TRANSKRIPSI - khairulanam.files.wordpress.com€¢ Gen berekspresi dengan cara mengendalikan . sifat organisme • Pengendalian dilakukan melalui pembentukan enzim/protein yang berperan

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’

Holoenzim Transkriptase

Enzim Inti

Faktor σ

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

Proses Transkripsi

• Inisiasi

• Sintesis RNA

• Proses akhir

RNA

σ

Inti

GenP T

nusA

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)

Promotor Beberapa Gen E.coli

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

Struktur tersier tRNA

Simpul Variasi

Simpul D

Simpul Antikodon

Ujung penerima asam amino

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

Pascatranskripsi rRNA

TRANSKRIPSI VIRUSSintesis 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

Terima

Kasih