transkripsi & translasi
TRANSCRIPT
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
1/33
gumilar
Aliran informasi Genetik
(Transkr ips i dan Translasi)
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
2/33
Transkripsi
DNA tidak mengarahkan sintesis protein secaralangsung,
DNA bertindak sebagai manager yangmendelegasikan berbagai tugas kepada tim
pekerjanya Jika sel memerlukan protein tertentu, gen yang
terdapat pada DNA kromosom akan dikopimenjadi asam nukleat RNA.
RNA yang selanjutnya yang akan mengarahkansintesis protein
Setiap gen dapat diekspresi menjadi RNA danprotein dengan efisiensi yang berbeda-beda
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
3/33
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
4/33
Transkripsi-replikasi
Persamaan:
Dalam prosesnya DNA harus terbuka dan
sebagian basa-basa DNA akan terekspos
kepermukaan
urutan nukleotida pada RNA ditentukan oleh
pasangan basa komplemen ribonukleotida
terhadap DNA templat
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
5/33
Perbedaan:
RNA tidak membentuk ikatan hidrogen dengan untai
DNA templat (produk untai tunggal)
RNA mempunyai panjang yang jauh lebih pendek
dibanding molekul DNA karena RNA dikopi dari daerahtertentu
RNA polimerase dapat memulai reaksi polimerisasi
tanpa primer.
RNA polimerase tidak mempunyai aktifitas proofreading
sehingga RNA polimerase dapat membuat kesalahan
lebih sering daripada DNA polimerase, yaitu satu
nukleotida dalam 104 nukleotida yang dikopi menjadi
RNA
Transkripsi-replikasi
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
6/33
RNA polimerase
Dari Escherichia coli merupakan molekul yang
sangat besar (500 kd) dan terdiri dari empat
macam subunit.
Komposisi subunit pada enzim yang disebutholoenzyme adalah 2.
Subunit akan mencari/mengenal promotor dan
membantu inisiasi sintesis RNA dan sigma ini
selanjutnya terdisosiasi dari enzim.
RNA polimerase tanpa subunit disebut core
enzyme
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
7/33
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
8/33
Fungsi RNA polimerase
1. Mencari tempat inisiasi DNA.
2. Membuka DNA heliks ganda untuk
menghasilkan templat DNA untai tunggal.
3. Memilih ribonukleotida yang cocok danmengkatalisis pembentukan ikatan fosfodiester
yang menghubungkan setiap nukleotida dan
membentuk kerangka gula-fosfat.
4. Mendeteksi signal terminasi yangmenspesifikasi tempat berakhirnya transkripsi.
5. Berinteraksi dengan protein aktivator dan
represor yang mengendalikan kecepatan
transkripsi.
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
9/33
Promotor
Promotor mempunyai kemampuan untuk
transkripsi berbeda-beda.
Promotor kuat dapat menyebabkan terjadinya
inisiasi lebih sering, misalnya setiap 2 detik. Promotor yang sangat lemah ditranskripsi kurang
lebih setiap 10 menit.
Urutan promotor dapat berbeda untuk satu gen
dengan gen yang lain. Urutan promotor mempengaruhi efisiensi
pengikatan terhadap RNA polimerase sehingga
mempengaruhi efisiensi transkripsi.
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
10/33
Beberapa jenis promotor
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
11/33
Tahapan transkripsi
Inisiasi Daerah -35 diduga merupakan tempat pengenalan dimana
enzim dan DNA akan membentuk closed promoter complex
RNA polimerase akan meng-cover kurang lebih 60 pb DNA
heliks ganda.
Daerah -10 adalah tempat terjadinya melting (DNA
membuka ) (open promoter complex).
Transkripsi akan dimulai pada basa A/T (basa purin).
Setelah terbentuk kurang lebih 10 nukleotida, sigma akanterdisosiasi dan core enzymeakan melakukan reaksi
perpanjangan
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
12/33
Reaksi perpanjangan Enzim bergerak sepanjang untai DNA untuk
melakukan reaksi perpanjangan DNA
Penambahan ribonukleotida terjadi pada ujung 3.
Kecepatan polimerisasi tidak konstan.
Kadang-kadang enzim bekerja lebih lambat,
berhenti dan kemudian dipercepat kembali.
Kecepatan polimerisasi rata-rata adalah 50
nukleotida/detik
Tahapan transkripsi
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
13/33
Tahap inisiasi
dan reaksi
perpanjangan
pada sintesisRNA
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
14/33
Tahapan transkripsi
Terminasi
Pada bakteri ada dua jenis cara terminasi, yaitu terminasi
yang tergantung pada faktor terminasi dan terminasi yang
tidak tergantung pada faktor Urutan pada ujung 3suatu gen mempunyai dua bentuk
yang spesifik yaitu dua segmen simetris yang kaya dengan
basa GC yang dapat membentuk struktur stem-loop
Terminasi yang tergantung pada faktor terminasi lebih
jarang terjadi
menyebabkan terjadinya disosiasi RNA polimerase dari
DNA dan pelepasan RNA
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
15/33
Model terminasi transkripsi yang tidak tergantung faktor
(di E.Coli)
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
16/33
RNA processing
Splicing
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
17/33
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
18/33
Capping
helps protect
mRNA from
ribonucleases
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
19/33
Translasi (biosintesis protein)
Translasi merupakan
proses yang lebih
kompleks dibanding
transkripsi dan replikasi. Translasi melibatkan
beberapa komponen,
yaitu mRNA, tRNA danribosom
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
20/33
Kode genetik
DNA
protein: colinier
4 basa DNA, 20asam amino
kodon triplet
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
21/33
Tahapan translasi
Aktivasi Aktivasi tRNA dengan asam amino yang dikatalisis oleh
aminoasil tRNA sintetase.
Enzim aminoasil tRNA sintetase bekerja spesifik untuk
menjamin agar hanya asam amino yang tepat yang akan
diikat tRNA yang spesifik.
E. co limempunyai kurang lebih 20 macam aminoasil
tRNA sintetase
Tahap-tahap reaksi aktivasi:
Asam amino diaktivasi oleh ATP membentuk amino asil
adenilat.
Pembentukan ikatan kovalen/ester antara amino asil
sdenilat dengan tRNA. Reaksi terjadi pada gugus
hidroksil pada posisi 2 atau 3.
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
22/33
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
23/33
Tahapan translasi
Inisiasi Untuk memulai biosintesis protein diperlukan tiga protein
faktor inisiasi (IF-1, IF-2, IF-3; IF, in i t iat ion facto r).
Pengikatan IF-3 pada ribosom sub unit 30S dibantu oleh IF-
1. IF-2 mengikat molekul GTP dan membantu pengikatan
tRNA pemula (tRNAfmet).
Pengikatan mRNA pada ribosom sub unit kecil 30S terjadi
melalui pembentukan pasangan basa antara urutan Shine-
Dalgarno (SD) dengan komplemennya yang terdapat pada16S rRNA
SD biasanya merupakan daerah yang kaya dengan basa
purin pada mRNA, urutan SD terdapat kurang lebih 10
nukleotida sebelum kodon inisiasi metionin
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
24/33
Inisiasi
Setelah terjadi pengikatan mRNA dan tRNA pemula
mengenali kodon AUG yang mengkode metionin, IF-3
dilepaskan.
Selanjutnya, terjadi hidrolisis GTP menjadi GDP dan Pi,
pelepasan IF-2 dan IF-1, penggabungan ribosom sub unitbesar 50S.
Penggabungan sub unit 50S menghasilkan kompleks 70S
yang siap untuk menerima tRNA berikutnya.
Sub unit 50S mempunyai dua tempat untuk pengikatantRNA, yaitu peptidyl si te(P) dan aminoacyl si te(A). Exit si te
(E) adalah tempat untuk tRNA yang sudah kosong .
Kodon inisiasi AUG mengikat tRNAfmet pada P site.
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
25/33
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
26/33
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
27/33
Perpanjangan Rantai Polipeptida Asam amino dibawa oleh faktor perpanjangan EF-Tu ke A
site (EF, elongat ion facto r)
terjadi pembentukan ikatan peptida antara tRNAaa1pada P
site dengan tRNAaa1+n
pada A site aa pada P site dipindahkan ke aa pada A site
Dalam proses pemindahan tRNAaapada A site ke P site
ribosom bergerak sepanjang mRNA dari arah 5 ke 3
sebanyak satu kodon
Proses perpanjangan berlangsung terus menerus sampai
ribosom menemukan kodon terminasi UAA, UAG dan UGA.
Tahapan translasi
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
28/33
Tahap 1
Perpanjangan
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
29/33
Tahap 2 Tahap 3
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
30/33
Tahapan translasi
Terminasi Pada prokariot, protein yang berperan dalam terminasi
adalah RF-1, RF-2, dan RF-3 (RF, release facto r)
RF-1 akan mengenal kodon UAA dan UAG, sedangkan RF-2
akan mengenal kodon UAA dan UGA. RF-3 berperan dalam pengikatan dan hidrolisis GTP untuk
membantu proses pelepasan polipeptida dari ribosom.
Setelah RF-1 dan RF-2 terikat pada ribosom, peptidil
transferase akan menhidrolisis residu C-terminal rantai
polipeptida dari P site.
Selanjutnya terjadi pelepasan RF dan tRNA dari P site.
Ribosom 70S akan terdisosiasi menjadi 50S dan30S
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
31/33
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
32/33
-
8/10/2019 transkripsi & translasi
33/33
Tugas
Resume tentang
Kontrol transkripsi (di lac operon)
Modifikasi pasca translasi
Max 1 hal A4
Paling lambat 16 oktober 2006 pkl
08.00