2.2.7.2 Regulation über den σ-Faktor

Die RNA-Polymerase besteht aus 4 Polypeptiden, die den Promotor zunächst jedoch nicht erkennen können. Erst nach der Bindung des sog. σ-Faktors und der damit einhergehenden Verformung dieses kann die "fertige" RNA-Polymerase an den Promotor binden. Nach ca. 10 transkribierten Nukleotiden fällt der σ-Faktor wieder ab.

In manchen Situationen werden in der Bakterienzelle andere σ-Faktoren gebildet, die die RNA-Polymerase anders verformen, so daß sie jetzt nicht mehr zu den normalen Promotoren, sondern dafür zu den Promotoren spezieller Gene paßt und nur noch diese Gene transkribiert (und damit auch translatiert) werden.

Beispiel: Infektion von Bakterien mit Bakteriophagen

Bei der Infektion von Bakterien durch Bakteriophagen (Viren) dockt eine solche an eine Bakterienzelle an und injiziert ihre DNA (bestehnd aus frühen und späten Phagengenen). Diese werden repliziert und zunächst die frühen Gene, die Hüllproteine und spezielle σ-Faktoren codieren, transkribiert und translatiert.

Wenn nach der Replikation also zunächst die ersten Gene von der normalen RNA-Polymerase transkribiert und an den Ribosomen übersetzt werden, entstehen die speziellen σ-Faktoren, die nun die RNA-Polymerase ausschließlich auf die Promotoren der nachfolgenden Gene "umlenken". Dies sind die Gene für die Hüllproteine (frühe Phagengene) und später (späte Phagengene) für zellwandauflösende Enzyme.

Wenn genügend Gene übersetzt wurden, finden sich die einzelnen Teile der Nachkommenphagen von selbst zusammen und die infizierte Bakterienzelle platzt. Die freigesetzten Phagen können nun benachbarte Zellen befallen. Dadurch breitet sich die Infektion aus.

Eine zweite Möglichkeit, wie über frühe Phagengene die Bakterienzelle "umgestellt" werden kann, besteht in der Bildung einer anderen RNA-Polymerase mit einer anderen Struktur.