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Übergeordnet Genexpression RNA-Biosynthese Untergeordnet Initiation Elongation Termination Gene Ontology QuickGO Als Transkription (von spätlateinisch transcriptio "Übertragung" zu lateinisch transcribere "um-/ überschreiben") wird in der Genetik die Synthese von RNA anhand einer DNA als Vorlage bezeichnet. Die dabei entstehende RNA lässt sich größtenteils in drei Gruppen einteilen: mRNA (zur Proteinbiosynthese) sowie tRNA und rRNA. Die Transkription ist, wie auch die Translation, ein wesentlicher Teilprozess der Genexpression. Bei der Transkription wird ein Gen abgelesen und als RNA-Molekül vervielfältigt, das heißt ein spezifischer DNA-Abschnitt dient als Vorlage (Template) zur Synthese eines neuen RNA-Strangs. Bei diesem Vorgang werden die Nukleinbasen der DNA (A – T – G – C) in die Nukleinbasen der RNA (A – U – G – C) umgeschrieben. Anstelle des Thymins kommt Uracil und anstelle der Desoxyribose kommt Ribose in der RNA vor. Der Vorgang der Transkription verläuft bei Eukaryoten und Prokaryoten grundsätzlich gleich.
Elongation der RNA Dabei wird Pyrophosphat abgespalten, das dann noch in zwei Phosphatgruppen zerlegt wird, was viel Energie liefert. Noch zwei Anmerkungen: Ich schreibe hier stets RNA und nicht etwa mRNA, denn bei der Transkription werden ja alle möglichen RNA-Moleküle hergestellt, also auch zum Beispiel die tRNAs oder die ribosomalen RNAs. Kurze Erläuterung des Begriffs "Phosphodiesterbindung". Die Phosphatgruppen bildet zwei Esterbindungen aus, nämlich einmal mit der 3'-OH-Gruppe der "oberen" Ribose, und einmal mit der 5'-OH-Gruppe der "unteren" Ribose. Daher " Di ester". 3. Bewegung der RNA-Polymerase um ein Nucleotid Wie die Bewegung der RNA-Polymerase auf der RNA genau erfolgt, ist Thema aktueller Forschungen. Aber klar ist, dass bei dieser Bewegung die DNA-Doppelhelix von einer der Polymerase-Untereinheiten Stück für Stück aufgebrochen wird. Die bereits transkribierte DNA weiter stromabwärts wird von einer anderen Polymerase-Untereinheit dann wieder zu einem Doppelstrang zusammengefügt.
Die σ-(Sigma)-Untereinheit erkennt Transkriptionsstartpunkte. Es gibt mehrere Sigma-Untereinheiten, die verschiedene Gengruppen erkennen. Am weitesten verbreitet ist die σ 70 Untereinheit. Die ω-(Omega)-Untereinheit dient der Stabilisierung und der Strukturaufrechterhaltung und ist nicht zwingend notwendig. Literatur Rolf Knippers: Molekulare Genetik. 9. komplett überarbeitete Auflage. Thieme, Stuttgart u. a. 2006, ISBN 3-13-477009-1, S. 49–58. Weblinks W. H. Freeman: Animation der Transkription, Zentrale für Unterrichtsmedien im Internet e. V. (ZUM): Transkription/Genetischer Code,
Verlängerung Während der Verlängerung wird durch DNA ein verlängerndes RNA-Molekül erzeugt Polymerase, wie sie den DNA-Triplettcode auf dem Matrizenstrang liest. Die Polymerase liest die Matrize weiter, bis sie eine Sequenz erreicht, die ein Signal liefert, das anzeigt, dass die transkribierte Region am Ende ist. Eine weitere RNA-Polymerase kann sich an den Promotor binden, um mit der Synthese einer weiteren RNA zu beginnen, bevor die erste abgeschlossen ist. Beendigung Die Beendigung der Transkription wird ausgelöst, wenn die RNA-Polymerase auf eine bestimmte DNA-Sequenz trifft und die Polymerase verliert Affinität zur DNA-Vorlage. Zu diesem Zeitpunkt löst sich die RNA-Polymerase von der DNA und das RNA-Molekül wird für die Translation oder die posttranskriptionale Verarbeitung freigesetzt. Transkriptionsfaktoren Andere Proteine als die RNA-Polymerase werden für die Transkription benötigt. Diese Proteine werden Transkriptionsfaktoren genannt. Sie können an RNA-Polymerase binden, mit anderen Transkriptionsfaktoren interagieren oder direkt an DNA binden, um die Transkription zu beeinflussen.
Die Aktivierung ist das Ende einer langen Signalübermittlungskette, die durch einen Rezeptor ausgelöst wird. Aktivatoren funktionieren nach zwei Prinzipien: Sie binden den RNA-Polymerasekomplex. Dies verleiht der Polymerase eine höhere Bindungs-Affinität zu dem aktivierten Promoter, dieser wird also nun verstärkt gebunden, beziehungsweise die Promoterstärke wird erhöht (maximal eine Initiation pro Sekunde), und die nachfolgende proteincodierende Sequenz wird verstärkt exprimiert. Sie haben Histon-Acetyl-Transferase Funktion oder rekrutieren solche. Durch die Acetylierung von Histonen wird das Chromatin aufgelockert, wodurch die RNA-Polymerase besser Zugang zur DNA bekommt. Sie kann daher besser an diese binden und damit kann auch effizienter transkribiert werden. Repressoren funktionieren nach einem umgekehrten Prinzip, Histon-Deacetylasen führen zu einer dichteren Verpackung der DNA, und durch die Blockade von Polymerasebindestellen folgt das Absenken der Bindungs-Affinität. Eine Komplexe Regulation kommt durch das netzwerkartige Zusammenspiel der vielen verschiedenen Transkriptionsfaktoren zustande.
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