Hauptunterschied - Promoter vs Operator
Andere DNA-Sequenzen als die kodierende Region eines Gens sind für die Ausführung verschiedener Funktionen in Bezug auf den Transkriptionsprozess von entscheidender Bedeutung. Die Transkription ist der enzymkatalysierte Prozess, der den DNA-Strang transkribiert oder in seinen ähnlichen mRNA-Strang umwandelt. Im zentralen Dogma des Lebens ist die Transkription von DNA in mRNA die erste Phase der Proteinsynthese. Darauf folgt eine Translation, die die mRNA-Sequenz in eine Aminosäuresequenz umwandelt, die das erwartete Protein bildet. Unter den verschiedenen in Organismen gefundenen Sequenzen spielen Promotorsequenzen und Operatorsequenzen eine wichtige Rolle bei der Transkription. Promotoren sind sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten vorhanden. Sie befinden sich stromaufwärts der Transkriptionsstartstelle und sind die Stellen, an denen das RNA-Polymeraseenzym bindet. Operatoren sind nur in Prokaryoten vorhanden. Sie sind die Stellen, an denen das regulatorische Molekül an ein Operon bindet. Der Hauptunterschied zwischen dem Promotor und dem Operator basiert auf der Art des Moleküls, das an die jeweilige DNA-Sequenz bindet. Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor, während regulatorische Moleküle des Operonsystems an den Operator binden.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist ein Promoter
? 3. Was ist ein Operator?
4. Ähnlichkeiten zwischen Promoter und Operator.
5. Vergleich nebeneinander - Promotor und Operator in tabellarischer Form.
6. Zusammenfassung
Was ist ein Promoter?
Ein Promotor ist eine DNA-Sequenz, die stromaufwärts der Transkriptionsstartstelle angeordnet ist. Diese wichtige DNA-Sequenz findet sich sowohl in Eukaryoten als auch in Prokaryoten; obwohl sich die eukaryotischen Promotoren von den prokaryotischen Promotoren unterscheiden können. Promotoren sind die DNA-Regionen, an die die RNA-Polymerase während des Transkriptionsprozesses bindet. Es ist das Hauptenzym, das an der Herstellung der einzelsträngigen RNA (mRNA, tRNA, rRNA) aus einer DNA-Matrize beteiligt ist. Abhängig von der Art der RNA unterscheidet sich die RNA-Polymerase. Die Promotorsequenzen sind hochkonservierte Regionen im gesamten Genom. Daher werden sie als Konsensregionen bezeichnet. Der Wirkungsmechanismus des Promotors unterscheidet sich bei Eukaryoten und Prokaryoten.
Bei Eukaryoten wird die in den Promotoren gefundene konservierte Sequenz als TATA-Box bezeichnet, die sich an der -10-Position des Gens befindet. Die Bindung der RNA-Polymerase an die TATA-Box wird durch die bindenden Transkriptionsfaktoren erleichtert. Diese Transkriptionsfaktoren bewirken Bestätigungsänderungen in der Promotorsequenz und erhöhen ihre Affinität zur Bindung der RNA-Polymerase. Somit besteht der während der Transkriptionsinitiierung gebildete Vorinitiationskomplex aus dem Komplex, der mit den 7 Transkriptionsfaktoren und der Promotorstelle gebildet wird. Sobald dieser Komplex gebildet ist, bindet die eukaryotische RNA-Polymerase leicht an den Promotor und initiiert die Transkription.
Abbildung 01: Promotor
Bei Prokaryoten ist der Mechanismus viel einfacher, da sie keine Transkriptionsfaktoren enthalten. Stattdessen ist der Sigma-Faktor der RNA-Polymerase an der Erkennung des Promotors und an der Anordnung des Enzyms auf dem Promotor beteiligt. Es gibt zwei konservierte Hauptpromotorregionen in Prokaryoten, die entsprechende Promotorsequenz zur TATA-Box ist als "Pribnow-Box" bekannt. Die Pribnow Box (-10 Position) besteht aus der Sequenz TATAAT. Die zweite Promotorsequenz ist als -35-Element bekannt, da sie sich an der -35-Position befindet.
Was ist ein Operator?
Ein Operator findet sich in der prokaryotischen Genstruktur. Es ist die Hauptregion der DNA, an die die regulatorischen Moleküle eines Operonsystems binden. Der lac-Operator ist die Operatorsequenz, die im lac-Operon vieler prokaryotischer Bakterien vorhanden ist. Im Fall des lac-Operons bindet das Repressormolekül an die Operatorregion. Diese Bindung verhindert, dass RNA-Polymerase die nach dem Operator vorhandenen Gene transkribiert.
Abbildung 02: Operator eines Operons
Eukaryoten besitzen keine Operatorregionen. Stattdessen binden ihre Transkriptionsfaktoren, die an der Regulation der Transkription beteiligt sind, an die Promotorregionen. Somit besteht die Hauptfunktion des Operators in Prokaryoten darin, die Genexpression zu regulieren.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Veranstalter und Betreiber?
- Sowohl der Promotor als auch der Operator bestehen aus Desoxyribose-Nukleinsäuren (DNA).
- Sowohl Promotor- als auch Operatorsequenzen sind für den Transkriptionsprozess wichtig.
Was ist der Unterschied zwischen Veranstalter und Betreiber?
Diff Artikel Mitte vor Tabelle
Veranstalter gegen Betreiber |
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| Promotoren sind die Stellen, an denen die RNA-Polymerase bindet, und sie sind stromaufwärts der Transkriptionsstartstelle eines Gens vorhanden. | Operatoren sind die Stellen, an denen das regulatorische Molekül an ein Operonmodell bindet. |
| Art des Organismus | |
| Promotoren kommen sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten vor. | Operatoren kommen nur in Prokaryoten vor. |
| Funktion | |
| Der Promotor erleichtert die Bindung der RNA-Polymerase und der Transkriptionsfaktoren (nur in Eukaryoten) an das Gen für die Gentranskription. In Prokaryoten erleichtert die Promotorregion die Bindung des Sigma-Faktors der RNA-Polymerase (in Prokaryoten). | Operatoren regulieren die Genexpression, indem sie die Bindung des regulatorischen Moleküls an das Operon erleichtern. |
Zusammenfassung - Promoter vs Operator
Promotor und Operator sind wichtige DNA-Sequenzen, die am Transkriptionsprozess und an der Transkriptionsregulation beteiligt sind. Promotorsequenzen finden sich sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten. Der Promotor ist die Stelle für die Bindung der RNA-Polymerase. Sie sind hochkonservierte Regionen, die als Konsensussequenzen bekannt sind. Die TATA-Box von Eukaryoten und die Pribnow-Box und der -35-Promotor von Prokaryoten sind die üblichen Promotoren. Operatoren sind nur in Prokaryoten vorhanden, wo sie die Genexpression steuern, indem sie den Repressor binden und die Transkription der nachgeschalteten Gene hemmen (lac-Operon-Konzept) oder an den Aktivator binden und die Transkription induzieren (trp-Operon-Konzept). Dies ist der Unterschied zwischen Promotor und Betreiber.
