Hvorfor adskiller promotorpositionen sig mellem prokaryoter og eukaryoter?

Promotorpositionen, mens den betjener det samme grundlæggende formål med at indlede transkription, adskiller sig mellem prokaryoter og eukaryoter på grund af den meget forskellige kompleksitet i deres cellulære organisation og transkriptionsmaskiner.

Her er en oversigt over de vigtigste forskelle:

prokaryoter:

* Enkel promotorstruktur: Prokaryotiske promotorer er typisk korte og indeholder to konserverede sekvenser, -10 -boksen (Pribnow -boksen) og -35 -boksen, som genkendes af Sigma -faktoren for RNA -polymerase.

* Lige nærhed til transkriptionsstartstedet: Disse kasser er placeret relativt tæt på transkriptionsstartstedet (omkring -10 og -35 baser opstrøms), hvilket muliggør en enkel og effektiv initieringsproces.

* direkte interaktion med RNA -polymerase: RNA -polymerase binder direkte til promotorregionen, lettet af Sigma -faktoren, der genkender -10 og -35 kasser. Denne direkte interaktion gør det muligt for transkription at starte hurtigt.

eukaryoter:

* mere kompleks promotorstruktur: Eukaryotiske promotorer er mere komplekse og indeholder en bredere vifte af elementer, herunder kernepromotoren (indeholdende Tata -boksen, initiatorelementet og nedstrøms promotorelement) og opstrøms regulatoriske elementer (som enhancere og lyddæmpere).

* Yderligere afstand fra transkriptionsstartstedet: Eukaryotiske promotorer kan være placeret meget længere væk fra transkriptionsstartstedet, nogle gange endda tusinder af baser opstrøms.

* indirekte interaktion med RNA -polymerase: I stedet for direkte bindende til promotoren kræver RNA -polymerase II i eukaryoter samlingen af ​​et kompleks af transkriptionsfaktorer (generelle transkriptionsfaktorer) for at starte transkription. Disse faktorer binder til kernepromotorelementerne og rekrutterer RNA -polymerase II.

Hvorfor findes disse forskelle:

* kompleksitet af genregulering: Eukaryoter har et meget mere komplekst system med genregulering, der involverer en bredere vifte af faktorer og reguleringsmekanismer. Den komplekse promotorstruktur og involvering af transkriptionsfaktorer muliggør en højere grad af kontrol over genekspression.

* nuklear kompartmentalisering: I eukaryoter forekommer transkription i kernen, adskilt fra translation i cytoplasmaet. Denne deling af rum kræver mere detaljerede mekanismer til regulering af genekspression, hvilket afspejles i kompleksiteten af ​​eukaryotiske promotorer.

* kromatinstruktur: Eukaryotisk DNA pakkes i kromatin, en kompleks struktur af DNA og proteiner. Denne emballage præsenterer en barriere for transkription og kræver yderligere mekanismer til adgang til DNA'et. Dette behandles delvis af den komplekse promotorstruktur og involvering af transkriptionsfaktorer.

I det væsentlige afspejler forskellene i promotorstruktur og positionering de meget forskellige organisatoriske og lovgivningsmæssige udfordringer, som prokaryoter og eukaryoter står overfor. Eukaryotiske promotorer er skræddersyet til at håndtere forviklingerne i deres cellulære organisation og genregulering, mens prokaryotiske promotorer prioriterer effektivitet og direkte interaktion med transkriptionsmaskineriet.