Proses biologis dalam sel Prokariot (Replikasi) By Lina Elfita

Transkripsi

1 Proses biologis dalam sel Prokariot (Replikasi) By Lina Elfita

2 1. Replikasi 2. Transkripsi 3. Translasi TOPIK

3 REPLIKASI Replikasi: Adalah proses perbanyakan bahan genetik. Replikasi bahan genetik dapat dikatakan sebagai proses yang mengawali pertumbuhan sel, meskipun sebenarnya pertumbuhan merupakan suatu resultan banyak proses yang saling berkaitan satu sama lain.

4 Ada 3 hipotesis tentang replikasi DNA 1. Replikasi secara Konservatif 2. Replikasi secara semi konservatif 3. Replikasi secara Dispersif

5 Three Models of DNA Replication Conservative Semiconservative Dispersive

6 1. Replikasi secara Konservatif Molekul DNA untai ganda induk tetap bergabung, sedangkan kedua untai DNA anakan terdiri atas molekul hasil sintesis baru.

7 2. Replikasi secara Semi Konservatif Setiap molekul untai ganda DNA anakan terdiri atas satu untai tunggal DNA induk dan satu untai tunggal DNA hasil sintesis baru.

8

9 3. Replikasi secara Dispersif Molekul DNA induk mengalami fragmentasi sehingga DNA anakan terdiri atas campuran molekul lama (berasal dari DNA induk) dan molekul hasil sintesis baru.

10 Pada tahun 1958 Matthew Meselson dan Franklin Stahl berhasil menunjukkan secara empiris bahwa replikasi DNA berlangsung dengan mekanisme secara semikonservatif.

11 Meselson & Stahl Experiments

12 Mekanisme Replikasi Proses replikasi DNA diawali dengan pemutusan (denaturasi) ikatan antara untai DNA yang satu dengan untaian komplementernya (secara enzimatis). Denaturasi awal terjadi pada bagian DNA yang dikenal sebagai ori (origin of replication) atau titik awal replikasi.

13 Untaian DNA membuka membentuk struktur yang disebut sebagai garpu replikasi (replication fork).

14 Replication forks The point at which the two strands of DNA are separated to allow replication of each strand

15 Bidirectional Two ways

16

17

18 Semi-discontinues One strand (leading strand) is synthesized continuously, whereas the other strand (lagging strand) is synthesized discontinuously in short patches (Okazaki fragments) Reiji Okazaki Tsuneko Okazaki

19 Replication fork

20 Komponen Penting dalam Replikasi 1. DNA template yaitu molekul DNA atau RNA yang akan direplikasi. 2. Molekul deoksi ribonukleotida yaitu datp, dttp, dctp, dgtp 3. Enzim DNA Polimerase Yaitu enzim utama yang mengkatalisis proses polimerisasi nukleotida menjadi untaian DNA.

21 4. Enzim Primase yaitu enzim yang mengkatalisis sintesis primer untuk memulai replikasi DNA. 5. Enzim Helikase yaitu enzim yang membuka untai ganda DNA induk 6. Protein SSB (single strand binding protein) yaitu molekul protein yang menstabilkan untaian DNA yang sudah terbuka. 7. Enzim DNA Ligase yaitu enzim yang berfungsi untuk menyambung fragmen-fragmen DNA.

22 Tahap-tahap replikasi DNA 1. Denaturasi (pemisahan) untaian DNA induk 2. Inisiasi sintesis DNA 3. Pemanjangan untaian DNA 4. Ligasi fragmen-fragmen DNA 5. Terminasi sintesis DNA

23 Steps of DNA Replication (animation) 1. DNA helicase unwinds the parental dsdna by at replication forks 2. SSB binds to ssdna 3. Topoisomerase removes supercoil DNA 4. Primase makes RNA primers 5. DNA polymerase synthesizes DNA strand complementary to parental DNA 6. Sliding DNA clamp bind to DNA polymerase to increase processivity 7. RNase H degrades RNA primers and leaves gaps 8. DNA polymerase fills the gaps 9. DNA ligase repairs the remaining nicks

24 TRANSKRIPSI Transkripsi: Proses penyalinan kode-kode genetik yang ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA. Transkripsi merupakan proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetik yang nantinya akan muncul sebagai fenotip.

25 Molekul RNA yang disintesis dalam proses transkripsi dapat dibedakan menjadi 3 kelompok molekul RNA, yaitu: 1. mrna Adalah RNA yang merupakan salinan kode-kode genetik pada DNA yang dalam proses selanjutnya (proses translasi) akan diterjemahkan menjadi urutan asam-asam amino yang menyusun suatu protein tertentu.

26 2. trna Adalah RNA yang berperan membawa asam-asam amino spesifik yang akan digabungkan dalam proses sintesis protein 3. rrna Adalah RNA yang digunakan untuk menyusun ribosom.

27 Komponen utama dalam proses transkripsi 1. Urutan DNA yang akan ditranskripsi 2. Enzim RNA Polimerase 3. Faktor-faktor transkripsi 4. Prekursor untuk sintesis RNA

28 Tahap-tahap Transkripsi 1. Faktor-faktor yang mengendalikan transkripsi menempel pada bagian promoter. 2. Penempelan faktor-faktor pengendali transkripsi menyebabkan terbentuknya kompleks promoter yang terbuka 3. RNA polimerase membaca cetakan (DNA template) dan mulai melakukan pengikatan nukleotida yang komplementer dengan cetakannya.

29 4. Setelah terjadi proses pemanjangan untaian RNA hasil sintesis, selanjutnya diikuti dengan proses terminasi yang ditandai dengan pelepasan RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi.

30 Promoter adalah urutan DNA spesifik yang berperan dalam mengendalikan transkripsi gen struktural dan terletak disebelah hulu (upstream) dari bagian struktural suatu gen. Promoter pada prokaryot terdiri atas beberapa bagian penting yang sekuennya selalu ada pada semua atau sebagian besar gen. Salah satu bagian penting promoter adalah Pribnow box pada urutan nukleotida posisi -10 dan posisi -35.

31 Analisis terhadap 100 gen menunjukkan bahwa pada posisi -10 dan -35 terdapat urutan nukleotida konsensus, sebagai berikut: Posisi -10 : TATAAT Posisi -35 : TTGACA

32

33

34

35 TRANSLASI Translasi: Proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mrna menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein.

36 Tahap-tahap proses translasi 1. Inisiasi 2. Pemanjangan (Elongasi) 3. Terminasi

37 Tahap Inisiasi Translasi 1. Disosiasi ribosom 70S menjadi subunit 50S dan 30S dengan menggunakan faktor IF Pengikatan IF-3 pada subunit 30S 3. Pengikatan IF-1, IF-2 dan GTP bersamasama dengan IF Pengikatan mrna dan fmet-trna untuk membentuk kompleks inisiasi 30S. 5. Pengikatan subunit 50S, IF-1 dan IF-3 terlepas

38 6. IF-2 terlepas dari kompleks bersamaan dengan hidrolisis GTP sehingga terbentuk kompleks inisiasi 70S yang siap melakukan proses pemanjangan polipeptida.

39 Tahap Pemanjangan (Elongation) Translasi 1. Pengikatan aminoasil-trna yang terdapat pada ribosom. 2. Pemindahan rantai polipeptida dari trna 3. Translokasi ribosom sepanjang mrna ke posisi kodon selanjutnya.

40 Translasi