转录是以DNA为模板合成RNA的过程，是基因表达的第一步。在真核生物中，初始转录本经过广泛加工以产生功能性RNA分子。转录本可以通过RNA测序分析，并通过逆转录PCR扩增。

RNA聚合酶

原核生物具有单一的RNA聚合酶，一种合成所有类型RNA的多亚基酶。核心酶由α、β和β’亚基组成，并与识别启动子序列的σ因子结合。σ-70因子识别具有-10和-35共有序列的标准细菌启动子。

真核生物具有三种核RNA聚合酶。RNA聚合酶I在核仁中转录核糖体RNA基因。RNA聚合酶II转录蛋白质编码基因以产生mRNA和许多非编码RNA，其大C端结构域包含在转录过程中被磷酸化的七肽重复序列。RNA聚合酶III转录小RNA，包括tRNA、5S rRNA和snRNA。

转录起始

转录起始于将RNA聚合酶引导至正确起始位点的启动子序列。在真核生物中，RNA聚合酶II需要在核心启动子处组装通用转录因子。TFIID（含有TATA结合蛋白）识别TATA盒，其他因子招募Pol II。中介体复合物整合增强子结合的转录因子的调节信号。随后进行启动子清除，CTD在Ser5处被TFIIH磷酸化，将Pol II从起始复合物释放。

延伸

在延伸过程中，RNA聚合酶沿模板链移动，以5’到3’方向合成RNA。活性位点添加与模板互补的核糖核苷酸，生长中的RNA链与DNA模板形成临时杂交体。转录泡随聚合酶移动，DNA在后面重新缠绕，在前面解旋。随着延伸的进行，CTD在Ser2处被磷酸化，招募RNA加工因子。可能发生暂停和回溯，提供调节检查点。

终止

终止机制因聚合酶而异。细菌RNA聚合酶在不稳定延伸复合物的发夹结构处终止，或通过主动解离复合物的Rho因子终止。RNA聚合酶I在终止子识别的特定序列处终止。RNA聚合酶II的终止与多聚腺苷酸化偶联，pre-mRNA的切割触发转录本释放。RNA聚合酶III在模板中的胸腺嘧啶残基重复序列处终止。

5’加帽

Pol II转录本的5’端在转录过程中被共转录修饰。通过5’到5’三磷酸键以反向方向添加7-甲基鸟苷帽。加帽酶被招募到磷酸化的CTD。帽子保护转录本免受5’外切核酸酶的作用，通过结合eIF4E增强翻译，并促进核输出。帽子对高效剪接和多聚腺苷酸化也很重要。

RNA剪接

大多数真核基因包含必须从pre-mRNA中去除的内含子。剪接由剪接体（五个snRNP和众多蛋白质的动态复合物）催化。该反应涉及两个转酯化步骤。首先，分支点腺苷的2’羟基攻击5’剪接位点，形成套索中间体。其次，5’外显子的游离3’羟基攻击3’剪接位点，连接外显子并释放套索内含子。

选择性剪接允许单个基因产生多种mRNA变体。超过95%的人类基因经历选择性剪接，大大扩展了蛋白质组。剪接由增强子和沉默子序列调控，它们分别结合SR蛋白和hnRNP。

3’加工

Pre-mRNA在多聚腺苷酸化位点被切割，poly-A聚合酶添加100至250个腺嘌呤残基的poly-A尾。切割和多聚腺苷酸化特异性因子识别AAUAAA多聚腺苷酸化信号，而切割刺激因子结合下游富含GU的元件。切割因子I和II执行内切核酸酶切割。Poly-A结合蛋白覆盖尾部，保护mRNA免受降解并促进翻译。