Sigmafaktoren

Sigmafaktoren sind eine Klasse bakterieller Transkriptionsfaktoren, die zusammen mit der Core-RNA-Polymerase den Start der Transkription vermitteln. Sie erkennen Promotoren und steuern damit, welche Gene zu welchem Zeitpunkt transkribiert werden. Nach dem Initiationsstart lösen sie sich von der Polymerase, damit die elongierende RNA-Polymerase fortfahren kann. In vielen Bakterien gibt es mehrere alternative Sigmafaktoren, die bei unterschiedlichen Umweltbedingungen aktiv sind.

Mechanismus und Struktur: Sigmafaktoren besitzen mehrere Domänen, die Promotorsequenzen erkennen. Typisch erkennen sie das -10- und das -35-Element des Promotors; dadurch wird die Polymerase gezielt an die richtigen Gene herangeführt. Die häufige Folge ist eine spezialisierte Transkriptionssteuerung je nach Lebenszyklusphase oder Stresssituation. Der Hauptexpressions-Sigmafaktor in vielen Bakterien ist σ70, der unter normalen Bedingungen die Mehrheit der Genexpression steuert. Daneben existieren weitere alternative Sigmafaktoren wie σ32 (Hitzeschock), σ54 (N- und Stickstoffregulation in bestimmten Systemen), σ28 (Flagellumbildung) und σS (Stressresistenz/Stationärphase).

Regulation und Bedeutung: Die Aktivität und Verfügbarkeit von Sigmafaktoren wird durch Umweltsignale, Antisigmafaktoren und regulatorische Netzwerke kontrolliert. Diese Regulierung ermöglicht eine koordinierte Expression ganzer Gencluster unter wechselnden Bedingungen. Sigmafaktoren sind zentral für die Anpassung bakterieller Gene an Umwelt- und Entwicklungsprozesse und dienen in Forschung und Biotechnologie als Werkzeuge zur gezielten Steuerung der Genexpression.

Siehe auch: Transkriptionsinitiation, RNA-Polymerase, Promotor, alternative Sigmafaktoren.