Hauptunterschied – Positive vs. negative Genregulierung
Genregulierung ist ein Prozess zur Kontrolle von Genen, die in der DNA der Zelle exprimiert werden. Durch die Steuerung der Genexpression können Zellen die Produktion funktioneller Proteine in den Zellen steuern. Einige Gene werden entsprechend der Anforderung eingesch altet, während andere ausgesch altet werden. Die Genregulation kann ausgehend von der Verfügbarkeit von DNA, der Produktion von mRNA bis hin zur Prozessierung von Proteinen erfolgen. Verschiedene Gene werden an verschiedenen Punkten der Genexpression kontrolliert; zum Beispiel Chromatinstrukturregulierung, Transkriptionsebene und RNA-Verarbeitungsebene usw. Positive und negative Genregulation sind zwei genregulierende Prozesse, bei denen Gene exprimiert bzw. Gene unterdrückt werden. Der Hauptunterschied zwischen positiver und negativer Genexpression besteht darin, dass bei positiver Genregulation der Transkriptionsfaktor an den Promotor des Gens bindet und die Bindung von RNA-Polymerase zur Transkription des Gens erleichtert, während bei negativer Genregulation ein Repressorprotein an den Operator von bindet das Gen und verhindert die Genexpression.
Was ist positive Genregulierung?
Die Transkription ist der erste Schritt der Genexpression. Es passiert nur, wenn RNA-Polymerase an das Gen gebunden ist. Wenn diese Bindung fehlschlägt, ist keine Genexpression möglich; daher kann die Genexpression reguliert werden. Die Bindung von RNA-Polymerase an DNA wird durch die im Zellkern vorhandenen Transkriptionsfaktoren induziert. Ein Transkriptionsfaktor ist ein Protein, das ein integraler Bestandteil der Genexpression ist. Dieser Faktor sollte an die Promotorregion des Gens binden, um die Genexpression zu aktivieren, indem RNA-Polymerase an die Matrizen-DNA rekrutiert wird. Der Transkriptionsfaktor kann alleine oder zusammen mit anderen Proteinen wirken, um die Rate der Genexpression zu regulieren, indem er das RNA-Polymerase-Enzym fördert oder blockiert, das die mRNA-Synthese katalysiert.
Positive Genregulation ist ein Prozess, der Gene dazu bringt, Proteine, die sie kodieren, zu exprimieren und zu erzeugen. Dies geschieht aufgrund der Bindung eines Transkriptionsfaktors an den Promotor und der Rekrutierung von RNA-Polymerase zur Initiierung der Transkription. Der cAMP-CRP-Komplex ist ein Aktivator für die positive Regulation des β-Galactosidase-Gens.
Abbildung 01: Positive Genregulation
Was ist negative Genregulierung?
Die Genexpression kann durch bestimmte in den Zellen vorhandene Proteine blockiert werden. Sie wirken als Inhibitoren der Genaktivierung. Sie sind als Repressorproteine bekannt. Ein Repressor ist ein Protein, das an die Operatorstelle des Gens oder Promotors bindet und die Transkription stoppt. Daher ist negative Genregulation ein Prozess, bei dem Gene daran gehindert werden, Proteine zu exprimieren und zu produzieren. Die Bindung der Repressorproteine in die Promotorregion des Gens hemmt das Gen, indem es die RNA-Polymerase zu Beginn blockiert. Das entsprechende Gen kann nur exprimiert werden, um das Protein herzustellen, wenn der Repressor fehlt. Tryptophan ist ein gängiges Repressormolekül, das an der negativen Genregulation beteiligt ist.
Abbildung 02: Negative Genregulation
Was ist der Unterschied zwischen positiver und negativer Genregulierung?
Positive vs. negative Genregulierung |
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| Positive Genregulation ist ein Prozess, der die Gene dazu bringt, Proteine zu exprimieren und zu synthetisieren. | Negative Genregulation ist ein Prozess, der die Genexpression unterdrückt. |
| Beteiligte Faktoren | |
| Die positive Kontrolle erfolgt durch den Aktivator oder die Bindung des Transkriptionsfaktors an die Promotorregion. | Die negative Kontrolle erfolgt durch die Bindung des Repressorproteins an den Promotor oder die Operatorstelle der Gene. |
| Rekrutierung von RNA-Polymerase | |
| RNA-Polymerase wird rekrutiert, um die Transkription zu initiieren. | RNA-Polymerase wird nicht rekrutiert, um die Transkription zu initiieren. |
Zusammenfassung – Positive vs. negative Genregulation
Zellen enth alten ihre Erbinformation als in der DNA verborgene Gene. Gene exprimieren und synthetisieren Proteine, und dieser Vorgang wird als Genexpression bezeichnet. Die Genexpression wird jedoch in den Zellen kontrolliert, um zu vermeiden, dass Energie und Rohstoffe bei der Synthese unerwünschter Proteine verschwendet werden. Genregulation kann auf zwei Arten erfolgen: positive und negative Genregulation. Bei der positiven Genregulation werden Gene aufgrund der Bindung eines Transkriptionsfaktors an den Promotor des Gens exprimiert. Bei der negativen Genregulation werden Gene aufgrund der Bindung von Repressorproteinen an die Operatorstelle des Gens nicht exprimiert. Dies ist der Hauptunterschied zwischen positiver und negativer Genregulation.
