thumb|400px|Transskription er overførslen af kodet information fra DNA til RNA. Denne proces foregår hos eukaryote organismer i cellekernen. RNA molekyler, der koder for et protein, kaldes budbringer-RNA (messenger RNA eller mRNA). mRNA molekylet bevæger sig ud af cellekernen og vil i cytosolen interagere med et ribosom, som er det cellulære kompleks, der katalyserer proteinbiosyntesen. På ribosomet "oversættes" den genetiske informationen i mRNA molekylet til at bestemme rækkefølgen af aminosyrer i proteinet, efterhånden som det syntetiseres, i en proces, der kaldes translation. thumb|400px|Transskription af RNA fra DNA, der er organiseret i et kromosom. RNA molekylet syntetiseres ved hjælp af enzymet RNA polymerase. Det dannede RNA er en kæde af nukleotider, der er komplementær til antisense strand, en af kæderne i dobbeltstrengen af nukleotider i DNA molekylet.
Transskription (ofte stavet transkription) (fra latin transcribere: kopiere, overføre) er processen, hvormed information fra DNA kopieres og overføres til RNA, og er det første led i syntesen af nye proteiner.
Nogle RNA-molekyler, der dannes i transskriptionsprocessen, vil kode for et protein, og kaldes i så tilfælde for budbringer-RNA eller messenger RNA (mRNA). Hvis et RNA-molekyle ikke koder for et protein kaldes det for ikke-kodende RNA eller non-coding RNA (ncRNA). Sådanne molekyler kan have en regulerende rolle. En gruppe af meget små (typisk 22 nukleotider) ikke-kodende RNA er mikroRNA (miRNA).
Indenfor molekylærbiologi er transskription dannelsen af et polynukleotid, i næsten alle tilfælde RNA, ud fra et komplementært polynukleotid, der indgår i en organismes arvemasse og næsten altid består af DNA. Transskription finder sted i alle levende celler, og mange typer virus anvender også ofte en form for transskription når de inficerer en celle. I eukaryote organismer, såsom alle dyr og planter, foregår transskription i cellekernen, mens det i prokaryoter, såsom bakterier, foregår i cellens cytoplasma. Transskriptionen kan anses for dannelsen af en RNA-arbejdskopi ud fra DNA, hvorefter RNA'et kan bruges til at danne proteiner ud fra; men transskriptionen har dog også andre roller.
Kemisk set er transskriptionen en polymeriseringsreaktion, hvor enkelte nukleotider sammensættes til én lang RNA-streng. Nukleotiderne indsættes med deres 5'-hydroxylgruppe mod starten og deres 3'-hydroxylgruppe mod slutningen af strengen, mens DNA-skabelonen omvendt læses i 3' -5'-retningen; disse retninger kan groft sagt sammenlignes med legoklodsers overside og underside. Reaktionen gennemføres af enzymet RNA polymerase, og anvender den ene af de to strenge i DNA som skabelon (template); denne streng benævnes ofte template-strengen eller skabelonstrengen. Transskription kan opdeles i tre faser; initiation (begyndelse), elongering (forlængelse) og terminering (afslutning), der hver styres af forskellige proteiner og faktorer.
Transskription i eukaryoter I eukaryote organismer foregår transskription i cellekernen, mens de fleste af det dannede RNAs funktioner foregår i cytosolen. Derfor er der mulighed for at ændre på RNAet inden det eksporteres, som det i vid udstrækning sker for mRNA i form af posttransskriptionelle modifikationer. Dette betyder at transskription og translation er adskilt i tid og rum.
RNA polymeraser
I eukaryote organismer findes tre forskellige typer RNA polymerase, der udfører transskription der danner forskellige typer RNA. Alle er store proteiner, der består af 8 til 14 dele/underenheder. RNA polymerase I findes i nukleolus i cellekernen, og står for transskription af hovedparten af ribosomalt RNA (rRNA). RNA polymerase II findes i kernen, men ikke i nukleolus. Dette enzym står for transskriptionen af messenger-RNA (mRNA), snRNA og enkelte andre små RNA-molekyler. RNA polymerase III findes som polymerase II i kernen, men ikke nukleolus. Enzymet står for transskription af transfer-RNA (tRNA) og det mindste af de forskellige rRNA'er. Da de forskellige typer polymerase danner forskellige typer RNA genkender de forskellige områder af DNA, kaldet promotere, således at de kun danner den slags RNA de skal. Berg, Tymoczko, Stryer (2001), s. 793-794
Initiering og regulering Initiering er det første trin i transskriptionen, hvor RNA polymerasen genkender det korrekte sted på DNA-strengen at begynde transskriptionen, skiller DNA-dobbelthelixen ad og begynder at koble nukleotider sammen til et RNA-molekyle. Denne aktivitet er afhængig af dannelsen af et kompleks af flere andre proteiner, der så at sige hjælper polymerasen med at gå i gang. Påvirkning fra forskellige proteiner kan på denne måde styre hvornår eller hvor ofte transskription af et givet gen begynder. Disse påvirkninger kan være styret af hormoner og signalstoffer fra andre celler, eller af cellen selv som respons på dens forhold.
Transskriptionsfaktorer og promotere
Promotere er DNA-sekvenser, der signalerer at transskription kan starte her. RNA polymerase kan genkende promotere, og med hjælp fra andre proteiner starte transskription. Den vigtigste hjælp polymerasen får kommer fra transskriptionsfaktorer, proteiner der kan binde til promoteren, polymerasen eller begge dele. For at transskriptionen kan starte, skal der som minimum opbygges et proteinkompleks på promotoren, et såkaldt præinitieringskompleks. Det det kan bl.a. bestå af flere forskellige transskriptionsfaktorer, som kan binde til polymerasen og hjælpe den med at starte transskriptionen.
Hver type polymerase har forskellige krav til en DNA-sekvens for at den kan fungere som promoter for polymerasen; promotere opdeles således i tre klasser, klasse I, klasse II og klasse III, opkaldt efter den polymerase de passer til.
Klasse I promotere er den mindste og simpleste klasse, som rent faktisk i de fleste arter kun består af en enkelt promoter som findes i alle de gener der transskriberes af RNA polymerase I. Denne promoter består af et kerneelement omkring det sted transskriptionen skal starte, samt et Upstream Promoter Element (UPE), ca. 100-150 basepar før transskriptionens startsted. Afstanden mellem promoterens to dele er afgørende fordi der skal være en bestemt rumlig geometri for de proteiner der binder til dem og hjælper med at starte transskriptionen. Hver af elementerne bindes af en transskriptionsfaktor, og det danner et lille kompleks af proteiner, der assisterer polymerasen så den kan begynde transskriptionen.
Klasse II promotere har ligesom klasse I promotere et kerneelement og et UPE, men udformningen kan variere mere mellem promotere for forskellige gener. Da klasse II promotere sidder på de gener der giver ophav til proteiner, er der større behov for fleksibilitet i transskriptionsniveauet, så cellen kan producere de proteiner der er brug for i en given situation. Bl.a. derfor er der et væld af transskriptionsfaktorer, så der er masser af muligheder for at regulere transskriptionen ad forskellige veje. Nogle af disse promotorer er det man kalder konstitutivt aktive, dvs. de er konstant klar til transskription; dette gælder promotorer for gener der er helt basale for cellens overlevelse. Klasse II promotorers kerneelement består i rækkefølge af et element der genkender transskriptionsfaktor IIB (B recognition element, BRE), en TATA-boks, en initiator omkring transskriptionens startområde, og et downstream promoter element (DPE) længere henne ad strengen. TATA-boksen, der har konsensussekvensen TATAAA (deraf navnet), fungerer normalt som startsted for samlingen af de transskriptionsfaktorer, der skal hjælpe polymerasen med at starte transskriptionen. Proteinet TBP (TATA-boksbindende protein) binder sig til TATA-boksen, og alle de andre transskriptionsfaktorer vokser så på TBP efterfølgende, og danner et større proteinkompleks. Da dette kompleks har en ret specifik form bestemmer TATA-boksens placering også hvor transskriptionen rent faktisk starter. TBP bøjer DNA'et 80 grader ved TATA-boksen, og man formoder at det hjælper med at "smelte" DNA'et, dvs. skille dobbelthelixen ad – det hænger også godt sammen med sekvensen, fordi de T'er og A'er der udgør TATA-boksen danner svagere basepar mellem DNA-strengene end G og C.
Klasse III promotere kan opdeles i to grupper; den ene gruppe anvender en mekanisme der ligner klasse II-promotere, men de fleste har en unik udformning. De ligger inde i selve genet, i modsætning til de andre promotere der primært ligger omkring og før transskriptionsstart (genets startpunkt). Det foregår ved at transskriptionsfaktorer, enten TFIIC alene eller sammen med TFIIA, binder til promotorsekvensen, og derefter "videresender" signalet baglæns på DNA-strengen, til transskriptionsfaktoren TFIIB, som sammen med TBP sætter polymerasen i gang med at transskribere genet.
Enhancere og transskriptionsaktivatorer Enhancere er DNA-sekvenser, der kan påvirke aktiviteten for promotere, der kan sidde langt væk på DNA-strengen. Enhancere kan således ikke selv starte transskription, men kan gøre promotere meget mere aktive. For at kunne påvirke transskriptionen så langt væk fra promotoren (ofte på tusinder basepars afstand) kræves det at et langt stykke DNA bliver bøjet tilbage, så transskriptionsinitiationskomplekset ved promoteren kan blive påvirket, typisk ved at få lettere ved at binde til promoteren. Igen udføres denne påvirkning ved at proteiner, der binder til specifikke DNA-sekvenser binder til hinanden; i dette tilfælde proteiner der genkender enhancer-sekvenser, og som kaldes transskriptionsaktivatorer. En vigtig gruppe af aktivatorer er kernereceptorer, som kan binde hormoner og derefter aktivere transskription. Alle steroidhormoner, og enkelte andre hormoner, fungerer ved at binde til disse receptorer i cellekernen, hvorefter transskriptionen af genet øges. Andre enhancere kan reagere på andre miljøpåvirkninger; f.eks. har metallothionin-genet, der hjælper celler med at klare sig igennem forgiftning med tungmetaller, adskillige enhancere som kan finregulere transskriptionen alt efter cellens behov. Abstrakt kan enhancere opfattes som tænd/slukknapper, hvor genet og dets promoter afgør hvor ofte genet transskriberes, på basis af hvilke og hvor mange enhancere der (via aktivatorer) hjælper til. In vitro har man oftest kun undersøgt en enkelt enhancer ad gangen, men man mener at systemet i levende celler er mere komplekst, og at de mange enhancere tilsammen kan udgøre en slags kombinatorisk kode der bestemmer transskriptionsniveauet.
Kromatin og histoner thumb|right|250px|DNA (rødt) viklet om histoner i et nukleosom I levende celler flyder DNA'et ikke bare frit rundt. Det er bundet til histonproteiner, som DNA'et vikles omkring; histonerne fungerer som et "stativ", DNA bliver hængt op på. DNA og histoner tilsammen udgør kromatin, og danner en række partikler kaldet nukleosomer. 8 histoner danner en kerne med form som en ishockeypuck, og 147 basepar af DNA'et vikles to gange om den kerne. Nukleosomerne kan derefter foldes i en helix, hvilket sparer en masse plads; uden disse foranstaltninger ville der ikke være plads til så meget DNA i vore celler, som der rent faktisk findes. Men denne tætte pakning af DNA med strukturelle proteiner gør at der ikke er plads til at proteinerne involveret i transskription kan komme til DNA'et. Kromatinets struktur har således en stor rolle at spille i transskriptionen af DNA; DNA'et skal være "foldet ud", før der kan ske transskription. Kontrollen med om DNA'et er frit eller bundet til histoner sker i vid udstrækning ved kemisk modifikation af histonerne. En gruppe proteiner kaldet histon-acetyltransferaser (HAT) kan koble en acetylgruppe (hovedparten af et eddikesyre-molekyle) på lysin i en af histonernes "hale". Dette ændrer en positivt ladet aminosyre til en neutral amid, og det svækker histonens evne til at binde til DNA, der har en negativt ladet rygrad. Samtidig kan en acetyleret histonhale faktisk være med til at rekruttere transskriptionsfaktorer.