RNA-Synthese

• Von Dr. Ananya Mandal, MDReviewed by April Cashin-Garbutt, MA (Editor)

  RNA wird normalerweise aus DNA synthetisiert. Für die Synthese sind normalerweise ein oder mehrere Enzyme wie die RNA-Polymerase erforderlich. Der DNA-Strang wird als Vorlage oder Leitfaden verwendet, auf dem die RNA gebildet wird. Da die RNA die Proteine bildet, erhält die DNA auf diese Weise den Bauplan für alle Proteine, ohne den Zellkern zu verlassen.

  Transkription

  Bei der Verwendung des DNA-Strangs als Vorlage wird eine lange Kette von Nukleotiden gebildet. Dies wird als Transkription bezeichnet. Der Beginn der Transkription beginnt mit der Bindung des Enzyms an eine Promotorsequenz in der DNA. Diese Region steuert das Ablesen der DNA und die Bildung des RNA-Strangs.

  Die DNA ist eine Doppelhelix und zwei Stränge sind eng gewickelt und das Ganze ist um sich selbst verdreht. In einem ersten Schritt wird die DNA-Doppelhelix durch die Helikase-Aktivität des Enzyms abgewickelt.

  Der DNA-Strang wird dann von der 3′-nach-5′-Richtung abgelesen, und es wird eine komplementäre RNA gebildet, wobei die Elongation in der 5′-nach-3′-Richtung erfolgt. Die DNA-Sequenz gibt auch vor, wo die RNA-Synthese beendet wird.

  Es liegen mehrere Tausend Ribonukleotide bereit, bevor der Transkriptionsprozess stattfindet und die Boten-RNA oder mRNA gebildet wird. Jedes der etwa 100.000 Proteine im menschlichen Körper wird aus einer anderen mRNA synthetisiert, die von einem bestimmten Gen auf der DNA transkribiert wurde.

  Man kann sich fragen, warum die mRNA überhaupt benötigt wird, da die DNA die Informationen für das Protein enthält. Die Antwort liegt in der Tatsache, dass die DNA erhalten bleiben muss. Wenn die DNA in irgendeiner Weise beschädigt wird, verändert sich die kodierende Sequenz und es kann zu einer Mutation kommen, die die Zelle oder sogar den gesamten Organismus stark beeinträchtigen kann. Dies macht die DNA angreifbar, wenn sie im Zytoplasma zu den Ribosomen für die Proteinsynthese gelangt. Die mRNA bringt die notwendigen Informationen von der DNA ins Zytoplasma zu den Ribosomen für die Proteinsynthese.

  Modifikationen nach der Transkription

  Nach Abschluss der Transkription wird der RNA-Strang durch Enzyme modifiziert. So werden zum Beispiel ein Poly und ein 5′-Cap an die eukaryotische prä-mRNA angefügt und Introns durch das Spleißosom entfernt.

  So wird die mRNA aus der DNA gebildet, ein Prozess der Transkription, der der DNA-Replikation ähnelt. Allerdings wird bei der Transkription nur ein Strang – der Antisense-Strang – kopiert, um die mRNA zu bilden. Da der Matrizenstrang und der Informationsstrang komplementär sind, und da der Matrizenstrang und das mRNA-Molekül ebenfalls komplementär sind, ist die mRNA eine Kopie des DNA-Informationsstrangs.

  Polymerasen

  Einige RNA-Polymerasen verwenden die DNA als Matrize zum Kopieren von RNA-Strängen (wie oben beschrieben). Es gibt auch zahlreiche RNA-abhängige RNA-Polymerasen, die RNA als Vorlage für die Synthese eines neuen RNA-Strangs verwenden. Eine Reihe von RNA-Viren (wie z. B. das Poliovirus) verwenden diese Art von Enzymen, um ihr genetisches Material zu replizieren.

  Die Polymerase muss wissen, wo sie mit dem Kopieren der DNA beginnen soll. Dies wird durch die Promotorstelle erkannt. Diese Stellen werden von einem Faktor namens „SIGMA“ erkannt. Dieser teilt der DNA-abhängigen RNA-Polymerase mit, wo sie mit der Transkription beginnen soll. Sobald die RNA-Polymerase durch Sigma zum Startpunkt des Gens geleitet wurde, wird der Sigma-Faktor freigesetzt, und die RNA-Polymerase führt den Transkriptionsprozess durch.

  Auch ein anderer Faktor namens „RHO“ hilft beim Beenden des Transkriptionsprozesses. Gegen Ende bindet der Rho-Faktor an die mRNA und interagiert mit der RNA-Polymerase. Dadurch wird die RNA-Polymerase abgelöst und die Transkription gestoppt.

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  Geschrieben von

  Dr. Ananya Mandal

  Dr. Ananya Mandal ist Ärztin von Beruf, Dozentin aus Berufung und medizinische Autorin aus Leidenschaft. Nach ihrem Bachelor-Abschluss (MBBS) spezialisierte sie sich auf Klinische Pharmakologie. Für sie bedeutet Gesundheitskommunikation nicht nur das Verfassen komplizierter Berichte für Fachleute, sondern auch das Vermitteln von medizinischem Wissen an die breite Öffentlichkeit.

  Letzte Aktualisierung am 26. Februar 2019

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    Mandal, Ananya. (2019, February 26). RNA Synthesis. News-Medical. Abgerufen am 25. März 2021 von https://www.news-medical.net/life-sciences/RNA-Synthesis.aspx.

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    Mandal, Ananya. „RNA-Synthese“. News-Medical. 25 March 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/RNA-Synthesis.aspx>.

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    Mandal, Ananya. „RNA Synthesis“. News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/RNA-Synthesis.aspx. (Zugriff am 25. März 2021).

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    Mandal, Ananya. 2019. RNA Synthesis. News-Medical, abgerufen am 25. März 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/RNA-Synthesis.aspx.