正の遺伝子制御と負の遺伝子制御の主な違いは、正の遺伝子制御では遺伝子が転写されるのに対し、負の遺伝子制御では遺伝子の発現が通常ブロックされることである。
さらに、正の遺伝子制御では、転写因子がプロモーター領域に結合し、RNAポリメラーゼがプロモーターに結合できるようにする。
一方、負の遺伝子制御では、リプレッサータンパク質がオペレーター領域に結合し、RNAポリメラーゼが結合できないようにする。
正と負の遺伝子調節は、遺伝子調節の2つの段階です。
一般に、これらは細胞の要求に応じて遺伝子産物を合成するのに役立つ。
主な対象分野
- ポジティブな遺伝子制御とは？
– 定義、プロセス、重要性 - 負の遺伝子制御とは？
– 定義、プロセス、重要性 - 陽性遺伝子制御と陰性遺伝子制御の類似点とは？
– 共通点の概要 - ポジティブ遺伝子制御とネガティブ遺伝子制御の違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
アクチベーター、負の遺伝子制御、オペレーター領域、正の遺伝子制御、プロモーター、リプレッサー
ポジティブな遺伝子制御とは？
遺伝子の発現をオンにするプロセスを「正の遺伝子制御」という。
一般に、転写を行うには、RNAポリメラーゼが遺伝子のプロモーター領域に結合している必要がある。
基本的にRNAポリメラーゼは、遺伝子のコーディング領域にコードされた命令に基づいて、mRNAを合成する役割を担う酵素です。
しかし、真核生物においてRNAポリメラーゼがプロモーター領域に結合するためには、基底となる転写因子が存在することが必要である。
一方、原核生物では、酵素は基底転写因子の助けを借りずにDNAに結合する。
図1: 正の遺伝子制御機構
さらに、遺伝子のオペレーター領域は、遺伝子発現の活性化因子となる他の転写因子と結合することができる。
活性化因子と結合したオペレーター領域はエンハンサーと呼ばれる。
これは、真核生物、原核生物のいずれにおいても、RNAポリメラーゼをプロモーター領域にリクルートして、転写を開始させる。
したがって、正の遺伝子制御とは、活性化する転写因子がプロモーター領域に結合することにより、転写を活性化することである。
ネガティブな遺伝子制御とは？
負の遺伝子制御とは、遺伝子を停止させるための第2の遺伝子制御です。
ここでは、リプレッサーと呼ばれる別の種類のタンパク質が、遺伝子のオペレーター領域に結合する。
そして、このようなオペレーター領域はサイレンサー領域と呼ばれる。
しかし、リプレッサーがオペレーター領域に結合することで、RNAポリメラーゼがプロモーター領域を認識できなくなる。
そのため、酵素は遺伝子に結合して転写を開始することができない。
一般に、活性化因子も抑制因子も、アロステリックなエフェクターが結合することによって制御が行われる。
ここで、これらのエフェクターが活性化因子に結合することで、活性化因子のDNAへの結合が可能になる。
逆に、リプレッサーにアロステリックエフェクターが結合すると、リプレッサーがDNAに結合するのを防ぐことができる。
ポジティブな遺伝子制御とネガティブな遺伝子制御の類似性
- 遺伝子発現の制御には、正と負の2つの段階があります。
- 真核生物、原核生物のいずれにも存在する。
- また、どちらも細胞が必要とする量に応じて、遺伝子産物を合成するのに役立つ。
- そのため、細胞が成長、発達、生殖などのさまざまな段階を経るのを助けている。
- また、遺伝子の制御領域に異なるタンパク質が結合し、遺伝子の発現を制御しています。
- さらに、これらのタンパク質は、DNAと結合できるものとできないものの2つの物理的な段階があります。
- どちらのタンパク質も、アロステリックエフェクターによって結合が制御されています。
ポジティブな遺伝子制御とネガティブな遺伝子制御の違い。
定義
遺伝子の発現を可能にする遺伝子制御を「正の遺伝子制御」、遺伝子の発現を妨げる遺伝子制御を「負の遺伝子制御」という。
したがって、これが正の遺伝子調節と負の遺伝子調節の主な違いです。
遺伝子の制御領域に結合するタンパク質の種類
遺伝子のプロモーター領域に転写因子が結合するのが正の遺伝子制御、オペレーター領域にリプレッサーが結合するのが負の遺伝子制御です。
アロステリックエフェクターの効果
さらに、アロステリックエフェクターが結合することにより、正の遺伝子調節では転写因子がDNAに結合することが可能となり、負の遺伝子調節ではアロステリックエフェクターが結合することによりリプレッサーがDNAに結合することが妨げられる。
したがって、この点も正の遺伝子制御と負の遺伝子制御の違いです。
転写への影響
また、転写因子の結合により、RNAポリメラーゼのプロモーター領域への結合が可能となるため、正の遺伝子制御では、転写が可能となる。
一方、遺伝子のオペレーター領域にリプレッサーが結合すると、RNAポリメラーゼのプロモーター領域への結合が阻害され、遺伝子の転写が阻害されるため、負の遺伝子制御と呼ばれる。
重要性
もう一つの正と負の遺伝子調節の違いは、正の遺伝子調節は遺伝子をオンにし、負の遺伝子調節は遺伝子をオフにすることである。
結論
遺伝子発現の正の調節とは、遺伝子の発現を進行させる段階です。
通常、転写因子と呼ばれる活性化タンパク質が遺伝子のプロモーター領域に結合することによって起こる。
一般に、得られた複合体はRNAポリメラーゼと相互作用し、転写が開始される。
一方、負の遺伝子調節は、遺伝子発現を終了させる第2段階の調節です。
しかし、これは遺伝子のオペレーター領域にリプレッサータンパク質が結合することによって起こる。
一般に、この結合により、RNAポリメラーゼとの相互作用が妨げられる。
したがって、遺伝子の発現を終結させるのです。
したがって、ポジティブとネガティブの遺伝子制御の主な違いは、制御の過程と重要性です。
