2.2.1.2 Transkription der DNA

Von dem Doppelstrang des DNA-Gens wird ein Einzelstrang nach den Regeln der komplementären Basenpaarung hergestellt, dessen Basenabfolge mit einem der beiden DNA-Stränge identisch ist, die sog. mRNA (messenger-RNA, Boten-RNA). Sie unterscheidet sich zum Einen durch den Zucker im Nukleotid (Ribose statt Desoxyribose)

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und zum Anderen darin, daß statt der Base Thymin in der RNA die Base Uracil, die die selbe genetische Bedeutung wie Thymin und am 5'-C-Atom seiner Base ein H-Atom anstatt der CH₃-Gruppe hat.

Zum Ablauf der Transkription ist ein spezielles Enzym notwendig, die Transkriptase (syn. RNA-Polymerase). Zunächst erfolgt die Trennung der beiden DNA-Stränge im Bereich des jeweiligen Gens.

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Abb. 37: Beginn der Transkription

Die RNA-Polymerase bindet an die doppelsträngige DNA und diese wird im zu transkribierenden Bereich in zwei Einzelstränge getrennt.

Die RNA-Polymerase läuft am 3' → 5'-Strang entlang und verdoppelt ihn nach den Regeln der Basenpaarung mit RNA-Nukleotiden (Uracil statt Thymin). Diese RNA-Nukleotide liegen in der Umgebung vor und stammen aus dem Abbau früherer mRNAs. Da die RNA-Polymerase von 3' nach 5' läuft folgt daraus, daß die gebildete mRNA von 5' nach 3' gerichtet ist. Da die Verknüpfung der Nukleotide zum RNA-Strang Energie benötigt, müssen die verwendeten Nukleotide in der Triphosphatform vorliegen. Binden diese Triphosphatnukleotide (ATP[1], GTP[2], CTP[3] oder UTP[4]) an ein vorheriges Nukleotid, werden unter Energiegewinn zwei Phosphatreste abgetrennt und das Nukleotid als Monophosphatnukleotid gebunden. Am ersten Nukleotid einer Kette bleiben die drei Phosphatgruppen dran.

Am Ende eines jeden Gens kommt ein Stopsignal für die RNA-Polymerase

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Abb. 38: Transkriptionsvorgang

Die RNA-Polymerase läuft von 3' nach 5' auf dem DNA-Einzelstrang entlang und bildet durch Nukleotidverknüpfung einen zu diesem Strang komplementären RNA-Einzelstrang, der von 5' nach 3' gerichtet ist.

Dort hört die Transkription auf, der gebildete mRNA-Strang und die RNA-Polymerase lösen sich vom DNA-Strang ab. Die beiden DNA-Stränge gehen wieder zum Doppelstrang zusammen.

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Abb. 39: Nach Transkription

Die RNA-Polymerase bindet an die doppelsträngige DNA und diese wird im zu transkribierenden Bereich in zwei Einzelstränge getrennt.

Die Basenabfolge auf dem RNA-Strang ist identisch mit der entsprechenden Abfolge auf dem von 5' nach 3' gerichteten DNA-Strang (mit Uracil statt Thymin). Die Erbinformation steckt also in dem von 5' nach 3' gerichteten Strang. Der gegenüberliegende Strang (3' → 5') wird als der codogene Strang[2] bezeichnet.

Manchmal, speziell bei kleinen DNA-Molekülen, kann die RNA-Polymerase auch ein Stück auf dem 5' → 3'-Strang (aber in Gegenrichtung, also von 3' nach 5') entlang laufen und somit zusätzliche Informationen "abgreifen".

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[1]: Adenosintriphosphat

[2]: Guanosintriphosphat

[3]: Cytidintriphosphat

[4]: Uridintriphosphat

[5]: Ein Codon ist ein sog. Basentriplett, drei aufeinanderfolgende Basen auf der mRNA.