הבדל מפתח – אופרון ניתן להדחה לעומת אופרון שניתן להדחיק
אופרון הוא יחידה מתפקדת של DNA גנומי המכילה מקבץ של גנים בשליטה של מקדם יחיד. ויסות גנים מושג על ידי שליטה של אופרון באמצעות אינדוקציה או דיכוי. אופרונים הם משני סוגים: אופרונים ניתנים להשראה ואופרונים ניתנים להדחקה. אופרון מושרה הוא סוג של אופרון המופעל על ידי חומר כימיקל מצע, כלומר, מעורר. באופרון שניתן לדכא, הוויסות נעשה על ידי חומר כימי הידוע כמדכא שותף שהוא בדרך כלל התוצר הסופי של המסלול המטבולי המסוים הזה. זה ההבדל העיקרי בין אופרונים ניתנים להדחקה ודיכויים.
מהם אופרונים?
אופרון הוא מקבץ של גנים מבניים שמתבטא או נשלט על ידי מקדם יחיד ונחשב ליחידה הפונקציונלית של DNA גנומי. ישנם שלושה מרכיבים באופרון. הם מקדם, מפעיל והגנים. הקודים הגנטיים של הגנים מומרים לרצפי mRNA בתהליך הנקרא שעתוק. אופרון מייצר יחידה אחת של רצפי mRNA, שמתורגמים מאוחר יותר לחלבונים נפרדים, בעיקר אנזימים המעורבים במסלולים מטבוליים. בתחילה התגלו אופרונים בפרוקריוטים, אך בהמשך הם נמצאו גם באוקריוטים. אופרונים פרוקריוטיים ואוקריוטיים מובילים להיווצרותם של mRNAs polycistronic ו-mRNA monocistronic, בהתאמה. ניתן למצוא אופרונים גם על בקטריופאג'ים (חיידקים המדביקים וירוסים).
מהם אופרונים ניתנים להשראה?
אופרון ניתן לשרירה הוא מערכת גנים המקודדת לכמות שווה של אנזימים הקשורים למסלול קטבולי.זה ניתן להשראה כאשר מטבוליט/מצע במסלול זה מפעיל שעתוק של הגנים המקודדים לאנזימים המסוימים. הפעלה זו עלולה להיגרם על ידי מדכא כאשר הוא מושבת או משתף פעולה. אופרון הניתן להשררה מופעל על ידי גורם מעורר. אופרון שניתן להשררה מורכב ממרכיבים כמו גנים מבניים, גן מפעיל, גן פרומטור, גן מווסת, מדכא ומשרה. אופרונים הניתנים להשראה מורכבים מגן מבני אחד או יותר. האופרון לאק הוא הדוגמה הטובה ביותר לאופרון שניתן להשראתו.
איור 01: אופרון ניתן להשראת - Lac Operon
הוא מכיל שלושה גנים מבניים; Z, Y ו-A אשר מתמללים mRNA ומתרגמים את ה-mRNA לשלושה אנזימים galactosidase, lactose permease ו-transacetylase, בהתאמה. גן האופרטור ממוקם בסמוך לגנים מבניים תוך שליטה על תפקודם.
מהם אופרונים ניתנים להדחקה?
האופרון הניתן לדיכוי מווסת בנוכחות חומר כימי המכונה Co-pressor. מדכא משותף הוא תמיד תוצר סופי של מסלול מטבולי. בנוכחות מדחיק שותף, אומרים שהאופרון כבוי. אופרון טריפטופן (trp operon) הוא דוגמה לאופרון שניתן להדחיק. גנים מבניים, גן מווסת, גן מפעיל, גן מקדם ו-co-pressor כלולים ב-trp אופרון. האופרון trp מורכב מחמישה גנים מבניים אשר מתמללים mRNA אשר מאוחר יותר מתורגמים ומקודדים עבור חלבונים המתפקדים כאנזימים.
איור 02: אופרון מדכא – אופרון טריפטופן
הגנים המבניים מווסתים על ידי גנים אופרטור ספציפי הנוכחים כחלק מהאופרון trp.ה-co repressor מיוצר כתוצר סופי דרך מסלול מטבולי המתרחש בתוך התא או עשוי להיכנס לתא מבחוץ. הריכוז של המדכא המשותף עומד ביחס ישר לוויסות השעתוק בתוך התא. עם העלייה של ריכוז ה-co-repressor, נוצר קומפלקס אפו-מדכא ו-co-repressor. ה-apo repressor הוא חלבון ומקודד על ידי הגן הרגולטור הקיים באופרון. קומפלקס זה נקשר לאזור המפעיל ועוצר את השעתוק של גנים מבניים. במהלך רמה נמוכה של ריכוזי מדחיקים משותפים, נמנעת החיבור של גן האפו-מדכא וגן המפעיל. זה מאפשר את המשך היווצרותו של מדחיק שותף. קומפלקס ה-apo-repressor וה-co-repressor משתלב עם גן המפעיל ומכבה את ביטוי הגנים. זה מונע את תהליך השעתוק ובכך עוצר את הסינתזה של אנזימים.
מהם הדמיון בין אופרון ניתן להדחקה?
- אופרונים ניתנים להשראה וניתנים לדיכוי מכילים גנים מבניים בעלי פונקציות דומות ונשלטים על ידי מקדם יחיד.
- שני סוגי האופרונים מורכבים ממערכת ויסות בקרה שלילית הנשלטת על ידי מדכא.
- המדכא מקודד על ידי הגנים הרגולטוריים הקיימים בשני האופרונים, וברגע שהמדכא מחובר לאופרטור, הוא מונע שעתוק.
מה ההבדל בין אופרון ניתן להדחקה?
אופרון מושרה לעומת הדחקה |
|
| באופרונים הניתנים להשראה, הגנים נשמרים כבויים עד שמטבוליט ספציפי משבית את המדכא. | באופרונים ניתנים להדחקה, הגנים נשארים מופעלים עד שהמדכא מופעל על ידי מטבוליט ספציפי. |
| מסלול מטבולי | |
| האופרונים הניתנים להשראה פועלים במסלולים קטבוליים. | האופרונים הניתנים לדיכוי פועלים במסלולים אנבוליים. |
| סינתזת אנזים | |
| חומרי המזון המשמשים במסלול מפעילים סינתזה של אנזים. | הייצור מושבת על ידי תוצרי הקצה של המסלול המדכאים סינתזת אנזים. |
| דוגמאות | |
| אופרון לאק הוא אופרון שניתן להשרות. | אופרון Trp הוא אופרון שניתן להדחיק. |
סיכום – אופרון מושרה לעומת הדחקה
אופרון הוא מקבץ של גנים הנשלט על ידי מקדם יחיד.הם שני סוגים של אופרונים לפי הפונקציות שהם מבצעים. הם אופרונים ניתנים להשראה ואופרונים ניתנים להדחקה. אופרון מושרה מווסת על ידי מצע הקיים במסלול המטבולי בעוד שאופרון ניתן לדיכוי מווסת על ידי נוכחות של תוצר סופי מטבולי הידוע כ-co-pressor. זה ההבדל העיקרי בין אופרון מושרה למדכא.
הורד את גרסת ה-PDF של אופרון Inducible vs Repressible
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד כאן את גרסת PDF ההבדל בין אופרון ניתן להדחקה.
