Die Transkription: Synthese der mRNA
Die Struktur der DNA
Das Wort Transkription stammt vom lateinischen transcribere und bedeutet umschreiben. Bei der Umschreibung der genetischen Information in mRNA werden die Strukturen der DNA aufgelöst und ein Enzym, die RNA-Polymerase, heftet sich an die DNA. Diese Anheftung findet ganz genau am Anfang des Gens, das in mRNA umgeschrieben werden soll, statt. Der Bereich vor dem Gen, an den die RNA-Polymerase bindet, wird als Promotor bezeichnet. Promotoren sind kurze DNA-Bereiche (ca. 50 Basenpaare), die vor allen Genen liegen und spezifisch von der RNA-Polymerase erkannt werden können. Nach der Anheftung des Enzyms an den Promotor wird eine Reaktionsfolge ausgelöst, die den DNA-Doppelstrang von der Anheftungsstelle ausgehend entdrillt. Damit werden die Einzelstränge zum Ablesen für die RNA-Polymerase verfügbar, die Synthese der mRNA kann beginnen (bei der Transkription wird nur einer der beiden DNA-Stränge abgelesen. Nur von diesem "codierenden" Strang, an den sich das Enzym über die Promotorerkennung angeheftet hat, wird eine komplementäre einzelsträngige mRNA hergestellt, die in ihrem Informationsgehalt dem zweiten, nicht abgelesenen DNA-Strang entspricht).
Für die Herstellung einer RNA-Kopie müssen der DNA-Doppelstrang entdrillt und die Basenpaarungen aufgelöst werden, damit das RNA-Kopier- bzw. Polymerisationsenzym RNA-Polymerase (RNA, DNA und auch Proteine sind "Biopolymere") die gespeicherte Information ablesen und in Boten-RNA umschreiben (diese Reaktionen katalysieren) kann. Das Enzym erkennt Signale auf der DNA, die ihm genau zeigen, auf welchem der beiden Stränge das Gen anfängt, das abgelesen werden soll.
Für die Umschreibung der DNA-Information in ein mRNA-Analog braucht die RNA-Polymerase die einzelnen Bausteine der RNA. Diese werden als Ribonucleotide von der Zelle zur Verfügung gestellt. Die RNA-Polymerase "wandert" an der DNA entlang, "liest" dabei die Basenfolge auf der DNA und lagert entsprechende (komplementäre) Ribonucleotide an: steht in der DNA ein C, wird ein Ribonucleotid mit der Base G, steht dort ein G, wird ein C angelagert. "Liest" das Enzym als nächstes die Base T auf der DNA, wird ein Ribonucleotid mit der Base A, bei einem A wird ein U angelagert. Dabei bilden sich vorübergehend Basenpaarungen zwischen den Basen der DNA und den Basen der entstehenden RNA aus.
Aufgabe der RNA-Polymerase ist jetzt, zu prüfen, ob die Basenpaarungen auch tatsächlich stimmen und, wenn das der Fall ist, die richtig angelagerten Ribonucleotide zu einem RNA-Strang zu verknüpfen. Die Transkription ist abgeschlossen, wenn die RNA-Polymerase ein Terminationssignal am Ende des Gens erreicht. Terminationssignale werden von dem Enzym spezifisch erkannt und bewirken das Ablösen der RNA-Polymerase von der DNA-Matrize.
Quelle: BLL