DNA in the human genome is arranged into 24 distinct chromosomes--physically separate molecules that range in length from about 50 million to 250 million base pairs. A few types of major chromosomal abnormalities, including missing or extra copies or gross breaks and rejoinings (translocations), can be detected by microscopic examination. Most changes in DNA, however, are more subtle and require a closer analysis of the DNA molecule to find perhaps single-base differences. Each chromosome contains many genes, the basic physical and functional units of heredity. Genes are specific sequences of bases that encode instructions on how to make proteins. Genes comprise only about 2% of the human genome; the remainder consists of noncoding regions, whose functions may include providing chromosomal structural integrity and regulating where, when, and in what quantity proteins are made. The human genome is estimated to contain 30,000 to 40,000 genes. Although genes get a lot of attention, it’s the proteins that perform most life functions and even make up the majority of cellular structures. Proteins are large, complex molecules made up of smaller subunits called amino acids. Chemical properties that distinguish the 20 different amino acids cause the protein chains to fold up into specific three-dimensional structures that define their particular functions in the cell. From the HGP - http://www.ornl.gov/hgmis/

Dogma of molecular biology genome < transcriptome < proteome 1 gene  10 or more proteins

Stages of gene expression initiation elongation termination DNA transcription DNA  pre-RNA splicing, editing, encapping RNA processing Pre-RNA  m-RNA initiation elongation termination Protein synthesis m-RNA  protein glycosylation, lipidolation limited proteolysis post-translation modification

SINTESIS DAN PEMROSESAN RNA TRANSKRIPSI

TRANSKRIPSI ADALAH PROSES TRANSFER INFORMASI GENETIK DARI DNA KE DALAM RNA Dalam proses ini diperlukan : ENZIM : RNA polimerase Eukariota : RNA polimerase II Prokariota : RNA polimerase DNA template 4 macam nukleotida (ATP, GTP, CTP dan UTP) RNA memanjang dari arah 5’  3’ Diawali dari kodon start dan berakhir pada kodon stop Kodon start : AUG Kodon stop UAA; UAG dan UGA

PERANGKAT TRANSKRIPSI DNA template : Sebagai model cetakan. Urutan basa pada RNA yang dihasilkan merupakan antipararel dari DNA cetakannya. Pembacaaan DNA dimulai dari daerah promoter dan berakhir pada daerah terminator. RNA polimerase Berfungsi dalam polimerisai RNA Struktur holoenzim dari RNA polimerase disusun atas : , ’, , dan dua sub unit  serta , sedang  dan nus A sebagai element pendukung. Promoter dikenali oleh faktor sigma () dan daerha terminator dikenali oleh faktor nus A

TAHAPAN TRANSKRIPSI : INISIASI ELONGASI TERMINASI

1 3 2 4

INISIASI TRANSKRIPSI Pengenalan faktor sigma pada daerah promoter DNA Dilanjutkan penempelan enzim inti RNA polimerase (sub unit , ’, , dan dua sub unit  ) Terjadi pengudaran struktur double helixs DNA

ELONGASI TRANSKRIPSI Faktor sigma akan terlepas dari komplek enzim inti Ada kemungkinan pengantian oleh faktor nusA Terjadi proses sintesis atau polimerisasi ribonukleotida

TERMINASI TRANSKRIPSI Daerah pada DNA yang dikenali oleh transkriptase (nusA) sebagai akhir dari proses traskripsi Terdapat dua jenis pengakhiran : * Terminasi membutuhkan faktor  (rho), untuk melepaskan komplek DNA-RNA dan transkriptase diperlukan faktor  (rho) * Terminasi tidak membutuhkan faktor  (rho), untuk melepaskan komplek DNA-RNA dan transkriptase diperlukan faktor  (rho)

PROSES PASCA TRANSKRIPSI Pada mRNA hasil transkripsi, sebelum dapat ditranslasikan akan mengalami proses pasca transkripsi Penambahan guanin termodifikasi pada ujung 5’ Melindungi mRNA dari degradasi hidrolitik Ujung perlekatan untuk ribosom saat translasi Penambahan poliA pada ujung 3’ Translokasi mRNA menuju sitoplasma RNA splicing, yaitu penghilangan intron (daerah yang tidak akan ditranslasikan)

EKSPRESI GEN EKSPRESI GEN TERBAGI DALAM DUA TAHAPAN : PROSES PENTERJEMAHAN INFORMASI YANG TERKANDUNG DALAM STRUKTUR GEN MENJADI PROSES ATAU POLA KEHIDUPAN ORGANISME EKSPRESI GEN TERBAGI DALAM DUA TAHAPAN : TRANSFER INFORMASI GENETIK DARI DNA KE DALAM RNA (TRANSKRIPSI) PENTERJEMAHAN INFORMASI GENETIK YANG TERDAPAT PADA RNA KE DALAM POLIPEPTIDA (TRANSLASI)

TRANSLASI PENTERJEMAHAN INFORMASI GENETIK YANG TERDAPAT PADA RNA KE DALAM POLIPEPTIDA Perangkat Translasi : mRNA tRNA Ribosom

PERANGKAT TRANSLASI mRNA pembawa informasi genetik DNA tRNA sebagai pengankut asam amino Ribosom tempat berlangsungnya translasi (mengandung rRNA)

tRNA Struktur jepit rambut/daun semangi (seperti huruf L) Mempunyai sisi perlekatan untuk asam amino (ujung 3’) Mempunyai sisi antikodon, tempat melekatnya dengan kodon pada mRNA Jumlah di dalam sel 61 jenis tRNA

Proses Translasi Inisiasi Elongasi Terminasi

INISIASI Penempelan mRNA pada sub unit kecil ribosom Penempelan tRNA inisiator pada site P pada ribosom Penempelan subunit besar ribosom

ELONGASI PENGENALAN KODON PEMBENTUKAN IKATAN PEPTIDA TRANSLOKASI

TERMINASI TAHAP AKHIR DARI TRANSKRIPSI RIBOSOM (SITE A) MENCAPAI KODON STOP (UAA UAG UGA)