Негізгі айырмашылық – индукцияланатын және басылатын оперон
Оперон – бір промотордың бақылауындағы гендер кластерін қамтитын геномдық ДНҚ-ның жұмыс істейтін бірлігі. Гендердің реттелуіне индукция немесе репрессия арқылы оперонды бақылау арқылы қол жеткізіледі. Оперондар екі түрге бөлінеді: индукцияланатын және басылатын оперондар. Индукцияланатын оперон - субстрат химиялық затымен, яғни индуктормен қосылатын оперонның бір түрі. Репрессияланатын оперонда реттеу әдетте сол зат алмасу жолының соңғы өнімі болып табылатын ко-репрессор деп аталатын химиялық зат арқылы жүзеге асырылады. Бұл индукцияланатын және басылатын оперондардың негізгі айырмашылығы.
Оперондар дегеніміз не?
Оперон – бір промотор арқылы экспрессияланатын немесе басқарылатын және геномдық ДНҚ-ның функционалдық бірлігі ретінде қарастырылатын құрылымдық гендердің кластері. Оперонда үш компонент бар. Олар промотор, оператор және гендер. Гендердің генетикалық кодтары транскрипция деп аталатын процесс арқылы мРНҚ тізбегіне айналады. Оперон мРНҚ тізбегінің бір бірлігін жасайды, олар кейінірек жеке белоктарға, негізінен метаболикалық жолдарға қатысатын ферменттерге айналады. Бастапқыда оперондар прокариоттарда табылды, бірақ кейін олар эукариоттарда да табылды. Прокариоттық және эукариоттық оперондар сәйкесінше полицистрондық мРНҚ және моноцистрондық мРНҚ генезисіне әкеледі. Оперондарды бактериофагтарда да табуға болады (вирустарды жұқтыратын бактериялар).
Индукцияланатын оперондар дегеніміз не?
Индукцияланатын оперон – катаболикалық жолмен байланысты ферменттердің баламалы санын кодтайтын гендік жүйе. Бұл жолдағы метаболит/субстрат белгілі бір ферменттерді кодтайтын гендердің транскрипциясын белсендіргенде индукцияланады. Бұл белсендіру репрессор белсенді емес немесе бірлесіп жұмыс істеген кезде туындауы мүмкін. Индукцияланатын оперон индуктор арқылы қосылады. Индукцияланатын оперон құрылымдық гендер, оператор ген, промотор ген, реттеуші ген, репрессор және индуктор сияқты компоненттерден тұрады. Индукцияланатын оперондар бір немесе бірнеше құрылымдық гендерден тұрады. Лак оперон индукцияланатын оперон үшін ең жақсы үлгі болып табылады.
01-сурет: Индукцияланатын оперон – Лак Оперон
Оның құрамында үш құрылымдық ген бар; Z, Y және A мРНҚ-ны транскрипциялайды және мРНҚ-ны тиісінше галактозидаза, лактоза пермеаза және трансацетилаза үш ферментіне аударады. Оператор гені құрылымдық гендердің жұмыс істеуін бақылай отырып, олардың жанында орналасады.
Басылатын оперлер дегеніміз не?
Репрессорлық оперон копрессор деп аталатын химиялық заттың қатысуымен реттеледі. Ко-репрессор әрқашан метаболикалық жолдың соңғы өнімі болып табылады. Бірлескен репрессор болған жағдайда оперон өшірілген деп аталады. Триптофан опероны (trp оперон) басылатын оперонға мысал болып табылады. trp оперонына құрылымдық гендер, реттеуші ген, оператор ген, промотор ген және корепрессор кіреді. trp опероны мРНҚ-ны транскрипциялайтын бес құрылымдық геннен тұрады, олар кейінірек трансляцияланып, фермент ретінде жұмыс істейтін белоктар үшін кодталады.
02-сурет: репрессорлық оперон – триптофан опероны
Құрылымдық гендер trp оперонының бөлігі ретінде қатысатын белгілі бір оператор гендермен реттеледі. Бірлескен репрессор соңғы өнім ретінде жасуша ішінде өтетін немесе жасушаға сырттан енуі мүмкін метаболикалық жол арқылы өндіріледі. Корепрессордың концентрациясы жасуша ішіндегі транскрипцияның реттелуіне тура пропорционал. Ко-репрессор концентрациясының жоғарылауымен апо-репрессорлық және ко-репрессорлық кешен түзіледі. Апорепрессор ақуыз болып табылады және оперонда бар реттеуші генмен кодталады. Бұл кешен оператор аймағымен байланысады және құрылымдық гендердің транскрипциясын тоқтатады. Корепрессор концентрациясының төмен деңгейі кезінде апо-репрессор мен оператор генінің қосылуына жол берілмейді. Бұл корепрессордың қалыптасуын жалғастыруға мүмкіндік береді. Апо-репрессорлық және ко-репрессорлық кешен оператор генімен қосылып, ген экспрессиясын өшіреді. Бұл транскрипция процесін болдырмайды және осылайша ферменттердің синтезін тоқтатады.
Индукцияланатын және басылатын оперонның қандай ұқсастықтары бар?
- Индукцияланатын және басылатын оперондарда ұқсас функциялары бар құрылымдық гендер бар және бір промотор арқылы басқарылады.
- Оперондардың екі түрі де репрессормен басқарылатын теріс басқаруды реттеу жүйесінен тұрады.
- Репрессор екі оперондағы реттеуші гендермен кодталған және репрессор операторға қосылғаннан кейін ол транскрипцияға жол бермейді.
Индукцияланатын және басылатын оперонның айырмашылығы неде?
Индукцияланатын және басылатын оперон |
|
| Индукцияланатын оперондарда гендер белгілі бір метаболит репрессорды инактивациялағанға дейін өшірілген күйде сақталады. | Репрессорлық оперондарда репрессор белгілі бір метаболит арқылы белсендірілгенше гендер қосулы күйде сақталады. |
| Метаболикалық жол | |
| Индукцияланатын оперондар катаболикалық жолдарда қызмет етеді. | Басылатын оперлер анаболикалық жолдарда жұмыс істейді. |
| Фермент синтезі | |
| Жолда қолданылатын қоректік заттар фермент синтезін белсендіреді. | Өндіріс фермент синтезін басатын жолдың соңғы өнімдерімен өшіріледі. |
| Мысалдар | |
| Лак опероны – индукцияланатын оперон. | Trp опероны - басылатын оперон. |
Қорытынды – Индукцияланатын және басылатын оперон
Оперон – бір промотор басқаратын гендер шоғыры. Олар атқаратын қызметтеріне сәйкес оперондардың екі түрі болып табылады. Олар индукцияланатын және басылатын оперондар. Индукцияланатын оперон метаболизм жолында болатын субстратпен реттеледі, ал репрессиялық оперон ко-репрессор ретінде белгілі метаболикалық соңғы өнімнің болуымен реттеледі. Бұл индукциялық және репрессорлық оперонның негізгі айырмашылығы.
Индуктивті және басылатын оперонның PDF нұсқасын жүктеп алу
Сіз осы мақаланың PDF нұсқасын жүктеп алып, сілтеме жазбасына сәйкес офлайн мақсаттарда пайдалана аласыз. PDF нұсқасын мына жерден жүктеп алыңыз: Индукцияланатын және басылатын оперонның айырмашылығы.
