Transkription: Der detaillierte Prozess der RNA-Synthese

Transkription: Der Prozess der RNA-Synthese

Die RNA-Synthese, auch bekannt als Transkription, ist ein fundamentaler biologischer Prozess, der innerhalb des Zellkerns stattfindet. Für die erfolgreiche Durchführung der Transkription werden mehrere Komponenten benötigt:

• Eine DNA-Kette, die als Matrize (Vorlage) dient.
• Das Enzym RNA-Polymerase (RNA-Pol).
• Ribonukleotid-Triphosphate (Adenin, Guanin, Cytosin, Uracil – A, G, C, U), wobei ATP auch als Energiequelle dient.

Die Verknüpfung der Ribonukleotide erfolgt über Phosphodiesterbindungen. Der gesamte Transkriptionsprozess gliedert sich in drei Hauptphasen:

1. Initiation (Startphase der Transkription)

Die RNA-Polymerase beginnt ihre Arbeit, indem sie ein spezifisches Startsignal in der DNA erkennt – den sogenannten Promotor. Dieser Promotor ist eine kurze Sequenz von Stickstoffbasen, die den genauen Beginn des zu transkribierenden DNA-Abschnitts markiert. Nach der Erkennung des Promotors bewirkt die RNA-Polymerase, oft unter Mithilfe einer Helikase, dass sich die DNA-Doppelhelix lokal öffnet. Dies führt zur Freilegung der einzelnen DNA-Basen, wodurch die Anlagerung der komplementären Ribonukleotide ermöglicht wird.

2. Elongation (Verlängerungsphase der RNA-Kette)

In dieser Phase lagern sich die Ribonukleotide nacheinander an den freigelegten DNA-Matrizenstrang an und bilden so die wachsende RNA-Kette. Die RNA-Polymerase "liest" den DNA-Strang in 3'-5'-Richtung. Die Synthese der neuen RNA-Kette erfolgt dabei in entgegengesetzter Richtung, also von 5' nach 3'. Die synthetisierte RNA-Kette ist dabei stets komplementär zum verwendeten DNA-Matrizenstrang.

3. Termination (Beendigung der Transkription)

Die RNA-Polymerase beendet die Transkription, sobald sie ein spezifisches Terminationssignal in der DNA erkennt. Dieser Schritt beinhaltet die Schließung der zuvor gebildeten Transkriptionsblase in der DNA und die Trennung der neu synthetisierten RNA von der RNA-Polymerase. Nach der Termination wird die RNA oft noch modifiziert:

• Am 3'-Ende der RNA wird häufig eine Sequenz von Adenin-Ribonukleotiden angefügt, die sogenannte Poly-A-Sequenz.
• Am 5'-Ende wird eine spezielle Struktur, die 5'-Cap (Kappe), hinzugefügt. Diese Modifikationen sind entscheidend, da sie die Stabilität der mRNA erhöhen und ihre Identifizierung für den nachfolgenden Translationsprozess (Proteinsynthese) ermöglichen.