TRANSKRIPSI
Ekspresi Gen• Gen berekspresi dengan cara mengendalikan .
sifat organisme • Pengendalian dilakukan melalui pembentukan
enzim/protein yang berperan dalam proses metabolisme
• Pengendalian pembentukan enzim oleh gen dilakukan melalui dua tahap : Transkripsi dan Translasi
Rangkaian Ekspresi Gen
tRNA
Asam-amino
Amino-asil-tRNA
INTI
Polipeptida
Transkripsi
mRNA
Translasi
DNA
Ribosom
Ribo-nukletida
TRANSKRIPSI• TRANSKRIPSI adalah proses pembentukan
RNA dengan DNA sebagai modelnya
5’--AGCTTCTAGCATAGATACAGCTA--3’
5’--AGCUUCUAGCAUAGAUACAGCUA--3’
3’--TCGAAGATCGTATCTATGTCGAT--5’
• TRANSKRIPSI memerlukan perangkat :-satu utasan DNA sebagai model-enzim transkiptase
3’5’
Model Cetakan : Ruas Penyandi diapit oleh Promotor dan Terminator
DNA3’ 5’P T
T P
RNA 3’5’ RNA 5’3’
Subunit transkriptase E.coli
Subunit Ukuran # FungsiSubunit holoenzim transkriptase
β 155,000 1 Penempelan pada DNAβ’ 151,000 1 Situs polimerisasi RNAα 36,000 2 ?ω 11,000 1 ?σ 70,000 1 Mengenali promotor
Subunit pendukungnusA 69,000 1 Mengenali terminator
ρ 46,000 1 Mengakhiri proses transkripsi
Inisiasi Transkripsi pada Promotor E.coli
• Pengenalan promotor (kotak -35) oleh faktor sigma
3’---TTGACA----TATAAT----CAT---------5’
-35 -10 Awal
• Pengudaran heliks ganda DNA pada kotak -10
• Sintesis RNA mulai dari titik awal
Transkriptase Eukariot• Polimerase RNA I : (dalam inti) terlibat sintesis
RNA ribosom• Polimerase RNA II : (dalam inti) terlibat sintesis
pra-mRNA/hnRNA• Polimerase RNA III : (dalam inti) terlibat
sintesis tRNA• Transkriptase organel (pada mitokondria atau
kloroplas)
Beberapa promotor EukariotPolimerase RNA II
Pra-mRNA
RNA5S
Polimerase RNA IIRegulator
Wilayah promotor ikut terekspresi
Proses Sintesis Perpanjangan RNA• Setelah inisiasi selesai faktor sigma akan
melepaskan diri dari enzim inti transkriptase• Enzim inti akan bekerja lebih cepat tanpa faktor
sigma (karena sigma bekerja sangat teliti)• Faktor nusA akan bergabung dengan enzim inti
untuk membantu mengenali terminator• Enzim inti akan berhenti bila sampai pada
terminator
Kegiatan Transkriptase •Mengudar pilinan
heliks ganda DNA
RNA
•Membaca runtunan basa DNA dan mensintesis RNA
•Memulihkan kembali pilinan heliks ganda DNA
Proses Akhir Transkripsi (kasus E.coli)
• Gabungan Enzim-inti dan nusA akan mengenali terminator
• Berkat adanya struktur ulang balik pada terminator maka pada RNA akan terbentuk struktur jepit rambut
• Adanya struktur jepit rambut memberi tanda pada traskriptase untuk berhenti bekerja
Terminator E.coli (gen trp L)Struktur Ulang Balik
RNA
Struktur Jepit Rambut
Poli A pada terminator tanpa faktor rho
Terminator rho tidak mengandung PoliA
Terminator tanpa/dengan rho•Pada terminator tanpa rho RNA akan lepas begitu transkripsi berakhir (berkat adanya ruas poliU)
•Pada terminator rho akan lepas setelah ada faktor rho
•Tanda akhir transkripsi eukariot (polimerase RNAII) muncul berupa signal pemotongan RNA yang ditranskripsi
Terminator Eukariot
•Setelah RNA dipotong terjadi penambahan ujung poliA pada ujung 3’ pra-mRNA
Polimerase RNA II
RNA Hasil Transkripsi• mRNA : berfungsi sebagai model
pembentukan protein dalam translasi, berstruktur linear
• tRNA : berfungsi sebagai pembawa asam amino dan penterjemah kodon mRNA, membentuk lipatan tiga dimensi
• rRNA : berfungsi sebagai kerangka ribosom dan mengenali tRNA dan rRNA dalam proses translasi
RNA Hasil Transkripsi_____________________________________Jenis # dalam % gen % gen RNA sel bakteri eukariot
-------------------------------------------------------------
mRNA 2 % 90 % 60 %tRNA 10 % 10 % 40%rRNA 88 %
_____________________________________
Struktur sekunder tRNA
Simpul TψC
Simpul D
Ujung 3’ACC, penempelan asam amino
Simpul Kodon
Simpul Variasi
Basa termodifikasi
Basa-basa tRNA yang
termodifikasi
Basa Asli Basa termodifikasi
A
G
U
C
i6A m’A
m’G Gm
I Im
D ψ T
s2C m5C
rRNA (RNA ribosom)
rRNA5SrRNA23S
rRNA16S rRNA5S rRNA28S rRNA5.8S
rRNA18S
Ribosom bakteri
Ribosom eukariot
70S 80S
30S
50S
60S40S
Struktur rRNArRNA menunjukan tipe pelipatan yang
sama untuk berbagai spesies
walaupun runtunan basanya berbeda
rRNA16S rRNA5S
rRNA23S
PROSES PASCATRANSKRIPSI• Proses pascatranskripsi adalah proses yang
berlangsung terhadap RNA setelah transkripsi selesai
• Bentuk mRNA, tRNA dan rRNA yang ada dalam proses translasi bukan merupakan bentuk yang ada saat translasi, tetapi merupakan hasil pengolahan pascatranskripsi
Proses Pascatranskripsi mRNA
mRNA bakteri tidak mengalami proses pascatranskripsi; terlihat bahwa ribosom mulai menempel pada mRNA ketika transkripsi belum selesai
mRNA eukariot mengalami proses pascatranskripsi
hnRNA
mRNA
Pascatranskripsi mRNA Eukariot
Pemasangan tudung pada ujung 5’
Pemasangan ekor poliA pada ujung 3’
Pemotongan intronAAAAAA
Transkripsi menghasilkan hnRNA
Pemotongan intronhnRNA tersusun dari intron dan ekson
Dengan pemotongan intron akan terbentuk mRNA
Intron Ekson
Pra-tRNAtRNA dibentuk oleh suatu operon (kelompok gen yang diapit oleh satu pasangan promotor-terminator, sehingga terbentuk dalam suatu RNA besar yang mengandung banyak tRNA
Pascatranskripsi tRNA
Pemotongan Pra-tRNA menjadi tRNA individual
Penambahan ACC di ujung 3 tRNA tertentu
Pemotongan intron tRNA tertentu
Modifikasi basa tertentu
Proses Pascatranskripsi rRNA• Pada E. coli rRNA dibentuk oleh tujuh operon
{rrnA, rrnB, rrnC,..rrnH}• pra-rRNA E.coli mengandung rRNA5S,
rRNA23S, rRNA16S, dan sejumlah tRNA sebagai penyelang
• melalui proses pascatranskripsi akan dipisahkan komponen rRNA satu dari yang lain, serta dari tRNA
Transkripsi Balik
• Transkripsi balik adalah pembentukan DNA dengan RNA sebagai modelnya
• Disintesis oleh ezim Transkriptase Balik• Di alam digunakan dalam perbanyakan
retrovirus• Dalam rekayasa genetik digunakan untuk
mengklonkan gen tanaman melalui pembentukan cDNA