BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

DNA sebagai bahan genetik karena DNA dapat mewariskan sifat-sifat dari organisme

induk yang sudah diindentifikasi pada pertengahan abad 20. Genom adalah sepotong DNA

atau segmen DNA yang menjadi protein mengandung semua informasi genetik yang

dimilikinya.1 (Perumus : Citra Ayu 10613018)

DNA berperan untuk mempertahankan spesies, DNA diwariskan dari satu generasi ke

generasi lain melalui sel germinativum. RNA berperan dalam produksi individu, RNA

mentranskripsikan informasi yang dikode dalam DNA dan membentuk individu yang hidup,

suatu proses yang disebut “budding of from the germ line”.2 (Perumus: citra ayu 10613018 )

Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetic yang ada pada urutan DNA

menjadi molekul RNA. Transkripsi adalah proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetik

yang nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaian

molekul DNA digunakan sebagai cetakan (template) untuk sintesis molekul RNA yang

komplementer1 (Perumus: Anggi Shabrina 10613027)

Proses transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu :

1. Inisiasi

Terdapat empat tahapan proses inisiasi meliputi (1) pembentukan kompleks

promotor tertutup, (2) pembentukan kompleks promoter terbuka, (3) penggabungan

beberapa nukleotida awal (sekitar 10 nukleootida), dan (4) perubahan konformasi

RNA polimerase karena subunit σ dilepaskan dari kompleks oleh enzim.

2. Elongasi

Dalam pemanjangan transkrip nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung

3’ molekul RNA yang baru terbentuk. Nukleotida RNA yang ditambahkan tersebit

bersifat komplementer dengan nukleotida pada untaian DNA cetakan.

3. Terminasi

Disebut dengan terminator. Pada bakteri E. Coli ada dua macam terminator yaitu

(1) Terminator yang tidak bergantung pada protein rho (2) Terminator yang

bergantung pada protein rho.3 (Perumus : ghina khalda 10613034)

Molekul RNA yang disintesis dalam proses transkripsi pada garis besarnya dapat

dibedakan menjadi 3 (tiga) kelompok molekul RNA, yaitu: mRNA (messenger RNA), tRNA

(transfer RNA), rRNA (ribosomal RNA). Molekul mRNA adalah RNA yang merupakan

salinan kode-kode genetic pada DNA yang dalam proses selanjutnya akan diterjemahkan

menjadi urutan asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein tertentu.

Molekul tRNA adalah RNA yang berperan membawa asam-asam amino yang spesifik yang

akan digabungkan dalam proses sistesis protein (translasi). Molekul rRNA adalah RNA yang

digunakan untuk menyusun ribosom, yaitu suatu partikel di dalam sel yang digunakan

sebagai tempat sintesis protein. Molekul tRNA dan rRNA tidak pernah di translasi karena

molekul yang digunakan adalah RNA-nya itu sendiri.1 (Perumus : Nur Latifah 10613089)

Beberapa komponen utama yang terlibat adalah urutan DNA yang akan

ditranskripsi(cetakan/template), enzim RNA polymerase, factor-faktor transkripsi, dan

precursor untuk sintesis RNA. Gen adalah suatu urutan DNA yang mengkode urutan lengkap

asam amino suatu polipeptida atau molekul RNA tertentu. Gen yang lengkap terdiri atas tiga

bagian utama,yaitu: (1) daerah pengendali (regulatory region) yang secara umum disebut

promoter, (2) bagian struktural dan (3) terminator. Promoter bagian gen yang berperan dalam

mengendalikan proses transkripsi dan terletak pada ujung 5’. Bagian struktural adalah bagian

gen yang terletak disebelah hilir dari promoter yang mengandung urutan DNA spesifik.

Terminator adalah bagian gen yang terletak disebelah hilir dari bagian struktural yang

berperan dalam pengakhiran (terminasi) proses transkripsi.1 (Perumus: Nur Latifah

10613089)

BAB II

ISI

2.1 Bagian-bagian DNA

Gen terbentuk dari untai DNA yang mencakup regio pengkode dan mengcoding. Pada

eukariot tidak seperti prokariot, bagian gen yang menentukan pembentukan protein biasanya

terurai menjadi beberapa segmen (ekson) yang dipisahkan oleh segmen-segmen yang tidak

ditranslasikan (intro).3 (perumus : anggi shabrina 10613017)

DNA (gen) terdiri dari 2 bagian utama, yaitu bagian exon dan bagian intron.

Bagian exon akan diproses lebih lanjut melalui beberapa tahapan yang pada akhirnya

akan mengkode suatu protein. Gen yang hanya memiliki bagian exon disebut cDNA.3

(Perumus: Ghina Khalda 10613034)

Bagian intron seringkali dihancurkan oleh enzim-enzim penghancur dalam sel. Selain

exon dan intron, ada juga istilah UTR (untranslated region) yaitu bagian yang terletak

sebelum kodon pemula (start codon, ATG) dan setelah kodon terminal (stop codon,

TGA/TAG/TAA). Daerah yang terletak sebelum start codon disebut frame 5′-UTR,

sedangkan yang terletak setelah stop codon disebut 3′-UTR. Juga ada istilah promoter gen,

yaitu bagian gen yang terletak sebelum frame 5′-UTR yang pada umumnya memiliki urutan

TATA (sering disebut TATA box), dan memiliki ukuran lebih dari 2 ribu pasang basa (base-

pair). 3 (Perumus : Ghina Khalda 10613034)

Splicing dimulai dengan terjadinya pemutusan pada ujung 5′, selanjutnya ujung 5′

yang bebas menempelkan diri pada suatu tempat pada intron dan membentuk struktur seperti

laso yang terjadi karena ikatan 5′-2′fosfodiester. Selanjutnya tempat pemotongan pada ujung

3 terputus sehingga dua buah ekson menjadi bersatu.1 (Perumus : Nur Latifah 10613089)

Gen yang lengkap terdiri atas 3 bagian utama yaitu daerah pengendali yang secara

umum disebut promoter, bagian struktural dan terminator. Promoter adalah bagian gen yang

berperanan dalam mengendalikan proses transkripsi yang terletak pada bagian ujung. Bagian

struktural adalah bagian gen yang terletak disebelah hilir. terminator adalah bagian gen yang

terletak disebelah hilir dari bagian struktural yang berperanan dalam pengakhiran proses

transkripsi.1 ( Perumus : Nur Latifah 10613089)

Struktur Gen Prokariotik

Gen merupakan urutan DNA yang relatif pendek yang mengkode molekul protein atau RNA.

Dalam bagian ini kita membatasi perhatian kita terhadap gen yang mengkode protein pada

prokariotik. Bagian dari gen mengandung kodon yang akan ditranslasi dengan segera menjadi

protein yang disebut bagian penyandi, atau open reading frame/kerangka pembaca terbuka.

Bagian yang memulai translasi (lihat Bagian 6.1) adalah upstream/hulu dari kodon start,

dimana “upstream” berarti “arah pada 5’”. Sekuens yang terletak beberapa ratus nukleotida

dari titik awal transkripsi yang diperlukan untk transkripsi. Sekeuns tersebut dikenal sebagai

UAS (Upstream activating sequences). Sekuens UAS tersebut diketahui mengikat suatu

protein spesifik yang dapat memegaruhi transkripsi. Pada khamir, UAS tidak berfungsi jika

terletaknya pada posisi sebelah hilir dari daerah gen struktural. Elemen UAS biasanya

berukuran pendek, sekitar 10-30 pasangan basa. Gen-gen yang diatur oleh sistem pengaturan

yang sama biasanya mempunyai elemen UAS yang serupa, sedangkan gen0gen yang sistem

pengaturannya tidak terkoordinasi mempunyai elemen UAS yang berbeda. UAS merupakan

elemen gen imunoglobulin, gen amintransferase, dan antithrombin III.(biomol,triwibowo).

Sedangkan dengan cara yang sama bagian yang menghentikan transkripsi adalah

downstream/muara dari kodon stop, dimana “downstream” berarti arah pada 3’”. Dengan

demikian, transkrip mRNA mengandung urutan kedua akhirannya yang telah dibaca, namun

tidak ditranslasi. Urutan antara transkripsi bagian start dan kodon start disebut bagian 5’

yang tidak ditranslasi. Urutan antara kodong stop dan bagian stop transkripsi disebut bagian

3’ yang tidak ditranslasi. Hulu dari bagian transkripsi merupakan urutan DNA relatif pendek

yang disebut bagian pengatur atau bagian promoter. Yang mengandung elemen pengatur,

yang mana merupakan bagian DNA spesifik dimana protein pengatur tertentu mengikat dan

mengatur ekspresi dari gen. Protein ini disebut faktor‐faktor transkripsi, karena mereka

mengatur proses transkripsi. Sebuah cara umum yang mana faktor‐faktor transkripsi

mengatur ekspresi adalah dengan berikatan pada DNA pada promoter dan dari situ

mempengaruhi kemampuan RNA polymerase (baik secara positif maupun negatif) untuk

melakukan tugas transkripsinya. (Ada juga analog mengenai kemungkinan pengaturan

translasi, dimana faktor‐faktor pengatur berikatan dengan mRNA dan mempengaruhi

kemampuan ribosom untuk melaksanakan kemampuan translasinya.).3 (perumus : Ghina

Khalda 10613034)

Mekanisme kontrol transkripsi oleh operon

Agar DNA menginisiasi pembentukan RNA untuk ditranslasikan DNA harus terlebih

dahulu bergabung dengan sebuah RNA polimerase. Situs bagi perlekatan RNA polimerase

pada DNA dikenal sebagai promotor. Operator terletak di dalam daerah promoter (atau

tumpang tindih dengan daerah tersebut), sehingga perlekatan RNA polimerase terhalangi

ketika ada reseptor. Jika ada inducer (laktat atau isomer yang berkerabat dekat jika operon

nya adalah lac), resepotor di non aktifkan dan operon menjadi aktif. RNA polimerase

kemudian dapat melekat ke ditus promotor dan transkripsi pun berlangsung.Transkrpsi terjadi

sepanjang cetakan DNA dengan arah 3’ ke 5’. Dalam kasus operon lac, misalnya sebuah

transkrip tunggal RNA disintesis untuk ketiga strukutural operon lac. Sebelum translasi

terjadi pemrosesan molekul tunggal RNA tersebut, sehingga ketiga enzim dapat dihasilkan

secara terpisah. Keuntungan adanya operon yang terorganisasi dalam kromosom bakteri

adalah bahwa hal itu menyebabkan sintesis kelompok-kelompok enzim-enzim yang

berkerabat secara fungsional, biasanya dari sebuah transkrip tunggal Mrna. Karena seluruh

komponen dari sebuah jalur fungsional harus diaktifasi, operon memfasilitasi respon semua

atau tidak sama sekali yang efisien. Mekanisme kontrol untuk mengaktifasi atau mematikan

operon membuat operon sensitif terhadap perubahan dalam lingkungan yang dihadapi oleh

bakteri. Kemampuan sel untuk membentuk reseptor fungsional maupun tidak fungsional

memungkinkan berbagai pemicu dari lingkungan memengaruhi sel. Sistem-sistem yang dapat

di induksi bisa di aktifasi oleh agen-agen yang mengikat represor, dan sistem-sistem

konstitutif bisa di non aktifkan oleh korepresor yang mengaktifasi represor-represor yang

awalnya “kosong”. Pengaturan yang lebih mendetail didapat dari keikutsertaan protein CAP

dan AMP siklik dalam aktivasi situs promoter.4 (perumus : Citra Ayu 10613018)

Konsep gen tunggal terhadap sintesis protein rekombinasi dan mutasi

Fungsi primer gen adalah mengkodekan produk protein, sehingga harus terdapat

cukup DNA untuk menghasilkan masing-masing asam amino yang menyusun struktur primer

suatu protein. Utas DNA itulah yang di sebut sebagai sistron dan merupakan unit dasar fungsi

gen. Akan tetapi ada unit-unit yang berada di bawah tingkat primer tersebut. Sebuah mutasi

melibatkan sebuah perubahan pesan asli yang terkandung di dalam sistron yang dapat

menyebabkan terbentuknya protein yang berubah ataupun yang tidak terbentuk sama sekali.

Karena dalam beberapa kasus perubahan pada satu basa tunggal saja dapat menyebabkan

mutasi hanya utas-utas pendek DNA yang dapat mempresentasikan unit mutasi disebut

muton. Dengan demikian siston dapat mengandung ratusan muton.Panjang minimal DNA

yang ikut serta dalam pertukaran informasi genetik belum diketahui dengan jelas. Perubahan

basa-basa dalam jumlah relatif sedikit antara kromsom-kromosom mungkin tidak akan

menghasilkan transfer timbal balik dari materi genetik yang utuh. Rekon yaitu unit sejumlah

basa-basa yang terlibat dalam rekombinasi mungkin hanya sedikit lebih pendek daripada

sistron yang utuh.4 (perumus : Citra Ayu 10613018)

2.2 Proses Transkripsi

Transkripsi (sintesis RNA) dilakukan melalui beberapa tahaoan :

1. Faktor-faktor yang mengedalikan transkripsi menempel pada bagian promoter

2. Penempelan faktor-faktor pengendali transkripsi menyebabkan terbentuknya komplek

promoter yang terbuka (open promoter complex)

3. Rna polimeras membaca cetakan (DNA template) dan mulai melakukan pengikatan

nukleotidayang komplementer dengan cetakannya

4. Setelah terjadi proses pemanjanganRNA hasil sintesis, selanjutnya diikuti proses

pengakhiran (terminasi) transkripsi yang ditandai dengan pelepasan RNA polimerase

Dari DNA yang ditranskripsi

Hasil-hasil penelitian menunjukan bahwa ada perbedaan fundamental dalam hal struktur

gen, faktor-faktor pengendali, mekanisme, serta sistem regulasi transkripsi antara jasad

prokariot dengan eukariot. Proakriot mempunyai struktur yang lebih sederhana

dibandingkan eukariot. Pada prokariot tidak ada struktur dan fungsi spesifik

dibandingkan dengan sel eukariot dan tidak ada struktur inti sel nukleus sehingga tidak

ada pemisahan ruang antar molekul bahan genetik dengan peralatan selular lainnya. Dan

sebelum transkripsi dilakukan, proses translasi juga sudah berlangsung. Beberapa

karakteristik kimiawi sintesis RNA pada prokariot dan eukariot dapat dijelaskan sebagai

berikut :

1. Prekursor untuk sintesis RNA adalah 4 macam ribonukleotida yaitu 5’- troipspat ATP,

GTP, CTP dan UTP (pada RNA tidak ada timin)

2. Reaksi polimerisasi RNA pada prinsipnya sama dengan polimerisasi DNA yaitu

dengan arah 5’3’

3. Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh cetakannya, yaitu urutan DNA

yang ditranskripsikan. Nukleotida RNA yang digabungkan adalah nukleotida yang

komplementer dengan cetakannya.

4. Molekul DNA yang ditranskripsi adalah molekul untai ganda, tetapi yang berperanan

sebagai cetakan hanya salah satu untaiaannya.

5. Hasul transkripsi berupa molekul RNA untai tunggal.1 (perumus : Citra ayu

10613018)

Transkripsi pada dasarnya adalah proses penyalinan nukleotida yang terdapat pada

molekul DNA. Dalam proses transkripsi, hanya salah satu untaian DNA yang disalin menjadi

urutan nukleotida RNA. Urutan nukleotida pada transkip RNA bersifat komplementer dengan

urutan DNA cetakan, tetapi indentik dengan urutan nukleotida DNA pada untaian pengkode.

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

↓ Transkripsi

5’- AUG GUC CUU UAC UUG UCU GUA UUU -3’ RNA hasil Transkripsi

Transkripsi berlangsung di dalam inti sel atau di dalam matriks mitokondria dan

plastida. Transkripsi dapat dipicu oleh rangsangan dari luar maupun tanpa rangsangan. Pada

proses tanpa rangsangan, transkripsi berlangsung terus-menerus (gen-gennya disebut gen

konstitutif atau "gen pengurus rumah", house-keeping genes). Sementara itu, gen yang

memerlukan rangsangan biasanya gen yang hanya diproduksi sewaktu-waktu; gennya disebut

gen regulatorik karena biasanya mengatur mekanisme khusus. Rangsangan akan

mengaktifkan bagian promoter inti, segmen gen yang berfungsi sebagai pencerap RNA

polimerase yang terletak di bagian hulu bagian yang akan disalin (disebut transcription unit),

tidak jauh dari ujung 5' gen. Promoter inti terdiri dari kotak TATA, kotak CCAAT dan kotak

GC.1 (Perumus : Citra Ayu 10613018)

Sebelum RNA polimerase dapat terikat pada promoter inti, faktor transkripsi TFIID

akan membentuk kompleks dengan kotak TATA. Inhibitor dapat mengikat pada kompleks

TFIID-TATA dan mencegah terjadinya kompleks dengan faktor transkripsi lain, namun hal

ini dapat dicegah dengan TFIIA yang membentuk kompleks DA-TATA. Setelah itu TFIIB

dan TFIIF akan turut terikat membentuk kompleks DABF-TATA. Setelah itu RNA

polimerase akan mengikat pada DABF-TATA, dan disusul dengan TFIIE, TFIIH dan TFIIJ. 1

(Perumus : Anggi Shabrina 10613027)

Kompleks tersebut terjadi pada bagian kotak TATA yang terletak sekitar 10-25

pasangan basa di bagian hulu (upstream) dari kodon mulai (AUG). Adanya faktor transkripsi

ini akan menarik enzim RNA polimerase mendekat ke DNA dan kemudian menempatkan diri

pada tempat yang sesuai dengan kodon mulai (TAC pada berkas DNA). Berkas DNA yang

ditempel oleh RNA polimerase disebut sebagai berkas templat, sementara berkas

pasangannya disebut sebagai berkas kode (karena memiliki urutan basa yang sama dengan

RNA yang dibuat). Pada awal transkripsi, enzim guaniltransferase menambahkan gugus

m7Gppp pada ujung 5' untai pre-mRNA. Sejumlah ATP diperlukan untuk membuat RNA

polimerase mulai bergerak dari ujung 3' (ujung karboksil) berkas templat ke arah ujung 5'

(ujung amino). pre-mRNA yang terbentuk dengan demikian berarah 5' → 3'. Pergerakan

RNA polimerase akan berhenti apabila ia menemui urutan basa yang sesuai dengan kodon

berhenti, dan deret AAUAAA akan ditambahkan pada pangkal 3' pre-mRNA. Setelah proses

selesai, RNA polimerase akan lepas dari DNA, sedangkan pre-mRNA akan teriris sekitar 20

bp dari deret AAUAAA dan sebuah enzim, poli(A) polimerase akan menambahkan deret

antara 150 - 200 adenosina untuk membentuk pre-mRNA yang lengkap yang disebut mRNA

primer.1 (Perumus : anggi shabrina 10613027)

Tergantung intensitasnya, dalam satu berkas transcription unit sejumlah RNA

polimerase dapat bekerja secara simultan. Intensitas transkripsi ditentukan oleh keadaan di

sejumlah bagian tertentu pada DNA. Ada bagian yang disebut suppressor yang menekan

intensitas, dan ada yang disebut enhancer.1 (Perumus: Nur Latifah 10613089)

2.3 Prokariotik

Secara umum gen prokaryot tersusun atas beberapa bagian penting yaitu: promoter,

bagian struktural, dan terminator. Promoter adalah urutan DNA spesifik yamg berperan

dalam mengendalikan transkripsi gen struktural dan bagian tempat awal pelekatan enzim

RNA polymerase. Bagian penting promoter adalah kotak pribnow. pada urutan nukleotida

posisi -10 dan posisi -35. Angka minus menyatakan letak suatu nukleotida dari titik awal

transkripsi (pada posisi +1) dan tidak di transkripsikan. Pengubahan jarak antara kotak -35

dan -10 akan mengakibatkan perubahan aktivitas atau kekuatan promoter. Jarak optimum

anatara kedua kotak adalah 17 nukleotida. Oleh karena itu urutan konsensud TATAAT, maka

sering disebut juga kotak TATA.selain itu terdapat operator dan attenuator. Operator adalah

tempat pelekatan protein represor (penghambat proses ekspresi genetik). Attenuator berfungsi

untuk mengendalikan arah biosintesis asam amino sesuai dengan ketersediaan asam amino

didalam sel. 1(Perumus: Nur Latifah 10613089)

Ciri utama gen struktural prokaryot adalah semua sekuens, mulai dari inisiasi translasi

(ATG) sampai kodon terakhir sebelum titik akhir translasi (kodon stop, yaitu

TAA/TAG/TGA) akan diterjemahkan (trnslasi) menjadi rangkaian asam-asam amino. Jika

gen struktural terdiri 900 nukleotida maka gen struktural mengkode 300 asam amino karena

satu asam amino dikode oleh tiga sekuen nukleotida yang berurutan. Jadi pada prokaryot

tidak ada sekuens penyisip/intron dan ekson. Intron adalah sekuens yang tidak mengkode

asam amino. Ekson kson adalah urutan nukleotida yang mengkode asam amino.1 (Perumus :

Nur latifah 10613089)

Mekanisme transkripsi prokaryot dimulai dengan awal penempelan RNA polimerase

holoenzim pada bagian promoter suatu gen yang belum terikat secara kuat dan struktur

promoter masih dalam keadaan tertutup (closed promoter complex). Subunit σ berperan

dalam menemukan bagian promoter sehingga RNA polimerase dapat menempel. Selanjutnya,

RNA polimerase akan mencari bagian DNA yang mempunyai struktur khas suatu promoter

berupa suatu kelompok ikatan hydrogen antara kedua untaian DNA pada posisi -35 dan -10.

Setelah RNA polimerase menempel, Subunit σ melepaskan diri dari struktur holoenzim.

Selanjutnya RNA polimerase akan terikat secara kuat dan ikatan hydrogen molekul DNA

pada promoter akan terbuka (membentuk struktur open promoter complex).1(Perumus : Nur

Latifah 10613089)

Tahapan inisiasi transkripsi meliputi 4 langkah yaitu : (1)

pembentukan kompleks promoter tertutup, (2) pembentukan

kompleks promoter terbuka, (3) penggabungan beberapa

nukleotida awal (sekitar 10 nukleotida), dan (4) perubahan

konformasi RNA polimerase karena subunit σ dilepaskan dari

kompleks holoenzim. Bagian DNA yang terbuka setelah RNA

Polimerase menempel biasanya terjadi pada daerah sekitar -9

sampai +3 sehingga menjadi struktur untai tunggal. Bagian DNA

yang berikatan dengan RNA polimerase membentuk suatu

struktur gelembung transkripsi (transcription bubble) sepanjang kurang lebih 17 pasangan

basa. Setelah struktur promoter terbuka secara stabil, maka selanjutnya RNA polimerase

melakukan proses inisiasi transkripsi dengan menggunakan urutan DNA cetakan sebagai

penduannya. 1 (Perumus : Nur Latifah 10613089)

Subunit σ mempunyai peranan dalam menstimulasi inisiasi transkripsi tetapi tidak

mempercepat laju pertambahan untaian RNA. Proses inisiasi transkripsi merupakan proses

yang menentukan laju transkripsi. Setelah proses inisiasi transkripsi terjadi, selanjutnya

subunit σ terlepas dari enzim inti dan dapat digunakan lagi oleh enzim inti RNA pelimerase

yang lain. Siklus subunit σ tersebut pertama kali diungkapkan oleh Travers dan Burgess pada

tahun 16969. Mereka menunjukkan bahwa jika transkripsi berlangsung pada kekuatan ionik

yang rendah, maka RNA polimerase inti tidak terlepas dari DNA cetakan pada ujung suatu

gen. Hal ini menyebabkan inisiasi transkripsi berhenti. Jika ke dalam sistem tersebut

dimasukkan RNA polimerase inti yang baru, maka transkripsi kemudian berjalan kembali.

Keadaan ini menunjukkan bahwa RNA polimerase inti yang baru tersebut kemudian

bergabung dengan subunit σ yang sebelumnya telah dilepaskan dari enzim RNA polimerase

inti lainnya.1 (Perumus : Citra ayu 10613018)

Proses pemanjangan transkripsi (elongasi),

basa-basa molekul RNA akan membentuk hibrid RNA-

DNA dengan cetakan DNA sepanjang kurang lebih 12

nukleotida yang bersifat sementara sebab setelah RNA

polimerasenya berjalan, maka hibrid tersebut akan

terlepas dan bagian DNA yang terbuka akan menutup

lagi. RNA polimerase akan berjalan membaca DNA

cetakan untuk melakukan elongasi untaian RNA.

Nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3’

molekul RNA yang baru terbentuk yang bersifat

komplementer. Sebagai contoh jika nukleotida pada DNA cetakan adalah A, maka nukleotida

RNA yang di tambahkan adalah U. Untaian DNA yang ada di depan RNA polimerase akan

membuka sedangkan DNA yang berada di belakangnya akan memuntir kembali untuk

menutup. Setelah terbentuk kompleks pra-inisiasi, RNA polimerase II siap melakukan

transkripsi jika ada nukleotida. 1 (Perumus: Nur Latifah 10613089)

Faktor transkripsi yang penting untuk mengawali (inisiasi) proses transkripsi adalah

TBP, TFIIB, TFIIF, dan RNA polimerase II. Dalam proses inisiasi maupun elongasi terjadi

pembentukan ikatan fosfodiester antara nukleotida RNA yang satu dengan nukleotida

berikutnya. Pembentukan ikatan fosfodiester tersebut ditentukan oleh keberadaan subunit β

pada RNA polimerase. (Perumus : Ghina Khalda 10613034)

STRUKTUR RNA POLYMERASE PADA PROKARIOTRNA Polimerase (DNA-Directed RNA Polimerase) adalah yang mengkatalisis proses transkripsi. Prokariot di ketahui hanya ada satu macam, Enzim RNA Polimerase. Meskipun demikian di dalam satu sel bakteri e colly terdapat sekitar 7.000RNA polimerase. RNA Polimerase tersebut berperan dalam melakukan tran skripsi gen yang mengkode protein, gen rRNA maupun gen Trna. RNA Polimerase pada bakteri e colly, tersusun atas 2 subunit protein yang berukuran besar, yaitu subunit β dan β’ (betab primer) yang masing-masing berukuran 150.000 dalton dan 160.000 dalton (kDa). Di samping itu masih ada subunit yang lain yaitu sigma dengan ukuran 70 kDa dan subunit alpha dengan ukuran 40 kDa. Keseluruhan unit RNA polimerase (disebut RNA polimerase holoenzim ) terdiri atas subunit β’,β, σ, ,α 2 artinya ada 2 molekul alpha dan satu molekul unit lainnya. Hanya RNA polimerase holoenzim yang dapat melakukan inisiasi transkripsi pada baguan DNA yang benar. Susunan

subunit β’,β, danα 2 disebut enzim inti yang tidak dapat melakukan polimerisasi RNA dengan menggunakan DNA T4 yang utuh sebagai cetakan tetapi masih dapat melakukan aktifitas polimerisasi dasar dengan menggunakan DNA cetakan yang mempunyai banyak takik.

Fungsi subunit σ untuk mengarahkan agar RNA polimerase holoenzim hanya menempel pada promoter, tidak ada bagian yang lain. Enzim inti mempunyai afinitas molekul DNA tetapi tidak dapat membedakan promoter dengan bagian DNA yang lain. Dengan faktor σ maka afinitas enzim inti ini terhadap DNA dikurangi sehingga ikatan antara RNA polimerase holoenzim menjadi spesifik pada promoter dan mampu mengenali sisi ikatan yang spesifik. Faktor σ hanya berikatan secara sementara dengan subunit lainnya dalam RNA polimerase holoenzim.

Subunit α pada RNA polimerase E. Coli dikode oleh gen rpoA dan diduga berfungsi dalam penyusunan enzim. Subunit β oleh gen proB dan berfungsi dalam pengikatan nukleotida dan subunit β ' dikode oleh gen rpoC dan berfungsi dalam penempelan DNA cetakan sedangkan subunit σ dikode oleh gen rpoD.

Struktur RNA polimerase pada eukariot RNA polimerase yang mengkatalisis proses sintesis RNA (transkripsi) pada eukariot ada 3 macam yaitu RNA polimerase 1, RNA polimerase 2 dan RNA polimerase 3. Ketiga macam enzim tersebut digunakan dalam proses sintesis RNA yang berbeda. Peranan RNA polimerase I mentranskripsi gen kelas I menghasilkan rRNA yang aktif pada kekuatan ionik rendah yang terletak di nukleus. RNA polimerase II mempunyai peranan transkripsi gen kelas II menghasilkan mRNA dan srRNA yang aktif pada kekuatan ionik tinggi terdapat pada nukleoplasma. RNA polimerase III mempunyai peranan mentranskripsi gen kelas III menghasilkan tRNA, 5s rRNA, snRNA yang aktif pada kekuatan ionik dengan kisaran cukup lebar terdapat pada nukleus plasma. 1 (perumus : citra ayu 10613018)

Hasil

Hasil transkripsi adalah berkas RNA yang masih "mentah" yang disebut mRNA primer. Di

dalamnya terdapat fragmen berkas untuk protein yang mengatur dan membantu sintesis protein

(translasi) selain fragmen untuk dilanjutkan dalam translasi sendiri, ditambah dengan bagian yang

nantinya akan dipotong (intron). Berkas RNA ini selanjutnya akan mengalami proses yang disebut

sebagai proses pascatranskripsi (post-transcriptional process). 5 (perumus : ghina khalda

10613034)

Hasil transkripsi merupakan hasil yang memiliki intron (segmen DNA

yang tidak menyandikan informasi biologi) dan harus dihilangkan, serta

memiliki ekson yaitu ruas yang membawa informasi biologis. Intron

dihilangkan melalui proses yang disebut splicing. Proses splicing terjadi di

nukleus.

Splicing dimulai dengan terjadinya pemutusan pada ujung 5′,

selanjutnya ujung 5′ yang bebas menempelkan diri pada suatu tempat

pada intron dan membentuk struktur seperti laso yang terjadi karena

ikatan 5′-2′fosfodiester. Selanjutnya tempat pemotongan pada ujung 3

terputus sehingga dua buah ekson menjadi bersatu.

tRNA adalah molekul adaptor yang membaca urutan nukleotida

pada mRNA dan mengubahnya menjadi asam amino. Struktur molekul

tRNA adalah seperti daun semanggi yang terdiri dari 5 komponen yaitu

1. Lengan aseptor: merupakan tempat menempelnya asam amino,

2. Lengan D atau DHU: terdapat dihidrourasil pirimidin,

3. Lengan antikodon: memiliki antikodon yang basanya komplementer

dengan basa pada mRNA

4. Lengan tambahan Lengan TUU: mengandung T, U dan C.6 (perumus :

Ghina Khalda 10613034)

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

DNA (gen) terdiri dari 2 bagian utama, yaitu bagian exon dan bagian intron. Bagian

exon akan diproses lebih lanjut melalui beberapa tahapan yang pada akhirnya akan

mengkode suatu protein. Bagian intron seringkali dihancurkan oleh enzim-enzim

penghancur dalam sel. Transkripsi terjadi sepanjang cetakan DNA dengan arah 3’ ke 5’.

(perumus : Anggi Shabrina 10613027)

Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetic yang ada pada urutan DNA

menjadi molekul RNA yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetik yang nantinya akan

muncul sebagai fenotipe. Proses transkripsi terbagi menjadi tiga yaitu inisiasi, elongasi,

dan terminasi. (perumus : Nur Latifah 10613089)

Proses inisiasi merupakan proses yang menentukan laju transkripsi, meliputi (1)

pembentukan kompleks promotor tertutup, (2) pembentukan kompleks promoter terbuka,

(3) penggabungan beberapa nukleotida awal, dan (4) perubahan konformasi RNA

polimerase karena subunit σ dilepaskan dari kompleks oleh enzim. Faktor penting untuk

mengawali (inisiasi) proses transkripsi adalah TBP, TFIIB, TFIIF, dan RNA polimerase

II. Dalam proses inisiasi maupun elongasi terjadi pembentukan ikatan fosfodiester antara

nukleotida RNA yang satu dengan nukleotida berikutnya yang ditentukan oleh

keberadaan subunit β pada RNA polymerase (perumus : Anggi Shabrina 10613027)

Mekanisme transkripsi prokaryot dimulai dengan awal penempelan RNA polimerase

holoenzim pada bagian promoter suatu gen yang belum terikat secara kuat dan struktur

promoter masih dalam keadaan tertutup (closed promoter complex). Subunit σ berperan

dalam menemukan bagian promoter sehingga RNA polimerase dapat menempel.

Selanjutnya, RNA polimerase akan mencari bagian DNA yang mempunyai struktur khas

suatu promoter berupa suatu kelompok ikatan hydrogen antara kedua untaian DNA pada

posisi -35 dan -10. Setelah RNA polimerase menempel, Subunit σ melepaskan diri dari

struktur holoenzim. Selanjutnya RNA polimerase akan terikat secara kuat dan ikatan

hydrogen molekul DNA pada promoter akan terbuka (membentuk struktur open promoter

complex). (perumus : anggi shabrina 10613027)

DAFTAR PUSTAKA

1. Triwibowo Yuwono. 2005. Biologi Molekular.Erlangga:Jakarta. Hal 133-146

2. Marks, Dawn, 2000, Biokimia Kedokteran dasar, EGC, Jakarta

3. Biotektanaman.2009.Bagian-bagian DNA, availlable at http://biotektanaman.wordpress.com/2009/06/22/bagian-bagian-dna/ (diakses tanggal 5 Desember, 07:42)

4. Sumber : Fried, George.2005.Schaum’s Outlines Biologi Ed. 2.Erlangga:Jakarta

5. Anonim, 2011, Transkripsi (genetik), availlable at http://id.wikipedia.org/wiki/Transkripsi_

%28genetik%29 (diakses tanggal 5 Desember 2011, 07:05

6. Bangsa,Didit Putra,2010, DNA replikasi translasi dan transkripsi. Availlable at http://farmasiblogku.blogspot.com/2010/01/dna-replikasitranslasidan-transkripsi.html (diakses tanggal 5 desember 2011, 06:48)