Lac vs Trp Operon
Operon is een speciale genuitlijning in prokaryoten. In één operon lijnt het alle genen uit die nodig zijn voor een specifieke functie. Deze organisatie stelt één enkele promotor in staat om alle genen die deelnemen aan één bepaalde functie te activeren, deactiveren en te reguleren. Vanwege deze aard wordt operon de functionele eenheid van prokaryotische genexpressie genoemd. Lac-operon en Trp-operon zijn twee operons die worden aangetroffen in het bacteriële genoom van E.coli en in veel andere bacteriën. Deze operaties besturen verschillende functies. Operon is de functionele eenheid van prokaryotische genexpressie.
Lac Operon
Lac-operon is het cluster van genen die verantwoordelijk zijn voor het transport en het metabolisme van lactose in E.coli-bacteriën. Het operon heeft één promotorgebied en genen lac Z, lac Y, lac A en lac I. Het operon wordt geactiveerd door de aanwezigheid van lactose. De lac Z, lac Y, lac A produceren bèta-galactosidase, lactosepermease en thiogalactoside-transacetylase-enzymen.
Permease-enzym zorgt ervoor dat lactose in de cel kan komen en bèta-galactosidase hydrolyseert lactose tot glucose en galactose. Transacetylase wordt gebruikt om substraten te functionaliseren. Als een substraat met meer voorkeur aanwezig is of lactose afwezig is, wordt lac I geactiveerd. Dit produceert een allolactose bindend eiwit. In aanwezigheid van allolctose binden de repressoreiwitmoleculen aan allolactosemoleculen. Hierdoor kan de transcriptie doorgaan zonder gestoord te worden. Bij afwezigheid van lactose bindt dit eiwit aan het promotorgebied (controle-eenheid) van het lac-operon en blokkeert en stopt gentranscriptie. Wanneer dit gebeurt, wordt er geen lactosepermease of bèta-galactosidase geproduceerd. Daarom wordt het lactosekatabolisme gestopt.
Trp Operon
Trp-operon is ook een cluster van genen die worden aangestuurd door een enkele promotor. Dit operon bevat alle genen die nodig zijn voor de Trp-synthese. Tryptofaan, gewoonlijk afgekort als Trp, is een ongebruikelijk aminozuur. Het operon bestaat uit trp E, trp D, trp C, trp B en trp A, die gezamenlijk tryptofaansynthetase coderen; het enzym dat tryptofaan produceert.
Het trp-operon bevat ook trp R dat indien nodig een repressor produceert. In aanwezigheid van tryptofaan blijft dit operon gedeactiveerd omdat de repressor zijn conformatie verandert in actieve vorm en is gebonden aan het promotorgebied. Bij afwezigheid van tryptofaan komt het repressoreiwit vrij uit het promotorgebied of bevindt het zich in de inactieve conformatie, die niet aan het promotorgebied kan binden, en daardoor wordt de transcriptie van de genen geïnitieerd waardoor tryptofaan ontstaat. In tegenstelling tot het lac-operon wordt dit operon gedeactiveerd in aanwezigheid van tryptofaan, dit mechanisme wordt het “negatieve repressieve feedbackmechanisme” genoemd.
Wat is het verschil tussen Lac-operon en Trp-operon?
• Lac-operon is betrokken bij het katabole proces van een suiker, maar Trp-operon is betrokken bij het anabole proces van een aminozuur.
• Lac-operon wordt geactiveerd in aanwezigheid van lactose, maar Trp-operon wordt gedeactiveerd in aanwezigheid van tryptofaan.
• Lac-operon bestaat uit drie structurele genen en een repressorgen, maar Trp-operon bestaat uit vijf structurele genen en een repressorgen.
• Lac-operon maakt geen gebruik van het "verzwakkingsmechanisme", maar het Trp-operon gebruikt het "verzwakkingsmechanisme".
