2.3.2 Die Transkription

• Bei der Replikation werden beide Stränge der Doppelhelix kopiert. Bei der Transkription wird nur von einem der beiden Stränge ein Transkript (eine Abschrift) angefertigt.

• Bei der Replikation entsteht neue DNA. Die Abschrift, die bei der Transkription entsteht, ist chemisch abgewandelte DNA, so genannte RNA. Diese RNA (Ribonucleinsäure) unterscheidet sich von der DNA (Desoxyribonucleinsäure) in zwei Punkten:
  a) Die Zucker-Einheiten enthalten ein Sauerstoffatom mehr,
  b) Statt der Base Thymin kommt die Base Uracil in der RNA vor.

• Bei der Replikation verbleibt die Kopie im Zellkern bzw. bei Prokaryoten (die ja keinen Zellkern haben) in der Nähe der alten DNA.
  Bei der Transkription dagegen wandert die neu synthetisierte RNA in das Zellplasma, wo sie sich mit Ribosomen zusammenlagert.

Ablauf der Transkription

Das wichtigste Enzym bei der Transkription ist die RNA-Polymerase, die von der Funktionsweise durchaus mit der DNA-Polymerase gleichzusetzen ist.

Wie wir aber gerade gesehen haben, wird bei der Transkription nicht die gesamte DNA kopiert, sondern nur der Teil, der für sie Synthese eines Proteins (oder einer Gruppe von Proteinen) verantwortlich ist, ein so genanntes Gen (oder Operon). Dazu muss die RNA-Polymerase den Anfang dieses Genes bzw. Operons finden. Eine menschliche Zelle hat 46 DNA-Stränge im Zellkern, wobei jeder ein paar Millionen Basenpaare lang ist. Wie soll die RNA-Polymerase da den Anfang eines bestimmten Genes finden?

Promotor

Der Anfang eines jeden Operons ist durch eine bestimmte Basenabfolge gekennzeichnet, in der die Buchstaben T und A besonders häufig vorkommen. Vor allem die Basensequenz TATATT findet sich hier. Diese Region ist die Andockstelle für die RNA-Polymerase, sie wird auch als Promotor bezeichnet.

Operator

Als nächstes kommt eine Operator-Region. An diese DNA-Region kann sich nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip ein spezifisches Repressor-Protein andocken. Sitzt ein solches Repressor-Protein am Operator, so ist der Weg für die RNA-Polymerase blockiert und eine Transkription ist nicht möglich. Hier hat die Zelle eine effektive Methode erfunden, mit der sie die Transkription von Genen verhindern kann, die gerade nicht benötigt werden.

Strukturgene

An den Operator schließen sich die "richtigen" Gene an, die für die Proteine verantwortlich sind. Solche Gene bezeichnet man auch als Strukturgene.

Terminator

Genau so wie der Anfang eines Genes besonders gekennzeichnet werden ist, muss auch das Ende eines Transkriptionsabschnittes markiert werden. Eine solche spezifische Basenabfolge bezeichnet man auch als Terminator.

Der Transkriptionsvorgang

Die RNA-Polymerase diffundiert im Kernplasma herum und kommt irgendwann mit einem DNA-Strang in Kontakt. Das Enzym setzt sich dann auf die DNA-Doppelhelix wie eine Lokomotive auf einen Schienenstrang. Sie gleitet jetzt auf der DNA entlang, in 3' ---> 5' - Richtung. Sobald die RNA-Polymerase auf eine Promotor-Sequenz stößt, entsteht eine stabilere Bindung. Einen Promotor erkennt die RNA-Polymerase an der typischen TATATT-Sequenz.

Wenn der Operator, der sich meistens direkt hinter dem Promotor befindet, nicht durch ein Repressor-Protein blockiert ist, beginnt die RNA-Polymerase mit der Transkription. Die Basen der Strukturgene werden in mRNA übersetzt. Bei Prokaryoten setzen sich sofort Ribosomen an die mRNA und beginnen mit der Translation. Bei Eukaryoten geht das nicht so schnell. Die mRNA muss zuerst den Zellkern verlassen. Erst dann können sich Ribosomen an die mRNA setzen und mit der Translation beginnen.

Wenn die RNA-Polymerase am Terminator ankommt, stoppt die Transkription, und das Enzym verlässt die Doppelhelix. Die Polymerase diffundiert jetzt wieder ziellos im Kernplasma herum, bis sie erneut zufällig in Kontakt mit der DNA kommt.