RNAtranskription

RNAtranskription ist der Prozess, bei dem RNA anhand einer DNA-Vorlage durch RNA-Polymerasen synthetisiert wird. In Eukaryoten übernehmen drei verschiedene RNA-Polymerasen die Transkription: RNA-Pol I (ribosomale RNA), RNA-Pol II (mRNA und einige snRNA/miRNA) und RNA-Pol III (tRNA, 5S-rRNA). In Bakterien erfolgt die Transkription durch eine einzige RNA-Polymerase, unterstützt von einem Sigmafaktor, der die Initiation an Promotoren vermittelt.

Der Transkriptionszyklus umfasst Initiation, Elongation und Termination. Initiation: Die Polymerase bindet an Promotorsequenzen, Transkriptionsfaktoren helfen beim Aufbau eines Transkriptionskomplexes und die DNA wird lokal entwunden. Elongation: Die Polymerase bewegt sich entlang der DNA und synthetisiert RNA in 5'→3'-Richtung unter Verwendung von NTPs, wobei Fehler durch Korrekturmechanismen minimiert werden. Termination: In Bakterien kann die Termination intrinsisch oder rho-abhängig erfolgen; bei Eukaryoten endet die Transkription nach Abspaltung der Prä-mRNA und anschließender Polyadenylierung.

Nach der Transkription erfolgen bei Eukaryoten umfangreiche RNA-Verarbeitungsschritte: 5'-Kappe, 3'-Poly(A)-Schwanz, Spleißen zur Entfernung von Introns und Zusammenführung der Exons, sowie der Transport der reifen RNA ins Cytoplasma. Alternative Spleißung ermöglicht verschiedene Proteine aus demselben Gen. RNA-Typen umfassen mRNA, rRNA, tRNA sowie verschiedene kleine RNAs (snRNA, miRNA), die an der Regulation der Genexpression beteiligt sind.

Die Transkription wird durch Promotoren, Enhancer- und Silencer-Elemente sowie Transkriptionsfaktoren reguliert. Zusätzlich beeinflusst die Chromatinstruktur das Zugänglichmachen der DNA; epigenetische Modifikationen wie DNA-Methylierung und Histonmodifikation modulieren die Transkriptionsrate. Organellare Transkription erfolgt in Mitochondrien und Chloroplasten durch eigene Polymerasen; Prokaryoten nutzen eine einzige zelluläre RNA-Polymerase. Fehlregulationen der Transkription spielen eine Rolle bei vielen Erkrankungen und sind Ziel von Therapien und biotechnologischen Anwendungen.