Induceerbaar operon wordt gereguleerd door een substraat dat aanwezig is in de metabole route, terwijl onderdrukbaar operon wordt gereguleerd door de aanwezigheid van een metabool eindproduct dat bekend staat als een co-repressor. Dit is het belangrijkste verschil tussen induceerbaar en repressor-operon.
Download PDF-versie van Inducible vs Repressible Operon
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen induceerbare en onderdrukbare operon.
