Differenza chiave: operone inducibile vs reprimibile
Un operone è un'unità funzionante di DNA genomico contenente un gruppo di geni sotto il controllo di un singolo promotore. La regolazione genica si ottiene controllando un operone attraverso l'induzione o la repressione. Gli operoni sono di due tipi: operoni inducibili e operoni reprimibili. L'operone inducibile è un tipo di operone che viene attivato da un substrato chimico, cioè un induttore. In un operone reprimibile, la regolazione è effettuata da una sostanza chimica nota come co-repressore che è normalmente il prodotto finale di quella particolare via metabolica. Questa è la differenza chiave tra operoni inducibili e reprimibili.
Cosa sono gli Operani?
L'operone è un gruppo di geni strutturali espresso o controllato da un singolo promotore ed è considerato l'unità funzionale del DNA genomico. Ci sono tre componenti in un operone. Sono il promotore, l'operatore e i geni. I codici genetici dei geni vengono convertiti in sequenze di mRNA mediante un processo chiamato trascrizione. Un operone produce una singola unità di sequenze di mRNA, che vengono successivamente tradotte in proteine separate, per lo più enzimi coinvolti nelle vie metaboliche. Inizialmente, gli operoni furono scoperti nei procarioti, ma in seguito furono trovati anche negli eucarioti. Gli operoni procariotici ed eucariotici portano rispettivamente alla genesi degli mRNA policistronici e degli mRNA monocistronici. Gli operoni si trovano anche sui batteriofagi (batteri che infettano i virus).
Cosa sono gli operani inducibili?
Un operone inducibile è un sistema genico che codifica per una quantità equivalente di enzimi associati a una via catabolica. È inducibile quando un metabolita/substrato in questa via attiva la trascrizione dei geni che codificano i particolari enzimi. Questa attivazione può essere causata da un repressore quando è inattivato o ha collaborato. Un operone inducibile viene attivato da un induttore. Un operone inducibile è costituito da componenti come geni strutturali, gene operatore, gene promotore, gene regolatore, repressore e induttore. Gli operoni inducibili sono costituiti da uno o più geni strutturali. L'operone lac è il miglior esempio di operone inducibile.
Figura 01: Operone inducibile – Lac Operon
Contiene tre geni strutturali; Z, Y e A che trascrivono un mRNA e traducono l'mRNA rispettivamente in tre enzimi galattosidasi, lattosio permeasi e transacetilasi. Il gene dell'operatore è situato adiacente ai geni strutturali mentre ne controlla il funzionamento.
Cosa sono gli operani reprimibili?
L'operone reprimibile è regolato in presenza di una sostanza chimica nota come co-repressore. Un co-repressore è sempre un prodotto finale di una via metabolica. In presenza di un co-repressore, si dice che l'operone è spento. L'operone del triptofano (trp operon) è un esempio di operone reprimibile. I geni strutturali, il gene regolatore, il gene operatore, il gene promotore e il co-repressore sono inclusi nell'operone trp. L'operone trp è costituito da cinque geni strutturali che trascrivono mRNA che in seguito vengono tradotti e codificati per proteine che funzionano come enzimi.
Figura 02: Operone repressore – Operone triptofano
I geni strutturali sono regolati da uno specifico operatore geni presente come parte dell'operone trp. Il co-repressore viene prodotto come prodotto finale attraverso una via metabolica che avviene all'interno della cellula o può entrare nella cellula dall'esterno. La concentrazione del corepressore è direttamente proporzionale alla regolazione della trascrizione all'interno della cellula. Con l'incremento della concentrazione del co-repressore, si forma un complesso apo-repressore e co-repressore. L'apo repressore è una proteina ed è codificata dal gene regolatore presente nell'operone. Questo complesso si lega alla regione dell'operatore e interrompe la trascrizione dei geni strutturali. Durante bassi livelli di concentrazioni di co-repressori, viene impedita l'unione di apo-repressore e gene dell'operatore. Ciò consente la continuazione della formazione del co-repressore. Il complesso apo-repressore e co-repressore si combina con il gene dell'operatore e disattiva l'espressione genica. Ciò impedisce il processo di trascrizione e quindi interrompe la sintesi degli enzimi.
Quali sono le somiglianze tra operone inducibile e reprimibile?
- Gli operoni inducibili e reprimibili contengono geni strutturali con funzioni simili e sono controllati da un unico promotore.
- Entrambi i tipi di operoni sono costituiti da un sistema di regolazione del controllo negativo controllato da un repressore.
- Il repressore è codificato dai geni regolatori presenti nei due operoni e, una volta che il repressore è attaccato all'operatore, ne impedisce la trascrizione.
Qual è la differenza tra operone inducibile e reprimibile?
Operone inducibile contro repressibile |
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| Negli operoni inducibili, i geni vengono tenuti spenti fino a quando un metabolita specifico non attiva il repressore. | Negli operoni reprimibili, i geni vengono mantenuti attivi fino a quando il repressore non viene attivato da uno specifico metabolita. |
| Percorso metabolico | |
| Gli operoni inducibili funzionano nelle vie cataboliche. | Gli operoni reprimibili funzionano nei percorsi anabolici. |
| Sintesi enzimatica | |
| I nutrienti utilizzati nel percorso attivano la sintesi enzimatica. | La produzione viene interrotta dai prodotti finali del percorso che reprimono la sintesi enzimatica. |
| Esempi | |
| L'operone di Lac è un operone inducibile. | L'operone Trp è un operone reprimibile. |
Riepilogo – Operone inducibile vs repressibile
Un operone è un gruppo di geni controllato da un singolo promotore. Sono due tipi di operoni in base alle funzioni che svolgono. Sono operoni inducibili e operoni reprimibili. L'operone inducibile è regolato da un substrato presente nella via metabolica mentre l'operone reprimibile è regolato dalla presenza di un prodotto finale metabolico noto come co-repressore. Questa è la differenza principale tra operone inducibile e repressore.
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