原核生物の転写活性化因子および抑制因子

原核生物は環状ゲノムを含んでおり、多くの場合、特定の生化学的プロセスに関連する遺伝子がDNA配列内で互いに直接隣接して位置しています。

オペロンとして知られるこれらの遺伝子クラスターは、単一のプロモーターを持ち、単一のmRNAに転写されます。オペロンの発現は、それぞれ転写を促進または抑制するタンパク質であるアクチベーターとリプレッサーによって制御されます。

活性化剤はプロモーターに結合し、RNAポリメラーゼの結合とそれに続くオペロンの転写につながります。

リプレッサーは、オペレーターと呼ばれるプロモーターの近くにある異なるDNA配列と相互作用します。リプレッサーがオペレーターに結合すると、RNAポリメラーゼがプロモーターに結合するのを防ぎ、転写を阻害します。

原核生物の遺伝子調節は、多くの場合、栄養素の利用可能性に依存します。一部の細菌では、グルコース濃度が低いと、サイクリックAMPが蓄積します。

サイクリックAMPは、活性化剤である異化活性タンパク質に結合し、それらが一緒になってプロモーターに結合します。これにより、細菌がグルコース以外の糖を代謝することを可能にする遺伝子を含むオペロンであるlacオペロンの発現が開始されます。

トリプトファンは、タンパク質の合成に必要なアミノ酸です。トリプトファンが環境から入手できない場合でも、一部の生物は自分自身でトリプトファンを生成することができます。その合成のための遺伝子は、リプレッサーによって調節されているオペロンに存在します。

トリプトファン濃度が高い場合、トリプトファンはリプレッサーと会合します。この複合体はオペレーターに結合し、RNAポリメラーゼをブロックし、転写を抑制します。