הבדל מפתח – Operon לעומת Regulon
האופרון הוא יחידת DNA פונקציונלית בפרוקריוטים המורכבת מכמה גנים המווסתים על ידי פרומוטור בודד ואופרטור. הרגולון הוא יחידה גנטית פונקציונלית המורכבת מקבוצה לא רציפה של גנים המווסתת על ידי מולקולה רגולטורית אחת. ההבדל העיקרי בין האופרון לרגולון הוא האופי הרציף או הלא רציף של גנים. צביר גנים של אופרון ממוקם ברציפות בעוד שהגנים של רגולון יכולים להיות ממוקמים באופן לא רציף.
ויסות של ביטוי גנים בפרוקריוטים ואיאוקריוטים מתרחש עם שימוש במנגנונים שונים. פרוקריוטים משתמשים במושג אופרון כדי לווסת את ביטוי הגנים שלהם בעוד שאאוקריוטים משתמשים במושג רגולון לוויסות הגנים שלהם.
מהו אופרון?
אופרונים נמצאים בעיקר ובעיקר בפרוקריוטים, אם כי יש תגליות עדכניות שבהן נראו אופרונים באיקריוטים מסוימים, כולל נמטודות (C. elegans). אופרון מורכב מכמה גנים המווסתים על ידי מקדם משותף ואופרטור משותף. האופרון מווסת על ידי מדכאים וממריצים. לפיכך, ניתן לסווג את האופרונים בעיקר כאופרונים ניתנים להשראה ואופרונים ניתנים להדחקה. לכן, מכיוון שהאופרון מורכב מגנים מרובים, הוא יוצר mRNA פוליציסטרוני עם השלמת השעתוק.
ישנם שני אופרונים עיקריים שנלמדו בפרוקריוטים; האופרון Lac הניתן להשראת והאופרון Trp הניתן לדיכוי. מבנה האופרון נחקר בדרך כלל בהתייחס לאופרון לאק. ה-lac operon מורכב ממקדם, אופרטור ושלושה גנים שהם Lac Z, Lac Y ו-Lac A. שלושת הגנים הללו מקודדים לשלושה אנזימים המעורבים בחילוף החומרים של לקטוז בחיידקים. Lac Z מקודד עבור Beta-galactosidase, Lac Y מקודד עבור Beta – galactoside permease ו-Lac A מקודד עבור Beta – galactoside transacetylase. כל שלושת האנזימים עוזרים בפירוק והובלה של לקטוז. כך, בנוכחות לקטוז, נוצרת התרכובת אלולקטוזה הנקשרת ל-lac repressor המאפשרת לפעולת RNA פולימראז להתקדם ולגרום לשעתוק הגנים. בהיעדר לקטוז, מדכא lac נקשר למפעיל, ובכך חוסם את פעילות ה-RNA פולימראז. לפיכך, שום mRNA לא מסונתז. לפיכך, ה-lac operon פועל כאופרון שניתן לשרירה, כאשר האופרון מתפקד כאשר הסובסטרט לקטוז קיים.
לשם השוואה, האופרון trp הוא אופרון שניתן להדחיק. אופרון Trp מקודד לחמישה אנזימים הנדרשים בסינתזה של טריפטופן שהיא חומצת אמינו חיונית. לפיכך, הפעילות של אופרון trp פעילה כל הזמן. כאשר יש עודף של טריפטופן, האופרון מעוכב, ולכן ידוע כאופרון שניתן לדכא.זה יביא לעיכוב של ייצור טריפטופן עד הגעה למצב הומיאוסטטי.
איור 01: אופרון
לכן, גם אופרון lac וגם אופרון trp מעורבים בוויסות גנים ועל ידי כך, משתתפים בשימור אנרגיית התאים ובשמירה על דיוק הפעילות התאית ברמה מולקולרית.
מהו רגולון?
רגולונים, זוהו בעבר גם בחיידקים, שם מקבץ של אופרונים שנקרא בשם רגולון. נכון להיום, רגולון הוא קטע DNA או יחידה גנטית שנמצאת בשליטה של גן רגולטורי משותף. לכן, יותר מהפרומוטור ומהמפעיל, גן מווסת חדש מעורב בביטוי גן הרגולון. זה נצפה כעת בעיקר באוקריוטים. היחידה הגנטית מורכבת מקבוצה לא רציפה של גנים.לכן, גנים אלה אינם ממוקמים בסדר מסוים ומוגדר ויכולים להיות מופצים בכל הגנום של האיקריוטים.
איור 02: Regulon
בחיידקים פרוקריוטיים, רגולון מכונה חבורה של אופרונים הפועלים יחד. רגולון מסווג בעיקר כמודולון או גירוי. מודולון מגיב לכל סוגי הלחצים והתנאים, בעוד שגירוי מגיב רק לשינויים או גירויים סביבתיים. הדוגמאות הפרוקריוטיות של Regulon נצפות בוויסות פוספט ובוויסות התגובות ללחצי הלם חום באמצעות גורמי סיגמא. באוקריוטים, הרגולונים הללו מעורבים בשליטה בתרגום באמצעות קישור של גורמי תרגום אשר מעוררים או מעכבים את תהליך התרגום באוקריוטים.
מהם הדמיון בין אופרון לרגולון?
- גם האופרון וגם הרגולון מעורבים בוויסות ביטוי הגנים.
- שניהם האופרון והרגולון מורכבים מ-DNA.
- גם האופרון וגם הרגולון מוסדרים על ידי מעוררים, מדכאים או ממריצים.
מה ההבדל בין אופרון לרגולון?
אופרון נגד רגולון |
|
| אופרון הוא יחידת DNA פונקציונלית בפרוקריוטים המורכבת מכמה גנים המווסתים על ידי מקדם יחיד ואופרטור. | רגולון הוא יחידה גנטית פונקציונלית המורכבת מקבוצה לא רציפה של גנים המווסתים על ידי מולקולה רגולטורית אחת. |
| נמצא ב | |
| בעיקר אופרונים נמצאים בפרוקריוטים. | בעיקר הרגולונים נמצאים באיקריוטים. |
| הסדר גנים | |
| הגנים מסודרים באופן רציף באופרון. | אין צורך לסדר גנים באופן רציף ברגולון. ניתן לארגן אותם בצורה לא צמודה לרגולציה. |
| Types | |
| אופרונים הם שני סוגים; ניתן להשראה או לדיכוי. | רגולונים יכולים להיות מודולון או גירוי. |
| דוגמאות | |
| trp -operon, ara -operon, his – operon, vol –operon הם דוגמאות לאופרונים. | Ada regulon, CRP regulon ו-FNR regulon, הם דוגמאות לרגולונים. |
סיכום – Operon נגד Regulon
אופרונים הם הרגולונים המעורבים בוויסות ביטוי הגנים. למרות ששני מנגנוני הוויסות הללו נצפו בפרוקריוטים בתחילה, אז נמצאו הרגולונים כנמצאים בעיקר באוקריוטים. נמצא כי יש להם תפקיד רגולטורי בתעתוק ובתרגום הגנים האוקריוטיים. אופרונים ניתנים בעיקר לשרירה או להדחקה. הם מורכבים מקבוצת גנים המכילים פרומוטור בודד ואופרטור בודד, בעוד שברגלון, גן מווסת מעורב בשליטה על קבוצה של גנים לא רציפים באוקריוטים. זה ההבדל בין אופרון לרגולון.
