RNA-Thermometer in Bakterien

Die Wahrnehmung von Umweltparametern ist für Bakterien von großer Bedeutung. RNA-Thermometer liegen in der 5'-untranslatierten Region von Genen. Sie kontrollieren die Translation durch eine temperaturabhängige Blockierung der Shine-Dalgarno-Sequenz (SD-Sequenz). Die Datenbank RNA-SURIBA wurde konstruiert und durch eine strukturbasierte Motivsuche über 20 neue ROSE-ähnliche RNA-Thermometer gefunden. Eine temperaturkontrollierte Translation wurde für Kandidaten aus \(\textit {Caulobacter crescentus}\), \(\textit {Escherichia coli}\) und \(\textit {Salmonella typhimurium}\) bestätigt. Zusätzlich werden diese Gene auf transkriptioneller Ebene reguliert. Durch Reporter-Gen-Analysen und Strukturkartierungsexperimente des RNA-Thermometers ROSE\(_{ibpA}\) aus \(\textit {E. coli}\) konnte ein Schmelzen der SD-Region in Abhängigkeit von der Temperatur gezeigt werden. Ein neuer RNA-Thermometertyp wurde im 5'-UTR des \(\textit {Salmonella agsA}\)-Gens entdeckt. Die Kontrolle hängt von einer Reihe von vier Uridinen ab, weshalb der Name "fourU-Thermometer" eingeführt wurde.Sensing of environmental parameters is of importance for bacteria. RNA thermometers are located in the 5'-untranslated region of heat shock and virulence genes. They control translation by temperature-dependent sequestration of the Shine-Dalgarno (SD) sequence. The database RNA-SURIBA was established to perform structure-based searches for RNA thermometers. More than 20 new ROSE-like RNA thermometers were found. Temperature-controlled translation was confirmed for \(\textit {Caulobacter crescentus}\), \(\textit {Escherichia coli}\) and \(\textit {Salmonella typhimurium ibpA}\) genes. Additional transcriptional control was due to \(\sigma_{32}\)-type promoters. Reporter gene analysis and structure probing experiments of the RNA thermometer ROSE\(_{ibpA}\) from \(\textit {E. coli}\) demonstrated a temperature-controlled melting of the SD region. A new type of RNA thermometer was identified upstream of the \(\textit {Salmonella agsA}\) gene. Translational control depends on a stretch of four uridines that pair with the SD sequence leading to the name "fourU" thermometers