Transkripsi • Biosintesis RNA berlangsung menggunakan single strand DNA sebagai cetakan dan enzim RNA polimerase tergantung DNA yg berfungsi mengkatalisis pembentukan RNA dari cetakan DNA. • 3 tahap utama transkripsi adalah : inisiasi (permulaan transkripsi), elongasi (pemanjangan) dan terminasi (akhir proses transkripsi). • Polimerisasi (pembentukan) rantai RNA berlangsung dg arah 5’ 3’ & menghasilkan rantai RNA yg merupakan pasangan basa komplementer cetakan DNA.
Transkripsi • Beberapa istilah yg dipakai dlm proses transkripsi : – Unit transkripsi : segmen DNA yg digunakan utk transkripsi DNA – Segmen DNA lain yg non-transkripsi adalah : promotor, enhancer, operator ( berpengaruh pd frekuensi transkripsi) dr unit & gen regulator yg secara independen melakukan transkripsi & menyebabkan tbtknya protein yg jg berpengaruh pd frekuensi transkripsi.
Transkripsi – RNA Polimerase prokariot • Enzim RNA polimerase adl protein dg BM 450 kd & merupakan enzim kompleks yg tdr atas 4 mcm subunit yaitu : α2 β β’ α. Apabila seluruh subunit bergabung maka akan terbentuk enzim yg dinamakan holoenzim. • Holoenzim dpt memperkuat ikatan pd tapak pengenal spesifik di dekat rangkaian nukleotida yg akan ditranskripsikan.
RNA Polimerase Subunit
Jumlah
Berat mol
Peran
α2
2
37000
Tidak jelas
β
1
151000
Membentuk ikatan fosfodiester
β’
1
155000
Mengikat cetakan DNA
α70
1
50000
Mengenali promotor dan mengawali sintesis
RNA Polimerase • Subunit β dpt berikatan dg antibiotika spt streptomisin yg menghambat proses elongasi, atau rifamisin yg menghambat proses inisiasi dg cara mencegah pbtk ikatan fosfodiester pertama. • Pd saat isolasi enzim RNA polimerase akan tdr atas core enzim : α2 β β’ tanpa subunit α (dsbt faktor sigma) • Subunit α (faktor sigma) diperlukan utk menemukan tapak promoter yg digunakan utk mengawali proses transkripsi & melepaskan diri apabila enzim tdk bekerja.
Transkripsi • Peran enzim RNA polimerase dlm proses transkripsi : – Mencari tapak inisiasi pd DNA. – Mengelokorkan (unwind) rangkaian pendek ds DNA yg menghasilkan cetakan ss DNA – Memilih ribonukleosida trifosfat yg tepat & mengkatalisis pbtk ikatan fosfodiester. Proses ini berulang terus merambat disepanjang cetakan DNA. – Menemukan tapak terminasi (bagian DNA yg menentukan berhentinya proses transkripsi) – Berikatan dg protein aktivator & repressor yg mengatur kecepatan transkripsi. Ekspresi gen diatur terutama pd tk transkripsi.
Transkripsi – RNA Polimerase eukariot • Ditemukan pd inti sel, mitokondria, kloroplas • RNA Polimerase pd inti dilakukan oleh 3 mcm enzim yaitu polimerase I, II & III. • RNA Polimerase I tdpt dlm nukleoli menghasilkan rRNA (50-70% total RNA). RNA Polimerase II tdpt dlm nukleoplasma mensintesis pra-zat mRNA (20-40% total RNA). RNA Polimerase III tdpt dlm nukleoplasma mentranskripsi tRNA, 5SRNA & RNA kecil lain (10% total RNA)
Transkripsi pd prokariot - INISIASI • Tdr atas 2 tahap : – Holoenzim mengenal & menempel pd promoter spesifik – Pbtk kompleks terbuka (bag untai ganda yg mengelokor) & proses inisiasi baru blgs. • Penempelan RNA polimerase pd promoter spesifik yaitu untai 10 nukleotida pd sisi 5’ (rantai -10, dikenal sbg Pribnow Box yg berisi rantai TATAAT & rantai -35 adl TTGACA
INISIASI – tahap2 • Holoenzim menempel pd promotor kompleks tertutup • Pengelokoran sebagian DNA kompleks terbuka • Masuknya 2 nukleotida pertama kompleks ternari • Pelepasan faktor sigma & melanjutkan proses transkripsi kompleks elongasi (arah sintesis 5’ 3’)
ELONGASI
TERMINASI TRANSKRIPSI • Terminasi transkripsi berlangsung krn : – Tjd penghentian proses elongasi akibat tdk tbtknya ikatan fosfodiester yg diikuti dg : – Disosiasi hibrida RNA – DNA & kmd : – Terlepasnya RNA polimerase dr DNA • Proses terminasi dpt berlangsung pd tapak ttt DNA & tdr atas 2 pola : terminasi bebas & terminasi tergantung faktor.
TERMINASI bebas • Tdpt tapak spesifik pd DNA tempat berhentinya proses transkripsi, berupa rangkaian ulangan kaya basa GC dg bangunan spt tusuk rambut yg tdr atas 7-10 pasangan basa G-C. Didekat pasangan basa G-C tsb tdpt 4-8 adenilat, shg pd rantai RNA tbtk residu uridilat. • Tbtknya ikatan hibrida rU-dA (RNA U & DNA A) akan mengurangi efisiensi terminasi (daerah tdk stabil). • Adanya basa G-C, terhentinya peran RNA polimerase akibat tbtknya struktur tusuk rambut (hairpin loop) & ketidakstabilan daerah rU-dA akan melepaskan RNA dari DNA cetakannya.
TERMINASI tergantung faktor • Merupakan proses terminasi transkripsi yg tdk memerlukan struktur tusuk rambut & daerah residu U • Memerlukan protein rho (faktor ρ) dg BM 46000 & bfgs mbtk heksamer yg menempel pd ss RNA sepanjang 72 pasangan basa (setiap subunit protein ρ akan menempel pada 12 nukleotida) • Aktivitas ATPase protein ρ akan memungkinkan protein ρ bergerak sepanjang hibrid DNA-RNA dg jalan menarik RNA menjauhi kompleks transkripsi.
