Transkription

Die Transkription ist die Synthese von RNA aus den Informationen der DNA. Eukaryotische Gene bestehen aus den folgenden Bausteinen:

Zur Erinnerung: Diese Bausteine sind einfach Codes aus Nukleotiden. Die wichtigsten Genbausteine sind folgende:

• Promotor: DNA-Sequenz, die sich in der Nähe des 5'-Endes der kodierenden Region befindet, wo die RNA-Polymerase und die Transkriptionsfaktoren eine Bindung eingehen und die Transkription einleiten. Im Allgemeinen besteht ein Promotor aus zwei Sequenzen: einer Erkennungssequenz (an die sich die RNA-Polymerase bindet) und einer TATA-Box (an der die Denaturierung der DNA beginnt).

• Enhancer: Das Transkriptionskontrollelement, das sich 1 MBP entfernt vom Gen befindet. Es bindet den Aktivator (auch als Transkriptionsfaktor bezeichnet).

• Poly-A-Signal: eine DNA-Sequenz (AAUAAA), die sich am 3'-Ende der kodierenden Region befindet. Diese Sequenz signalisiert den Ort der Spaltung des prä-mRNA-Transkripts durch ein Enzym, wonach ein Poly-A-Schwanz angefügt wird. Terminatoren, die das Ende der Transkription signalisieren, können sich Hunderte von Nukleotiden stromabwärts des Poly-A-Signals befinden.

• Exon: Exprimierte Regionen oder kodierende Regionen. Dieser Teil des Gens kodiert die mRNA.

• Intron: Trennende Regionen oder nicht kodierende Regionen. Diese Sequenzen werden aus der mRNA-Vorstufe herausgespleißt, bevor sie den Zellkern verlässt.

Transkriptionsfaktoren sind Proteine, die die Bindung der RNA-Polymerase und den Beginn der Transkription vermitteln. Die Transkription beginnt nur, wenn die entsprechenden Transkriptionsfaktoren verknüpft und die RNA-Polymerase in der richtigen Ausrichtung gebunden ist. Die Transkriptionsfaktoren und die RNA-Polymerase am Promotor bilden einen Komplex, der Transkriptionsinitiationskomplex genannt wird.

Die Geschwindigkeit der Genexpression kann durch die Bindung spezifischer Transkriptionsfaktoren (Aktivator an den Enhancer und Repressor an den Silencer) stark erhöht oder verringert werden. Enhancer und Silencer können die Expression von Genen beeinflussen, die Hunderte oder sogar Tausende von Nukleotiden entfernt sind. Ermöglicht wird dies durch DNA-Biegungen, die Enhancer/Silencer und Promotoren in unmittelbare Nähe bringen.

Post-transkriptionelle Regulation

Die Genregulation kann direkt nach der Transkription durch Prozessierung der RNA erfolgen. In eukaryontischen Organismen erfolgt die Prozessierung der RNA durch abwechselndes RNA-Spleißen und mRNA-Abbau. Short interfering RNAs sind Teil eines komplexen Mechanismus, der die Genexpression durch Bindung an spezifische mRNAs und Hemmung der Translation reguliert.