TRANSKRIPSI dr.syazili Mustofa M.Biomed DEPARTEMEN BIOKIMIA DAN BIOLOGI MOLEKULER FK UNILA The Central Dogma 1
The Central Dogma 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. 2
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. 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. 3
Komponen utama dalam proses transkripsi 1. Urutan DNA yang akan ditranskripsi 2. Enzim RNA Polimerase 3. Faktor-faktor transkripsi 4. Prekursor untuk sintesis RNA 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. 4
4. Setelah terjadi proses pemanjangan untaian RNA hasil sintesis, selanjutnya diikuti dengan proses terminasi yang ditandai dengan pelepasan RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi. Mekanisme dasar sintesis RNA 1. Faktor-faktor pengendali transkripsi menempel di bagian promoter, misalnya RNA polimerase (Inisiasi). 2. Pembentukan kompleks promotor terbuka (open promoter complex). Tidak seperti replikasi di mana DNA benar-benar dibuka, pada transkripsi pilinan DNA dibuka namun masih tetap di dalam RNA polimerase. 3. RNA polimerase membaca DNA cetakan (template) dan mulai melakukan pengikatan nukleotida yang komplementer (Elongasi). 4. Setelah pemanjangan untaian RNA, diikuti dengan terminasi yang ditandai dengan lepasnya RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi (Terminasi). 5
Struktur kompleks DNA dan RNA polimerase pd saat pemanjangan transkripsi Prinsip yang harus dipegang 1. adanya sumber basa nitrogen berupa nukleosida trifosfat (ribosa, ATP, GTP, CTP, dan UTP). (tidak ada Timin pada RNA). Bedakan dg replikasi!! 2. Reaksi polimerisasi atau pemanjangan RNA sama dengan replikasi DNA yaitu dengan arah 5 3 (5 -PO4 ke 3 -OH). 3. Enzim yang bekerja adalah RNA polimerase yang mampu melakukan inisiasi sintesis RNA tanpa adanya molekul primer 4. Untai DNA yang berperan sebagai cetakan hanya salah satu untai. 5. Hasil transkripsi berupa molekul RNA untai tunggal. 6
Transkripsi pada Prokariot Operon adalah organisasi dari beberapa gen yang ekspresinya dikendalikan oleh satu promotor. Misal operon lac, E.coli pada metabolisme laktosa pada bakteri Pada waktu ditranskripsi, operon lac akan menghasilkan satu mrna yang membawa kode genetik untuk 3 polipeptida berbeda, disebut dengan mrna polisistronik. Masing-masing polipeptida akan ditranslasi secara independen dari satu untaian mrna yang sama. 7
8
Struktur Gen Eukariot Promoter adalah urutan DNA spesifik yang berperan dalam mengendalikan transkripsi gen struktural dan terletak disebelah hulu (upstream) dari bagian struktural suatu gen. 9
Inisiasi pada prokaryot. 10
11
Pembentukan kompleks pra-inisiasi transkripsi pada eukariot 12
Defined regions are transcribed upstream region transcribed region downstream region gene dsdna promoter (RNA polymerase binding site) transcription start site termination site TB 13
Transcription 5 3 Coding (sense) strand Template (antisense) strand 3 5 Transcription 5 3 5 RNA RNA Pol. Coding (sense) strand Template (antisense) strand 3 5 14
Transcription Coding (sense) strand 5 3 Template (antisense) strand 5 RNA Pol. 3 5 RNA Polymerase RNA Polymerase merupakan enzim spektakuler, mempunyai fungsi: Mengenali promoter region RNA Polymerization Mengenali urutan terminator 15
Struktur Subunit RNA polimerase bakteri core enzyme a bb' holoenzyme a bb's TB 16
ai aii b b s 70 RNAP HOLOENZYME -s 70 Promoter-specific transcription initiation In the Holoenzyme: α = diduga berfungsi dalam penyusunan enzim, β = berfungsi dalam pengikatan nukleotida, β = berfungsi dalam penempelan DNA, σ = berfungsi untuk mengarahkan agar RNA polimerase menempel pada promoter. 17
Terminasi Rho Independen pd prokaryot Rho mengejar polimersae Membentuk hairpin Terjadi terminasi Sumber : http://utminers.ut ep.edu/rwebb/ht ml/transcription termination.html 18
Terminasi Rho dependen pd prokaryot hairpin Tidak perlu Rho Sumber : http://utminers.ut ep.edu/rwebb/ht ml/transcription termination.html Pada prokariot, proses transkripsi dan translasi berlangsung hampir secara serentak, artinya sebelum transkripsi selesai dilakukan, translasi sudah dapat dimulai Pada eukariot, transkripsi berlangsung di dalam nukleus, sedangkan translasi berlangsung di dalam sitoplasma (ribosom) Dengan demikian, ada jeda waktu antara transkripsi dengan translasi, yg disebut sebagai fase pascatranskripsi Pada fase ini, terjadi proses : 1). Pemotongan dan penyambungan RNA (RNA-splicing); 2). Poliadenilasi (penambahan gugus poli-a pada ujung 3 mrna); 3). Penambahan tudung (cap) pada ujung 5 mrna dan 4). Penyuntingan mrna 19
Transcription And Translation In Prokaryotes 5 3 3 RNA Pol. 5 Ribosome 5 mrna Ribosome 20
21
22
23