Pribnow box - gatot adi nugroho

Proses biologis dalam sel
Prokariot (Replikasi)
By Lina Elfita
TOPIK
1. Replikasi
2. Transkripsi
3. Translasi
REPLIKASI
Replikasi:
Adalah proses perbanyakan bahan genetik.
Replikasi bahan genetik dapat dikatakan
sebagai proses yang mengawali pertumbuhan
sel, meskipun sebenarnya pertumbuhan
merupakan suatu resultan banyak proses
yang saling berkaitan satu sama lain.
Ada 3 hipotesis tentang replikasi DNA
1. Replikasi secara Konservatif
2. Replikasi secara semi konservatif
3. Replikasi secara Dispersif
Three Models of DNA Replication
Conservative
Semiconservative
Dispersive
1. Replikasi secara Konservatif
Molekul DNA untai ganda induk tetap
bergabung, sedangkan kedua untai DNA
anakan terdiri atas molekul hasil sintesis
baru.
2. Replikasi secara Semi Konservatif
Setiap molekul untai ganda DNA anakan
terdiri atas satu untai tunggal DNA
induk dan satu untai tunggal DNA hasil
sintesis baru.
3. Replikasi secara Dispersif
Molekul DNA induk mengalami
fragmentasi sehingga DNA anakan
terdiri atas campuran molekul lama
(berasal dari DNA induk) dan molekul
hasil sintesis baru.
Pada tahun 1958 Matthew Meselson
dan Franklin Stahl berhasil
menunjukkan secara empiris bahwa
replikasi DNA berlangsung dengan
mekanisme secara semikonservatif.
Meselson & Stahl Experiments
Mekanisme Replikasi
Proses replikasi DNA diawali dengan
pemutusan (denaturasi) ikatan antara untai
DNA yang satu dengan untaian
komplementernya (secara enzimatis).
Denaturasi awal terjadi pada bagian DNA
yang dikenal sebagai ori (origin of
replication) atau titik awal replikasi.
Untaian DNA membuka
membentuk struktur yang disebut
sebagai garpu replikasi (replication
fork).
Replication forks
The point at which the two strands of DNA are separated to
allow replication of each strand
Bidirectional
Two ways
Semi-discontinues
One strand (leading strand) is synthesized continuously, whereas the other
strand (lagging strand) is synthesized discontinuously in short patches
(Okazaki fragments)
Reiji
Okazaki
Tsuneko
Okazaki
Replication fork
Komponen Penting dalam Replikasi
1. DNA template
yaitu molekul DNA atau RNA yang akan
direplikasi.
2. Molekul deoksi ribonukleotida
yaitu dATP, dTTP, dCTP, dGTP
3. Enzim DNA Polimerase
Yaitu enzim utama yang mengkatalisis
proses polimerisasi nukleotida menjadi
untaian DNA.
4. Enzim Primase
yaitu enzim yang mengkatalisis sintesis
primer untuk memulai replikasi DNA.
5. Enzim Helikase
yaitu enzim yang membuka untai ganda
DNA induk
6. Protein SSB (single strand binding protein)
yaitu molekul protein yang menstabilkan
untaian DNA yang sudah terbuka.
7. Enzim DNA Ligase
yaitu enzim yang berfungsi untuk
menyambung fragmen-fragmen DNA.
Tahap-tahap replikasi DNA
1.
2.
3.
4.
5.
Denaturasi (pemisahan) untaian DNA induk
Inisiasi sintesis DNA
Pemanjangan untaian DNA
Ligasi fragmen-fragmen DNA
Terminasi sintesis DNA
Steps of DNA Replication
(animation)
1. DNA helicase unwinds the parental dsDNA by at
replication forks
2. SSB binds to ssDNA
3. Topoisomerase removes supercoil DNA
4. Primase makes RNA primers
5. DNA polymerase synthesizes DNA strand
complementary to parental DNA
6. Sliding DNA clamp bind to DNA polymerase to
increase processivity
7. RNase H degrades RNA primers and leaves gaps
8. DNA polymerase fills the gaps
9. DNA ligase repairs the remaining nicks
TRANSKRIPSI
Transkripsi:
Proses penyalinan kode-kode genetik yang
ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA.
Transkripsi merupakan proses yang
mengawali ekspresi sifat-sifat genetik yang
nantinya akan muncul sebagai fenotip.
Molekul RNA yang disintesis dalam proses
transkripsi dapat dibedakan menjadi 3
kelompok molekul RNA, yaitu:
1. mRNA
Adalah RNA yang merupakan salinan
kode-kode genetik pada DNA yang dalam
proses selanjutnya (proses translasi)
akan diterjemahkan menjadi urutan
asam-asam amino yang menyusun suatu
protein tertentu.
2. tRNA
Adalah RNA yang berperan membawa
asam-asam amino spesifik yang akan
digabungkan dalam proses sintesis
protein
3. rRNA
Adalah RNA yang digunakan untuk
menyusun ribosom.
Komponen utama dalam proses transkripsi
1.
2.
3.
4.
Urutan DNA yang akan ditranskripsi
Enzim RNA Polimerase
Faktor-faktor transkripsi
Prekursor untuk sintesis RNA
Tahap-tahap Transkripsi
1. Faktor-faktor yang mengendalikan
transkripsi menempel pada bagian
promoter.
2. Penempelan faktor-faktor pengendali
transkripsi menyebabkan terbentuknya
kompleks promoter yang terbuka
3. RNA polimerase membaca cetakan (DNA
template) dan mulai melakukan pengikatan
nukleotida yang komplementer dengan
cetakannya.
4. Setelah terjadi proses pemanjangan
untaian RNA hasil sintesis, selanjutnya
diikuti dengan proses terminasi yang
ditandai dengan pelepasan RNA
polimerase dari DNA yang ditranskripsi.
Promoter adalah urutan DNA spesifik yang
berperan dalam mengendalikan transkripsi
gen struktural dan terletak disebelah hulu
(upstream) dari bagian struktural suatu gen.
Promoter pada prokaryot terdiri atas
beberapa bagian penting yang sekuennya
selalu ada pada semua atau sebagian besar
gen. Salah satu bagian penting promoter
adalah Pribnow box pada urutan nukleotida
posisi -10 dan posisi -35.
Analisis terhadap 100 gen menunjukkan
bahwa pada posisi -10 dan -35 terdapat
urutan nukleotida konsensus, sebagai
berikut:
Posisi -10 : TATAAT
Posisi -35 : TTGACA
TRANSLASI
Translasi:
Proses penerjemahan urutan nukleotida yang
ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian
asam-asam amino yang menyusun suatu
polipeptida atau protein.
Tahap-tahap proses translasi
1. Inisiasi
2. Pemanjangan (Elongasi)
3. Terminasi
Tahap Inisiasi Translasi
1. Disosiasi ribosom 70S menjadi subunit
50S dan 30S dengan menggunakan
faktor IF-1.
2. Pengikatan IF-3 pada subunit 30S
3. Pengikatan IF-1, IF-2 dan GTP bersamasama dengan IF-3.
4. Pengikatan mRNA dan fMet-tRNA untuk
membentuk kompleks inisiasi 30S.
5. Pengikatan subunit 50S, IF-1 dan IF-3
terlepas
6. IF-2 terlepas dari kompleks bersamaan
dengan hidrolisis GTP sehingga terbentuk
kompleks inisiasi 70S yang siap melakukan
proses pemanjangan polipeptida.
Tahap Pemanjangan (Elongation)
Translasi
1. Pengikatan aminoasil-tRNA yang terdapat
pada ribosom.
2. Pemindahan rantai polipeptida dari tRNA
3. Translokasi ribosom sepanjang mRNA ke
posisi kodon selanjutnya.
Translasi