Gesundheitslexikon: Transkription

Die Transkription stellt die Umschreibung genetischer Information von der DNA in die RNA dar. Dabei sind mRNA, tRNA und rRNA die drei wichtigsten RNA-Typen. Als Vorlage für die Eiweißsynthese dient die mRNA. Die tRNA transportiert die Aminosäuren, wobei für jede Aminosäure eine spezielle tRNA vorliegt. Schließlich bildet die rRNA zusammen mit bestimmten Eiweißkomplexen das Ribosom, in dem die Eiweißsynthese stattfindet. Bei der Transkription werden bestimmte Bereiche der DNA mithilfe eines RNA-Polymerase-Proteinkomplexes abgelesen und in die entsprechende RNA umgeschrieben. Diese Bereiche sind durch sogenannte Promotoren und Terminatoren abgegrenzt, sodass die Erbinformationen in Genen oder Operatoren (Gruppe von funktionell zusammengehörigen Genen) vorliegen. Die Transkription für ein Gen oder einen Operator beginnt immer am Promotor und endet am Terminator. Promotor und Terminator sind jeweils an speziellen Basenfolgen von A und T erkennbar.

Generell läuft die Transkription bei Prokaryonten und Eukaryonten gleich ab. Bei Eukaryonten kommen jedoch noch einige Modifikationen hinzu. Die Transkription startet am Promotor. Der Promotor besteht aus einer immer gleichen Abfolge der Basen A (Adenin) und T (Thymin). Gelangt der RNA-Polymerase-Proteinkomplex zufällig an den Promotor, beginnt er sofort mit dem Ablesen der nachfolgenden Basenfolge und bildet ein RNA-Molekül durch Anlagerung der jeweiligen komplementären Nukleosidtriphosphate. Die Stickstoffbase wird immer in Form eines Nukleosidtriphosphates geliefert, da dieses Molekül die Energie für die Reaktion durch Abspaltung von zwei Phosphatgruppen liefert. Das Ablesen unterbleibt, wenn der entsprechende DNA-Abschnitt durch ein Repressorprotein blockiert ist.

Durch diese Blockade wird verhindert, dass immer die gesamte genetische Information in Proteine umgesetzt wird. An unblockierten DNA-Abschnitten beginnt die Transkription durch Aufspaltung des Doppelhelixstranges in Einzelketten. Am codogenen Strang erfolgt dann die Ablesung der Basenfolge durch den RNA-Polymerase-Proteinkomplex und seine Umsetzung in RNA. Dabei werden die Basen jeweils in die komplementären Basen umgeschrieben. Gelangt der RNA-Polymerase-Proteinkomplex am Terminator an, wird die Transkription gestoppt. Die entstandene mRNA wird zu den Ribosomen transportiert, wo dann die Eiweißsynthese stattfindet.

Die Zellen von Eukaryonten (höhere Lebewesen) besitzen im Gegensatz zu denen von Prokaryonten einen Zellkern. Während bei den Prokaryonten ( Bakterien) der gesamte Prozess im Zytoplasma der Zelle abläuft, muss bei den Eukaryonten die entstandene mRNA erst aus dem Zellkern transportiert werden, um sich mit den Ribosomen zur Eiweißsynthese zu verbinden. Dabei wird die sogenannte Prä-mRNA (unreife mRNA) zuvor innerhalb des Zellkerns modifiziert. Sie unterliegt der Prozessierung durch Capping, Polyadenylierung und Splicing. Durch das Capping wird das Molekül geschützt. Die Polyadenylierung sorgt für die Stabilität der RNA. Im Rahmen des Splicings werden die Exons (in Proteine übertragbare Information) und die Introns (nicht übertragbare Information) identifiziert. Die Introns werden nach der Identifikation entfernt, die Exons zur Gesamtinformation zusammengefasst. Beim sogenannten alternativen Splicing können aus einer Informationseinheit mehrerer Proteine hergestellt werden. Hier wird beim Splicing-Prozess entschieden, welche Abschnitte als Exons und welche als Introns gelten.