1 / 18

TRANSKRIPSI PADA PROKARIOT

TRANSKRIPSI PADA PROKARIOT. Bambang Heru Budianto. Transkripsi merupakan salah satu dari 3 fungsi fenotipik

lieu
Download Presentation

TRANSKRIPSI PADA PROKARIOT

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. TRANSKRIPSI PADA PROKARIOT Bambang Heru Budianto

  2. Transkripsi merupakan salah satu dari 3 fungsi fenotipik • Fungsi fenotipik transkripsi, translasi dan pengaturan ekspresi gen adalah materi genetik harus mengarahkan pertumbuhan dan diferensiasi organisme mulai dari zigot hingga individu dewasa • Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik yang ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA • Molekul RNA yg disintesis dlm transkripsi adalah mRNA, tRNA dan rRNA • mRNA adalah RNA yg merupakan salinan kode-kode genetik pada DNA yg dlm proses selanjutnya (translasi) akan diterjemahkan menjadi urutan asam-asam amino yg menyusun polipeptida atau protein ttt. • Molekul tRNA adalah RNA yg berperanan membawa asam-asam amino spesifik yg akan digabungkan dlm proses sintesis protein (translasi)

  3. Molekul rRNA adalah RNA yg digunakan untuk menyusun ribosom. • Molekul tRNA dan rRNA tidak pernah ditranslasi karena molekul yg digunakan adalah RNA-nya sendiri • Transkripsi mempunyai ciri-ciri kimiawi yang serupa dengan sintesis/replikasi DNA, yaitu • adanya sumber basa nitrogen berupa nukleosida trifosfat (ribosa, ATP, GTP, CTP, dan UTP). Bedakan dg replikasi !! • Adanya salah satu saja untai molekul DNA sebagai cetakan (pita antisens mempunyai urutan basa yg komplementer dg RNA hasil transkripsi, sementara pita sens mempunyai urutan basa yang sama dg RNA hasil transkripsi) • Sintesis berlangsung dengan arah 5’→ 3’ seperti halnya arah sintesis DNA. • Enzim yang bekerja adalah RNA polimerase yang mampu melakukan inisiasi sintesis RNA tanpa adanya molekul primer • Pada prokariot, gen terdiri atas 3 bagian utama : daerah pengendali (promoter); bagian struktural dan terminator

  4. Promoter merupakan bagian gen yang berperanan dlm mengendalikan proses transkripsi dan terletak pada ujung 5’ • Bagian struktural adalah bagian gen yang terletak disebelah hilir (downstream) dari promoter. Bagian inilah yg mengandung urutan DNA spesifik (kode-kode genetik) yg akan ditranskripsi • Terminator adalah bagian gen yg terletak disebelah hilir dari bagian struktural yg berperanan dlm pengakhiran (terminasi) proses transkripsi • Hasil transkripsi berupa molekul RNA tunggal (bedakan dengan replikasi!!!) • Urutan nukleotida RNA hasil sintesis adalah urutan nukleotida komplementer dengan cetakannya. Misal : urutan ATG pada DNA, maka hasil transkripsinya adalah UAC • Molekul DNA yg ditranskripsi adalah untai ganda, namun yang berperanan sebagai cetakan, hanya salah satu untaiannya • Gen pada prokariot diorganisasikan dlm struktur operon. Contoh : operon lac (operon yg mengendalikan kemampuan metabolisme laktosa pada bakteri Escherichia coli).

  5. Organisasi operon lac pada Escherichia coli Gen o Gen Y Gen A Gen Z Gen i Gen p Gen represor

  6. Saat ditranskripsi, operon lac menghasilkan satu mRNA yg membawa kode-kode genetik untuk 3 macam polipeptida yg berbeda : mRNA polisistronik • Dg dmk, masing-masing polipeptida akan ditranslasi secara independen dari satu untaian mRNA yg sama. • Kerja gen struktural (gen Z, Y dan A) diatur ekspresinya oleh satu promoter yg sama (p) • Operator adalah bagian dari promoter tempat penempelan protein represor yg dikode oleh gen I • Transkripsi diawali dari nukleotida yg terletak beberapa basa di sebelah hulu dari gen struktural. • Ujung gen struktural berupa kodon STOP (TAA, TAG atau TGA) • Transkripsi dilakukan sampai beberapa basa di sebelah hilir dari kodon STOP yaitu sampai pada daerah terminator • Salah satu bagian penting promoter disebut kotak Pribnow pd urutan nukleotida posisi -10 dan posisi -35 (letak nukleotida dari titik awal transkripsi + 1)

  7. Posisi -10 dan -35 mempunyai urutan nukleotida konsensus yaitu : • Posisi -10 : TATAAT; Posisi -35 : TTGACA • Disebut juga elemen-elemen promoter inti ATG STOP -35 -10 Terminator Gen struktural Awal transkripsi • Kotak Pribnow merupakan daerah pd promoter yg berperanan dlm mengarahkan enzim RNA polimerase sehingga arah transkripsinya 5’ ke 3’ sebagaimana pada replikasi • Selain itu, daerah ini merupakan tempat pembukaan heliks DNA untuk membentuk kompleks promoter yg terbuka.

  8. Promoter pd prokariot juga terdiri atas operator • Operator adalah urutan nukleotida yg terletak di antara promoter dan bagian struktural dan merupakan tempat pelekatan protein represor (penekan atau penghambat proses ekspresi genetik) • Jika ada protein represor, maka RNA polimerase yg melekat pd promoter, tidak dpt berjalan untuk melakukan transkripsi • Elemen pengendali ekspresi genetik yg lain adalah attenuator • Attenuator adalah urutan nukleotida yg terdpt pd suatu kelompokan gen (gene cluster) yg umumnya terlibat dlm biosintesis asam amino. • Terletak pd daerah di antara bagian promoter-operator dengan titik awal bagian struktural • Daerah attenuator semacam ini biasanya disebut leader sequences. • Fungsi attenuator adalah mengendalikan level biosintesis asam amino sesuai dengan ketersediaan asam amino di dlm sel. • Pengendalian transkripsi oleh attenuator dapat mencapai 100 kali lipat dibandingkan represor karena proses pelemahannya (attenuasi) tidak bergantung pada proses represi. Dua sistim pengendalian yg terpisah

  9. Attenuasi berakibat pd penghentian transkripsi gen struktural secara prematur • Ekspresi gen ttt juga dikendalikan oleh elemen yg disebut enhancer. • Enhancer berperanan dlm peningkatan level transkripsi dengan cara meningkatkan jumlah RNA polimerase • Letak enhancer dapat jauh di sebelah hulu (upstream) atau hilir (downstream) dari titik awal transkripsi • Ciri utama gen struktural pd prokariot adalah mulai dari sekuens inisiasi translasi (ATG) sampai kodon terakhir sebelum titik akhir translasi (kodon STOP yaitu TAA/TAG/TGA) akan diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino. • Jadi, jika gen struktural terdiri atas 900 nukleotida maka gen tersebut akan mengkode 300 asam amino karena satu asam amino dikode oleh tiga sekuens nukleotida yang berurutan • Jadi, pada prokariot tidak ada intron (sekuens penyisip) • Terminator adalah bagian gen yg terletak disebelah hilir dari gen struktural. • Fungsi terminator adalah memberikan sinyal pd enzim RNA polimerase agar menghentikan proses transkripsi

  10. Proses terminasi transkripsi pd prokariot dpt dikelompokkan menjadi 2 kelas, yaitu 1) terminasi yg ditentukan oleh urutan nukleotida tertentu (rho-independent) dan 2) diatur oleh suatu protein (faktor rho) atau disebut rho-dependent • Struktur pertama dicirikan oleh struktur jepit rambut dan lengkung, kaya akan GC • Struktur kedua berupa jepit rambut yg kaya akan AU • Bagian terminator mempunyai urutan nukleotida konsensus • Enzim RNA polimerase pada E. coli sekurang-kurangnya terdiri atas lima subunit, yaitu alfa (), beta (), beta prima (’), omega (), dan sigma (). • Pada bentuk lengkapnya, atau disebut sebagai holoenzim, terdapat dua subunit  dan satu subunit untuk masing-masing subunit lainnya sehingga sering dituliskan dengan 2’. • Holoenzim RNA polimerase diperlukan untuk inisiasi transkripsi • Untuk elongasi transkripsi tidak diperlukan faktor  sehingga subunit ini dilepaskan dari kompleks transkripsi begitu inisiasi selesai

  11. Sisanya, yakni 2’, merupakan enzim inti (core enzyme) yang akan melanjutkan proses transkripsi. • Fungsi subunit  : mengarahkan agar RNA polimerase holoenzim hanya menempel pd promoter, tidak pd bagian lain. • Subunit  berfungsi dlm penyusunan enzim • Subunit  berfungsi dlm pengikatan nukleotida, sementara Subunit ’ berfungsi dlm penempelan DNA cetakan • 5‘-ATG GTC CTT TAC TTG TCT GTA TTT -3‘ untaian DNA pengkode • 3‘-TAC CAG GAA ATG AAC AGA CAT AAA -5‘ untaian DNA cetakan • 5‘-AUC GUC CUU UAC UUG UCU GUA UUU -3‘ RNA hasil transkripsi • Urutan nukleotida RNA hasil transkripsi komplementer dengan urutan DNA cetakan tetapi identik dengan urutan nukleotida DNA pengkode • Pada prokariot, RNA polimerase menempel secara langsung pada DNA di daerah promoter tanpa melalui suatu ikatan dengan protein lain (yang membedakan dengan eukariot) Transkripsi

  12. Tahapan transkripsi pada prokariot meliputi inisiasi transkripsi (terbentuk gelembung transkripsi), pemanjangan dan terminasi (tergantung faktor rho dan tidak tergantung faktor rho) • Tahapan inisiasi meliputi 4 langkah : 1) pembentukan kompleks promoter tertutup; 2) pembentukan kompleks terbuka; 3) penggabungan beberapa nukleotida awal (10 nukleotida) dan 4) perubahan konformasi RNA polimerase karena pelepasan subunit sigma (). • Laju pemanjangan maksimum berkisar 30 sampai 60 nukleotida per detik • Dlm pemanjangan transkrip, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3‘ molekul RNA yg baru terbentuk. • Nukleotida RNA yg ditambahkan bersifat komplementer dengan nukleotida pd untaian DNA cetakan

  13. Tahapan proses inisiasi pada prokariot

  14. Struktur kompleks DNA dan RNA polimerase pd saat pemanjangan transkripsi

  15. Skema pengakhiran transkripsi tanpa menggunakan faktor rho

  16. Skema pengakhiran transkripsi bergantung faktor rho

More Related