Transkription ist die Synthese von RNA aus einer DNA-Sequenz durch RNA-Polymerase. Es ist der erste Schritt bei der Herstellung eines Proteins aus einer Gensequenz. Darüber hinaus sind viele andere Proteine und regulatorische Sequenzen an der korrekten Synthese von Boten-RNA (mRNA) beteiligt. Die transkriptionelle Regulation ist für die Differenzierung verschiedener Zelltypen und oft auch für die richtige zelluläre Reaktion auf Umweltsignale verantwortlich.

Bei der Transkription können verschiedene Arten von RNA-Molekülen hergestellt

werden

In Eukaryoten wird die DNA zunächst in prä-mRNA transkribiert, die zu einer reifen mRNA weiterverarbeitet werden kann, die als Vorlage für die Synthese von Proteinen dient. In Prokaryoten kann die RNA-Translation in Polypeptide jedoch beginnen, während die Transkription noch im Gange ist. Die Transkription kann auch verschiedene Arten von RNA-Molekülen produzieren, die nicht für Proteine kodieren, wie z. B. microRNAs (miRNAs), Transfer-RNA (tRNA) und ribosomale RNA (rRNA) – die alle die Proteinsynthese beeinflussen.

Die Regulation der Transkription ist für die Entwicklung von zentraler Bedeutung

Mit wenigen Ausnahmen haben alle Zellen im menschlichen Körper die gleiche genetische Information, aber verschiedene Zelltypen regulieren die Transkription während der Entwicklung unterschiedlich. Insbesondere spielt die transkriptionelle Regulation eine zentrale Rolle bei der zellulären Differenzierung – dem Prozess, bei dem spezialisierte Zellen, wie z. B. Muskelzellen, aus den weniger spezialisierten Vorläuferzellen hergestellt werden. Einige Gene in den Vorläuferzellen müssen eingeschaltet und andere ausgeschaltet werden, um die spezialisierten Zellen zu produzieren.

Dieser Prozess der zellulären Differenzierung wird durch DNA-bindende Proteine, sogenannte Transkriptionsfaktoren, orchestriert, die den Grad der Transkription von Genen steuern. Während der frühen Entwicklung von Wirbeltieren erhalten beispielsweise Zellen in der Ektodermschicht des sich entwickelnden Embryos mehrere Induktionssignale von Proteinen wie BMP, WNT und SHH. Diese Signale aktivieren Transkriptionsfaktoren, die eine Vielzahl von Genen ein- oder ausschalten. Auf diese Weise entscheidet die transkriptionelle Regulation, ob Ektodermzellen zu Hautzellen oder Zellen des Nervensystems werden.