プリブノーボックス

プリブノーボックス

真正細菌の遺伝子の働きを理解する上で、遺伝子情報の読み取り、すなわち「転写」の開始メカニズムは非常に重要です。この転写を実行する酵素であるRNAポリメラーゼが、DNA上で転写を開始する正確な位置を見つけるための重要な目印となるのが、プリブノーボックス（Pribnow box）です。

位置と別称

プリブノーボックスは、真正細菌の遺伝子の働きを制御する領域、すなわちプロモーター領域の一部として機能します。この領域は、実際に転写が始まる「転写開始点」から見て、DNA鎖の上流側（転写される方向とは逆向き）におよそ10塩基対離れた位置に存在します。この位置関係から、「-10領域」や「-10ボックス」と呼ばれることも一般的です。また、真核生物や古細菌に存在する機能的に類似したTATAボックスとしばしば比較されますが、プリブノーボックスは真正細菌に特有の構造です。

RNAポリメラーゼの結合部位

プリブノーボックスは、真正細菌のプロモーター機能において中心的な役割を担います。RNAポリメラーゼは、プロモーター領域全体を認識した後、特にこの-10領域に存在する特定の塩基配列に強く結合します。この結合により、RNAポリメラーゼはDNAに固定され、転写開始点付近のDNA二重らせんをほどき、転写可能な状態（開鎖複合体）へと移行します。このように、プリブノーボックスは、RNAポリメラーゼを転写開始点へと効果的に誘導し、転写を始めるための必須のシグナルとして機能します。

特徴的な配列「tataat」

プリブノーボックスの大きな特徴は、様々な真正細菌の遺伝子のプロモーター間で共通して見られる特定の塩基配列パターンです。典型的な共通配列は、DNAの5'末端から3'末端方向へ向かって「tataat」という6つの塩基対から構成されます。この「tataat」配列は、多くの真正細菌プロモーターにおけるコンセンサス配列として知られています。ただし、実際の配列は全てのプロモーターで完全に同一ではなく、ある程度のばらつきが見られます。この配列の微妙な違いが、個々の遺伝子の転写効率や発現レベルに影響を与えていると考えられています。例えば、大腸菌の異なる遺伝子を比較すると、この-10領域の配列には変異が見られ、その保存の程度は遺伝子によって異なります。

真核生物のTATAボックスとの対比

プリブノーボックスは、真核生物や古細菌のプロモーターにあるTATAボックスと機能的に類似性を持っています。どちらも転写開始点の上流に位置し、RNAポリメラーゼが結合するための重要な認識配列です。しかし、配列パターン（真核生物のTATAボックスは多くが「TATAAA」を含む）や、RNAポリメラーゼが結合する機構には違いがあります。真核生物ではTATA結合タンパク質（TBP）などがTATAボックスに結合し、そこへRNAポリメラーゼIIを含む複雑な転写因子群がリクルートされるのに対し、真正細菌ではRNAポリメラーゼのシグマ因子が直接プリブノーボックスを認識し結合します。

まとめ

プリブノーボックスは、真正細菌の遺伝子転写開始を制御する基盤となるDNA領域です。転写開始点の上流約10塩基対に位置する「tataat」様の共通配列を持ち、RNAポリメラーゼの結合と転写開始に必須の役割を果たします。この領域の研究は、細菌の基本的な生命活動を理解する上で重要であり、分子生物学や微生物学の基礎的な知識となっています。

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