Document

KOMPLEKSITAS PROTEIN DAN REMODELING NUKLEOSOM SERTA POSISI
NUKLEOSOM BERPERAN PENTING DALAM EKSPRESI GENOM.
Nurul Indah P
B1J006031
Irfan Rahmat N
B1J006033
Nurul Azizah E
B1J006035
K06-MG-06
Kromatin adalah suatu kompleks genom DNA dan protein kromosomal yang terdapat dalam
nukleus eukariotik. Kromatin tersusun atas serabut-serabut kromatin (nukleosom), dimana keadaan
dan posisi kromatin pada saat transkripsi akan sangat mempengaruhi ekspresi sebuah genom.
Tingkat pengepakan protein yang dipengaruhi oleh ketepatan struktur kimia protein histon di dalam
nukleosom, akan sangat berpengaruh pada ekspresi suatu genom.
Proses remodeling kromatin terdiri dari remodeling protein histon dan remodeling
nukleosom. Remodeling protein dapat terjadi melalui:
1). Asetilasi,
2). Metilasi,
3). Fosforilasi, dan
4). Ubiquitinasi.
Modifikasi ini mempengaruhi struktur kromatin dan berdampak terhadap aktivitas seluler.
Asetilasi protein terjadi melalui pengikatan grup asetil pada asam amino lisin di daerah ujung N dari
sumbu histon, yang dapat mengurangi afinitas histon terhadap DNA dan dapat mengurangi interaksi
antar nukleosom yang akan membentuk serabut 30 nm dari kromatin. Apabila ujung N dapat terikat
dengan salah satu proses remodeling protein, maka akan membentuk ikatan yang kurang kompak
(longgar) sehingga dapat mempengaruhi ekspresi gen. Enzim yang berperan adalah Histon Acetyl
Transferase (HAT). Di dalam nukleus, HAT membentuk kompleks multiprotein seperti kompleks
ADA dan SAGA pada Yeast. Kompleks yang berbeda mengasetilasi histon yang berbeda, sebagian
lagi mengasetilasi protein lain yang berperan dalam ekspresi genom seperti faktor transkripsi basal
TFIIE dan TFIIF.
Modifikasi histon dengan pengikatan gugus metil pada lisin ke-9 membentuk situs
pengikatan bagi protein HP1 yang menginduksi pengepakan kromatin dan membungkam ekspresi
gen. Tetapi metilasi pada lisin ke-4 mendorong pembentukan struktur kromatin yang lebih longgar.
Dalam domain fungsional β-globin, metilasi lisin ke-4 diduga berhubungan dengan asetilasi histon
H3. Jadi, posisi metilasi akan menentukan struktur kromatin yang terbentuk.
Fosforilasi histon H3 dan histon linker, berhubungan dengan pembentukan kromosom
metafase yang terjadi selama siklus pembelahan sel. Fosforilasi mengakhibatkan terbentuknya
kromatin yang lebih longgar, sehingga Deoksiribonuklease 1 (DNAse 1) dapat mengaksesnya.
Ubiquitinasi histon H2B berhubungan dengan pengaturan siklus sel. Keempat remodeling histon
tersebut akan menghasilkan struktur kromatin yang kurang kompak (eurokromatin) sehingga gengen yang terkandung di dalamnya dapat diekspresikan.
Remodeling nukleosom juga dapat mempengaruhi ekspresi gen. Remodeling nukleosom
merupakan modifikasi/reposisoning nukleosom dalam suatu daerah pendek dalam genom, sehingga
DNAse 1 dapat mengakses situsnya. Proses ini berlangsung dengan menggunakan energi yang
melemahkan kontak antar nukleosom dan DNA. Macamnya adalah:
1). Remodeling: perubahan struktur nukleosom tetapi tidak melibatkan perubahan posisi.
2). Sliding (cis-displacement): pemindahan nukleosom secara fisik disepanjang molekul DNA.
3). Transfer (trans-displacement): pemindahan nukleosom ke molekul DNA yang lain atau ke
bagian yang tidak berurutan pada molekul yang sama.
Protein-protein yang berperan dalam remodeling kromatin saling bekerjasama dalam suatu
kompleks besar. Salah satunya adalah Swi/Snf pada eukariot, yang sedikitnya tersusun dari 11
protein. Adanya interaksi antara Swi/Snf dan HATs menunjukkan bahwa remodeling nukleosom
dapat berhubungan dengan asetilasi histon, yang berarti bahwa remodeling nukleosom juga
memungkinkan untuk terekspresinya suatu genom.
Gambar 1. Nukleosom inti oktamer
Gambar 2. Struktur kristal partikel inti nukleosom pada resolusi 28Å
Gambar 3. Remodeling Nukleosom
Daftar Pustaka:
Brown, T.A (2002) DNA in Genomes, 2nd ed.,
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.section.6866 diakses tanggal 20
November 2008
Situs Terkait:
http://www.maikonline.com/maik/showArticle.do?auid=VAF5F0PINW
http://bima.ipb.ac.id/~tpb-ipb/materi/genetika/strukturekspresi/strukturtextpdf.pdf
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.figgrp.6870