PromotorElemente

PromotorElemente sind DNA-Sequenzen im Promotorbereich eines Gens, die die Transkriptionsinitiation durch RNA-Polymerase steuern. Sie dienen als Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren und helfen, die Transkriptionsrichtung und -rate festzulegen. Promotorstrukturen umfassen Core-Promoter-Elemente, die das Startsignal festlegen, sowie promotornahe (proximal) und distale Elemente, die die Häufigkeit und das Muster der Transkription modulieren.

In Prokaryoten besteht das Core-Promoter-Modell vorwiegend aus zwei Motiven: der -35-Region und der -10-Region (Pribnow-Box). Diese werden durch die Sigma-Faktor-Komplex erkannt, wodurch die RNA-Polymerase korrekt positioniert wird. Ein UP-Element kann die Transkriptionsrate erhöhen, insbesondere bei hoch transkribierten Genen. Zusätzlich regulieren Transkriptionsaktivatoren, die an entfernten Sequenzen binden, die Promoteraktivität durch DNA-Interaktion.

Bei Eukaryoten umfassen Core-Promoter-Motive wie die TATA-Box (TATAAA) typischerweise um -25 Basenpaare, der Initiator (Inr), der die Transkriptionsstartstelle direkt überlappt, sowie das Downstream-Promoter-Element (DPE). TBP (TATA-Binding Protein) und das Allgemeine Transkriptionsfaktor IID/TFIID-Komplex binden hier und rekrutieren RNA-Polymerase II. Promotornahe Elemente wie CAAT-Box, GC-Box und CpG-Inseln unterstützen die Basaltranskription und liefern Gewebe- bzw. entwicklungsbedingte Regulation. Distale Promotoren und Chromatin-Modifier ergänzen das System und ermöglichen komplexe Expressionsmuster.

PromotorElemente sind funktionell konserviert und können durch Mutationen die Genexpression deutlich beeinflussen. Sie sind Gegenstand bioinformatischer Vorhersagen und experimenteller Kartierungen (z. B. CAGE, 5'-RACE). Die Einbettung von PromotorElementen in Enhancer-Silencer-Architekturen, sowie die Nutzung alternativer Startseiten, erlaubt vielfältige Transkriptionsprofile über Gewebe hinweg.