aliran informasi pada bakteri
Post on 02-Aug-2015
116 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Aliran Informasi
Pada Bakteri
Kelompok 1Kelas C PPs Biologi
Ciri utama makhluk hidup:• Transformasi energi • Aliran informasi
molekul yang terlibat dalam langkah aliran informasi makromolekul
Proses molekul dalam aliran informasi 1. Replikasi2. Transkripsi3. Translasi
1. Replikasipenggandaan DNA dan informasi genetik tetap ada
2. Transkripsipembentukan RNA komplementer dengan salah satu utas DNA
3. Translasipengubahan sekuen nukleotida dari RNA menjadi asam amino
Transkripsi• Langkah awal dari ekspresi gen• Merupakan proses sintesis RNA
RNA identik dalam sekuen dengan 1 utas DNA (utas penyandian),
Komplementer dengan utas lainnya (template=tempat sintesis)
Antisensesekuen DNA/RNA yang komplemen dengan mRNA
Sintesis RNA Dikatalis o/ enzim RNA Polimerase Dimulai saat RNA pol mengikat ke promotor (basa pertama yg
ditranskripsi ke RNA RNA pol akan terus mensintesis RNA hingga bertemu dengan
terminator Arah sintesis mRNA 5’ 3’ hingga terminator (menghasilkan
produk utama yg disebut transkripsi primer Terjadi di gelembung transkripsi (utas DNA terbuka menjadi
utas tunggal dan salah satu utas sebagai template RNA pol akan membuka ikatan DNA di depan dan di belakang
gelembung transkripsi
Asam nukleat disintesis dari prekusor nukleotida 5’ trifosfat
Proses: 1. Reaksi kondensasi antara gugus 5’ trifosfat nukleotida baru
dengan gugus 3’ OH nukleotida akhir2. Nukleotida baru kehilangan 2 gugus fosfat terminal (α dan β)3. α digunakan pada ikatan fosfodiester ke rantai4. Kecepatan 40 nukleotida/detik; 37ᵒC
Tahapan Transkripsi1. Pengenalan template: pengikatan RNA pol ke utas ganda DNA
terpisah gelembung transkripsi (sekuen DNA untuk pengikatan polymerase= promotor)
2. Inisiasi: sintesis ikatan nukleotida pertama di RNA (selesai jika panjang nukleotida tercapai)
3. Elongasi: enzim berjalan sepanjang DNA penambahan nukleotida secara kovalen pada ujung 3’ dari RNA
4. Terminasi: pengenalan titik yg tidak terjadi penambahan basa gelembung transkripsi runtuh DNA membentuk duplex, enzim RNA lepas (sekuen disebut terminator)
Mekanisme Transkripsi Prokariot
RNA Polimerase pada Bakteri Bakteri: 1 tipe mRNA, tRNA, rRNA, 7000RNA pol Holeonzim Faktor sigma awal transkripsi, 8-9 basa terbentuk faktor
sigma dilepas dan elongasi Rifampisin menghambat inisiasi, streptiydigine menghambat
perpanjangan rantai mengganggu pengikatan nukleotida Heparin menghambat transkripsi RNA pol tidak ada koreksi rantai polinukleotida yg dibentuk
Pengenalan promotorBerdasarkan afinitasnya dibedakan:
Promotor kuat (Sering ditranskripsi , pada E.coli setiap 2 detik)
Promotor lemah (tiap 10 menit)Ciri konservatif promotor1. Start point > 90% adalah purin (G atau A)2. Upstream startpoint dikenali o/ semua promotor, bentuk
heksamer3. Daerah yg terkonservasi
Kontrol o/ struktur RNA: Terminal Adanya ikatan hidrogen u/ menahan hibrid RNA/DNA diputus DNA
membentuk utas ganda Membentuk sifat konformasi alternatif RNA regulasi terminasi
transkripsi mengijinkan atau tidak terjadinya terminasi Terminasi tergantung dari produk RNA dan bukan hanya dari
sekuen DNA saat ditranskripsi
Terminator pada E.coli
Berdasarkan butuh tidaknya faktor lain1. Rho independen = terminator intrinsik
terminasi terjadi tanpa adanya bantuan faktor lain2. Rho dependen
memerlukan faktor Rho in vitro (adanya mutasi)
Terminasi Rho independen
Karakteristik: bentuk hairpin pada struktur sekunder Hairpinkarena pasangan ulanagn basa terbalik
membentuk stem yg dipisahkan jarak terdekat dan membentuk loop
Menyebabkan transkripsi istirahat tapi tak menyebabkan terminasi
Terminasi bergantung faktor rho
Ditemukan sbg protein bila ditambahkan pada sistem in vitro membuat RNA pol
Terminasi pada situs tertentu molekul RNA dengan akhir 3’ yang unik
Rho Merupakan protein esensial yg ada di genom fage
Mekanisme faktor rho bekerja
Hanya bekerja pada terminasi Protein dengan 46 kDa Aktif sebagai heksamer Mempunyai aktivitas ATPase yang bergantung RNA Rho berjalan sepanjang transkripsi lebih cepat
daripada RNA pol
Matriks mRNA
• Matriks mRNA pada prokariot sulit diisolasi karena waktu hidupnya yang singkat
• mRNA disintesis dari DNA melalui mekanisme transkripsi
Perbedaan produksi mRNA pada prokariot dan Eukariot: Transkripsi mRNA dan translasi terjadi pada satu
kompartemen mRNA bakteri menerjemahkan beberapa protein mRNA bakteri tidak stabil waktu translasi pendek
• Ketika transkripsi dimulai, ribosom mendekati akhir ujung 5’ mRNA dan memulai translasi sebelum proses transkripsi selesai
• Translasi bakteri berjalan efisien dan dalam prosesnya, mRNA ditranslasi oleh banyak ribosom
INSTABILITAS MRNA BAKTERI SANGAT BESAR
• Sebelum akhir ujung 3’ disintesis, penguraian mRNA yang dimulai dari ujung 5’, namun kecepatannya setengah dari kecepatan transkripsi/translasi
• Stabilitas mRNA mempengaruhi jumlah protein yang ditranslasi
• Stabilitas = waktu paruh mRNA (bakteri 2 menit)
• Endonuklease cenderung melakukan aktivitasnya dari ujung 3’ OH bebas
• Pemecahan oleh endonuklease menghasilkan akhir 3’ dengan sensitivitas yang berbeda thd eksonuklease
• mRNA bakteri menyandikan protein dalam jumlah yg bervariasi
• Monocistronik menyandikan 1 gen, policistronik lebih dari 1 gen
• Kelompok gen membentuk operon (satuan genetik)• Semua mRNA mempunyai 2 tipe coding, dimulai dari
sekuen AUG, dan berakhir pd kodon terminal• mRNA lebih panjang dri sekuen yang di-sandikan
• Tipe monocistronik pada ujung 5’ ada tambahan sekuen yg disebut leader, dan sekuen tambahan setelah signal terminasi (ujung 3’) yg disebut trailer (keduanya tidak ditranskripsi)
• Daerah intercistronik ukuran bervariasi (mis. 30 nukleotida) membedakan terminasi dan inisiasi kodon berikutnya
Peranan gen akan nampak dalam hasil ekspresinya yg berupa proteinTranslasi, menurut Crick, terjadi melalui molekul tRNA (75—85 basa)
Karakter tRNA: Membawa 1 asam amino yg terikat scr kovalen Mengandung 3 nukleotida (antikodon) tRNA yg membawa as.amino aminoacyl-tRNA
Sintesis Protein
• Ribosom partikel protein ribonukleat (2 subunit)
• Tiap subunit terdiri atas beberapa protein yg terikat pd molekul RNA
• Ribosom melekatkan diri pada mRNA pada ujung 5’ atau didekatnya
• Arah gerak ribosom : 5’ 3’• Poliribosom : 1 mRNA
dibaca oleh beberapa ribosom sekaligus dan masg2 bersifat independen
Proses Translasi: Inisiasi reaksi pembentukan 2 asam amino pertamaInisiasi: Pengenalan mRNA melalyu pelekatan dua subunit
kecil ribosom membentuk kompleks inisiasi Penggabungan subunit besar membentuk ribosom Pembacaan dimulai saat subunit kecil ribosom ada di
mRNA, aminoacyl-tRNA yg mjd bag kompleks inisiasi inisiator tRNA
Elongasi pembentukan ikatan peptida
Terminasi pelepasan polipeptida,ribosom dari MRNA
Translasi
Terminasi Translasi
top related