Proses Transkripsi

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
DNA
INTI
Rangkaian Ekspresi Gen
Transkripsi
mRNA
Ribonukletida
tRNA
Translasi
Amino-asiltRNA
Asam-amino
Ribosom
Polipeptida
TRANSKRIPSI
• TRANSKRIPSI adalah proses pembentukan
RNA dengan DNA sebagai modelnya
5’--AGCTTCTAGCATAGATACAGCTA--3’
3’--TCGAAGATCGTATCTATGTCGAT--5’
5’--AGCUUCUAGCAUAGAUACAGCUA--3’
• TRANSKRIPSI memerlukan perangkat :
-satu utasan DNA sebagai model
-enzim transkiptase
Model Cetakan : Ruas Penyandi
diapit oleh Promotor dan Terminator
DNA
3’
P
T
5’
5’
3’
T
5’
RNA
3’
3’
P
RNA
5’
Holoenzim Transkriptase
Faktor σ
Enzim Inti
Subunit transkriptase E.coli
Subunit Ukuran #
Fungsi
Subunit holoenzim transkriptase
β
155,000 1 Penempelan pada DNA
β’ 151,000 1 Situs polimerisasi RNA
α
36,000 2
?
ω
11,000 1
?
σ
70,000 1 Mengenali promotor
Subunit pendukung
nusA 69,000 1 Mengenali terminator
ρ
46,000 1 Mengakhiri proses transkripsi
Gen
P
T
Proses
Transkripsi
Inti
• Inisiasi
σ
• Sintesis
RNA
nusA
• Proses
akhir
RNA
Inisiasi Transkripsi pada Promotor E.coli
3’---TTGACA----TATAAT----CAT---------5’
-35
-10
Awal
• Pengenalan
promotor (kotak -35)
oleh faktor sigma
• 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)
Promotor Beberapa Gen E.coli
Beberapa promotor Eukariot
Polimerase RNA II
Pra-mRNA
Polimerase RNA II
Regulator
RNA5S
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
•Membaca
runtunan basa
DNA dan
mensintesis RNA
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
Poli A pada terminator
tanpa faktor rho
Struktur
Jepit Rambut
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
Terminator Eukariot
Polimerase RNA II
•Tanda akhir transkripsi
eukariot (polimerase
RNAII) muncul berupa
signal pemotongan
RNA yang
ditranskripsi
•Setelah RNA dipotong
terjadi penambahan
ujung poliA pada
ujung 3’ pra-mRNA
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
Ujung 3’ACC,
penempelan
asam amino
Simpul D
Basa
termodifikasi
Simpul
TψC
Simpul
Variasi
Simpul
Kodon
Basa Asli
A
Basa-basa
tRNA yang
termodifikasi
G
U
C
Basa termodifikasi
i6A
m’A
m’G
Gm
I
Im
ψ
D
s 2C
T
m5C
Struktur tersier tRNA
Simpul D
Simpul
Variasi
Simpul
Antikodon
Ujung
penerima
asam
amino
rRNA (RNA ribosom)
Ribosom
bakteri
70S
Ribosom
eukariot
80S
30S
60S
40S
50S
rRNA5S
rRNA23S
rRNA16S
rRNA5S
rRNA28S
rRNA5.8S
rRNA18S
rRNA16S
rRNA5S
Struktur rRNA
rRNA menunjukan
tipe pelipatan yang
sama untuk
berbagai spesies
walaupun runtunan
basanya berbeda
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
hnRNA
mRNA bakteri tidak
mengalami proses
pascatranskripsi; terlihat
bahwa ribosom mulai
menempel pada mRNA
ketika transkripsi belum
selesai
mRNA
mRNA eukariot mengalami
proses pascatranskripsi
Pascatranskripsi mRNA Eukariot
Transkripsi
menghasilkan hnRNA
Pemasangan tudung
pada ujung 5’
Pemasangan ekor
poliA pada ujung 3’
AAAAAA
Pemotongan intron
Pemotongan intron
hnRNA tersusun
dari intron dan
ekson
Intron
Ekson
Dengan
pemotongan
intron akan
terbentuk
mRNA
Pra-tRNA
tRNA dibentuk oleh suatu operon (kelompok
gen yang diapit oleh satu pasangan promotorterminator, 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
Pascatranskripsi rRNA
TRANSKRIPSI VIRUS
Sintesis mRNA
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
Transkripsi Balik {perbanyakan retrovirus}
Replikasi dan Ekspresi retroviridea
Terim
a
Kasih