Avainero – Promoottori vs. operaattori
Muut DNA-sekvenssit kuin geenin koodaava alue ovat elintärkeitä erilaisten transkriptioprosessiin liittyvien toimintojen suorittamisessa. Transkriptio on entsyymien katalysoima prosessi, joka transkriptoi tai muuntaa DNA-juosteen sen samanlaiseksi mRNA-juosteeksi. Elämän keskeisessä dogmassa DNA:n transkriptio mRNA:ksi on proteiinisynteesin ensimmäinen vaihe. Tätä seuraa translaatio, joka muuntaa mRNA-sekvenssin aminohapposekvenssiksi, joka tuottaa odotetun proteiinin. Erilaisista organismeista löydetyistä sekvensseistä promoottorisekvensseillä ja operaattorisekvensseillä on tärkeä rooli transkriptiossa. Promoottorit ovat läsnä sekä prokaryooteissa että eukaryooteissa. Ne sijaitsevat ylävirtaan transkription aloituskohdasta ja ovat paikkoja, joissa RNA-polymeraasientsyymi sitoutuu. Operaattorit ovat läsnä vain prokaryooteissa. Ne ovat paikkoja, joissa säätelymolekyyli sitoutuu operoniin. Keskeinen ero promoottorin ja operaattorin välillä perustuu vastaavaan DNA-sekvenssiin sitoutuvan molekyylin tyyppiin. RNA-polymeraasi sitoutuu promoottoriin, kun taas operonijärjestelmän säätelymolekyylit sitoutuvat operaattoriin.
Mikä on promoottori?
Promoottori on DNA-sekvenssi, joka on sijoitettu ylävirtaan transkription aloituskohdasta. Tämä tärkeä DNA-sekvenssi löytyy sekä eukaryooteista että prokaryooteista; vaikka eukaryoottipromoottorit voivat erota prokaryoottipromoottoreista. Promoottorit ovat DNA-alueita, joihin RNA-polymeraasi sitoutuu transkriptioprosessin aikana. Se on pääentsyymi, joka osallistuu yksijuosteisen RNA:n (mRNA, tRNA, rRNA) tuottamiseen DNA-templaatista. RNA-tyypistä riippuen RNA-polymeraasi vaihtelee. Promoottorisekvenssit ovat erittäin konservoituneita alueita koko genomissa. Siksi niitä kutsutaan konsensusalueiksi. Promoottorin toimintamekanismi on erilainen eukaryooteissa ja prokaryooteissa.
Eukaryooteissa promoottorissa olevaa konservoitunutta sekvenssiä kutsutaan TATA-laatikoksi, joka sijaitsee geenin -10-asemassa. RNA-polymeraasin sitoutumista TATA-laatikkoon helpottavat sitoutuvat transkriptiotekijät. Nämä transkriptiotekijät tekevät vahvistusmuutoksia promoottorisekvenssissä ja lisäävät sen affiniteettia RNA-polymeraasin sitoutumiseen. Siten transkription aloituksen aikana muodostunut esialoituskompleksi koostuu kompleksista, joka muodostuu 7 transkriptiotekijän ja promoottoripaikan kanssa. Kun tämä kompleksi on muodostunut, eukaryoottinen RNA-polymeraasi sitoutuu helposti promoottoriin ja aloittaa transkription.
Kuva 01: Promoottori
Prokaryooteissa mekanismi on paljon yksinkertaisempi, koska ne eivät sisällä mitään transkriptiotekijöitä. Sen sijaan RNA-polymeraasin sigmatekijä osallistuu promoottorin tunnistamiseen ja entsyymin kokoamiseen promoottoriin. Prokaryooteissa on kaksi pääkonservoitunutta promoottorialuetta, TATA-laatikkoa vastaava promoottorisekvenssi tunnetaan nimellä "Pribnow Box". Pribnow Box (-10 asema) koostuu sekvenssistä TATAAT. Toinen promoottorisekvenssi tunnetaan -35-elementtinä, koska se sijaitsee -35-asemassa.
Mikä on operaattori?
Prokaryoottigeenirakenteesta löytyy operaattori. Se on DNA:n pääalue, johon operonijärjestelmän säätelymolekyylit sitoutuvat. Lac-operaattori on monien prokaryoottibakteerien lac-operonissa läsnä oleva operaattorisekvenssi. Lac-operonin tapauksessa repressorimolekyyli sitoutuu operaattorialueeseen. Tämä sitoutuminen estää RNA-polymeraasia transkriptoimasta operaattorin alavirtaan olevia geenejä.
Kuva 02: Operonin käyttäjä
Eukaryooteilla ei ole operaattorialueita. Sen sijaan niiden transkriptiotekijät, jotka osallistuvat transkription säätelyyn, sitoutuvat promoottorialueisiin. Siten operaattorin päätehtävä prokaryooteissa on säädellä geenin ilmentymistä.
Mitä yhtäläisyyksiä on järjestäjän ja operaattorin välillä?
- Sekä promoottori että operaattori koostuvat deoksiriboosinukleiinihapoista (DNA).
- Sekä promoottori- että operaattorisekvenssit ovat tärkeitä transkriptioprosessissa.
Mitä eroa promoottorilla ja operaattorilla on?
Promoottori vs. Operaattori |
|
| Promoottorit ovat kohtia, joissa RNA-polymeraasi sitoutuu, ja ne ovat ylävirtaan geenin transkription aloituskohdasta. | Operaattorit ovat kohtia, joissa säätelymolekyyli sitoutuu operonimalliin. |
| Organismityyppi | |
| Promoottorit löytyvät sekä prokaryooteista että eukaryooteista. | Operaattoreita löytyy vain prokaryooteista. |
| Toiminto | |
| Promoottori helpottaa RNA-polymeraasin ja transkriptiotekijöiden sitoutumista (vain eukaryooteissa) geenin transkriptiogeeniin. Prokaryooteissa promoottorialue helpottaa RNA-polymeraasin sigmatekijän sitoutumista (prokaryooteissa). | Operaattorit säätelevät geenin ilmentymistä helpottamalla säätelymolekyylin sitoutumista operoniin. |
Yhteenveto – Promoottori vs. operaattori
Promoottori ja operaattori ovat tärkeitä DNA-sekvenssejä, jotka osallistuvat transkriptioprosessiin ja transkription säätelyyn. Promoottorisekvenssejä löytyy sekä prokaryooteista että eukaryooteista. Promoottori on RNA-polymeraasin sitoutumiskohta. Ne ovat erittäin konservoituneita alueita, jotka tunnetaan konsensussekvensseinä. Eukaryoottien TATA-laatikko ja prokaryoottien Pribnow-laatikko ja -35-promoottori ovat yleisiä promoottoreita. Operaattoreita on vain prokaryooteissa, joissa ne säätelevät geenin ilmentymistä sitomalla repressoria ja estämällä alavirran geenien transkriptiota (lac-operonikonsepti), tai sitoutuvat aktivaattoriin ja indusoivat transkriptiota (trp-operonikonsepti). Tämä on ero promoottorin ja operaattorin välillä.
