오페론의 양성적 조절과 음성적 조절은 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요. 오페론의 작동방식에서는 양성 유도성, 양성 억제성, 음성유도성, 음성억제성으로 방식이 나뉜다고 하던데, 각각의 어떠한 차이가 있는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 원핵생물의 오페론은 여러 유전자를 하나의 프로모터와 조절부로 묶어 발현하는 체계인데, 그 발현 양상은 조절 단백질이 전사를 촉진하느냐 억제하느냐, 그리고 그것이 유도인지 억제인지에 따라 4가지로 구분이 가능합니다.
먼저 오페론의 조절 방식은 크게 음성 조절과 양성 조절로 나뉘며, 각각은 다시 유도성 조절과 억제성 조절로 구분되는데요, 음성 조절이란 억제 단백질이 작동하는 경우로, 음성 유도성에서는 기본적으로 전사가 억제된 상태에서 유도물질이 억제자와 결합하여 억제자가 DNA에서 떨어지면 전사가 시작됩니다. 대표적인 예시로는 젖당오페론이 있는데요, 젖당의 대사산물인 알로락토오스가 억제자를 불활성화시켜 전사가 가능해집니다. 반대로 음성 억제성에서는 기본적으로 전사가 일어나고 있으나 억제물질이 억제자와 결합하여 활성화되면 DNA에 결합하여 전사를 차단합니다.
반면에 양성 조절은 활성 단백질이 작동하는 경우로, 양성 유도성에서는 기본적으로 전사가 이루어지지 않다가 유도물질이 활성자와 결합하여 활성화되면 프로모터에 결합해 RNA 중합효소의 작용을 촉진하면서 전사가 시작됩니다. 이에 반해 양성 억제성에서는 전사가 기본적으로 이루어지고 있지만 억제물질이 활성자와 결합하여 비활성화시키면 DNA에 결합하지 못해 전사가 억제됩니다. 즉 음성 조절은 억제 단백질이 전사를 막는 방식이고 양성 조절은 활성 단백질이 전사를 촉진하는 방식이며, 유도성은 특정 물질이 와야 전사가 시작되는 경우, 억제성은 특정 물질이 와야 전사가 멈추는 경우입니다. 감사합니다.
1명 평가오페론 작동 방식은 조절 단백질의 종류와 작동 상태에 따라 네 가지로 나뉩니다.
음성 조절은 억제자가 전사를 방해하고, 양성 조절은 활성자가 전사를 촉진하며, 유도성은 특정 물질인 유도자가 있을 때 전사가 시작되고, 억제성은 최종 산물이 충분할 때 전사가 멈춥니다.
이를 조합하면 4가지 방식으로 분류할 수 있습니다.
음성 유도성은 억제자가 평소 전사를 막고 있다가 유도자가 오면 억제자를 불활성화시켜 전사를 시작합니다. 그리고 음성 억제성은 억제자가 평소 비활성 상태라 전사가 진행되다가 최종 산물이 오면 억제자를 활성화시켜 전사를 멈춥니다. 양성 유도성은 평소 비활성인 활성자가 유도자에 의해 활성화되어 전사를 돕습니다. 마지막으로 양성 억제성은 활성자가 평소 활성화 상태였다가 최종 산물에 의해 비활성화되어 전사를 멈춥니다.
오페론의 조절 방식은 전사를 개시하는 활성인자 단백질이 관여하는 양성 조절과 전사를 막는 억제인자 단백질이 관여하는 음성 조절로 구분됩니다. 음성 조절에서 억제인자는 오퍼레이터에 결합하여 전사를 차단하는데, 유도 물질에 의해 억제인자가 불활성화되어 전사가 시작되면 음성 유도성 조절이고, 억제인자가 특정 물질과 결합하여 활성화되면서 전사를 중단시키면 음성 억제성 조절입니다. 반면 양성 조절에서 활성인자는 전사 효소가 프로모터에 결합하는 것을 촉진하는데, 유도 물질에 의해 활성인자가 활성화되어 전사가 시작되면 양성 유도성 조절이며, 특정 물질이 활성인자를 불활성화시켜 전사를 멈추게 하면 양성 억제성 조절에 해당합니다.