Belangrijk verschil – Promotor versus exploitant
DNA-sequenties anders dan het coderende gebied van een gen zijn van vitaal belang bij het uitvoeren van verschillende functies met betrekking tot het transcriptieproces. Transcriptie is het door enzymen gekatalyseerde proces dat de DNA-streng transcribeert of omzet in zijn vergelijkbare mRNA-streng. In het centrale dogma van het leven is transcriptie van DNA naar mRNA de eerste fase van eiwitsynthese. Dit wordt gevolgd door translatie, die de mRNA-sequentie omzet in een aminozuursequentie die het verwachte eiwit maakt. Van de verschillende sequenties die in organismen worden gevonden, spelen promotorsequenties en operatorsequenties een belangrijke rol bij transcriptie. Promotors zijn aanwezig in zowel prokaryoten als eukaryoten. Ze zijn stroomopwaarts van de startplaats van de transcriptie gepositioneerd en zijn de plaatsen waar het RNA-polymerase-enzym bindt. Operators zijn alleen aanwezig in prokaryoten. Het zijn de plaatsen waar het regulerende molecuul aan een operon bindt. Het belangrijkste verschil tussen de promotor en de operator is gebaseerd op het type molecuul dat bindt aan de respectieve DNA-sequentie. RNA-polymerase bindt aan de promotor, terwijl regulerende moleculen van het operonsysteem aan de operator binden.
Wat is een promotor?
Een promotor is een DNA-sequentie die stroomopwaarts van de startplaats van de transcriptie is geplaatst. Deze belangrijke DNA-sequentie wordt gevonden in zowel eukaryoten als prokaryoten; hoewel de eukaryote promoters kunnen verschillen van de prokaryotische promoters. Promotors zijn de DNA-gebieden waar RNA-polymerase aan bindt tijdens het transcriptieproces. Het is het belangrijkste enzym dat betrokken is bij de productie van enkelstrengs RNA (mRNA, tRNA, rRNA) uit een DNA-matrijs. Afhankelijk van het type RNA zal het RNA-polymerase verschillen. De promotorsequenties zijn sterk geconserveerde gebieden in het hele genoom. Daarom staan ze bekend als consensusregio's. Het werkingsmechanisme van de promotor verschilt bij eukaryoten en prokaryoten.
In eukaryoten wordt de geconserveerde sequentie die in de promotors wordt gevonden, de TATA-box genoemd, die zich op de -10-positie van het gen bevindt. De binding van RNA-polymerase aan de TATA-box wordt vergemakkelijkt door de bindende transcriptiefactoren. Deze transcriptiefactoren maken bevestigingsveranderingen in de promotorsequentie en verhogen de affiniteit ervan voor RNA-polymerase om te binden. Het pre-initiatiecomplex dat gevormd wordt tijdens transcriptie-initiatie is dus samengesteld uit het complex gevormd met de 7 transcriptiefactoren en de promotorplaats. Zodra dit complex is gevormd, bindt eukaryotisch RNA-polymerase zich gemakkelijk aan de promotor en initieert de transcriptie.
Figuur 01: Promotor
Bij prokaryoten is het mechanisme veel eenvoudiger omdat ze geen transcriptiefactoren bevatten. In plaats daarvan is de sigmafactor van RNA-polymerase betrokken bij het herkennen van de promotor en bij de assemblage van het enzym op de promotor. Er zijn twee belangrijke geconserveerde promotorregio's in prokaryoten, de overeenkomstige promotorsequentie voor de TATA-box staat bekend als de "Pribnow Box". De Pribnow Box (-10 positie) is samengesteld uit de reeks TATAAT. De tweede promotorsequentie staat bekend als het -35-element omdat het zich op de -35-positie bevindt.
Wat is een operator?
Er wordt een operator gevonden in de prokaryotische genstructuur. Het is het belangrijkste DNA-gebied waar de regulerende moleculen van een operonsysteem zich aan binden. De lac-operator is de operatorsequentie die aanwezig is in het lac-operon van veel prokaryotische bacteriën. In het geval van het lac-operon bindt het repressormolecuul aan het operatorgebied. Deze binding zal voorkomen dat RNA-polymerase de genen die stroomafwaarts van de operator aanwezig zijn, transcribeert.
Figuur 02: Operator van een operon
Eukaryoten hebben geen operatorregio's. In plaats daarvan binden hun transcriptiefactoren die betrokken zijn bij de regulatie van transcriptie aan de promotorregio's. De belangrijkste functie van de operator in prokaryoten is dus het reguleren van genexpressie.
Wat zijn de overeenkomsten tussen promotor en operator?
- Zowel de promotor als de operator zijn samengesteld uit deoxyribose-nucleïnezuren (DNA).
- Zowel de promotor- als de operatorsequenties zijn belangrijk in het transcriptieproces.
Wat is het verschil tussen promotor en operator?
Promotor versus exploitant |
|
| Promotors zijn de plaatsen waar RNA-polymerase bindt en ze zijn stroomopwaarts van de startplaats van de transcriptie van een gen aanwezig. | Operators zijn de plaatsen waar het regulerende molecuul zich bindt aan een operonmodel. |
| Soort organisme | |
| Promoters zijn te vinden in zowel prokaryoten als eukaryoten. | Operators zijn alleen te vinden in prokaryoten. |
| Functie | |
| Promotor vergemakkelijkt de binding van de RNA-polymerase en transcriptiefactoren (alleen in eukaryoten) aan het gen voor gentranscriptie. In prokaryoten vergemakkelijkt het promotorgebied de binding van de sigmafactor van RNA-polymerase (in prokaryoten). | Operators reguleren de genexpressie door de binding van het regulerende molecuul aan het operon te vergemakkelijken. |
Samenvatting – Promotor versus exploitant
Promotor en Operator zijn belangrijke DNA-sequenties die betrokken zijn bij het transcriptieproces en bij de transcriptieregulatie. Promotorsequenties worden gevonden in zowel prokaryoten als eukaryoot. Promotor is de plaats voor binding van RNA-polymerase. Het zijn sterk geconserveerde gebieden die bekend staan als consensussequenties. De TATA-box van eukaryoten en de Pribnow-box en de -35-promotor van prokaryoten zijn de gemeenschappelijke promotors. Operators zijn alleen aanwezig in prokaryoten, waar ze de genexpressie regelen door de repressor te binden en transcriptie van de stroomafwaartse genen te remmen (lac-operonconcept), of binden aan de activator en transcriptie induceren (trp-operon-concept). Dit is het verschil tussen promotor en operator.
