Anahtar Farkı – Operon ve Regulon
Operon, prokaryotlarda tek bir promotör ve bir operatör tarafından düzenlenen birkaç genden oluşan fonksiyonel bir DNA birimidir. Regulon, tek bir düzenleyici molekül tarafından düzenlenen bitişik olmayan bir grup genden oluşan fonksiyonel bir genetik birimdir. Operon ve Regulon arasındaki temel fark, genlerin bitişik veya bitişik olmayan doğasıdır. Bir operonun gen kümesi bitişik olarak konumlandırılırken, bir regulonun genleri bitişik olmayan bir şekilde yerleştirilebilir.
Prokaryotlarda ve ökaryotlarda gen ifadesinin düzenlenmesi farklı mekanizmaların kullanılmasıyla gerçekleşir. Prokaryotlar gen ekspresyonlarını düzenlemek için operon kavramını kullanırken ökaryotlar gen düzenlemeleri için regulon kavramını kullanır.
Operon nedir?
Operonlar ağırlıklı olarak ve esas olarak prokaryotlarda bulunur, ancak operonların nematodlar (C. elegans) dahil bazı ökaryotlarda görüldüğüne dair çok yeni keşifler vardır. Bir operon, ortak bir promotör ve ortak bir operatör tarafından düzenlenen birkaç genden oluşur. Operon, baskılayıcılar ve indükleyiciler tarafından düzenlenir. Bu nedenle, operonlar esas olarak uyarılabilir operonlar ve bastırılabilir operonlar olarak sınıflandırılabilir. Bu nedenle, operon birden fazla genden oluştuğu için, transkripsiyonun tamamlanmasının ardından bir polisistronik mRNA'ya yol açar.
Prokaryotlarda incelenen iki ana operon vardır; uyarılabilir Lac operonu ve bastırılabilir Trp operonu. Bir operonun yapısı tipik olarak lac operonuna göre incelenir. Lac operon, bir promotör, operatör ve Lac Z, Lac Y ve Lac A olmak üzere üç genden oluşur. Bu üç gen, mikroplarda laktoz metabolizmasında yer alan üç enzimi kodlar. Beta-galaktosidaz için Lac Z kodları, Beta – galaktozid permeaz için Lac Y kodları ve Beta – galaktozid transasetilaz için Lac A kodları. Her üç enzim de laktozun parçalanmasına ve taşınmasına yardımcı olur. Böylece, laktoz varlığında, lak baskılayıcıya bağlanan ve RNA polimeraz etkisinin ilerlemesine ve genlerin transkripsiyonuyla sonuçlanmasına izin veren allolaktoz bileşiği oluşur. Laktoz yokluğunda, lac represörü operatöre bağlanır ve böylece RNA polimerazın aktivitesini bloke eder. Böylece mRNA sentezlenmez. Böylece, lac operon, substrat laktoz mevcut olduğunda operonun işlevsel olduğu indüklenebilir bir operon gibi davranır.
Karşılaştırıldığında, trp operonu bastırılabilir bir operondur. Trp operon, esansiyel bir amino asit olan triptofanın sentezinde gerekli olan beş enzimi kodlar. Böylece trp operonunun aktivitesi her zaman aktiftir. Aşırı triptofan olduğunda, operon inhibe edilir, bu nedenle bastırılabilir bir operon olarak bilinir. Bu, homeostatik bir duruma ulaşılana kadar triptofan üretiminin inhibisyonu ile sonuçlanacaktır.
Şekil 01: Operon
Bu nedenle, hem lac operon hem de trp operon gen düzenlemesinde yer alır ve böylece hücre enerjisinin korunmasına ve moleküler düzeyde hücresel aktivitelerin doğruluğunu sürdürmeye katılır.
Regulon nedir?
Regulonlar, daha önce bir operon kümesinin regulon olarak adlandırıldığı bakterilerde de tanımlanmıştı. Şu anda, bir regulon, ortak bir düzenleyici genin kontrolü altındaki bir DNA parçası veya genetik bir birimdir. Bu nedenle, regulon gen ekspresyonunda promotör ve operatörden daha fazla yeni bir düzenleyici gen yer alır. Bu şimdi ağırlıklı olarak ökaryotlarda gözlenmektedir. Genetik birim, bitişik olmayan bir gen grubundan oluşur. Bu nedenle, bu genler belirli, kesin bir sıraya yerleştirilmemiştir ve ökaryotların genomu boyunca dağıtılabilir.
Şekil 02: Regulon
Prokaryotik bakterilerde Regulon, birlikte çalışan bir grup operon olarak adlandırılır. Bir Regulon, esas olarak bir modulon veya bir uyarıcı olarak kategorize edilir. Bir modulon her türlü strese ve koşula tepki verirken, bir uyaran yalnızca çevresel değişikliklere veya uyaranlara tepki verir. Regulon'un prokaryotik örnekleri, fosfat düzenlemesinde ve sigma faktörleri yoluyla ısı şoku streslerine verilen yanıtların düzenlenmesinde gözlenir. Ökaryotlarda, bu regulonlar, ökaryotlarda çeviri sürecini indükleyen veya engelleyen çeviri faktörlerinin bağlanması yoluyla çevirinin kontrol edilmesinde rol oynar.
Operon ve Regulon Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- Hem Operon hem de Regulon, gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynar.
- Operon ve Regulon DNA'dan oluşur.
- Hem Operon hem de Regulon indükleyiciler, baskılayıcılar veya uyarıcılar tarafından düzenlenir.
Operon ve Regulon Arasındaki Fark Nedir?
Operon vs Regulon |
|
| Operon, prokaryotlarda tek bir promotör ve bir operatör tarafından düzenlenen birkaç genden oluşan fonksiyonel bir DNA birimidir. | Regulon, tek bir düzenleyici molekül tarafından düzenlenen bitişik olmayan bir grup genden oluşan fonksiyonel bir genetik birimdir. |
| Bulunan | |
| Ağırlıklı olarak operonlar prokaryotlarda bulunur. | Ağırlıklı olarak ökaryotlarda bulunur. |
| Gen Düzenlemesi | |
| Genler, bir operonda bitişik bir şekilde düzenlenir. | Genlerin regulonda bitişik bir şekilde düzenlenmesi gerekli değildir. Düzenleme için bitişik olmayan bir şekilde düzenlenebilirler. |
| Türler | |
| Operonlar iki tiptir; uyarılabilir veya bastırılabilir. | Regulonlar modulon veya uyarıcı olabilir. |
| Örnekler | |
| trp -operon, ara -operon, his – operon, vol –operon operon örnekleridir. | Ada regulonu, CRP regulon ve FNR regulon, regulonlara örnektir. |
Özet – Operon ve Regulon
Operonlar, gen ekspresyonunun düzenlenmesinde rol oynayan Regulonlardır. Bu düzenleyici mekanizmaların her ikisi de başlangıçta prokaryotlarda gözlemlenmiş olsa da, daha sonra regulonların ağırlıklı olarak ökaryotlarda mevcut olduğu bulundu. Ökaryotik gen transkripsiyonu ve translasyonunda düzenleyici bir role sahip oldukları bulundu. Operonlar esas olarak ya uyarılabilir ya da bastırılabilir. Tek bir promotör ve tek bir operatör içeren bir grup genden oluşurlar, oysa regulonda düzenleyici bir gen, ökaryotlarda bir dizi bitişik olmayan genin kontrolünde yer alır. Bu, operon ve regulon arasındaki farktır.
