10.3. Het transcriptieproces

Wanneer transcriptie plaatsvindt van een sectie van het DNA naar RNA, splitst de dubbele spiraal van het DNA zich op die locatie op in twee strengen. Vervolgens vormt zich een RNA-streng langs één van deze strengen, precies zoals DNA-replicatie plaatsvindt.

In de celvloeistof bevinden zich op dat moment al grote aantallen van de individuele onderdelen die gebruikt kunnen worden om RNA-strengen te maken. Deze worden ribonucleotiden of RNA-nucleotiden genoemd. Elke individuele nucleotide zal overeenkomen met een specifiek basetype in het gesplitste DNA.

Hetzelfde plan voor complementaire paarvorming wordt hier gehanteerd als wanneer DNA zichzelf dupliceert. Maar vergeet niet dat RNA uracil gebruikt in plaats van thymine. Wanneer het RNA langs een DNA-streng wordt gevormd, dan zal het DNA-adenine een paar vormen met de RNA-nucleotide uracil. Dit zijn de mogelijkheden voor paarvorming:

Omdat DNA wordt omgezet naar RNA met het doel om werkzaamheden in de cel uit te voeren, worden de codes meestal geschreven in de mRNA-notatie in plaats van de DNA-notatie. In zekere zin kan de DNA-versie beschouwd worden als het "negatief" waarmee de positieve afdrukken worden gemaakt, dat wil zeggen de RNA-kopieën. Codelijsten worden daarom weergegeven in de RNA vorm.

In hoofdstuk 9 zagen we dat de DNA-code blijkbaar aan slechts één zijde van de dubbele spiraal wordt gelezen. Dat is de zijde die dient als de patroonstreng wanneer het RNA wordt gevormd door basenparen aan elkaar te koppelen.

Wanneer de RNA-nucleotiden zich tegenover de overeenkomende DNA-basen positioneren, worden zij aan elkaar verbonden door een speciaal enzym. Dit enzym komt in bijna alle cellen voor [1] en wordt RNA-polymerase genoemd. Het is in hoge mate verantwoordelijk voor de precisie en de betrouwbaarheid van het kopieerproces. Onderzoek heeft uitgewezen dat dit kopieerproces zó nauwkeurig is dat het vergeleken kan worden met een typist die slechts één tikfout maakt wanneer hij tientallen of zelfs honderden pagina’s tikt. [2] Wat de kopieersnelheid betreft heeft men waargenomen dat in bacteriën tot 30 of 40 nucleotiden per seconde kunnen worden toegevoegd aan de zich vormende RNA-streng.

Wanneer de RNA-kopie is gevormd langs de sjabloonstreng van het DNA, begint hij zich onmiddellijk af te scheiden van het DNA. De twee DNA-strengen voegen zich dan weer samen om zo terug te keren naar de normale toestand, de dubbele spiraal. [3]

Alvorens te bekijken wat er vervolgens gebeurt met de RNA-kopie, zijn er twee vragen die naar boven komen. Wanneer worden er kopieën gemaakt, en waar beginnen zij op het DNA-sjabloon?

Volgende pagina


1 James D. Watson, Molecular Biology of the Gene, 2e ed. (Menlo Park, Calif.: W. A. Benjamin, Inc., 1970), p. 338. [Terug naar de tekst]

2 Deze berekening is gebaseerd op informatie van Carl R. Woese. Volgens hem lijkt de bacteriële cel, om normaal te kunnen functioneren, een foutenfrequentie in de transcriptie te vereisen in de orde van grootte van 10-6 tot 10-4 per basenpaar, wat overeenkomt met minder fouten dan 1 op elke 10.000 tot een miljoen letters van de code (10-6 is hetzelfde als 1/106). (Carl R. Woese, "The Biological Significance of the Genetic Code", Progress in Molecular and Subcellular Biology, ed. F. E. Hahn [New York: Springer-Verlag, 1969], p. 24).

RNA-polymerase (of transcriptase) werkt alleen als er een DNA-sjabloonstreng aanwezig is. Het wordt daarom vaak "DNA-afhankelijke RNA-polymerase" genoemd. Er zijn meerdere typen RNA-polymerase ontdekt. [Terug naar de tekst]

3 RNA-transcriptie gebeurt vrij snel, zoals zojuist werd gezegd (hoewel Watson stelt dat DNA-replicatie misschien wel 100 keer sneller is - "Molecular Biology of the Gene", p. 528). In hoofdstuk 7 werd opgemerkt dat een groot aantal wetenschappers gelooft dat de temperatuur ten tijde van het (aangenomen) begin van het leven onder het vriespunt was. Zonder enzymen, onder die primitieve omstandigheden, kan berekend worden dat het een miljard jaar zou kunnen duren alleen om de transcriptie uit te voeren van het DNA van de kleinste cel tot slechts één enkele mRNA-kopie. En gedurende die hele tijdsperiode zou deze blootstaan aan beschadigingen en slijtage. En zelfs als deze zou kunnen overleven, dan zou deze nog steeds hulpeloos zijn zonder alle machinerie van de eiwitsynthese, die zo meteen beschreven zal worden. [Terug naar de tekst]