Promotorsequenzen

Promotorsequenzen sind DNA-Abschnitte vor einem Gen, die die Transkriptionsstartstelle festlegen und den Beginn der Transkription durch RNA-Polymerase regulieren. Sie dienen als Bindungsstelle für die Transkriptionsmaschinerie und für Transkriptionsfaktoren und bestimmen, wann, wo und wie stark ein Gen transkribiert wird. Die genaue Sequenz und Anordnung der Promotorsequenz beeinflusst die Initiationsrate und die Richtung der Transkription.

In Prokaryoten besitzen Promotoren typischerweise zwei Konsensus-Signale, die sich etwa -35 und -10 Basenpaare vor dem Transkriptionsstart befinden. Das -35-Element (etwa TTGACA) und das -10-Element (etwa TATAAT, bekannt als Pribnow-Box) werden durch die σ-Faktor-Komponente der RNA-Polymerase erkannt. Der Spacer dazwischen beträgt gewöhnlich etwa 15–20 Basenpaare. Die Transkriptionsinitiierung wird durch weitere Regulatoren beeinflusst.

Bei Eukaryoten ist der Promoter komplexer aufgebaut. Ein Kernpromoter enthält oft ein TATA-Element (~-25), ein Initiator-Element (Inr) am Transkriptionsstart und ggf. weitere Downstream-Elemente wie DPE. In Genomen existieren auch promoternahe Elemente (CAAT-Box, GC-Box) und CpG-Inseln. Die Transkriptionsinitiierung wird durch eine Vielzahl von Transkriptionsfaktoren, Co-Aktivatoren, Chromatin-Modifikationen und entfernten Enhancern koordiniert. Promotoren können bidirektional oder einseitig transkribieren, abhängig von Kontext und Faktoren.

Promotorsequenzen variieren zwischen Organismen und Geweben und können durch Mutationen die Genexpression deutlich verändern. Sie sind zentrale Ziele in Genregulationsstudien und in der biotechnologischen Nutzung von Promotoren, etwa bei Reporter-Systemen oder Expressionsvektoren.