लैक प्रचालेक के प्रकार्यात्मक नियामक जीन की उपस्थिति और अनुपस्थिति में जीन अभिव्यक्ति की तुलना कीजिए।

लैक प्रचालेक: संरचना और कार्यप्रणाली

लैक प्रचालेक ई. कोलाई (E. coli) जैसे जीवाणुओं में पाया जाता है। इसमें निम्नलिखित जीन शामिल होते हैं:

• z जीन: β-गैलेक्टोसिडेज (β-galactosidase) का उत्पादन करता है, जो लैक्टोज को ग्लूकोज और गैलेक्टोज में तोड़ता है।
• y जीन: लैक्टोज परमेज़ (lactose permease) का उत्पादन करता है, जो लैक्टोज को कोशिका में प्रवेश करने में मदद करता है।
• a जीन: ट्रांसएसिटाइलेज (transacetylase) का उत्पादन करता है, जिसका कार्य अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं जा सका है।
• i जीन: रिप्रेसर प्रोटीन (repressor protein) का उत्पादन करता है, जो लैक प्रचालेक के जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है।
• ऑपरेटर: यह डीएनए का एक खंड है जहाँ रिप्रेसर प्रोटीन बंधता है।
• प्रमोटर: यह आरएनए पोलीमरेज़ (RNA polymerase) के बंधन स्थल है, जो जीन प्रतिलेखन (gene transcription) शुरू करता है।

नियामक जीन की उपस्थिति में जीन अभिव्यक्ति

जब नियामक जीन (i जीन) सक्रिय होता है, तो यह रिप्रेसर प्रोटीन का उत्पादन करता है। यह रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर क्षेत्र से बंध जाता है, जिससे आरएनए पोलीमरेज़ को संरचनात्मक जीन (z, y, और a) तक पहुँचने और उनका प्रतिलेखन करने से रोका जाता है। परिणामस्वरूप, लैक्टोज के चयापचय के लिए आवश्यक एंजाइमों का उत्पादन नहीं होता है। इस स्थिति में, जीन अभिव्यक्ति 'दमन' (repressed) होती है।

नियामक जीन की अनुपस्थिति में जीन अभिव्यक्ति

जब नियामक जीन (i जीन) निष्क्रिय या अनुपस्थित होता है, तो रिप्रेसर प्रोटीन का उत्पादन नहीं होता है। इसके परिणामस्वरूप, ऑपरेटर क्षेत्र अवरुद्ध नहीं होता है, और आरएनए पोलीमरेज़ संरचनात्मक जीन का प्रतिलेखन कर सकता है। इससे β-गैलेक्टोसिडेज, लैक्टोज परमेज़ और ट्रांसएसिटाइलेज जैसे एंजाइमों का उत्पादन होता है, जो लैक्टोज के चयापचय के लिए आवश्यक होते हैं। इस स्थिति में, जीन अभिव्यक्ति 'प्रेरित' (induced) होती है।

तुलनात्मक तालिका

विशेषता	नियामक जीन की उपस्थिति	नियामक जीन की अनुपस्थिति
रिप्रेसर प्रोटीन का उत्पादन	उत्पादित होता है	उत्पादित नहीं होता है
ऑपरेटर क्षेत्र का बंधन	रिप्रेसर प्रोटीन द्वारा बंधा हुआ	रिप्रेसर प्रोटीन द्वारा बंधा नहीं हुआ
आरएनए पोलीमरेज़ की पहुँच	अवरुद्ध	खुला
जीन अभिव्यक्ति	दमन (Repressed)	प्रेरित (Induced)
एंजाइमों का उत्पादन	नहीं	हाँ

इंड्यूसर की भूमिका

लैक्टोज स्वयं एक इंड्यूसर के रूप में कार्य करता है। जब लैक्टोज कोशिका में प्रवेश करता है, तो यह रिप्रेसर प्रोटीन से बंध जाता है, जिससे रिप्रेसर प्रोटीन का आकार बदल जाता है और वह ऑपरेटर क्षेत्र से अलग हो जाता है। इससे आरएनए पोलीमरेज़ संरचनात्मक जीन का प्रतिलेखन कर सकता है, और लैक्टोज के चयापचय के लिए आवश्यक एंजाइमों का उत्पादन होता है।