Die Transkription ist der erste Schritt der Genexpression, der Übersetzung von der DNA zum Protein. Zunächst wird bei der Transkription die DNA als Matrize verwendet, um eine mRNA herzustellen. Dieser Prozess findet im Zellkern statt und ist in drei Phasen unterteilt: Initiation, Elongation und Termination. Die Transkription beginnt in einer Region der DNA, die als Promotor bezeichnet wird. Die RNA-Polymerase „liest“ den DNA-Strang ab und synthetisiert die mRNA. Damit die RNA-Polymerase an die Promotorsequenz in Eukaryoten binden kann, werden zusätzliche Proteine, sogenannte Transkriptionsfaktoren, benötigt. Nach der Initiation der Transkription verlängert die RNA-Polymerase den neu gebildeten RNA-Strang bis sie eine Terminationssequenz erreicht.
Aktualisiert: Apr 25, 2023
Zentrales Dogma der Biologie: Die Genexpression erfolgt von der DNA zum Protein. Zunächst wird DNA in RNA transkribiert, die dann in ein Protein oder ein Proteinfragment (Polypeptid) übersetzt wird.
Die Transkription ist ein Teilprozess der Proteinbiosynthese, bei dem die DNA als Matrize verwendet wird, um eine mRNA herzustellen.
Die DNA ist ein Doppelhelix-Molekül, das aus zwei antiparallel angeordneten Einzelsträngen besteht. Dadurch erhält die DNA das Aussehen einer verdrehten Leiter.
Struktur von RNA und DNA
Bild von Lecturio.Große und kleine Furche der DNA:
Die meisten regulatorischen Proteine binden an die große Furche der DNA-Helix. Die große Furche ermöglicht direkten Zugang zu den Nukleobasen.
Große und kleine Furche der DNA:
Die große Furche ermöglicht direkten Zugang zu den Nukleobasen.
Allgemeine Struktur:
RNA-Molekül
Bild von Lecturio.Arten von RNA:
Die Transkription beginnt in einer Region der DNA, die als Promotorregion bezeichnet wird. Die RNA-Polymerase liest den DNA-Matrizenstrang ab und synthetisiert die mRNA. Um die Bindung der RNA-Polymerase an die Promotorsequenz in Eukaryoten zu ermöglichen, werden zusätzliche Proteine, sogenannte Transkriptionsfaktoren, benötigt.
Promotersequenzen sind AT-reiche Regionen der DNA, an denen die Transkription beginnt:
Darstellung einer Promotorsequenz:
Die –35 und –10 zeigt die Entfernung zum Anfang des Zielgens in Nukleobasen an.
RNA-Polymerasen sind Schlüsselenzyme der Transkription, die den Matrizenstrang der DNA ablesen und den neuen RNA-Strang synthetisieren. Sie bestehen aus mehreren Untereinheiten.
Prokaryotische Zellen:
Eukaryotische Zellen:
Transkriptionsfaktoren (TFs) sind Proteine, die an die Promotorregion binden und die Bindung der RNA-Polymerase II an die DNA ermöglichen.
Nachdem sich der Initiationskomplex an die Promotorsequenz angelagert hat, beginnt die Elongation der Transkription. In dieser Phase wird die mRNA synthetisiert.
Die Rho-unabhängige Termination tritt auf, wenn die Transkriptionsmaschinerie eine Terminatorsequenz erreicht.
Bildung einer Haarnadelstruktur am Ende der Transkription:
Die RNA-Polymerase II setzt die DNA frei, sobald sie die Terminatorsequenz erreicht. Die Haarnadelstruktur wird durch eine Reihe von GC-Basenpaaren gefolgt von AT-Basenpaaren gebildet.
Die während der Transkription synthetisierte RNA ist eine unreife prä-mRNA. Diese wird posttranskriptionell modifiziert, um einen sofortigen Abbau zu verhindern. Zu den Mechanismen der RNA-Prozessierung gehören Spleißen, Capping und Polyadenylierung.
Beim Capping wird ein methyliertes Guanosin (m7G) an das 5′-Ende der mRNA angefügt:
Während der Polyadenylierung werden bis zu 200 Adeninmolekülen am 3′-Ende der mRNA angefügt: