Ein Template wird im Webster’s New Collegiate Dictionary von 1978 als ein Molekül (wie RNA) in einem biologischen System definiert, das den genetischen Code für ein anderes Molekül trägt. Auch das Concise Oxford Dictionary, Ninth Edition von 1995 beschreibt ein Template als das molekulare Muster, das den Aufbau eines Proteins usw. steuert. Nach diesen weit gefassten Definitionen ist die DNA die Vorlage für die DNA (bei der DNA-Replikation) und für die RNA (bei der Transkription), und die RNA ist die Vorlage für das Protein (bei der Translation). Mit anderen Worten: Eine Matrize ist eine molekulare Einheit, die für die Übertragung der genetischen Information von der DNA zur DNA zur RNA zum Protein (das zentrale Dogma) unerlässlich ist. Genauer gesagt wird das Wort „Template“ verwendet, wenn ein Molekül, das Informationen überträgt (das Template), in direktem Kontakt mit dem Empfängermolekül (dem Produkt) steht. In diesem Sinne ist die RNA also keine Vorlage für ein Protein, da während der Übersetzung keine direkte Interaktion zwischen der Boten-RNA und dem Protein stattfindet (siehe Proteinbiosynthese). In Fällen, die eine Ausnahme von dem zentralen Dogma darstellen, wird virale RNA aus RNA unter Verwendung von RNA als Vorlage synthetisiert (siehe RNA-Viren) und darüber hinaus wird bei der Infektion von Retroviren DNA unter Verwendung von RNA als Vorlage synthetisiert (siehe auch Reverse Transkription).
Bei der DNA-Replikation wird die Doppelhelix abgewickelt, und jedes einzelsträngige DNA-Molekül wird als Vorlage für die Synthese eines komplementären Strangs verwendet. Da die DNA semikonservativ repliziert wird, dient die elterliche DNA als Vorlage und wird zu einem Bestandteil des Tochter-DNA-Moleküls. Bei der Transkription hingegen dient ein DNA-Strang als Vorlage für die Synthese von RNA, die sich dann von der Vorlage löst (siehe Transkription). DNA-Polymerasen, die Desoxyribonukleotide nach der Basenkomplementärregel Adenin (A):Thymin (T), Guanin(G):Cytosin (C) (Watson-Crick-Basenpaarung) an den DNA-Musterstrang anlagern, benötigen sowohl eine Matrize als auch einen Primer, damit die Reaktion stattfinden kann (Abb. 1). Folglich geht der DNA-Synthese die Synthese kleiner RNA-Moleküle von weniger als 10 bp durch die RNA-Primase voraus, die die Synthese der zur Template-DNA komplementären RNA einleiten kann (siehe Okazaki-Fragmente). Die Primer-RNA wird schließlich durch einen DNA-Strang ersetzt, der aus der Region vor der Synthese des RNA-Primers verlängert wird (siehe Replikationsgabel (Y-Gabel-Intermediär)). Die Template-Produkt-Beziehung durch die Basenkomplementarität von A zu T und G zu C ist nicht 100%ig genau, führt aber einmal in 10 3 bis 104 Fällen zur Bildung von Fehlpaaren. Bei der Replikation von Genomen in der Zelle hingegen treten Fehlpaarungen im Allgemeinen nur einmal in 10 bis 10 Fällen auf. Dies wird durch die Korrekturleseaktivität der DNA-Polymerasen selbst und durch andere DNA-Reparaturmechanismen erreicht.
Abbildung 1. Die DNA-Polymerase benötigt eine Vorlage und einen Primer. An einer wachsenden Replikationsgabel dienen DNA-Einzelstränge, die von der DNA-Helikase bereitgestellt werden, als Vorlage für die DNA-Polymerasen. Die Enzyme synthetisieren Phosphodiesterbindungen zwischen dem 3′( -Ende des Primers, dem neu synthetisierten Strang und dem Desoxyribonukleotidtriphosphat, das eine korrekte Basenpaarung mit dem Template-Strang aufweist. Hier ist nur die Synthese des führenden Strangs schematisch dargestellt.
Das Verhältnis zwischen Vorlage und Produkt ist für die Übertragung der genetischen Information in biologischen Systemen sehr wichtig. Die physikalisch-chemische Natur der Beziehung selbst ist jedoch nicht genau genug, um die genau geregelten biologischen Prozesse durchzuführen, und viele Proteine wurden entwickelt, um die Fehler zu reparieren, die unweigerlich entstehen.