14. ekspresi gen dan sinyal transduksi ok.ppt
TRANSCRIPT
EKSPRESI GEN DAN EKSPRESI GEN DAN SINYAL TRANSDUKSISINYAL TRANSDUKSIDosen Pengampu : Dr. sc. agr. Yuni Sri Rahayu
Oleh:M Yasir (1377950)
Gigih Yonandherika A (137795083)
1
2
§1.1 ConceptsGenome: A complete set of genes of a given species.
Gene: A DNA segment that contains the all genetic information required to encodes RNA and protein molecules.
Gene expression: A process of gene transcription and translation.
Ekspresi gen berpengaruh terhadap struktur protein dan pembentukan enzim-enzim di dalam sel
Sinyal transduksi merupakan sinyal internal berupa rangkaian reaksi biokimia yang mengakibatkan aktivasi atau represi gen
Perlu
Ukuran, organisasi, Ukuran, organisasi, dan kompleksitas dan kompleksitas
genomgenom• Ukuran genom berkaitan dengan kompleksitas
organismeo Contoh: E.coli : 4.7x106bp Lalat buah: 2x108bp Manusia: 3x109bp
• DNA terdiri dari sekuen yang mengkode protein atau molekul RNA fungsional
• Pada sekuen DNA eukaryot terdapat DNA repetitif dan DNA spaser yang tidak mengkode gen.
• Genom haploid tumbuhan pada umumya terdiri dari 20.000 – 30.000 gen
4
Ekspresi gen Ekspresi gen prokaryotprokaryot
• Pengaturan gen pada prokaryot dilakukan oleh operon yang terdiri dari struktur gen dan sekuen pengaturan
• Cara pengaturan :o Inducible operon, contoh: lac operono Corepressor operon, contoh: tryptophan (trp) operon
• mRNA polisistronik
5
Kontrol negatif pada Kontrol negatif pada laclac operon operon
6
Kontrol positif Kontrol positif laclac operon oleh glukosaoperon oleh glukosa
7
TryptophanTryptophan operon operon
8
Ekspresi gen Ekspresi gen eukaryoteukaryot
• mRNA monocistronic• Gen terdiri atas:
o Exon (coding regions)o Intron (noncoding regions)
9
Tahapan Transkripsi Tahapan Transkripsi mRNAmRNA
• Pre mRNAo Penambahan 7 metilguanilat o Penambahan poly-A tailo Eksisi introno Penggabungan exon
• mRNAo Dikeluarkan melalui membran plasma
10
Ekspresi gen pada Ekspresi gen pada eukaryoteukaryot
11
Degradasi mRNADegradasi mRNA• Nukleus
o Lokasi sel• Sitosol
o Pelekukan RNAo Codon biaso Lokasi translasio Infeksi
12
Regulasi ekspresi gen pada eukaryotRegulasi ekspresi gen pada eukaryot
13
Komponen Komponen transkripsi eukaryottranskripsi eukaryot
• 3 macam RNA polimerase (RNA polimerase I, II, dan III)
• Kompleks promoter, terdiri dari:o Promoter minimumo Sekuen regulasi
• Kompleks inisiasi transkripsi (terdiri atas beberapa protein faktor transkripsi)
• Sekuen DNA yang mengkode gen
14
Kompleks inisiasi transkripsi pada Kompleks inisiasi transkripsi pada
eukaryoteukaryot
15
Promoter RNA polimerase IIPromoter RNA polimerase II
16
Model regulasi gen pada Model regulasi gen pada Saccharomyces Saccharomyces
cerevisiaecerevisiae
17
Degradasi proteinDegradasi protein• Lisosomal
o Oleh protease pada lisosom• Nonlisosomal
o Oleh kompleks proteololitiko Terjadi di sitosol
18
Sinyal transduksi prokaryotSinyal transduksi prokaryot
19
Mekanisme sinyal fosforilasi
Model sistem Model sistem osmoregulasi pada osmoregulasi pada
E.coliE.coli
20
Sinyal transduksi Sinyal transduksi pada eukaryotpada eukaryot
• Hewano Sistem syarafo Sistem endokrin
• Tumbuhano Hormono Mekanisme adaptasi
21
Lanjutan......Lanjutan......
• Rangkaian reaksi biokimia dari stimulus sampai menghasilkan respon disebut sinyal transduksio Melibatkan second messenger o Bertujuan mengatur faktor transkripsi
• Jenis sinyal:o Lipophilic hormone
• Dapat menembus membran• Reseptor di dalam nukleus atau sitosol
o Water -soluble hormon• Tidak dapat menembus membran• Reseptor (seven transmembran α helicase) pada permukaan sel• Melibatkan kompleks G protein dalam sinyal transduksi
22
Skema struktur Skema struktur seven seven spanning receptorspanning receptor
23
Jalur sinyal transduksiJalur sinyal transduksi
24Reseptor glukokortikoid steroid
Heterotrimeric G protein
Second messengerSecond messenger• Cyclic AMP (cAMP)
o Konsentrasi dipengaruhi oleh aktivasi adenyl siklaseo Peranan:
• Pada hewan:o Aktivasi protein kinase A (misal: proses glikogenolisis)o Regulasi daerah promoter geno Membuka chanel ion Na+ (depolarisasi)
• Pada tumbuhan:o Regulasi daerah promoter geno Mengaktivasi chanel ion K+ (pada membran plasma mesofil)
25
Lanjutan....Lanjutan....
• Inositol trifosfat (IP3)o Berasal dari
hasil hidrolisis PIP2 dan aktivasi fosfolipase C (PLC)
o Membuka chanel Ca+ pada RE dan tonoplas
26
Lanjutan....Lanjutan....• Cyclic ADP-ribose (cADPR)
o Mengaktivasi chanel Ca+ spesifik o Mengatur osilasi Ca+
• Komplek Ca+ - calmodulino Aktivasi Ca+ terhadap CaM kinase o Mengaktifkan enzim
27
LanjutanLanjutan........
• Calsium-dependent protein kinase (CDPK)o paling banyak pada tumbuhano Dikode oleh sekelompok geno Mediator efek kalsium pada sel penjaga dan mengatur chanel anion
pada tonoplas• Diacylglycerol
o Fosforilasi chanel ion, faktor transkripsi, dan enzim pada sel tumbuhan• Nitrat oksida
o Berasal dari reaksi arginin dan oksigeno Mengaktifkan enzim (misal: guanylat siklase)
28
Lanjutan....Lanjutan....• Fosfolipase A2
o Berperan dalam pembentukan autocrine system (misal: prostaglandin)
29
Lanjutan....Lanjutan....
• Cyclic GMP (cGMP) fosfodiesteraseo Disintesis dari GTP oleh guanilat siklaseo Berperan membuka ion Na+
30
Struktur kimia Struktur kimia Second Second messengermessenger
31
Reseptor katalisReseptor kataliso Enzim atau ikatan enzim-reseptor pada permukaan membrano Melekat pada membran melalui single transmembran helixo Contoh: reseptor tyrosin kinase
32
Lanjutan...Lanjutan...
33
Reseptor-like kinase Reseptor-like kinase (RLK)(RLK)
• Ditemukan pada tumbuhan• Homolog dengan reseptor tyrosin kinase pada
hewan• Terdapat tiga tipe:
o SRK (S reseptor kinase) • Pertumbuhan buluh serbuk sari
o LRR (leucin-rich repeat)• Terlibat dalam penghancuran molekul peptida
o PRO25• Berperan dalam penangkapan cahaya
34
TERIMA KASIHTERIMA KASIH
35
Dadah…Ketemu Maneh yoo…