Gene und DNA-Funktion

Promotoren prokaryotischer und eukaryotischer Gene

Der Promotor ist die DNA-Sequenz vor der Transkriptionsstartstelle, an der die Transkription eines Gens beginnt, bei Bakterien wie bei Eukaryonten.

Prüfungsrelevanz: gut zu wissen ✓ gelesen
Das Wichtigste in Kürze5 Punkte
  • Der Promotor ist eine regulatorische DNA-Sequenz vor dem Gen, an der die Transkription beginnt. Er ist kein Protein.
  • Die Transkriptionsstartstelle trägt die Position +1. Stromaufwärts liegende Positionen sind negativ.
  • Stromaufwärts bedeutet 5’-Richtung, stromabwärts 3’-Richtung, jeweils bezogen auf den codierenden Strang.
  • Eukaryotische Promotoren enthalten Bindestellen für Transkriptionsfaktoren. Die TATA-Box liegt bei etwa −25 bis −30 und ist typisch für proteincodierende Gene.
  • Bakterielle Promotoren liegen ebenfalls stromaufwärts und bestehen aus der −35- und der −10-Region.

Worum es geht

Jedes Gen braucht einen Startpunkt, an dem die Zelle mit dem Ablesen beginnt. Diesen Startpunkt markiert der Promotor, ein kurzer DNA-Abschnitt vor dem Gen. Wer seine Lage kennt, versteht später auch Genregulation und gentechnische Expressionssysteme, mit denen etwa Humaninsulin in Bakterien hergestellt wird.

Aufbau eines Gens

Ein Gen besteht aus zwei Teilen. Der transkribierte Bereich wird in RNA umgeschrieben. Davor liegt ein regulatorischer Bereich. Er legt fest, ob und wo die Transkription beginnt.

Bezugspunkt ist die Transkriptionsstartstelle. Das ist das erste Nukleotid, das in RNA übertragen wird. Es erhält die Position +1. Eine Position 0 gibt es nicht.

Die Richtungsangaben beziehen sich auf den codierenden Strang. Stromaufwärts heißt in 5’-Richtung, also vor der Startstelle. Diese Positionen tragen negative Zahlen. Stromabwärts heißt in 3’-Richtung, hinein in den transkribierten Bereich. Man kann sich die RNA-Polymerase wie ein Boot vorstellen, das flussabwärts von 5’ nach 3’ treibt.

Schema eines Gens mit Startstelle +1, links negativen Positionen und Promotor, rechts transkribiertem Bereich, Pfeile für 5'- und 3'-Richtung

Die Transkriptionsstartstelle (+1) teilt das Gen: stromaufwärts liegt der regulatorische, stromabwärts der transkribierte Bereich.

Promotor als DNA-Sequenz

Im regulatorischen Bereich sitzt der Abschnitt, ohne den die Transkription nicht starten kann.

📖 Definition: Promotor

Regulatorische DNA-Sequenz stromaufwärts der Transkriptionsstartstelle, an der die Transkription eines Gens eingeleitet wird. Er ist ein Stück DNA und kein Protein.

An den Promotor binden Proteine. Er selbst ist aber nur die Bindestelle. Eukaryotische Promotoren enthalten Bindestellen für Transkriptionsfaktoren. Diese Proteine erkennen kurze Sequenzmotive und bringen die RNA-Polymerase an den Start. Wie sie die Genaktivität steuern, behandelt die Regulation der Transkription.

Ein bekanntes Promotorelement ist die TATA-Box. Sie ist eine kurze, A- und T-reiche Sequenz mit dem Konsensus TATAAA. A-T-Paare haben nur zwei Wasserstoffbrücken. Der Doppelstrang lässt sich dort leichter öffnen. Die TATA-Box liegt stromaufwärts, etwa bei Position −25 bis −30.

Typisch ist sie für Promotoren proteincodierender Gene der Eukaryonten. Nicht jeder Promotor besitzt eine. Die TATA-Box gehört zur Transkription. Anders als die Replikationsursprünge hat sie mit der DNA-Verdopplung nichts zu tun.

Bakterielle Promotoren

Auch bei Bakterien liegt der Promotor stromaufwärts, also in 5’-Richtung der Transkriptionsstartstelle. Er besteht aus zwei kurzen Kernsequenzen. Die −35-Region hat den Konsensus TTGACA. Die −10-Region (TATAAT, Pribnow-Box) ist wie die TATA-Box AT-reich. Beide erkennt die bakterielle RNA-Polymerase direkt über ihren Sigma-Faktor. Den Ablauf beschreibt die Transkription.

Eukaryotische Promotoren sind komplexer gebaut. Die Polymerase findet sie nicht allein, sondern braucht dafür Transkriptionsfaktoren. In der Lage stimmen beide Gruppen überein: Der Promotor steht vor dem transkribierten Bereich.

Vergleich zweier Promotoren mit Positionsangaben: oben -35- und -10-Region, unten TATA-Box und Bindestellen für Transkriptionsfaktoren

Bakterieller und eukaryotischer Promotor: Beide liegen stromaufwärts der Startstelle.

Quiz

Teste dich mit 3 Karten
richtig oder falsch iWarum nur Aussagen? Fragen mit fünf Antworten löst man am sichersten, indem man jede Aussage einzeln bewertet: ✓✓ sicher richtig, ✓ eher richtig, 0 unsicher, ✗ eher falsch, ✗✗ sicher falsch. Mit dem Ausschlussprinzip ergibt sich daraus die Lösung. Dieses einzelne Bewerten ist der wichtigste Handgriff fürs Examen, und genau den übst du hier.

Aussage 1

Bakterielle Promotoren liegen in 5’-Richtung, also stromaufwärts der Transkriptionsstartstelle.

Die −35- und die −10-Region liegen vor der Startstelle +1 und tragen deshalb negative Positionen.

Aussage 2

Der Promotor ist ein Protein, das an die DNA vor einem Gen bindet und so die Transkription startet.

Der Promotor ist selbst eine DNA-Sequenz. An ihn binden Proteine wie RNA-Polymerase und Transkriptionsfaktoren.

Aussage 3

Die TATA-Box liegt etwa bei Position +25 bis +30 innerhalb des transkribierten Bereichs.

Die TATA-Box liegt stromaufwärts bei etwa −25 bis −30 im Promotor eukaryotischer proteincodierender Gene.

Fehler entdeckt oder eine Idee? Wir verbessern die Inhalte laufend. Melde es uns gerne über dieses Formular ❤️

Teile der Inhalte wurden mithilfe von KI-Systemen erstellt und werden fortlaufend redaktionell geprüft. Trotz Sorgfalt können Fehler enthalten sein. Wichtige Informationen bitte anhand offizieller Quellen prüfen. Relaxed ins Stex ist ein unabhängiges Angebot und steht in keiner Kooperation mit dem IMPP. Das Angebot ist weder vom IMPP autorisiert noch mit diesem verbunden.

Zurück nach oben