REGULASI EKSPRESI GEN. Dr. rer. nat. Kartika Senjarini

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "REGULASI EKSPRESI GEN. Dr. rer. nat. Kartika Senjarini"

Susanto Suhendra Setiabudi
6 tahun lalu
Tontonan:

1 REGULASI EKSPRESI GEN Dr. rer. nat. Kartika Senjarini

2 Pendahuluan Perbedaan morfologi sel...lebih lanjut pada morfologi satu organisme...apakah = berbeda gen/ada gen yang hilang??? R.G.E.: Kontrol selluler terhadap perubahan jumlah (amount) maupun waktu (timing) pada sintesis produk fungsional suatu gen (ekspresi gen) Produk fungsional gen: protein atau RNA, tetapi mekanisme regulasi ekspresi yang banyak diketahui adalah pada gen pengkode protein

3 Cellular Differentiation

4 Dimana dapat dikontrol?? Struktur dan komposisi kimiawi DNA atau khromatin Jalur sintesa Protein (DNA RNA Protein)

5 Modifikasi kimia DNA: Metilasi Metode yang umum untuk gene silencing Oleh enzyme methyltransferase, pada basa nukleotide Cytosine, umumnya pada promoter Cytosine termetilasi biasanya dengan perlakuan = unchanged, sedangkan yang tidak termetilasi dapat diubah menjadi Uracil Pola metilasi abnormal terlibat dalam proses Karsinogenesis

6 Modifikasi kimia DNA: Metilasi

7 Modifikasi Struktur DNA Struktur DNA = template untuk transkripsi o.k. densitas strukturnya merupakan indikator frekuensi transkripsi (keseringan) Histon : protein yang bertanggung jawab pada supercoiling DNA. Kompleks ini dapat termodifikasi oleh fosforilasi dan metilasi perubahan pada lebih banyaknya atau sedikitnya level ekspresi gen Histone Acetylation by Histone Acetyltransfer-ase enzyme : disosiasi DNA dari kompleks supercoiling

8 Modifikasi Struktur DNA Kombinasi dari DNA methylation dan Histone Acetylation = Densitas pengepakan DNA lebih tinggi sehingga ekspresi gen lebih rendah

9 Regulasi Jalur Sintesa Protein DNA 1. transcriptional control Primary RNA transcript 2. processing control mrna NUCLEUS 3. transport control CYTOPLASM mrna 4. translational control 5. mrna degradation control 6. protein activity control Protein inactive mrna inactive Protein

10 Regulasi Jalur Sintesa Protein Pengendalian kapan dan seberapa sering gen itu ditranskripsi (transcriptional control) Pengendalian bagaimana RNA primer ditranskripsi (splicing atau pemrosesan lebih lanjut) (RNA-processing control) Seleksi terhadap mrna nukleus yang akan ditransport ke sitoplasma (RNA transport control) Seleksi terhadap mrna sitoplasma yang akan ditranslasi oleh ribosom (translational control) Destabilisasi mrna sitoplasma tertentu secara selektif (mrna degradation control) Pengaktifan, Peng-in-aktifasi, lokalisasi molekul protein setelah sintesa (protein activity control)

11 Regulasi Jalur Sintesa Protein Regulasi dapat bersifat: 1. positif : aktivasi ekspresi gen 2. negatif : in-aktivasi ekspresi gen Penting: Regulatory protein dan Regulatory nukleotide domain

12 Regulasi Jalur Sintesa Protein

13 Transcriptional Control Regulasi terhadap kapan dan seberapa tinggi transkripsi RNA Polymerase : faktor-faktor spesifik: menentukan kemampuan pengikatan RNA Polymerase terhadap daerah promoter DNA template (exp: faktor sigma pada sel prokariotik): 1. repressor: mengikat pada daerah non-coding dekat/overlape promoter, menginhibisi pengikatan RNA Polymerase 2. Basal Factor: memposisikan RNA Polymerase pada start sekuen DNA pengkode protein 3. Activator: meningkatkan interaksi RNA Polymerase dengan promoter dengan merubah struktur DNA atau berikatan dengan sub unit RNA Polymerase 4. Enhancer : sisi pengikatan activator pada DNA helix yang bekerja dengan membentuk loop DNA dan menginduksi terbentuknya kompleks inisiasi

14 Transcriptional Control DNA-Loop Enhancer RNA-poly. Promoter operator GEN represor Arah transkripsi Aktivator

15 Transcriptional Control: Prokariot Molecular pathogenesis of Streptococcus pyogenes Mga as Activator mga P P emm, scpa (faktor virulensi)

16 Transcriptional Control: Prokariot

17 Transcriptional Control: Eukaryot Pada eukaryot regulasi transkripsi melibatkan interaksi transcription factors (TF), dgn TATA Box (upstream promoter) menginduksi kompleks RNA-Polymerase (I,II dan III) transkripsi. Eukaryot juga lebih banyak menggunakan enhancer yang mengendalikan gen-gen bahkan yang berjarak sampai ribuan nukleotida. Adanya membran inti pada eukaryot menyebabkan terhalanginya transkripsi dan translasi yang berlangsung terus menerus

18 Enhancer pada kebanyakan eukaryot

19 Post Transcriptional Control Capping: melindungi mrna dari 5 -eksonuklease yang dapat mendegradasi RNA asing dengan merubah basa nukleotida pada 5 melalui mekanisme 5'-5' linkage. Cap ini juga membantu pengikatan pada ribosom Splicing: pemotongan introns = noncoding regions yang ditranskripsi menjadi RNA. Spliceosome akan berikatan dengan intron membuat bentukan loop menjadi circle dan memotongnya. 2 Ujung extrons kemudian akan bergabung (eukaryot) Penambahan ekor poly(a): junk RNA ditambahkan pada 3' untuk memperlambat degradasi oleh eksonuklase sehingga memperpanjang paruh hidupnya

20 Post Transcriptional Control

21 Perbedaan Kontrol Transkripsi Prokariota 1 RNA Polimerase Regulasi Operon Eukariota Pol I (rrna); Pol II (mrna, snrna); Pol III (trna und rrna) Regulasi: Transkription factors, cis-& trans-acting elements Produk: langsung berupa mrna mature Produknya immature mrna (perlu posttranscription processing Translasi dapat terjadi secara bersamaan dengan transkripsi Trnaslasi hanya terjadi setelah eksport dari nukleus

22 OPERON, polycistronic mrna

23 Eukariotik Regulasi Transkripsi lebih komplek Adanya Faktor Transkrisi dan RNA Polimerase yang berbeda Ada faktor faktor yang lain yang juga berperan

24 Contoh mekanisme Enhancer

25 Regulasi Translasi

26 Post Translational Control Modifikasi kimiawi dari protein setelah disintesis

dokumen-dokumen yang mirip

Sintesa protein (ekspresi gen)

1. SINTESA PROTEIN Sintesa protein (ekspresi gen) Merupakan proses dimana DNA mengekspresikan gen nya Secara umum melibatkan dua tahap yaitu TRANSKRIPSI dan TRANSLASI Pada eukaryot, pengendalian ekspresi