ANALISIS ARTIKEL DUAL-RNA YANG DAPAT DIPROGRAM - DIPANDU DNA ENDONUKLEASE DALAM IMUNITAS BAKTERI ADAPTIF NAMA : BASARIA MANURUNG NPM : 220230005 DOSEN PENGAMPU : Prof. Dr.dr. Hadyanto Lim, M.Kes, Sp.FK, FESC, FIBA, FAHA MAGISTER ILMU BIOMEDIK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS METHODIST INDONESIA 2020 PRAKATA Segala Puji dan Syukur penulis ucapkan kepada Tuhan atas berkat dan kasih karuniaNya yang telah memberikan kekuatan, kesehatan, dan kemampuan sehingga penulis dapat menyelesaikan Analisis Artikel ini dengan judul “Dual-Rna Yang Dapat Diprogram – Dipandu Dna Endonuklease Dalam Imunitas Bakteri Adaptif” dimana tulisan ini adalah Tugas Analisis Jurnal di Prodi Magister Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Methodist Indonesia. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini masih jauh dari kesempurnaan. Hal ini tidak terlepas dari keterbatasan pengetahuan penulis, karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Atas perhatiannya penulis ucapkan terimakasih Medan, Desember 2020 Basaria Manurung M.BIOMED FK UMI Page 1 DAFTAR ISI HAL KATA PENGANTAR .................................................................................... 1 DAFTAR ISI................................................................................................... 2 LATAR BELAKANG .................................................................................... 3 BAHAN DAN METODE............................................................................... 4 HASIL ............................................................................................................. 5 KESIMPPULAN ............................................................................................ 7 M.BIOMED FK UMI Page 2 LATAR BELAKANG Dalam Sistem imun atau sistem kekebalan adalah sel-sel dan banyak struktur biologis lainnya yang bertanggung jawab sebagai pertahanan pada organisme untuk melindungi tubuh dari pengaruh biologis luar dengan mengenali dan membunuh patogen. Sementara itu, respons kolektif dan terkoordinasi dari sistem imun tubuh terhadap pengenalan zat asing disebut respons imun. Clustered regular interspaced short palindromic repeats (CRISPR) / CRISPR-related (Cas) sistem memberi bakteri dan archaea kekebalan adaptif terhadap virus dan plasmid dengan menggunakan CRISPR RNA (crRNA) untuk memandu pembungkaman asam nukleat yang menyerang. crRNA matang yang berpasangan basa ke crRNA pengaktifan trans (tracrRNA) membentuk struktur dua-RNA yang mengarahkan protein Cas9 terkait CRISPR untuk memperkenalkan pemutusan untai ganda (ds). dalam DNA target. Di situs yang melengkapi urutan panduan crRNA, domain nuclease Cas9 HNH membelah untai komplementer, sedangkan domain mirip Cas9 RuvC membelah untai nonkomplementer. Dual-tracrRNA: crRNA, ketika direkayasa sebagai chimera .RNA tunggal, juga mengarahkan pembelahan Cas9 dsDNA spesifik sekuens Dalam sistem tipe II, protein Cas9 merupakan keluarga enzim yang membutuhkan struktur berpasangan basa yang terbentuk antara tracrRNA pengaktifan dan crRNA target untuk membelah dsDNA target. Pembelahan spesifik lokasi terjadi di lokasi yang ditentukan oleh komplementaritas pasangan basa antara crRNA dan DNA target protospacer dan motif pendek [disebut sebagai motif berdekatan protospacer (PAM)] yang disandingkan dengan wilayah komplementer dalam DNA target. Penelitian ini menunjukkan bahwa keluarga endonuklease Cas9 dapat diprogram dengan molekul RNA tunggal untuk membelah situs DNA tertentu, sehingga meningkatkan kemungkinan menarik dari mengembangkan sistem yang diarahkan RNA sederhana dan serbaguna untuk menghasilkan pemutusan dsDNA untuk penargetan dan pengeditan genom M.BIOMED FK UMI Page 3 METODE DAN BAHAN Metode dan bahan dalam artikel Dual-Rna Yang Dapat Diprogram – Dipandu Dna Endonuklease Dalam Imunitas Bakteri Adaptif adalah a. Cas9 dapat diprogram mmenggunakan molekul RNA yang direkayasa menggabungkan tracrRNA dan fitur crRNA. ( SEBUAH) ( Atas) Dalam sistem b. CRISPR / Cas tipe II, Cas9 dipandu oleh struktur dua RNA yang terbentuk dengan mengaktifkan tracrRNA dan menargetkan crRNA untuk membelah situs secara khusus – ditargetkan dsDNA (Bawah) c. RNA chimeric yang dihasilkan dengan menggabungkan 3 ′ akhir crRNA ke 5 ′ akhir tracrRNA. d. S. pyogenes Cas9 dipandu oleh tracrRNA: dupleks crRNA yang berasal dari sistem yang lebih jauh tidak dapat membelah DNA secara efisien e. S. thermophilus in vivo f. Pembelahan DNA target yang dikatalis oleh Cas9 g. Plasmid yang mengandung urutan WT atau mutan protospacer 2 dengan mutasi titik terindikasi M.BIOMED FK UMI Page 4 HASIL Ada tiga jenis sistem CRISPR / Cas. Sistem tipe I dan III berbagi beberapa fitur menyeluruh: endonuklease Cas khusus memproses pra-crRNA, dan pada saat suhu, setiap crRNA berkumpul menjadi kompleks protein multi-Cas besar yang mampu mengenali dan membelah asam nukleat yang melengkapi crRNA. Sebaliknya, sistem tipe II memproses precrRNA dengan mekanisme yang berbeda di mana crRNA pengaktifan trans (tracrRNA) yang melengkapi urutan pengulangan dalam pra-crRNA memicu pemrosesan oleh RNA untai ganda (ds) khusus ribonuklease RNase III di hadapan Protein Cas9 (sebelumnya Csn1). Cas9 dianggap sebagai satu-satunya protein yang bertanggung jawab untuk membungkam DNA asing yang dipandu oleh crRNA Cas9 adalah endonuklease DNA yang dipandu oleh dua RNA. Cas9, protein ciri khas sistem tipe II, telah dihipotesiskan terlibat dalam pematangan crRNA dan interferensi DNA yang dipandu crRNA. Cas9 terlibat dalam pematangan crRNA , tetapi partisipasi langsungnya dalam penghancuran DNA target belum diselidiki. Untuk menguji apakah dan bagaimana Cas9 mungkin mampu membelah DNA target, kami menggunakan sistem ekspresi berlebih untuk memurnikan protein Cas9 yang berasal dari patogen. Streptococcus pyogenes dan menguji kemampuannya untuk membelah DNA plasmid atau dupleks oligonukleotida yang memiliki urutan protospacer yang melengkapi crRNA yang matang, dan PAM yang bonafid. Kami menemukan bahwa crRNA dewasa saja tidak mampu mengarahkan pembelahan DNA plasmid yang dikatalisasi Cas9. Namun, penambahan tracrRNA, yang dapat berpasangan dengan urutan berulang crRNA dan penting untuk pematangan crRNA dalam sistem ini, memicu Cas9 untuk membelah DNA plasmid. Reaksi pembelahan membutuhkan magnesium dan keberadaan sekuens crRNA yang melengkapi DNA; crRNA yang mampu melakukan pemasangan tracrRNAbase tetapi mengandung sekuens pengikatan DNA target noncognate tidak mendukung pembelahan plasmid yang dikatalisis Cas9. M.BIOMED FK UMI Page 5 tracrRNA pengaktifan trans adalah RNA nonkode kecil dengan dua fungsi kritis: memicu pemrosesan pra-crRNA oleh enzim RNase III dan kemudian mengaktifkan pembelahan DNA yang dipandu crRNA oleh Cas9. M.BIOMED FK UMI Page 6 KESIMPULAN a. Ada tiga jenis sistem CRISPR / Cas yaitu Sistem tipe I ,II dan III b. mekanisme interferensi DNA yang melibatkan struktur RNA ganda yang mengarahkan endonuklease Cas9 untuk memperkenalkan pemutusan untai ganda spesifik lokasi pada DNA target. c. Protein Cas9 yang dipandu tracrRNA: crRNA memanfaatkan domain endonuklease yang berbeda (domain mirip HNH dan RuvC) untuk membelah dua untai dalam DNA target. d. Pengenalan target oleh Cas9 membutuhkan urutan benih di crRNA dan urutan PAM yang mengandung dinukleotida GG yang berdekatan dengan daerah pengikatan crRNA di target DNA. Kemudian endonuklease Cas9 dapat diprogram dengan panduan RNA yang direkayasa sebagai transkrip tunggal untuk menargetkan dan memotong setiap urutan dsDNA yang diminati. Sistem ini efisien, serbaguna, dan dapat diprogram e. maka tracrRNA pengaktifan trans adalah RNA nonkode kecil dengan dua fungsi kritis: memicu pemrosesan pra-crRNA oleh enzim RNase III dan kemudian mengaktifkan pembelahan DNA yang dipandu crRNA oleh Cas9. M.BIOMED FK UMI Page 7
