تفاوت کلیدی - اپرون القایی در مقابل سرکوب پذیر
اپرون یک واحد عملکردی از DNA ژنومی است که شامل خوشه ای از ژن ها تحت کنترل یک پروموتر است. تنظیم ژن با کنترل یک اپرون از طریق القاء یا سرکوب به دست می آید. اپرون ها دو نوع هستند: اپرون های القایی و اپرون های سرکوب شونده. اپرون القایی نوعی اپرون است که توسط یک ماده شیمیایی زیرلایه، یعنی یک القاء کننده روشن می شود. در یک اپرون قابل سرکوب، تنظیم توسط یک ماده شیمیایی به نام یک سرکوبگر مشترک انجام می شود که معمولاً محصول نهایی آن مسیر متابولیک خاص است. این تفاوت اصلی بین اپرون های القایی و سرکوب پذیر است.
اپرون ها چیست؟
اپرون خوشه ای از ژن های ساختاری است که توسط یک پروموتر بیان یا کنترل می شود و به عنوان واحد عملکردی DNA ژنومی در نظر گرفته می شود. در یک اپرون سه جزء وجود دارد. آنها پروموتور، اپراتور و ژن ها هستند. کدهای ژنتیکی ژن ها با فرآیندی به نام رونویسی به توالی های mRNA تبدیل می شوند. یک اپرون یک واحد از توالی‌های mRNA را تولید می‌کند که بعداً به پروتئین‌های جداگانه، عمدتا آنزیم‌هایی که در مسیرهای متابولیک دخیل هستند، ترجمه می‌شوند. در ابتدا اپرون ها در پروکاریوت ها کشف شدند، اما بعداً در یوکاریوت ها نیز یافت شدند. اپرون های پروکاریوتی و یوکاریوتی به ترتیب منجر به پیدایش mRNA های پلی سیسترونیک و mRNA های مونوسیسترونیک می شوند. اپرون ها را می توان در باکتریوفاژها (باکتری های آلوده کننده ویروس) نیز یافت.
اپرون های القایی چیست؟
اپرون القایی یک سیستم ژنی است که مقدار معادلی از آنزیم های مرتبط با یک مسیر کاتابولیک را رمزگذاری می کند.زمانی که یک متابولیت/ سوبسترا در این مسیر رونویسی ژن‌هایی را که آنزیم‌های خاص را کد می‌کنند، فعال می‌کند، القا می‌شود. این فعال‌سازی ممکن است توسط یک رپرسور در هنگام غیرفعال شدن یا همکاری آن ایجاد شود. یک اپرون القایی توسط یک القاء روشن می شود. یک اپرون القایی از اجزایی مانند ژن های ساختاری، ژن اپراتور، ژن پروموتر، ژن تنظیم کننده، سرکوب کننده و القا کننده تشکیل شده است. اپرون های القایی از یک یا چند ژن ساختاری تشکیل شده اند. اپرون لاک بهترین مثال برای اپرون القایی است.
شکل 01: اپرون القایی – Lac Operon
حاوی سه ژن ساختاری است. Z، Y و A که یک mRNA را رونویسی می کنند و mRNA را به ترتیب به سه آنزیم گالاکتوزیداز، لاکتوز پرماز و ترانس استیلاز ترجمه می کنند. ژن اپراتور در مجاورت ژن‌های ساختاری قرار می‌گیرد و عملکرد آنها را کنترل می‌کند.
اپرون های سرکوب شونده چیست؟
اپرون سرکوب پذیر در حضور یک ماده شیمیایی به نام هم سرکوبگر تنظیم می شود. یک هم سرکوبگر همیشه محصول نهایی یک مسیر متابولیک است. گفته می شود در حضور یک رپرسور مشترک، اپرون خاموش می شود. اپرون تریپتوفان (اپرون trp) نمونه ای برای اپرون قابل سرکوب است. ژن‌های ساختاری، ژن تنظیم‌کننده، ژن اپراتور، ژن پروموتر و هم سرکوبگر در اپرون trp گنجانده شده‌اند. اپرون trp متشکل از پنج ژن ساختاری است که mRNA هایی را رونویسی می کند که بعداً برای پروتئین هایی که به عنوان آنزیم عمل می کنند، ترجمه و کدگذاری می شوند.
شکل 02: اپرون رپرسور – اپرون تریپتوفان
ژن های ساختاری توسط ژن های اپراتور خاصی که به عنوان بخشی از اپرون trp وجود دارند تنظیم می شوند.کو رپرسور به عنوان یک محصول نهایی از طریق یک مسیر متابولیکی که در داخل سلول انجام می شود یا ممکن است از خارج وارد سلول شود، تولید می شود. غلظت هم سرکوبگر با تنظیم رونویسی در سلول متناسب است. با افزایش غلظت هم سرکوبگر، کمپلکس آپو رپرسور و هم رپرسور تشکیل می شود. رپرسور آپو یک پروتئین است و توسط ژن تنظیم کننده موجود در اپرون کدگذاری می شود. این کمپلکس به ناحیه عملگر متصل می شود و رونویسی ژن های ساختاری را متوقف می کند. در سطوح پایین غلظت های هم سرکوبگر، از پیوستن ژن آپو رپرسور و اپراتور جلوگیری می شود. این امکان ادامه تشکیل هم سرکوبگر را فراهم می کند. کمپلکس آپو رپرسور و هم سرکوبگر با ژن اپراتور ترکیب می شود و بیان ژن را خاموش می کند. این از روند رونویسی جلوگیری می کند و در نتیجه سنتز آنزیم ها را متوقف می کند.
شباهت‌های بین اپرون القایی و سرکوب‌پذیر چیست؟
- اپرون های القایی و سرکوب پذیر حاوی ژن های ساختاری با عملکردهای مشابه هستند و توسط یک پروموتر کنترل می شوند.
- هر دو نوع اپرون از یک سیستم تنظیم کنترل منفی تشکیل شده اند که توسط یک رپرسور کنترل می شود.
- سرکوب کننده توسط ژن های تنظیم کننده موجود در دو اپرون کدگذاری می شود و هنگامی که رپرسور به اپراتور متصل می شود، از رونویسی جلوگیری می کند.
تفاوت بین اپرون القایی و سرکوب پذیر چیست؟
Operon القایی در مقابل سرکوب پذیر |
|
| در اپرون های القایی، ژن ها خاموش نگه داشته می شوند تا زمانی که متابولیت خاصی رپرسور را غیرفعال کند. | در اپرون های سرکوب شونده، ژن ها تا زمانی که رپرسور توسط یک متابولیت خاص فعال شود، روشن نگه داشته می شوند. |
| مسیر متابولیک | |
| اپرون های القایی در مسیرهای کاتابولیک عمل می کنند. | اپرون های سرکوب پذیر در مسیرهای آنابولیک عمل می کنند. |
| سنتز آنزیم | |
| مواد مغذی مورد استفاده در مسیر سنتز آنزیم را فعال می کند. | تولید توسط محصولات نهایی مسیری که سنتز آنزیم را سرکوب می کنند خاموش می شود. |
| نمونه‌ها | |
| اپرون لاک یک اپرون القایی است. | اپرون Trp یک اپرون قابل سرکوب است. |
خلاصه - اپرون القایی در مقابل سرکوب پذیر
اپرون مجموعه ای از ژن هاست که توسط یک پروموتر کنترل می شود.آنها با توجه به عملکردی که انجام می دهند دو نوع اپرون هستند. آنها اپرون های القایی و اپرون های سرکوب پذیر هستند. اپرون القایی توسط یک سوبسترای موجود در مسیر متابولیک تنظیم می شود در حالی که اپرون سرکوب پذیر با حضور یک محصول نهایی متابولیک به نام یک سرکوبگر کمکی تنظیم می شود. این تفاوت اصلی بین اپرون القایی و سرکوبگر است.
دانلود نسخه PDF Inducible vs Repressible Operan
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین اپرون القایی و سرکوب شونده.
