transkripsi & translasi

8/10/2019 transkripsi & translasi

1/33

gumilar

Aliran informasi Genetik

(Transkr ips i dan Translasi)


2/33

Transkripsi

DNA tidak mengarahkan sintesis protein secaralangsung,

DNA bertindak sebagai manager yangmendelegasikan berbagai tugas kepada tim

pekerjanya Jika sel memerlukan protein tertentu, gen yang

terdapat pada DNA kromosom akan dikopimenjadi asam nukleat RNA.

RNA yang selanjutnya yang akan mengarahkansintesis protein

Setiap gen dapat diekspresi menjadi RNA danprotein dengan efisiensi yang berbeda-beda


3/33


4/33

Transkripsi-replikasi

Persamaan:

Dalam prosesnya DNA harus terbuka dan

sebagian basa-basa DNA akan terekspos

kepermukaan

urutan nukleotida pada RNA ditentukan oleh

pasangan basa komplemen ribonukleotida

terhadap DNA templat


5/33

Perbedaan:

RNA tidak membentuk ikatan hidrogen dengan untai

DNA templat (produk untai tunggal)

RNA mempunyai panjang yang jauh lebih pendek

dibanding molekul DNA karena RNA dikopi dari daerahtertentu

RNA polimerase dapat memulai reaksi polimerisasi

tanpa primer.

RNA polimerase tidak mempunyai aktifitas proofreading

sehingga RNA polimerase dapat membuat kesalahan

lebih sering daripada DNA polimerase, yaitu satu

nukleotida dalam 104 nukleotida yang dikopi menjadi

RNA

Transkripsi-replikasi


6/33

RNA polimerase

Dari Escherichia coli merupakan molekul yang

sangat besar (500 kd) dan terdiri dari empat

macam subunit.

Komposisi subunit pada enzim yang disebutholoenzyme adalah 2.

Subunit akan mencari/mengenal promotor dan

membantu inisiasi sintesis RNA dan sigma ini

selanjutnya terdisosiasi dari enzim.

RNA polimerase tanpa subunit disebut core

enzyme


7/33


8/33

Fungsi RNA polimerase

1. Mencari tempat inisiasi DNA.

2. Membuka DNA heliks ganda untuk

menghasilkan templat DNA untai tunggal.

3. Memilih ribonukleotida yang cocok danmengkatalisis pembentukan ikatan fosfodiester

yang menghubungkan setiap nukleotida dan

membentuk kerangka gula-fosfat.

4. Mendeteksi signal terminasi yangmenspesifikasi tempat berakhirnya transkripsi.

5. Berinteraksi dengan protein aktivator dan

represor yang mengendalikan kecepatan

transkripsi.


9/33

Promotor

Promotor mempunyai kemampuan untuk

transkripsi berbeda-beda.

Promotor kuat dapat menyebabkan terjadinya

inisiasi lebih sering, misalnya setiap 2 detik. Promotor yang sangat lemah ditranskripsi kurang

lebih setiap 10 menit.

Urutan promotor dapat berbeda untuk satu gen

dengan gen yang lain. Urutan promotor mempengaruhi efisiensi

pengikatan terhadap RNA polimerase sehingga

mempengaruhi efisiensi transkripsi.


10/33

Beberapa jenis promotor


11/33

Tahapan transkripsi

Inisiasi Daerah -35 diduga merupakan tempat pengenalan dimana

enzim dan DNA akan membentuk closed promoter complex

RNA polimerase akan meng-cover kurang lebih 60 pb DNA

heliks ganda.

Daerah -10 adalah tempat terjadinya melting (DNA

membuka ) (open promoter complex).

Transkripsi akan dimulai pada basa A/T (basa purin).

Setelah terbentuk kurang lebih 10 nukleotida, sigma akanterdisosiasi dan core enzymeakan melakukan reaksi

perpanjangan


12/33

Reaksi perpanjangan Enzim bergerak sepanjang untai DNA untuk

melakukan reaksi perpanjangan DNA

Penambahan ribonukleotida terjadi pada ujung 3.

Kecepatan polimerisasi tidak konstan.

Kadang-kadang enzim bekerja lebih lambat,

berhenti dan kemudian dipercepat kembali.

Kecepatan polimerisasi rata-rata adalah 50

nukleotida/detik

Tahapan transkripsi


13/33

Tahap inisiasi

dan reaksi

perpanjangan

pada sintesisRNA


14/33

Tahapan transkripsi

Terminasi

Pada bakteri ada dua jenis cara terminasi, yaitu terminasi

yang tergantung pada faktor terminasi dan terminasi yang

tidak tergantung pada faktor Urutan pada ujung 3suatu gen mempunyai dua bentuk

yang spesifik yaitu dua segmen simetris yang kaya dengan

basa GC yang dapat membentuk struktur stem-loop

Terminasi yang tergantung pada faktor terminasi lebih

jarang terjadi

menyebabkan terjadinya disosiasi RNA polimerase dari

DNA dan pelepasan RNA


15/33

Model terminasi transkripsi yang tidak tergantung faktor

(di E.Coli)


16/33

RNA processing

Splicing


17/33


18/33

Capping

helps protect

mRNA from

ribonucleases


19/33

Translasi (biosintesis protein)

Translasi merupakan

proses yang lebih

kompleks dibanding

transkripsi dan replikasi. Translasi melibatkan

beberapa komponen,

yaitu mRNA, tRNA danribosom


20/33

Kode genetik

DNA

protein: colinier

4 basa DNA, 20asam amino

kodon triplet


21/33

Tahapan translasi

Aktivasi Aktivasi tRNA dengan asam amino yang dikatalisis oleh

aminoasil tRNA sintetase.

Enzim aminoasil tRNA sintetase bekerja spesifik untuk

menjamin agar hanya asam amino yang tepat yang akan

diikat tRNA yang spesifik.

E. co limempunyai kurang lebih 20 macam aminoasil

tRNA sintetase

Tahap-tahap reaksi aktivasi:

Asam amino diaktivasi oleh ATP membentuk amino asil

adenilat.

Pembentukan ikatan kovalen/ester antara amino asil

sdenilat dengan tRNA. Reaksi terjadi pada gugus

hidroksil pada posisi 2 atau 3.


22/33


23/33

Tahapan translasi

Inisiasi Untuk memulai biosintesis protein diperlukan tiga protein

faktor inisiasi (IF-1, IF-2, IF-3; IF, in i t iat ion facto r).

Pengikatan IF-3 pada ribosom sub unit 30S dibantu oleh IF-

1. IF-2 mengikat molekul GTP dan membantu pengikatan

tRNA pemula (tRNAfmet).

Pengikatan mRNA pada ribosom sub unit kecil 30S terjadi

melalui pembentukan pasangan basa antara urutan Shine-

Dalgarno (SD) dengan komplemennya yang terdapat pada16S rRNA

SD biasanya merupakan daerah yang kaya dengan basa

purin pada mRNA, urutan SD terdapat kurang lebih 10

nukleotida sebelum kodon inisiasi metionin


24/33

Inisiasi

Setelah terjadi pengikatan mRNA dan tRNA pemula

mengenali kodon AUG yang mengkode metionin, IF-3

dilepaskan.

Selanjutnya, terjadi hidrolisis GTP menjadi GDP dan Pi,

pelepasan IF-2 dan IF-1, penggabungan ribosom sub unitbesar 50S.

Penggabungan sub unit 50S menghasilkan kompleks 70S

yang siap untuk menerima tRNA berikutnya.

Sub unit 50S mempunyai dua tempat untuk pengikatantRNA, yaitu peptidyl si te(P) dan aminoacyl si te(A). Exit si te

(E) adalah tempat untuk tRNA yang sudah kosong .

Kodon inisiasi AUG mengikat tRNAfmet pada P site.


25/33


26/33


27/33

Perpanjangan Rantai Polipeptida Asam amino dibawa oleh faktor perpanjangan EF-Tu ke A

site (EF, elongat ion facto r)

terjadi pembentukan ikatan peptida antara tRNAaa1pada P

site dengan tRNAaa1+n

pada A site aa pada P site dipindahkan ke aa pada A site

Dalam proses pemindahan tRNAaapada A site ke P site

ribosom bergerak sepanjang mRNA dari arah 5 ke 3

sebanyak satu kodon

Proses perpanjangan berlangsung terus menerus sampai

ribosom menemukan kodon terminasi UAA, UAG dan UGA.

Tahapan translasi


28/33

Tahap 1

Perpanjangan


29/33

Tahap 2 Tahap 3


30/33

Tahapan translasi

Terminasi Pada prokariot, protein yang berperan dalam terminasi

adalah RF-1, RF-2, dan RF-3 (RF, release facto r)

RF-1 akan mengenal kodon UAA dan UAG, sedangkan RF-2

akan mengenal kodon UAA dan UGA. RF-3 berperan dalam pengikatan dan hidrolisis GTP untuk

membantu proses pelepasan polipeptida dari ribosom.

Setelah RF-1 dan RF-2 terikat pada ribosom, peptidil

transferase akan menhidrolisis residu C-terminal rantai

polipeptida dari P site.

Selanjutnya terjadi pelepasan RF dan tRNA dari P site.

Ribosom 70S akan terdisosiasi menjadi 50S dan30S


31/33


32/33


33/33

Tugas

Resume tentang

Kontrol transkripsi (di lac operon)

Modifikasi pasca translasi

Max 1 hal A4

Paling lambat 16 oktober 2006 pkl

08.00

transkripsi & translasi

Documents