Cover Resume Minggu Ke 2.docx

READING, QUESTION AND ANSWER (RQA)

MODIFIKASI PASCA TRANSKRIPS

Untuk memenuhi tugas mata kuliah Genetika 1 Yang diampu oleh Prof. Dr. Siti Zubaidah, M.Pd.

Oleh : Balqis Hanun

170342615566

Mika Talita Gabriele

170342615602

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM MARET 2019

Prinsip Dasar Transkripsi Fungsi dasar kedua yang harus dijalankan oleh DNA sebagai materi genetik adalah fungsi fenotipik. Artinya, DNA harus mampu mengatur pertumbuhan dan diferensiasi individu organisme sehingga dihasilkan suatu fenotipe tertentu. Fungsi ini dilaksanakan melalui ekspresi gen, yang tahap pertamanya adalah proses transkripsi, yaitu perubahan urutan basa molekul DNA menjadi urutan basa molekul RNA. Dengan perkataan lain, transkripsi merupakan proses sintesis RNA menggunakan salah satu untai molekul DNA sebagai cetakan (templat)nya. Transkripsi mempunyai ciri-ciri kimiawi yang serupa dengan sintesis/ replikasi DNA, yaitu : 

Adanya sumber basa nitrogen berupa nukleosida trifosfat. Bedanya dengan sumber basa untuk sintesis DNA hanyalah pada molekul gula pentosanya yang tidak berupa deoksiribosa tetapi ribosa dan tidak adanya basa timin tetapi digantikan oleh urasil. Jadi, keempat nukleosida trifosfat yang diperlukan adalah adenosin trifosfat (ATP), guanosin trifosfat (GTP), sitidin trifosfat (CTP), dan uridin trifosfat (UTP).



Adanya untai molekul DNA sebagai cetakan. Dalam hal ini hanya salah satu di antara kedua untai DNA yang akan berfungsi sebagai cetakan bagi sintesis molekul RNA. Untai DNA ini mempunyai urutan basa yang komplementer dengan urutan basa RNA 48 hasil transkripsinya, dan disebut sebagai pita antisens. Sementara itu, untai DNA pasangannya, yang mempunyai urutan basa sama dengan urutan basa RNA, disebut sebagai pita sens. Meskipun demikian, sebenarnya transkripsi pada umumnya tidak terjadi pada urutan basa di sepanjang salah satu untai DNA. Jadi, bisa saja urutan basa yang ditranskripsi terdapat berselang-seling di antara kedua untai DNA.



Sintesis berlangsung dengan arah 5′ → 3′ seperti halnya arah sintesis DNA. 4. Gugus 3′ – OH pada suatu nukleotida bereaksi dengan gugus 5′ – trifosfat pada nukleotida berikutnya menghasilkan ikatan fosofodiester dengan membebaskan dua atom pirofosfat anorganik (PPi). Reaksi ini jelas sama dengan reaksi polimerisasi DNA. Hanya saja enzim yang bekerja bukannya DNA polimerase, melainkan RNA polimerase. Perbedaan yang sangat nyata di antara kedua enzim ini terletak pada kemampuan enzim RNA polimerase untuk melakukan inisiasi sintesis RNA tanpa adanya molekul primer. Secara garis besar transkripsi berlangsung dalam empat tahap, yaitu pengenalan promoter, inisiasi, elongasi, dan teminasi. Masing-masing tahap akan dijelaskan secara singkat sebagai berikut.

Gambar 1.2 Proses Transkripsi (sumber : generasibiologi)

A.Pasangan Transkripsi dan Translasi pada Prokariot Pada prokariot, translasi terjadi sebelum transkripsi sepenuhnyadirampungkan. Hal ini dimungkinkan karena pada prokariot molekul mRNAdi translasikan berdasarkan arah dari ujung 5` ke ujung 3`. Selain dari itu,pada prokariot tidak terdapat membran inti, sehingga tidak ada yangmemisahkan transkripsi dan translasi (sebagaimana yang terjadi pada eukariot)sehingga translasi dapat segera dilakukan (Gardner, 1984). B.Transkripsi, Pengolahan dan Transport RNA, dan Translasi pada Eukariot Pada eukariot transkripsi terjadi tidak bersamaan dengan translasi.Dengan adanya membran inti, pada eukariot dapat dibedakan tempatterjadinya transkripsi dan translasi, transkripsi terjadi di dalam inti sedangtranslasi terjadi di sitoplasma. Waktunya pun tidak dapat terjadi secarabersamaan, sebab sebelum dapat melakukan translasi, harus merampungkanterlebih dahulu proses transkripsi. Proses transkripsi dan translasi padaeukariotpun lebih kompleks daripada prokariot (Gardner, 1984). mRNA pada eukariot berasal dari transkripgen primer yang melalui beberapa proses, yaitu:1.Pembelahan sebagian besar mRNA prekursor (pre-mRNAs) menjadi molekul mRNA yang lebih kecil.2.Penambahan kelompok 7-methyl guanosin (mRNA “caps”) pada ujung 5’molekul.3.Penambahan kira-kira 200 nukleotida panjang yang merupakan urutan nukleotida adenilet (“poly-A tails”) pada ujung 3’ molekul.4.Melengkapi formasi atau susunan dengan protein yang spesifik. Masing-masing gen transkrip dapat melakukan beberapa atau seluruh tipe proses tersebut. Sebagian besar RNAs non ribosomal disintesis oleh seleukariot yang memuat molekul yang sangat besar dengan ukuran sekitar 10Ssampai 200S, atau panjangnya sekitar 1.000-50.000 nukleotida. RNA inidisebut heterogenous nuclear RNA, yang disingkat dengan hnRNA. Sekarang nampak jelas bahwa tidak semua hnRNA benar-benar pre-mRNA. Proses yangcepat dari pembentukan molekul raksasa hnRNA atau pre-mRNA di nucleus segera mengakibatkan: (1) bagian terbesar dari non ribosomal RNAyangdisintesis di nucleus (kemungkinan segmen yang besar dari transkrip primer)dengan cepat terdegradasi (sekitar 30 menit) (2) formasi dari molekul mRNA yang lebih kecil ditransport menuju sitoplasma. Meskipun, ini belumjelas antara semua, sebagian besar, atau hanya bagian dari molekul hnRNAyang disintesis di nucleus dari sel eukariot, faktanya adalah molekul pre-mRNA (Gardner, 1984). Bukti definitif untuk proses pre-mRNA dalam pembentukan mRNAeukariotik telah diperoleh dalam kasus gen transkripsi β-globulin dari tikus.Pada fenomena ini, sebuah 15S hnRNA (pre-mRNA, yang panjangnya 1200-1500 nukleotida) diproses menuju 9S (panjangnya sekitar 600 nukleotida) dariβ-globulin mRNA (Gardner, 1984). Bukti yang identik untuk proses hnRNA atau pre-mRNA padaformasi dari molekul mRNA matang sekarang tersedia dari banyak gentranskripsi eukariotik yang lain. Proses ini sering melibatkan penghilangannoncoding intervening sequances atau intron yang lokasinya antara sequenceterkode (disebut exons) (Gardner, 1984).Sebagai tambahan, mRNA dari beberapa virus eukariotik yang telahdiketahui mengandung leader sequence (sequence dari ujung 5’ ke kodoninisiasi translasi dari mRNAs) yang telah digambarkan di potongan DNA yangtidak bersebelahan dengan gen struktural. Beberapa mungkin berbeda,faktanya mengandung potongan leader yang identik. Potongan leader ininampaknya bersambungan dengan ujung 5’ dari gen transkripsi selama proses berlangsung. Hal ini dipercaya bahwa

potongan leader ini harus dikaitkanpada regulasi dari translasi. Bagaimanapun fungsi pastinya belum diketahui (Gardner, 1984).Translasi pada eukariot terlihat analog dengan translasi padaprokariot, kecuali (1) grup amino dari methionyl-tRNAimet (inisiasi tRNA) tidak terbentuk. (2) sebagian besar mRNAs eukariot dibelajari melaluimonogenic, seperti hanya 1 spesies polipeptida yang tertranslasi dari setiap mRNA. Pada prokariot, banyak mRNAs adalah polygenic, dua atau lebih polipeptida yang berbeda disintesis dari segmen yang tidak saling tumpang tindih dari sebuah mRNA tunggal (Gardner, 1984). Fibroin tidak dilipat kearah permukaan ribosom sebagai polipeptida-polipeptida lainyang berada pada kondisi biasanya. Sebagai hasilnya, timbul rantai polipeptida dari pemanjangan, dapat terlihat perlekatan ribosom dari satupindaian dari ujung polisome raksasa menuju ujung yang lain (Gardner,1984). Pemindahan Sekuen Intron dengan Penyambungan RNA. Kebanyakan gen nukleus yang mengkode protein pada eukariotmultiseluler mengandung intron. Lebih sedikit, namun masih banyak, geneukariotik uniseluler seperti ragi mengandung intron. Gen langka dari archaeadan beberapa virus prokariota juga mengandung intron. Dalam kasus ini"split" gen, transkrip primer mengandung seluruh urutan gen, dan urutanintron yang dipotong selama pemrosesan RNA (Gardner, 1984).Untuk gen yang mengkode protein, mekanisme penyambungan harustepat; harus bergabung urutan ekson dengan akurasi dengan nukleotidatunggal untuk memastikan bahwa kodon dalam ekson distal intron dibacadengan benar. Akurasi untuk gelar ini tampaknya akan membutuhkan sinyalsplicing tepat, urutan nukleotida mungkin dalam intron dan padapersimpangan ekson-intron. Namun, dalam transkrip utama gen nukleus,hanya urutan benar-benar dilestarikan intron berbeda urutan dinukleotida diujung intron, yaituUrutan ditampilkan di sini adalah untuk untai DNA nontemplate(setara dengan transkrip RNA, tetapi dengan T ketimbang U). Selain itu, adaurutan konsensus singkat di persimpangan ekson-intron (Gardner, 1984).

Daftar Pustaka Gardner, E.J., dan Snustad, D.P. 1984. Principle of Genetics 6th edition. NewYork:John Wiley and Sons.Inc. Snustad, D.P. dan Simmons, M.J. 2012. Principles of Genetics 6th edition. USA: John Wiley and Sons.Inc. (ebook).

Pertanyaan Balqis Hannun 1. Apa saja komponen yang terlibat dalam transkripsi pada eukariot? Jawab: - DNA Cetakan (DNA Templet) - Enzim RNA Polymerase I, II, dan III - Faktor transkripsiumum dan khusus(TFTFIIB,D,E,F,H) - Promoter : TATA box (TATAAAA) 2. Bagaimana konsep eksperimen hibridisasi penjenuhan RNA-DNA? Jawab: RNA diekstrak dari tipe sel tertentu dan dibiarkan berhibridisasidengan DNA inti total (di-denaturasikan). RNA ditambahkan ke reaksi hibridisasi dalam jumlah yang banyak (relatif terhadap konsentrasiDNA) sehingga sekuen DNA berkomplementer dengan sekuensekuen yang representatif pada populasi RNA dan akan membentuk hibridDNA-RNA, hasil penentuan tersebut akan dipakai sebagai data pendukung perkiraan terhadap proporsi genom yang direpresentasikan melalui sekuen-sekuen dalam populasi RNAd pada tipe sel tertentu tersebut.

Mika Talita 1. Mengapa intron pada prekursor rRNA dari Tetrahymena thermophile dihilangkan tanpa pengaruh protein lain? Jawab: karena aktivitas pemotongan yang menghilangkan intron dari prekursor rRNA adalah intrinsik dari molekul RNA itu sendiri. Pemotongan nuklear pre-mRNA dilaksanakan oleh struktur RNA atau protein komplek yang disebut spliceosome. Spliceosome ini berada dalam jalur yang berbeda seperti ribosom kecil. Spliceosome mengandung kumpulan molekul RNA kecil yang disebut snRNAs(small nuclear RNAs) dan kumpulan protein yang masih belum dikenalsecara lengkap. Lima snRNAs yaitu U1, U2, U4, U5, dan U6 terlibatdalam pemotongan pre-mRNA nuclear sebagai komponen dari spliceosome. 2. Apakah fungsi tudung mRNA? Jelaskan! Jawab: (1) melidungi mRNA dari degradasi (2) meningkatkan efisiensi translasi mRNA (3) menigkatkan pengangkutan mRNA dari nukleus ke sitoplasma (4) meningkatkan efisiensi proses splicing mRNA.