2.2.7.1 Regulation der Promotorstärke

Aus Biostudies
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Entscheidend für die Bindung der RNA-Polymerase ist die Basenabfolge der -35- und der -10-Region. Für beide Regionen läßt sich eine Consensussequenz (Idealsequenz) für die Bindung der RNA-Polymerase finden (durch Vergleich verschiedener bakterieller Operons), z. B. -10-Region (jeweils nur 5' → 3' angegeben):

T A A A C T
T T T A C T
T A T A A C
T A T G A T
T A A A A T
T T A A C T

Als Consensussequenz ergibt sich für die -10-Region die sog. TATA-Box (PRIBNOW-Box) (PRIBNOW 1975):

T A T A A T

Für die -35-Region ergibt sich die folgende Consensussequenz:

T T G A C A

Von dieser Consensussequenz muß es jeweils Abweichungen geben, damit die RNA-Polymerase nicht zu fest sitzt und weiterrutschen kann (und Nukleotid +1 transkribieren kann).

Vergleich der Consensussequenz mit dem Promotor des lac-Operons:

Insgesamt gibt es drei Abweichungen in beiden Regionen zusammen (25 % Abweichungen). Deshalb ist der Promotor des lac-Operons ein starker Promotor.

Je weniger Abweichungen in der -10- und -35-Region von den beiden Consensussequenzen vorliegen, desto besser paßt die RNA-Polymerase, desto häufiger bindet und transkribiert sie (viele Moleküle dieser mRNA werden gebildet) und desto mehr Genprodukte werden gebildet (viele Moleküle der entsprechenden Polypeptide). Ein starker Promotor zeigt i. d. R. 20 – 30 % Abweichungen.

Vergleich mit dem Promotor des lac I-Gens:

Das lac I-Gen sitzt in der Regulationseinheit und codiert den lac-Repressor. Es hat folgende Ausprägungen (von 5' nach 3'):
-10-Region: T G A T A G
-35-Region: T G G C G C
Es handelt sich dabei um einen schwachen Promotor, da es insgesamt 8 Abweichungen von 12 Basen gibt (67 % Abweichungen).

In der Biotechnologie ist es oft wichtig große Mengen bestimmter Proteine mit Hilfe von Bakterien zu erzeugen. Das zugehörige Gen muß dann einen starken bakteriellen Promotor besitzen.