Verschil tussen Operon en Regulon

Belangrijkste verschil - Operon vs Regulon
 

Het operon is een functionele DNA-eenheid in prokaryoten en bestaat uit verschillende genen die worden gereguleerd door een enkele promotor en een operator. Regulon is een functionele genetische eenheid die is samengesteld uit een niet-opeenvolgende groep genen die wordt gereguleerd door een enkel regulerend molecuul. De belangrijk verschil tussen de Operon en de Regulon is de aaneengesloten of niet-aaneengesloten aard van genen. Het gencluster van een operon is aangrenzend gelokaliseerd terwijl de genen van een regulon niet-opeenhopend kunnen worden gelokaliseerd.

Regulering van genexpressie in prokaryoten en eukaryoten vindt plaats met behulp van verschillende mechanismen. Prokaryoten gebruiken het concept van operon om hun genexpressie te reguleren, terwijl eukaryoten het concept van een regulon gebruiken voor hun genregulatie.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is een Operon
3. Wat is een Regulon
4. Overeenkomsten tussen Operon en Regulon
5. Vergelijking zij aan zij - Operon versus Regulon in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is een Operon?

Operons worden overwegend en voornamelijk gevonden in prokaryoten, hoewel er zeer recente ontdekkingen zijn waarbij operons werden waargenomen in sommige eukaryoten, waaronder nematoden (C. elegans). Een operon is samengesteld uit verschillende genen die worden gereguleerd door een algemene promotor en een gemeenschappelijke operator. De operon wordt gereguleerd door repressoren en inductoren. Aldus kunnen de operons in hoofdzaak worden geclassificeerd als induceerbare operons en onderdrukbare operons. Daarom, omdat het operon uit meerdere genen bestaat, geeft het aanleiding tot een polycistronisch mRNA na voltooiing van de transcriptie.

Er zijn twee hoofdoperons bestudeerd in prokaryoten; het induceerbare Lac-operon en het onderdrukbare Trp-operon. De structuur van een operon wordt typisch bestudeerd met betrekking tot het lac-operon. De lac operon is samengesteld uit een promotor, een operator en drie genen, namelijk Lac Z, Lac Y en Lac A. Deze drie genen coderen voor drie enzymen die betrokken zijn bij het metabolisme van lactose in microben. Lac Z codeert voor Beta-galactosidase, Lac Y codeert voor Beta-galactoside permease en Lac A-codes voor Beta-galactoside transacetylase. Alle drie enzymen helpen bij de afbraak en het transport van lactose. Aldus wordt, in aanwezigheid van lactose, de verbinding allolactose gevormd die aan de lac-repressor bindt waardoor RNA-polymerasewerking kan plaatsvinden en die in de transcriptie van de genen resulteert. In afwezigheid van lactose wordt de lac-repressor gebonden aan de operator, waardoor de activiteit van RNA-polymerase wordt geblokkeerd. Er wordt dus geen mRNA gesynthetiseerd. Aldus werkt het lac-operon als een induceerbaar operon, waarbij het operon functioneel is wanneer het substraat-lactose aanwezig is.

Ter vergelijking: de trp operon is een onderdrukkend operon. Trp-operoncodes voor vijf enzymen die nodig zijn bij de synthese van tryptofaan, dat een essentieel aminozuur is. Aldus is de activiteit van trp-operon de hele tijd actief. Wanneer er een overmaat aan tryptofaan is, wordt de operon geremd, dus bekend als een onderdrukkend operon. Dit zal resulteren in de remming van de tryptofaanproductie totdat een homeostatische toestand is bereikt.

Figuur 01: Operon

Daarom zijn zowel lac operon als het trp-operon betrokken bij genregulatie en nemen ze daarmee deel aan het behoud van cellenergie en het handhaven van de nauwkeurigheid van cellulaire activiteiten op moleculair niveau.

Wat is een Regulon?

Regulons, werden eerder ook in bacteriën geïdentificeerd, waarbij een cluster van operons als regulon werd genoemd. Momenteel is een regulon een DNA-fragment of een genetische eenheid die onder controle staat van een gemeenschappelijk regulatorisch gen. Daarom is, meer dan de promotor en de operator, een nieuw regulatorgen betrokken bij regulon-genexpressie. Dit wordt nu voornamelijk waargenomen in eukaryoten. De genetische eenheid is samengesteld uit een niet-aangrenzende groep genen. Daarom worden deze genen niet in een specifieke, definitieve volgorde geplaatst en kunnen ze door het hele genoom van de eukaryoten worden verspreid.

Figuur 02: Regulon

In prokaryotische bacteriën wordt Regulon een a bos-operons samen opereren. Een Regulon wordt voornamelijk gecategoriseerd als een modulon of een stimulans. EEN Modulon reageert op alle soorten stress en omstandigheden, terwijl een Stimulon reageert alleen op veranderingen in de omgeving of stimuli. De prokaryotische voorbeelden van Regulon worden waargenomen bij fosfaatregulatie en bij het reguleren van reacties op hitteschokbelastingen via sigmafactoren. In eukaryoten zijn deze regulonen betrokken bij het beheersen van translatie via de binding van translatiefactoren die het translatieproces in eukaryoten induceren of remmen..

Wat zijn de overeenkomsten tussen Operon en Regulon?

• Zowel Operon als Regulon zijn betrokken bij de regulatie van genexpressie.
• Zowel Operon als Regulon zijn samengesteld uit DNA.
• Zowel Operon als Regulon worden gereguleerd door inductoren, repressors of stimulatoren.

Wat is het verschil tussen Operon en Regulon?

Operon versus Regulon
Operon is een functionele DNA-eenheid in prokaryoten die bestaat uit verschillende genen die worden gereguleerd door een enkele promotor en een operator.	Regulon is een functionele genetische eenheid die is samengesteld uit een niet-opeenvolgende groep genen die wordt gereguleerd door een enkel regulerend molecuul.
Gevonden in
Overwegend operons worden aangetroffen in prokaryoten.	Overwegend regulonen zijn te vinden in eukaryoten.
Gen regeling
Genen worden op een aansluitende manier gerangschikt in een operon.	Genen zijn niet nodig om op een aansluitende manier in regulon te worden gerangschikt. Ze kunnen op een niet-ontmoedigende manier worden geregeld voor regulering.
Types
Operons zijn twee soorten; induceerbaar of onderdrukbaar.	Regulons kunnen modulon of een stimulans zijn.
Voorbeelden
trp-operon, ara-operon, his - operon, vol-operon zijn voorbeelden voor operons.	Ada regulon, CRP-regulon en FNR-regulon zijn voorbeelden van regulonen.

Samenvatting - Operatie vs Regulon

Operons zijn Regulons die betrokken zijn bij de regulatie van genexpressie. Hoewel beide regulatorische mechanismen aanvankelijk in prokaryoten werden waargenomen, bleken de regulonen dan overwegend aanwezig te zijn in eukaryoten. Ze bleken een regulerende rol te spelen bij de transcriptie en translatie van het eukaryotische gentranscript. Operons zijn hoofdzakelijk induceerbaar of onderdrukbaar. Ze zijn samengesteld uit een groep genen die een enkele promoter en een enkele operator bevatten, terwijl in het regulon een regulerend gen betrokken is bij het controleren van een reeks niet-aangrenzende genen in eukaryoten. Dit is het verschil tussen operon en regulon.

Referentie:

1.Culjkovic, B, et al. "Beheersing van genexpressie via RNA-reguleringen: de rol van de eukaryotische vertaalinitiatiefactor eIF4E." Cell Cycle (Georgetown, Tex.)., Amerikaanse National Library of Medicine, 1 januari 2007. Beschikbaar Hier 
2. "Gen-regulatie: Operon-theorie." Lumen. Beschikbaar Hier 

Afbeelding met dank aan:

1.'Lac-operon'Door Barbarossa op de Nederlandse Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia  
2.'NIF REGULON'door Bt09b020 - Eigen werk, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia