Resume Proses Replikasi, Transkripsi dan Translasi

Proses Replikasi

Proses penyimpanan dan pemindahan informasi genetik dinyatakan sebagai dogma sentral. Proses sintesis (biosintesis) asam nukleat, DNA atau RNA merupakan reaksi kimia yang mencirikan proses kehidupan. Melalui replikasi suatu senyawa kimia dapat membentuk dan memperbanyak dirinya untuk menghasikan senyawa baru yang mirip dengan dirinya. Pada proses replikasi merupakan suatu proses yang mengawali pertumbuhan sel. Replikasi dapat dikatakan juga sebagai sintesis molekul DNA menggunakan molekul DNA sebagai cetakan (template). Enzim utama yang berperan dalam proses replikasi adalah DNA polimerase. Enzim ini hanya dapat bekerja apabila tedapat ujung 3’-OH bebas sehingga diperlukan adanya molekul primer. Oleh karena itu, sebelum enzim DNA polimerase bekerja terlebih dahulu diperlukan enzim primase untuk membetuk molekul primer. Pada replikasi DNA model replikasi semikonservatif yang menggambarkan suatu untaian DNA induk yang berperan sebagai cetakan (template) bagi pembentukan untaian DNA baru.

Setiap molekul DNA yang melakukan replikasi sebagai suatu satuan tunggal dinamakan replikon. . salah satu bagian yang sangat penting dalam proses replikasi DNA adalah denaturasi awal untaian DNA yang merupakan proses enzimatis. Denaturasi awal terjadi pada bagian DNA yang disebut origin of replication (ORI). Proses ini ditandai oleh saling memisahnya kedua untai DNA, yang masing-masing akan berperan sebagai cetakan bagi pembentukan untai DNA baru sehingga akan diperoleh suatu gambaran yang disebut garpu replikasi (replication fork).

Garpu replikasi akan bergerak sehingga molekul DNA induk membuka secara bertahap. Masing-masing untaian DNA yang sudah terpisah, berfungsi sebagai cetakan untuk penempelan nukleotida-nukleotida yang akan menyusun molekul DNA baru. Sekuens basa nitrogen DNA baru sesuai dengan sekuens basa cetakan DNA komplementernya.

Replikasi DNA berlangsung dalam tahapan yaitu denaturasi (pemisahan) untaian DNA induk; pengawalan (inisiasi) sintesis DNA; Pemanjangan untaian DNA; Ligasi fragmen DNA; pengakhiran (terminasi) sintesis DNA.

Untai DNA dinamakan untai pengarah (leading strand). Sintesis DNA baru pada untai pengarah ini berlangsung secara continue dari ujung 5’ ke ujung 3’ atau bergerak di sepanjang untai pengarah dari ujung 3’ ke ujung 5’. Pada untai DNA pasangannya terjadi sintesis DNA baru dari ujung 5’ ke ujung 3’ atau bergerak di sepanjang untai DNA cetakannya ini dari ujung 3’ ke ujung 5’. Namun, sintesis DNA pada untai yang satu ini tidak berjalan continue sehingga menghasilkan fragmen terputus-putus, yang masing-masing mempunyai arah 5’→ 3’. Terjadinya sintesis DNA yang tidak continue sebenarnya disebabkan oleh sifat enzim DNA polimerase yang hanya dapat menyintesis DNA dari arah 5’ ke 3’ serta ketidakmampuannya untuk melakukan inisiasi sintesis DNA.

Untai DNA yang menjadi cetakan bagi sintesis DNA tidak kontinyu itu disebut untai tertinggal (lagging strand). Sementara itu, fragmen-fragmen DNA yang dihasilkan dari sintesis yang tidak continue dinamakan fragmen Okazaki. Fragmen-fragmen Okazaki akan disatukan menjadi sebuah untai DNA yang utuh dengan bantuan enzim DNA ligase.

Nama : Vivi Yunisa HarahapNIM : 1309200150024Kelas : Reguler A

Resume Proses Replikasi, Transkripsi dan Translasi

Proses TranskripsiTranskripsi merupakan tahap awal ekspresi gen

berupa perubahan urutan basa molekul DNA menjadi urutan basa molekul RNA. Secara garis besar transkripsi berlangsung dalam empat tahap, yaitu pengenalan promoter, inisiasi, elongasi, dan teminasi. Agar molekul DNA dapat digunakan sebagai cetakan dalam sintesis RNA, kedua untainya harus dipisahkan satu sama lain di tempat-tempat terjadinya penambahan basa pada RNA. Selanjutnya, begitu penambahan basa selesai dilakukan, kedua untai DNA segera menyatu kembali. Pemisahan kedua untai DNA pertama kali terjadi di suatu tempat tertentu, yang merupakan tempat pengikatan enzim RNA polimerase di sisi 5’ (upstream) dari urutan basa penyandi (gen) yang akan ditranskripsi. Tempat ini dinamakan promoter.

Setelah mengalami pengikatan oleh promoter, RNA polimerase akan terikat pada suatu tempat di dekat promoter, yang dinamakan tempat awal polimerisasi atau tapak inisiasi (initiation site). Tempat ini sering dinyatakan sebagai posisi +1 untuk gen yang akan ditranskripsi. Nukleosida trifosfat pertama akan diletakkan di tapak inisiasi dan sintesis RNA pun segera dimulai. Pengikatan enzim RNA polimerase beserta kofaktor-kofaktornya pada untai DNA cetakan membentuk kompleks transkripsi. Selama sintesis RNA berlangsung kompleks transkripsi akan bergeser di sepanjang molekul DNA cetakan sehingga nukleotida demi nukleotida akan ditambahkan kepada untai RNA yang sedang diperpanjang pada ujung 3’ nya. Jadi, elongasi atau polimerisasi RNA berlangsung dari arah 5’ ke 3’, sementara RNA polimerasenya sendiri bergerak dari arah 3’ ke 5’ di sepanjang untai DNA cetakan. Berakhirnya polimerisasi RNA ditandai oleh disosiasi kompleks transkripsi atau terlepasnya enzim RNA polimerase beserta kofaktor-kofaktornya dari untai DNA cetakan. Begitu pula halnya dengan molekul RNA hasil sintesis. Hal ini terjadi ketika RNA polimerase mencapai urutan basa tertentu yang disebut dengan terminator.

Terminasi transkripsi dapat terjadi oleh dua macam sebab, yaitu terminasi yang hanya bergantung kepada urutan basa cetakan (disebut terminasi diri) dan terminasi yang memerlukan kehadiran suatu protein khusus (protein rho). Di antara keduanya terminasi diri lebih umum dijumpai. Terminasi diri terjadi pada urutan basa palindrom yang diikuti oleh beberapa adenin (A). Urutan palindrom adalah urutan yang sama jika dibaca dari dua arah yang berlawanan. Oleh karena urutan palindom ini biasanya diselingi oleh beberapa basa tertentu, maka molekul RNA yang dihasilkan akan mempunyai ujung terminasi berbentuk batang dan kala (loop).

Produk transkripsi  adalah mRNA (messenger RNA) : salinan kode genetik pada DNA’ yang pada proses translasi akan diterjemahkan menjadi urutan asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein tertentu. tRNA (transfer RNA) : berperanan membawa asam amino spesifik yang akan digabung pada proses translasi (sintesis protein). rRNA (ribosomal RNA) : digunakan untuk menyusun ribosom sebagai tempat sintesis protein .

Resume Proses Replikasi, Transkripsi dan Translasi

Proses TranslasiTranslasi adalah proses penerjemahan kode genetik oleh

tRNA ke dalam urutan asam amino. Translasi menjadi tiga tahap (sama seperti pada transkripsi) yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu mRNA, tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi. Energi ini disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan ATP. Translasi, atau pada hakekatnya sintesis protein, berlangsung di dalam ribosom, suatu struktur organel yang banyak terdapat di dalam sitoplasma.

Pada tahapan inisiasi  terjadi karena adanya tiga komponen yaitu mRNA, sebuah tRNA yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom. mRNA yang keluar dari nukleus menuju sitoplasma didatangi oleh ribosom, kemudian mRNA masuk ke dalam “celah” ribosom. Ketika mRNA masuk ke ribosom, ribosom “membaca” kodon yang masuk. Pembacaan dilakukan untuk setiap 3 urutan basa hingga selesai seluruhnya. Sebagai catatan ribosom yang datang untuk mebaca kodon biasanya tidak hanya satu, melainkan beberapa ribosom yang dikenal sebagai polisom membentuk rangkaian mirip tusuk satu, di mana tusuknya adalah “mRNA” dan daging adalah “ribosomnya”. Dengan demikian, proses pembacaan kodon dapat berlangsung secara berurutan. Ketika kodon I terbaca ribosom (misal kodonnya AUG), tRNA yang membawa antikodon UAC dan asam amino metionin datang. tRNA masuk ke celah ribosom. Ribosom di sini berfungsi untuk memudahkan perlekatan yang spesifik antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Sub unit ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNA ribosomal. Pada tahapan elongasi, asam amino-asam amino ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama (metionin). Ribosom terus bergeser agar mRNA lebih masuk, guna membaca kodon II. Misalnya kodon II UCA, yang segera diterjemahkan oleh tRNA berarti kodon AGU sambil membawa asam amino serine. Di dalam ribosom, metionin yang pertama kali masuk dirangkaikan dengan serine membentuk dipeptida. Ribosom terus bergeser, membaca kodon III. Misalkan kodon III GAG, segera diterjemahkan oleh antikodon CUC sambil membawa asam amino glisin. tRNA tersebut masuk ke ribosom. Asam amino glisin

Resume Proses Replikasi, Transkripsi dan Translasi

dirangkaikan dengan dipeptida yang telah terbentuk sehingga membentuk tripeptida. Demikian seterusnya proses pembacaan kode genetika itu berlangsung di dalam ribobom, yang diterjemahkan ke dalam bentuk asam amino guna dirangkai menjadi polipeptida. Kodon mRNA pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam amino yang tepat. Molekul mRNA yang telah melepaskan asam amino akan kembali ke sitoplasma untuk mengulangi kembali pengangkutan asam amino. Molekul rRNA dari sub unit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba.

Tahap akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut hingga kodon stop mencapai ribosom. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA. Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sinyal untuk menghentikan translasi. Polipeptida yang dibentuk kemudian “diproses” menjadi protein.