転写減衰の新しい形態は、亜ティリストリプトファンオペロンを発現する発現を調節する

亜種のTRPオペロンの転写は、トリプトファンの入手可能性に応じて規制されています。オペロンの最初の構造遺伝子の前には、前末端終了部位の特徴を持つセグメントを含む204塩基対転写されたリーダー地域が先行します。リーダー領域の転写をin vivoおよびin vitroで分析して、この推定終了部位を使用してオペロンの発現を調節したかどうかを判断しました。過剰なトリプトファンの存在下で成長した野生型細胞からRNAが分離された場合、オペロンの転写産物は推定終了部位で終了しました。対照的に、トリプトファンの非存在下で成長した細胞またはTRPオペロン発現を構成する変異株から分離されたRNAには、終端部位を超えて構造遺伝子に伸びるTRP転写産物が含まれていました。in vivoで定量的に終了を評価するために、TRPプロモーターとリーダー領域がハイブリッドベータガラクトシダーゼ形成を制御するTRPE-LACZ融合が構築されました。このリーダー領域に導入されたポイント変異と削除のハイブリッドベータガラクトシダーゼレベルへの影響が決定されました。得られた結果は、TRPオペロン構造遺伝子の転写がリーダー地域で調節されていることを確立しています。この規制は、リーダー転写産物の代替二次構造の形成によって媒介されるようです。野生型および変異体テンプレートを用いたin vitro転写研究は、特定された代替RNA二次構造が転写終了を調節するという追加の証拠を提供しました。トリプトファン活性化調節タンパク質の新生リーダー転写産物の特定のセグメントへの結合は、代替二次構造の1つの形成を防ぎ、それによりRNAポリメラーゼに転写を終了させるよう指示すると仮定します。

Transcription of the trp operon of Bacillus subtilis is regulated in response to the availability of tryptophan. The first structural gene of the operon is preceded by a 204-base-pair transcribed leader region that contains a segment with the features of a procaryotic termination site. Transcription of the leader region was analyzed in vivo and in vitro to determine whether this putative termination site was used to regulate operon expression. When RNA was isolated from wild-type cells grown in the presence of excess tryptophan, transcripts of the operon ended at the putative termination site. In contrast, RNA isolated from cells grown in the absence of tryptophan or from a mutant strain which is constitutive for trp operon expression contained trp transcripts that extended beyond the termination site into the structural genes. To assess termination quantitatively in vivo, a trpE-lacZ fusion was constructed in which the trp promoter and leader region controls hybrid beta-galactosidase formation. The effects on hybrid beta-galactosidase levels of point mutations and deletions introduced into this leader region were determined. The results obtained establish that transcription of the trp operon structural genes is regulated in the leader region. This regulation appears to be mediated by the formation of alternative secondary structures of the leader transcript. In vitro transcription studies with wild-type and mutant templates provided additional evidence that the identified alternative RNA secondary structures regulate transcription termination. We hypothesize that binding of a tryptophan-activated regulatory protein to a specific segment of the nascent leader transcript prevents formation of one of the alternative secondary structures, thereby directing RNA polymerase to terminate transcription.