Sự khác biệt chính - Operon vs Regulon
operon là một đơn vị DNA chức năng ở sinh vật nhân sơ bao gồm một số gen được quy định bởi một promoter và một operator duy nhất. Regulon là một đơn vị di truyền chức năng bao gồm một nhóm gen không liên tục được quy định bởi một phân tử điều hòa duy nhất. Sự khác biệt chính giữa Operon và Regulon là bản chất liên tục hoặc không liền kề của các gen. Cụm gen của operon được định vị liền kề trong khi các gen của yếu tố điều hòa có thể được định vị không liền kề.
Quy chế biểu hiện gen ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực diễn ra với việc sử dụng các cơ chế khác nhau. Sinh vật nhân sơ sử dụng khái niệm operon để điều chỉnh sự biểu hiện gen của chúng trong khi sinh vật nhân thực sử dụng khái niệm điều hòa để điều hòa gen của chúng.
Toán tử là gì?
Operon chủ yếu và chủ yếu được tìm thấy ở sinh vật nhân sơ, mặc dù đã có những khám phá rất gần đây nơi mà operon được nhìn thấy ở một số sinh vật nhân chuẩn bao gồm cả giun tròn (C. elegans). Một operon bao gồm một số gen được quy định bởi một trình khởi động chung và một toán tử chung. Operon được điều chỉnh bởi chất kìm hãm và chất cảm ứng. Do đó, các operon chủ yếu có thể được phân loại là operon cảm ứng và operon kìm nén. Do đó, do operon bao gồm nhiều gen, nó tạo ra mRNA đa chức năng khi hoàn thành quá trình phiên mã.
Có hai operon chính được nghiên cứu ở sinh vật nhân sơ; operon Lac cảm ứng và operon Trp kìm nén. Cấu trúc của operon thường được nghiên cứu liên quan đến operon lac. Operon lac bao gồm promoter, operator và ba gen là Lac Z, Lac Y và Lac A. Ba gen này mã hóa cho ba loại enzim tham gia vào quá trình chuyển hóa lactose ở vi sinh vật. Lac Z mã cho Beta-galactosidase, Lac Y mã cho Beta - galactoside permease và Lac A mã cho Beta - galactoside transacetylase. Cả ba loại enzym này đều giúp phân hủy và vận chuyển đường lactose. Do đó, với sự có mặt của lactose, hợp chất allolactose được hình thành liên kết với bộ kìm hãm lac cho phép tiến hành hành động RNA polymerase và dẫn đến quá trình phiên mã gen. Trong trường hợp không có lactose, chất kìm hãm lac sẽ liên kết với nhà điều hành, do đó ngăn chặn hoạt động của RNA polymerase. Do đó, không có mRNA nào được tổng hợp. Do đó, operon lac hoạt động như một operon cảm ứng, nơi operon hoạt động khi có mặt lactose cơ chất.
So sánh, operon trp là operon có thể nén được. Operon trp mã cho năm loại enzym cần thiết trong quá trình tổng hợp tryptophan, một axit amin thiết yếu. Như vậy, hoạt động của operon trp luôn hoạt động. Khi dư thừa tryptophan, operon bị ức chế, do đó được gọi là operon có thể kìm hãm. Điều này sẽ dẫn đến việc ức chế sản xuất tryptophan cho đến khi đạt được điều kiện cân bằng nội môi.
Hình 01: Toán tử
Do đó, cả operon lac và operon trp đều tham gia vào quá trình điều hòa gen và do đó, tham gia vào việc bảo tồn năng lượng tế bào và duy trì tính chính xác của các hoạt động tế bào ở cấp độ phân tử.
Regulon là gì?
Regulon, trước đây cũng đã được xác định ở vi khuẩn, nơi một nhóm các operon được đặt tên là một điều hòa. Hiện tại, một điều hòa là một đoạn DNA hoặc một đơn vị di truyền nằm dưới sự kiểm soát của một gen điều hòa chung. Do đó, hơn cả promoter và operator, một gen điều hòa mới có liên quan đến sự biểu hiện của gen điều hòa. Hiện nay điều này chủ yếu được quan sát thấy ở sinh vật nhân chuẩn. Đơn vị di truyền bao gồm một nhóm gen không liền nhau. Do đó, các gen này không được sắp xếp theo một trật tự cụ thể, xác định và có thể được phân bố trong toàn bộ bộ gen của sinh vật nhân chuẩn.
Hình 02: Regulon
Ở vi khuẩn nhân sơ, Regulon được gọi là một nhóm các operon hoạt động cùng nhau. Regulon chủ yếu được phân loại như một mô đun hoặc một chất kích thích. Một môđun phản ứng với tất cả các loại ứng suất và điều kiện, trong khi một môđun chỉ phản ứng với những thay đổi hoặc kích thích của môi trường. Các ví dụ về sinh vật nhân sơ của Regulon được quan sát thấy trong điều hòa photphat và điều chỉnh phản ứng với căng thẳng sốc nhiệt thông qua các yếu tố sigma. Ở sinh vật nhân thực, những cơ quan điều hòa này tham gia vào việc kiểm soát quá trình dịch mã thông qua sự liên kết của các yếu tố dịch mã gây cảm ứng hoặc ức chế quá trình dịch mã ở sinh vật nhân thực.
Điểm giống nhau giữa Operon và Regulon là gì?
- Cả Operon và Regulon đều tham gia vào quá trình điều chỉnh biểu hiện gen.
- Cả Operon và Regulon đều được cấu tạo từ DNA.
- Cả Operon và Regulon đều được điều chỉnh bởi bộ cảm ứng, bộ kìm hãm hoặc bộ kích thích.
Sự khác biệt giữa Operon và Regulon là gì?
Operon vs Regulon |
|
| Operon là một đơn vị DNA chức năng ở sinh vật nhân sơ bao gồm một số gen được quy định bởi một promoter duy nhất và một toán tử. | Điều hòa là một đơn vị di truyền chức năng bao gồm một nhóm gen không liền nhau được quy định bởi một phân tử điều hòa duy nhất. |
| Tìm thấy trong | |
| Các operon chủ yếu được tìm thấy ở sinh vật nhân sơ. | Các quy luật chủ yếu được tìm thấy ở sinh vật nhân chuẩn. |
| Sự sắp xếp gen | |
| Các gen được sắp xếp liền kề trong một operon. | Các gen không cần thiết phải được sắp xếp liền nhau theo quy luật. Chúng có thể được sắp xếp theo cách không cấu hình để quy định. |
| Loại | |
| Toán tử có hai loại; có thể gây ra hoặc có thể kìm nén được. | Điều chỉnh có thể là mô-đun hoặc một yếu tố kích thích. |
| Ví dụ | |
| trp -operon, ara -operon, his - operon, vol –operon là những ví dụ cho operon. | Ada quy định, CRP quy định và FNR, là những ví dụ cho các quy định. |
Tóm tắt - Operon vs Regulon
Operon là các Regulon liên quan đến việc điều hòa biểu hiện gen. Mặc dù ban đầu cả hai cơ chế điều hòa này đều được quan sát thấy ở sinh vật nhân sơ, các cơ chế điều hòa sau đó được tìm thấy chủ yếu hiện diện ở sinh vật nhân thực. Chúng được phát hiện có vai trò điều hòa trong quá trình phiên mã và dịch mã gen ở sinh vật nhân thực. Các toán tử chủ yếu có thể cảm ứng hoặc điều chỉnh được. Chúng bao gồm một nhóm các gen chứa một promoter và một toán tử duy nhất, trong khi đó, trong gen điều hòa, một gen điều hòa liên quan đến việc kiểm soát một tập hợp các gen không liền nhau ở sinh vật nhân thực. Đây là sự khác biệt giữa operon và thường.
