プロモーターが強いまたは弱いのは何ですか?

いくつかの要因がプロモーターの強度または衰弱に寄与し、それが駆動できる遺伝子発現のレベルに影響を与えます。プロモーター強度の重要な決定要因は次のとおりです。

tataボックス: TATAボックスは、転写開始部位の上流の-25〜 -35塩基ペア前後にある重要なDNA配列要素です。これは、基礎転写機構の一部である転写因子II D(TFIID)の結合部位として機能します。強力なプロモーターには、通常、コンセンサスTATAボックスシーケンス(TATAAA)が含まれており、TFIIDの効率的な結合とその後の開始前複合体のアセンブリを確保します。 TATAボックスのバリエーションまたは欠如は、プロモーターを弱める可能性があります。

転写因子結合部位: プロモーターには、特定のDNA配列に結合することにより遺伝子発現を調節するタンパク質であるさまざまな転写因子の結合部位が含まれています。主要な転写因子、特に基底および誘導性遺伝子発現に関与するものに対する複数および高親和性結合部位の存在は、プロモーター強度に寄与します。これらの結合部位の配置と近接性は、協同性に影響を与え、プロモーター活性を高めることができます。

プロモーターアーキテクチャ: プロモーター地域の全体的なアーキテクチャと組織は、その強さに役割を果たします。 TATAボックスと転写開始部位(通常は25〜30の塩基対約)間の最適な間隔は、効率的なプロモーター機能に不可欠です。さらに、エンハンサー、サイレンサー、または上流の活性化シーケンス(UAS)など、プロモーター内に他の調節要素が存在することで、プロモーター強度を調節できます。

DNAメチル化: 特にプロモーター領域内のCPGジヌクレオチドでのDNAメチル化は、転写因子の結合を妨げ、前発明複合体の形成を防ぐことにより、遺伝子発現を抑制できます。プロモーターの高メチル化は遺伝子サイレンシングに関連していますが、低メチル化はしばしばプロモーター活性の増加と相関します。

転写因子の可用性: プロモーターを結合するために利用可能な転写因子の豊富さと活性もその強度に影響します。翻訳後修飾、細胞内局在化、他の調節タンパク質との相互作用などの要因は、転写因子がプロモーターと効果的に関与し、遺伝子発現を駆動する能力に影響を与える可能性があります。

クロマチン構造: プロモーターを取り巻くクロマチン構造は、転写因子と転写機械へのアクセス可能性に影響します。凝縮が少なくアクセスしやすいエウクロマチンは、プロモーター活性を促進しますが、ヘテロクロマチンは高度に凝縮され、アクセスしやすいため、プロモーターが不活性になります。

プロモーター強度を決定する要因を理解することで、研究者はバイオテクノロジー、合成生物学、および遺伝子工学アプリケーションにおける望ましい遺伝子発現レベルのプロモーターを操作および設計することができます。

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