Was ist ein Operon?

Was ist ein Operon in einer eukaryotischen Zelle und wie reguliert es die Expression von Genen? Ich habe schon Wikipedia gelesen, aber es ist mir nicht klar genug. Leider sind meine Kenntnisse in Genetik sehr schlecht!

Es gibt einige natürlich vorkommende polycistronische mRNAs in Fliegen und Würmern. Sie können auch künstliche polycistronische DNA unter Verwendung von IRES-Stellen oder selbstspaltenden 2A-Peptidsequenzen (die aus Viren isoliert wurden) herstellen. Welche fragst du?
Ist ein Operon nur mehrere Gene mit der gleichen Regulation, die also gleichzeitig transkribiert werden? In Prokaryoten werden die Gene in einem Operon oft nebeneinander platziert, damit sie als eine mRNA transkribiert werden können und ihre Fähigkeit nutzen können, polycistronische mRNA zu übersetzen, aber in Eukaryoten, wo polycistronische mRNA weniger verbreitet sind, müssen sie möglicherweise nicht in der Nähe sein einander im Genom.
@Superbest: Ich frage nach natürlich vorkommenden polycistronischen mRNAs

Antworten (1)

Früher wurde angenommen, dass Operone nur in Prokaryoten (und Viren von Prokaryoten) vorkommen, aber es ist jetzt bekannt, dass es eine Reihe von Beispielen in eukaryotischen Organismen gibt. Diese werden hauptsächlich in Nematoden und Insekten gesehen.

Im Allgemeinen ist ein Operon eine funktionelle DNA-Einheit, die einen Cluster von Genen enthält, die durch ein Promotor/Repressor-Element reguliert und gemeinsam transkribiert werden. Das sind Gene, die in engem Zusammenhang funktionell zusammenarbeiten. Ein gutes Beispiel dafür ist das lac-Operon in Bakterien.

In Prokaryoten führt die Expression des Operons zu polycistronischer (mehrere offene Leserahmen auf demselben Transkript) mRNA, die dann in Proteine ​​übersetzt wird.

Operone in Eukaryoten sind ebenfalls Gencluster (oft funktionell eng verwandte Proteine), die von einer regulatorischen Einheit (Promotor) reguliert werden. Siehe Abbildung 1 aus Referenz 1:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es gibt verschiedene Arten von mRNA, die aus diesem Phänomen hervorgehen. Erstens kann die mRNA dicistronisch sein und weist höchstwahrscheinlich interne Ribosomeneintrittsstellen (IRES) auf, die die Initiierung (oder Reinitiation) der Translation des zweiten Gens ermöglichen. Eine andere Möglichkeit ist die Spaltung des primären mRNA-Strangs in zwei (oder mehr) monocistronische mRNAs. Und schließlich ist es auch möglich, dass das dicistronische Transkript alternativ gespleißt wird, um verschiedene (monocistronische) mRNAs zu erhalten.

Wenn Sie an den Details eukaryotischer Operons interessiert sind, empfehle ich dringend, zumindest die erste Referenz zu lesen (und wahrscheinlich auch einige der verwandten Zitate weiterzuverfolgen (rechts auf der NIH-Website)).

Verweise:

  1. Blumenthal, T. (2004). Operone in Eukaryoten. Briefings in Functional Genomics, 3(3), 199-211.
  2. Pi, H., Lee, LW, & Lo, SJ (2009). Neue Einblicke in polycistronische Transkripte in Eukaryoten. Chang Gung Med. J, 32, 494-498.
Eines der besten Beispiele für eukaryotische operonische RNAs können aus Clustern hergestellte miRNAs sein. Sie entstehen aus demselben Primärtranskript.
Da das OP speziell nach eukaryotischen Operonen fragt und prokaryotische zu verstehen scheint, ist es möglich, zumindest auch ein Diagramm eines eukaryotischen Operons aufzunehmen? Das Fly Adh/Adhr-Papier hat eine einfache Abbildung, aber ich hatte keine Zeit, es sehr gründlich zu lesen.
+1 für die Verwendung von Beispielen für Celegans und Drosophila in Ihrer Antwort
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