Ribonukleinsäure (RNA) Polymerase I ist ein Enzym, das in den meisten eukaryontischen Zellen vorkommt und ribosomale RNA (rRNA) transkribiert. RNA-Polymerase I kommt in allen Organismen vor, mit Ausnahme von Bakterien und Viren, die keine Kerne haben. Dieses Enzym ist ein Makromolekül, das aus mehreren Aminosäureketten besteht und mehrere Komponenten enthält, darunter eine Region, die für das Schmelzen von DNA-Strängen verantwortlich ist, und eine andere, die den Eintritt von RNA in die getrennten Stränge ermöglicht. Der Transkriptionsprozess beinhaltet das Anpassen von Nukleotiden auf einem DNA-Einzelstrang an entsprechende RNA-Nukleotide. Dieses Enzym transkribiert nur von DNA-Gentemplates, die für rRNA kodieren, und es transkribiert in einem dreistufigen Prozess, der Initiierung, Verlängerung der RNA-Kette und Beendigung des Prozesses umfasst.
Wenn die Transkription stattfindet, kann ein Molekül, das als Selektivitätsfaktor 1 bekannt ist, direkt vor dem RNA-Gen an einen als Promotor bekannten DNA-Bereich binden. Diese Aktion erzeugt einen Komplex, an den sich die RNA-Polymerase I leicht bindet, wodurch die rRNA-Transkription gefördert wird. Hydrophobe Bereiche des Enzyms heften sich dann an hydrophobe Nukleotide auf der DNA, wodurch die beiden DNA-Stränge voneinander getrennt werden und die Region des Gens für die Transkription geöffnet wird. Das aktive Zentrum der RNA-Polymerase I ermöglicht dann Molekülen, die Ribonukleosid-Triposphate genannt werden, in die offene Region zu diffundieren und an komplementäre Nukleotide auf der DNA zu binden, bis das Enzym seine Terminationsstelle erreicht, eine Krümmung in der DNA, die an den Schilddrüsen-Transkriptionsfaktor-1 gebunden ist ( TTF-1)-Protein. Dadurch entsteht eine RNA-Kette, die temporär an die DNA gebunden ist, die nach Abschluss abgeschält wird, sodass Ribosomen die RNA in Proteine übersetzen können.
RNA-Polymerase I ist das einzige Enzym, das rRNA transkribieren kann, und rRNA macht etwa die Hälfte der RNA in einer Zelle aus, ist also ein wichtiges Enzym, das am Zellwachstumsprozess beteiligt ist. Die Geschwindigkeit des Zellwachstums wird dadurch begrenzt, wie schnell Proteine synthetisiert werden können, was wiederum davon abhängt, wie schnell Ribosomen synthetisiert werden und wie schnell RNA-Polymerase I rRNA transkribiert. Das Enzym kann daher seine Transkriptionsrate durch einen unbekannten Mechanismus sowie durch Reaktion auf die Zelle regulieren, wodurch die Anzahl der verfügbaren zu transkribierenden rRNA-Gene verringert wird. Die mehreren hundert verfügbaren rRNA-Gene werden abgeschaltet, wenn Zellen in einem Organismus differenzierter werden, weil sie nicht so schnell wachsen müssen und daher keine so hohe rRNA-Transkriptionsrate benötigen wie undifferenzierte Zellen.