rRNATranskription

rRNATranskription bezeichnet den Prozess, durch den ribosomale RNA (rRNA) aus rRNA-Genen transkribiert wird. Sie bildet die Grundlage der Ribosomenbiosynthese und erfolgt sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten, wenngleich mit unterschiedlichen Enzymen, Genorganisationen und Reifungsprozessen.

Bei Bakterien befinden sich die rRNA-Gene oft in Operons, die zusammen 16S-, 23S- und 5S-rRNA enthalten. Diese Operons werden von der bakteriellen RNA-Polymerase transkribiert und ergeben polycistronische Vorläufertranskripte. Aus ihnen werden die reifen rRNA-Moleküle durch Endonuklease-Spaltungen und anschließende Exonuklease-Schritte gewonnen. Die Transkriptionsrate wird durch Umweltbedingungen und das Zellwachstum stark reguliert; hohe Wachstumsraten erhöhen die rRNA-Synthese, während Stresssignale die Transkription dämpfen.

Bei Eukaryoten transkribiert RNA-Polymerase I die rRNA-Gene, meist im Nukleolus, und erzeugt 45S (in manchen Zellen 47S) Prä-rRNA, das zu den reifen 18S-, 5.8S- und 28S-RNA-Molekülen geschnitten wird. Die transkribierte 5S-rRNA wird separat durch RNA-Polymerase III transkribiert. Die Initiation erfordert Transkriptionsfaktoren wie UBF und SL1, und die rDNA-Repeats befinden sich in Nukleoli-Organisator-Regionen (NORs). Die rRNA-Modifikation umfasst snoRNA-gesteuerte Methylierungen und Pseudouridylierungen sowie mehrstufige Endo- und Exonuklease-Schnitte.

Nach der Transkription erfolgt die Reifung zu ribosomalen Untereinheiten, die mit ribosomalen Proteinen zusammengebaut werden. In Eukaryoten finden große und kleine Untereinheiten im Nukleolus und später im Cytoplasma statt; in Bakterien werden die Vorläufertranskripte direkt in die einzelnen rRNA-Komponenten geschnitten und anschließend assembliert.

rRNATranskription ist zentral für die Zellen, weil Ribosomen die Proteinsynthese ermöglichen. Eine gesteigerte oder gedämpfte rRNA-Transkription beeinflusst Zellwachstum, altersbedingte Prozesse und kann bei Krankheiten wie Ribosomopathien oder Krebs eine Rolle spielen. Antibiotika greifen oft die bakterielle Transkription der rRNA an, wodurch die Ribosomenproduktion beeinträchtigt wird.