主な違い - プロモーターとオペレーター

遺伝子のコーディング領域以外のDNA配列は、転写プロセスに関連する様々な機能を実行する上で不可欠である。転写は、酵素の触媒作用により、DNAの鎖を同様のmRNAの鎖に転写または変換するプロセスである。生命の中心的な法則では、DNAをmRNAに転写することが、タンパク質合成の第一段階とされている。次に翻訳が行われ、mRNAの配列が目的のタンパク質を作り出すアミノ酸配列に変換される。生体内に存在する様々な配列のうち、プロモーター配列とオペレーター配列は、転写プロセスにおいて重要な役割を担っています。プロモーターは原核生物と真核生物に存在する。転写開始点の上流に位置し、RNAポリメラーゼが酵素的に結合する部位である。演算子は原核生物にしか存在しない。これは、制御分子がマニピュレーターと結合する部位である。プロモーターとマニピュレーターの違いは、それぞれのDNA配列に結合する分子の種類にある。RNAポリメラーゼはプロモーターに結合し、マニピュレーター系の制御分子はマニピュレーターに結合する。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. プロモーターとは 3. オペレーターとは 4. プロモーターとオペレーターの共通点 5. 並列比較 - 表形式でのプロモーターとオペレーター 6. まとめ

プロモーターは何ですか？

プロモーターとは、転写開始点の上流に位置するDNA配列のことである。この重要なDNA配列は、真核生物と原核生物の両方に存在するが、真核生物のプロモーターと原核生物のプロモーターは異なる場合がある。プロモーターは、転写の際にRNAポリメラーゼが結合するDNAの領域である。DNAを鋳型として一本鎖のRNA（mRNA、tRNA、rRNA）を生成する主要な酵素である。RNAの種類によって、RNAポリメラーゼの種類は異なります。プロモーター配列は、ゲノムの中で高度に保存された領域である。そのため、コンセンサス領域と呼ばれる。真核生物と原核生物では、プロモーターの作用機序が異なる。

真核生物では、プロモーターの保存配列はTATAボックスと呼ばれ、遺伝子の-10位に位置している。結合型転写因子は、RNAポリメラーゼのTATAボックスへの結合を促進する。この転写因子は、プロモーターの配列に確変を起こし、RNAポリメラーゼとの結合親和性を高める。このように、転写開始時に形成されるプレイニシエーション複合体は、7つの転写因子とプロモーター部位が形成する複合体で構成されている。この複合体が形成されると、真核生物のRNAポリメラーゼはプロモーターに容易に結合し、転写を開始する。

図01：プロモーター

原核生物では、転写因子を含まないため、その仕組みはもっと単純である。その代わり、RNAポリメラーゼのシグマ因子がプロモーターの認識とプロモーターでの酵素の集合に関与している。原核生物には大きく分けて2つのプロモーター領域が保存されており、TATAボックスに対応するプロモーター配列はPribnow Boxと呼ばれている。Pribnow Box（-10位）はTATAATという配列で構成されている。2つ目のプロモーター配列は、-35位にあるため、-35エレメントと呼ばれている。

演算子は何ですか？

原核生物の遺伝子の構造には、オペレーターが存在することが確認されています。lacオペレーターは、多くの原核生物のlacマニピュロンに存在するオペレート配列で、マニピュロンシステムの制御分子が結合するDNAの主要な領域である。lacマニピュロンの場合、ブロッキング分子はオペレーター領域に結合する。この結合により、RNAポリメラーゼがオペレーターの下流にある遺伝子を転写することができなくなる。

図02 オペレーターの

真核生物にはオペレート領域はない。その代わり、プロモーター領域に結合する転写因子による転写制御に関与している。このように、原核生物における演算子の主な機能は、遺伝子発現の制御である。

プロモーターとオペレータの共通点

• プロモーターもオペロンもデオキシリボ核酸（DNA）で構成されている。
• 転写の過程では、プロモーター配列とオペレーター配列の両方が重要である。

プロモーターとオペレータの違い

概要 - プロモーター vs. オペレータ

プロモーターやオペロンは、転写や転写制御の過程に関与する重要なDNA配列である。プロモーター配列は原核生物、真核生物のいずれにも存在する。プロモーターは、RNAポリメラーゼが結合する部位である。これらは高度に保存された領域であり、コンセンサス配列として知られている。真核生物のTATAボックス、原核生物のPribnowボックスと-35プロモーターは共通のプロモーターである。マニピュレーターは原核生物にのみ存在し、リプレッサーに結合して下流遺伝子の転写を抑制したり（lacマニピュレーター概念）、アクチベーターに結合して転写を誘導したり（trpマニピュレーター概念）して遺伝子発現を制御しています。これがプロモーターとオペレーターの違いです。

引用

1. "バイオテクノロジー活動"。ピアソン - バイオロジープレイス、ここにあり 2. "プロモーター".ここで見られるのは、2.「プロモーター」addgene.

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