transkripsi

Nama: Randy Sendiang NIM : 12 311 181 BIOLOGI MOLEKULER TRANSKRIPSI Transkripsi (dari bahasa Inggris: transcription) adalah proses penyalinan kode-kode genetika yang ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA. Transkripsi adalah bagian dari rangkaian ekspresi genetik yang nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaian molekul DNA digunakan sebagai cetakan untuk sintesis molekul RNA yang komplementer. Molekul RNA yang disintesis dalam proses transkripsi pada garis besarnya dapat dibedakan menjadi 3 kelompok molekul RNA, yaitu : mRNA (messenger RNA), tRNA(transfer RNA), dan rRNA (ribosomal RNA). Mekanisme dasar baik transkripsi di eukariot maupun prokariot sama2 melalui tahapan berikut:

1. Penempelan faktor-faktor pengendali transkripsi di promotor, misalnya RNA polimerase (Inisiasi) 2. Pembentukan kompleks promotor terbuka (open promotor complex). G seperti replikasi dmn DNA bener2 dibuka pada transkripsi pilinan DNA dibuka namun masih tetep di dalam RNA polimerase 3. RNA polimerase membaca DNA template dan melakukan pengikatan nukleotida yg komplementer (Elongasi)

1

4. Setelah pemanjangan untaian RNA, diikuti dengan terminasi yang ditandai dengan lepasnya RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi (Terminasi)

Prinsip pada Transkripsi Selain mekanisme dasar yg hampir sama, pada eukariot dan prokariot keduanya memiliki prinsip sama pada proses transkripsinya: 1. Prekursor untuk sintesis RNA ada 4 macam: 5′-trifosfat ATP, GTP, CTP, dan UTP ( g ada thymine pada RNA) 2. Reaksi polimerisasi atau pemanjangan RNA sama ama replikasi DNA yaitu dengan arah 5′ -> 3′ 3. Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA template 4. Untai DNA yang berperan sebagai cetakan hanya salah satu untai 5. Hasil transkripsi berupa RNA untai tunggal Transkripsi pada Prokariot Salah satu ciri dari prokariot adalah adanya struktur operon. Operon adalah organisasi dari beberapa gen yang ekspresinya dikendalikan oleh satu promotor. Misal operon lac, pada metabolisme laktosa pada bakteri E.coli. Pada waktu ditranskripsi operon lac akan menghasilkan satu mRNA yang membawa kode2 genetik untuk polipeptida berbeda yang disebut dengan mRNA polisistronik.

2

Sesuai gambar di atas, pada operon lac punya 3 gen struktural yaitu lac Z, lac Y dan lac A. Masing2 dr gen itu punya start codon dan stop codon sendiri2 namun ekspresinya tetep dikendaliin ama operon yg sama. Trus waktu ditranskripsi hasilnya 1 mRNA yg bawa kodon2 untuk 3 macam polipeptida yg beda. Trus translasinya? nanti akan jd 3 polipeptida yang independen :D

Struktur Gen Prokariot Pada prokariot gennya secara umum tersusun atas promotor, bagian struktural, dan terminator

Promotor

3

Promotor adalah urutan DNA spesifik yang berperan dalam mengendalaikan transkripsi gen struktural dan terletak di daerah upstream (hulu) dari bagian struktural gen. Fungsi promotor? Sebagai tempat awal pelekatan enzim RNA polimerase yang nantinya melakukan transkripsi pada bagian struktural 

Pada prokariot bagian penting promotornya disebut sebagai Pribnow box pada urutan nukleotida -10 dan -35. Biasanya berupa TATA box.  Apa fungsi dari pribnow box? Pribnow box merupakan daerah tempat pembukaan heliks DNA untuk membentuk kompleks promotor terbuka. Jadi di TATA box itulah DNA dipisahkan dan kalo di luar TATA box helix DNAnya tetep berikatan (beda ama replikasi kan?)

Operator Operator merupakan urutan nukelotida yang terletak di antara promotor dan bagian struktural dan merupakan tempat pelekatan protein represor (penekan atau penghambat ekspresi gen). Jika ada represor yang melekat di operator maka RNA polimerase g bisa jalan trus ekspresi gen tidak bisa berlangsung.

4

Kalo di gambar di atas operator disimbolkan dengan warna ungu yg berada di antara promotor (merah) dan structural gene (hijau). Selain adanya supresor ada juga yg namanya enhancer. kalo supresor untuk menghambat nah enhancer kebalikannya, dia malah meningkatkan transkripsi dengan meningkatkan jumlah RNA polimerase. Namun letaknya tidak pada lokasi yg spesifik spt operator, ada yg jauh di upstream atau bahkan downstream dari titik awal transkripsi. Coding Region Gen struktural merupakan bagian yang mengkode urutan nukleotida RNA. Transkripsi dimulai dari sekuens inisiasi transkripsi (ATG) sampai kodon stop (TAA / TGA / TAG). Pada prokariot tidak ada sekuens intron (yg tidak dapat diekspresikan) sehingga semuanya berupa ekson. Namun kadang pada archaebacteria dan bakteriofag ada yg memiliki intron. Terminator Dicirkan dengan struktur jepit rambut / hairpin dan lengkungan yang kaya yang akan urutan GC yang terbentuk pada molekul RNA hasil transkripsi. RNA Polimerase RNA polimerase merupakan enzim yang mengkatalisis proses transkripsi. Kalo susunannya lengkap α2ββ’σ disebut holoenzim. Kalo g ada σ cuma α2ββ’ disebut coreenzyme. Fungsi subuni2 itu: α = diduga berfungsi dalam penyusunan enzim β = berfungsi dalam pengikatan nukleotida β’ = berfungsi dalam penempelan DNA σ = berfungsi untuk mengarahkan agar RNA polimerase menempel pada promotor.

5

Mekanisme Transkripsi Inisiasi 

Pembentukan kompleks promoter tertutup

RNA polimerase menuju ke promoter atas bantuan faktor σ. Lalu kalo kata pak kus sih diibaratkan pesawat, sigma itu antenanya. Trus promotor itu bandaranya. Kan pesawat selalu mendarat di bandara, dibantu ama signal. 

Pembentukan kompleks promoter terbuka

Bagian DNA yang berikatan dengan RNA polimerase membentuk struktur gelembung transkripsi (transcription bubble) yang stabil. 

Penggabungan beberapa nukleotida awal

Dalam transkripsi nukleotida RNA digabung hingga membentuk transkrip RNA. Pada walanya basa2 RNA yang digabung membentuk ikatan hidrogen dengan basa DNA cetakan 

Pelepasan subunit σ dan perubahan konformasi holoenzim jadi core enzyme

Setelah inisiasi terjadi, subunit σ terlepas dari enzim inti dan dapat digunakan oleh enzim inti RNA polimerase lain. Elongasi Dalam elongasi, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3′ molekul RNA yg baru terbentuk (RNA baru terbentuk dgn arah 5′ -> 3′) pake ikatan fosfodiester. Nukleotida RNA yg ditambahkan bersifat komplementer dgn nukleotida untai DNA cetakan. Terminasi Penghentian transkripsi atau terminator ada 2: 1. Rho-independent yaitu terminasi ditentukan urutan nukleotida. DIcirikan struktur jepit rambut / hairpin yang kaya akan basa GC. Mekanisme pemisahan? Akibat struktur itu, RNA polimerase ntr berhenti dan meruka bagian dari sambungan (hibrid) DNA-RNA. lalu sisa hibridnya merupakan urutan oligo U (rU) yg tidak cukup stabil berpasangan dengan A (dA) -> ikatan hidrogen cuma 2. Akibatnya Lepasnya ikatan lemah tersebut dan RNA hasil transkripsi lepas :) 2. Rho-dependent yaitu terminasi memerlukan protein rho. Faktor rho terikat pada RNA transkrip kemudian ngikut RNA polimerase sampe ke daerah terminator. Nah baru si faktor rho bikin destabilisasi ikatan RNA-DNA hingga RNA terlepas

6

Transkripsi pada Eukariot Struktur gen Secara umum hampir sama ama prokariot ada promotor, bagian struktural dan terminator. Yg beda pada bagian strukturalnya Bagian struktural pada eukariot Nah kenapa bagian struktural/coding region nya beda? karena kalo di eukariot ada bagian intron dan ekson. Intro (intervening sequences) merupakan sekuens yg tidak mengkode asam amino. Kalo di gambar yg warnanya biru muda agak ijo. Ntr bagian ini akan dibuang saat pematangan RNA  Ekson sekuens yg nantinya dikode jd asam amino. kalo di gambar warnanya merah 

Mekanisme Transkripsi Kalo di eukariot RNA polimerasenya beda2 ada RNA polimerase I, II dan III. Ntr penggunaannya dalam sintesis molekul beda. Sebelum RNA polimerase nempel di promotor, ada faktor transkripsi yang bantu ngguide si RNA polimerase. Kalo RNA polimerase I guidenya SL1 dan UBF, RNA polimerase II dibantu ama TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH dan TFIIJ (banyak banget ==”). kalo RNA polimerase III dipandu ama TFIIIA, TFIIIB, TFIIIC ama protein TBP. Nah fyi aja faktor TBP merupakan protein yg diperlukan kalo gen2 g punya TATA box. Trus setelah si RNA polimerase dibantu ama faktor transkripsi (TF) ke TATA box baru terjadi proses elongasi dan berhenti sampe ketemu terminator. Proses pasca-transkripsi Yep karena adanya intron pada eukariot, makanya mRNA yg dihasilkan g bisa langsung dikeluarin ke sitosol untuk ditranslasi namun harus diolah dulu. Caranya?

7

1.

Splicing

Merupakan proses pembuangan intron dan penyambungan ekson. Awalnya RNA hasil transkripsi pd eukariot disebut pre-mRNA karena masih ada intronnya. Trus intron akan dipotong dan ekson2 disambung menjadi mRNA matang (mature mRNA). Untuk lebih jelasnya: Intron dipotong pake spliceosome. lalu penyambungan ekson2 pake enzil ligase. 2. Poliadenilasi Merupakan proses penambahan poliA (rantai AMP) pada ujung 3′ nukleotida mRNA. Fungsinya? untuk meningkatkan stabilitas mRNA dan meningkatkan efisiensi translasinya. 3. Capping Penambahan tudung mRNA berupa molekul 7-metilguanosin. Fungsinya ada 4:    

Melindungi mRNA dari degradasi Meningkatkan efisiensi translasi mRNA Meningkatkan pengangkutan mRNA dari nukelus ke sitoplasma Meningkatkan efisiensi proses splicing

8

Sumber:  Genetika Strata 1.Yogyakarta: Gajah MAda University Press

Suryo,

 Albert, 1994. Biologi Molekuler Sel Edisi Kedua. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.

2005.

B,et

al.

 http://id.shvoong.c om/medicine-and-health/genetics/2077848-proses-replikasi-dna/#ixzz3CUaUcgja

9