イテロン

イテロンは、細菌細胞におけるプラスミドのコピー数の調節に重要な役割を果たす、直接反復されるDNA 配列です。これは、プラスミドのコピー数を制御する 3 つの負の調節要素の 1 つです。他の要素には、アンチセンス RNAとctRNAがあります。イテロンは、同族の複製 (Rep) イニシエータータンパク質と複合して、必要な調節効果を実現します。^{[1] [2]}

イテロンはプラスミドの複製において重要な役割を果たします。イテロンを含むプラスミドの複製起点には、合計約20塩基対の長さのイテロンが約5つ含まれています。これらのイテロンはイニシエーター受容体タンパク質の飽和部位を提供し、複製を促進して特定の細胞内のプラスミドのコピー数を増加させます。^[1]

イテロンにおける複製が開始されない原因となる主な制限要因は4つあります。^[1]

• 転写の自己抑制
• イニシエーター二量化
• 開始剤滴定
• 手錠をかける

転写の自己抑制は、Repタンパク質の形成を抑制することでイニシエーター合成を減らすと考えられています。これらのタンパク質は複製機構の結合を促進するように働くため、この形で複製を停止することができます。複製を停止するために使用されるもう1つの要因は、二量体化として知られています。これはこれらのRepタンパク質を二量体化するように働き、その結果、これらのタンパク質のモノマーは、複製を開始するのに十分な濃度ではなくなります。^[2]もう1つの制限要因である滴定は、複製後に発生し、モノマーを娘起源に分配して完全に飽和しないようにすることで飽和を防ぎます。最後に、ハンドカフリングは、不活性化につながるペアリング起源を指します。これはモノマーによって媒介され、不活性化は起源間の立体障害によるものです。 ^{[1] [2]}

これらのイテロンに存在すると考えられるもう 1 つのあまり一般的ではない制限は、余分な反復の存在です。プラスミドに飽和部位の外側に余分なイテロンが含まれている場合、プラスミドのコピー数が減少することが示されています。対照的に、これらの余分なイテロンを削除すると、コピー数は増加します。^[1]

プラスミドはイテロンの制御下にある場合、非常に類似した構造を持つことが知られています。この構造は、複製開始タンパク質をコードする遺伝子の上流にある複製起点で構成されています。イテロン自体は、複製起点の約半分をカバーすることが知られています。^[2]通常、同じプラスミド上のイテロンは高度に保存されていますが、異なるプラスミド上のイテロンを比較すると、相同性は示されますが、高度に保存されているわけではありません。これは、イテロンが進化的に関連している可能性があることを示唆しています。^[3]

複製開始タンパク質（Rep）は、プラスミドの複製開始において重要な役割を果たします。モノマー形態では、Rep はイテロンに結合し、複製を促進します。タンパク質自体は、イテロンの 2 つのドメインに結合する 2 つの独立したN 末端およびC 末端 球状ドメインを含むことが知られています。タンパク質の二量体バージョンは、通常、イテロン結合では不活性ですが、repEオペレーターに結合することが知られています。このオペレーターにはイテロン配列の半分が含まれており、二量体に結合して遺伝子発現を促進することができます。^{[2] [4]}

イテロンを含むプラスミドは、構造が非常によく似ています。^[2] Repタンパク質の遺伝子は通常、複製起点のすぐ下流にあります。^[5]これは、イテロン自体がrepタンパク質の合成を制御することが知られていることを意味します。^{[6] [7]}