22 Die Transkription verläuft in mehreren Schritten Wie läuft die Transkription nun im Detail ab? Schau dir die Arbeitsweise der RNA-Polymerase in Abbildung 16 an: Der erste Schritt, der Beginn der Transkription, wird als Initiation bezeichnet. Hier dockt die RNA-Polymerase an die DNA an. Doch woran erkennt die Polymerase, wo ein Gen beginnt, also wo sie andocken muss? Jedes Gen besitzt einen Promotor, das ist eine bestimmte DNA-Sequenz, an die die RNA-Polymerase binden kann und an der die Transkription startet (kAbb. 16a). Hier öffnet die RNA-Polymerase die DNA- Doppelhelix und lagert das erste passende RNA- Nukleotid an. Weitere RNA-Nukleotide werden am 3’-Ende des vorherigen Nukleotids angeknüpft (kAbb. 16b). Auf diese Art „fährt“ die RNA-Polymerase die DNA ab und synthetisiert die mRNA, die sich dann von der DNA löst. Dahinter schließt sich die DNA wieder (kAbb. 16c). Diese Phase wird als Elongation bezeichnet. Der letzte Schritt, die Termination, wird durch eine bestimmte DNA-Sequenz ausgelöst, die Terminator genannt wird. Hier löst sich die RNA-Polymerase von der DNA (kAbb. 16d). Nach erfolgter Synthese der mRNA erfolgt bei Prokaryoten sofort der nächste Schritt der Proteinsynthese, die Translation. Bei Eukaryoten wird die mRNA noch bearbeitet (RNA-Prozessierung, siehe S. 26), nachdem sie den Kern verlassen hat – erst dann erfolgt die Translation. Die Transkription beginnt und endet an bestimmten Stellen der DNA, am Promotor bzw. am Terminator Struktur und Funktion Die Polymerase bindet an den Promotor – ein Beispiel für einen grundlegenden Prozess in der Genetik. Die DNA besitzt Bereiche, die nicht für Gene codieren, sondern Andockstellen für Enzyme sind – so genannte regulatorische DNA- Sequenzen. Solche Bereiche sind Promotoren, aber zB auch Enhancer und Silencer (siehe S. 29). Start (Initiation) Verlängerung (Elongation) Ende (Termination) Terminator RNA-Nukleotide A, U, C, G RNA Promotor Transkriptionsrichtung RNA-Polymerase codogener Strang Transkriptionsblase 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ Die RNA-Polymerase bindet an die Promotorregion. Die DNA wird lokal entspiralisiert. Neue RNA-Nukleotide werden an das 3’-Ende der wachsenden RNA geknüpft. Die RNA-Polymerase überdeckt ca. 50 Nukleotide, danach löst sich der RNA-Strang und die DNA spiralisiert sich wieder. Erreicht die RNA-Polymerase die Terminatorregion, löst sie sich von der DNA-Matrize und die fertige RNA wird frei. Abb.16: Ablauf der Transkription. Ausgehend vom Start (Initiation) wird die mRNA verlängert (Elongation), bis das komplette Gen kopiert ist. Dann erfolgt der Abschluss (Termination). Bei Eukaryoten ist das entstandene RNA-Molekül streng genommen noch nicht fertig – es wird als prä-mRNA bezeichnet, die erst durch spätere Bearbeitung (siehe S. 26) zur fertigen mRNA wird. Auch andere RNA-Moleküle werden als Transkripte der DNA synthetisiert Die in dem oben beschriebenen Vorgang hergestellte mRNA dient sozusagen als Bote, um die Information des Gens (die Bauanleitung eines Proteins) zu den Ribosomen zu bringen. In der Zelle gibt es aber auch andere Arten von RNA: Die ribosomale RNA (rRNA) ist Hauptstrukturbestandteil der eben genannten Ribosomen. Diese kleinen Einheiten sind die molekularen „Maschinen“, an denen die Proteine zusammengebaut werden. Jedes Ribosom besteht aus zwei Untereinheiten (einer großen und einer kleinen). Ein weiterer Typ von RNA ist die transferRNA (tRNA), die für den Transport von Aminosäuren sorgt. Diese tRNA-Moleküle sind wesentlich für den Zusammenbau der Proteine, deren genaue Funktion ist auf den folgenden Seiten beschrieben. Mittlerweile kennt man viele weitere Typen von RNA, die andere Funktionen in der Zelle erfüllen. Alle diese RNA-Moleküle werden ebenso hergestellt wie die mRNA, auch wenn sie andere Funktionen erfüllen. rRNA ist ein Bauteil der Ribosomen, tRNA dient zum Transport von Aminosäuren Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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