REVIEW DNA/RNA: sebuah polimer yang mengandung rantai-rantai monomer nukleotida. Nukleotida : terdiri atas gula (deoksiribosa/ribosa), basa nitrogen purin (AG) dan pirimidin (CT/U) dan gugus phosphat. Gieks 2001
STRUKTUR ASAM NUKLEAT Gula pentosa H OH CH2 O 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ Deoksiribosa Gieks 2001
OH H CH2 O 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ Ribosa Gieks 2001
Basa nitrogen Purin Adenin Guanin O N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NH2 H N 1 2 3 Gieks 2001
Pirimidin Thymin Sitosin N 3 2 1 6 5 4 H O CH3 N 3 2 1 6 5 4 NH2 H O Gieks 2001
H N 3 2 1 6 5 4 O Urasil Gieks 2001
Basa akan selalu terikat pada posisi 1’ dari pentosa Nukleosida adalah struktur yang terbentuk oleh adanya ikatan antara gula pentosa dan basa nitrogen dengan ikatan glikosidik Basa akan selalu terikat pada posisi 1’ dari pentosa Titik ikatan pada basa adalah posisi-1 (N-1) pada Pirimidin dan posisi-9 (N9) pada Purin Gieks 2001
Deoksiadenosin, deoksiguanosin, deoksisitidin, deoksithymidin Adenosin, guanosin, sitidin, uridin Gieks 2001
N 3 2 1 6 5 4 NH2 O H OH CH2 O 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ Deoksisitidin Gieks 2001
Deoksiadenosin O N 5’ 4’ 1’ 3’ 2’ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NH2 H OH CH2 Gieks 2001
N 3 2 1 6 5 4 NH2 O OH H CH2 O 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ N Sitidin Gieks 2001
dATP, dGTP, dSTP, dTTP (dNTPs) Nukleotida adalah struktur yang terbentuk apabila 1 atau lebih fosfat berikatan dengan nukleosida dATP, dGTP, dSTP, dTTP (dNTPs) ATP, GTP, STP, UTP (NTPs) Gieks 2001
dATP -O 5’ P O 4’ 1’ 3’ 2’ N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NH2 H OH O CH2 Gieks 2001
ATP -O 5’ P O 4’ 1’ 3’ 2’ N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NH2 OH H O CH2 Gieks 2001
DNA: adalah sebuah polinukleotida Terbentuk ketika 5’ fosfat dari satu nukleotida berikatan dengan 3’ OH dari nukleotida yang lain, dengan cara menghilangkan gugus -OH dari posisi 3’ Ikatan 3’ - 5’ disebut ikatan posphodiester Gieks 2001
N P O -O P O -O 5’ 4’ 3’ 2’ 5’ 4’ 3’ 2’ H CH2 3 2 1 6 5 4 NH2 H OH O 7 8 9 NH2 P O -O Gieks 2001
Pada umumnya DNA adalah double helix Kedua rantai yang terpisah saling memilin, searah jarum jam (right-handed), dan terdapat 10 bp/putaran Gieks 2001
Dua pita dalam double helix membentuk major dan minor grooves Ikatan gula dan fosfat berada diluar dan basa-basa bertumpuk satu dengan lainnya di bagian tengah Dua pita dalam double helix membentuk major dan minor grooves Gieks 2001
Kedua pita tersusun antiparallel Kedua pita bersifat komplimen Kedua pita DNA dihubungkan secara non-kovalen oleh ikatan hidrogen antara dua basa dari dua pita yang berlawanan Kedua pita tersusun antiparallel Kedua pita bersifat komplimen Ikatan hidrogen bersifat khusus/unik Gieks 2001
N 3 2 1 6 5 4 O H CH3 H N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NH Gieks 2001
N 3 2 1 6 5 4 H O N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H O Gieks 2001
Gieks 2001
Asam dan suhu tinggi menghidrolisis DNA Pada pH netral, gugus fosfat bermuatan negatif, sehingga DNA bermuatan negatif Asam dan suhu tinggi menghidrolisis DNA Gieks 2001
Sekuen basa pada DNA mengkode informasi genetik Gieks 2001
Nontemplate/sense/coding strand Template/antisense/noncoding strand DNA 5’ Nontemplate/sense/coding strand 3’ 3’ Template/antisense/noncoding strand 5’ Gieks 2001
Sekuen DNA selalu ditulis 5’ - 3’ Sekuen DNA biasanya adalah dari Nontemplate/coding/sense strand Gieks 2001
Informasi biologi terkandung pada salah satu pita dalam struktur double helik yang disebut template/antisense/noncoding strand. Gieks 2001
Gen adalah segmen DNA yang mengkode sebuah protein/segmen DNA yang dapat ditranskripsi Gieks 2001
Kode genetika: 43 = 64 kodons Hanya 20 asam amino, sehingga 1 asam dikodekan oleh lebih dari satu kodon; dikenal dengan Degenerasi/redundansi Gieks 2001
Kodon berbeda yang mengkode Asam amino yang sama disebut sinonim Variasi kodon tersebut terjadi pada basa ketiga. Gejala ini disebut Wobble position Valin: GUU, GUC, GUA, GUG Gieks 2001
Dari ke 64 kodon tsb, hanya 61 yang mengkode AA. 1 start kodon = Metionin (AUG) 3 termination kodon UAG, UGA, UAA Gieks 2001
Open reading frame: satu set kodon yang berjalan secara kontinyu yang dimulai dengan kodon inisiasi (met/AUG) dan diakhiri dengan kodon terminasi (UAA, UAG, UGA). Gieks 2001
Introns: Segment sequence DNA yang tidak mengandung informasi genetik Exons: Segment sequence DNA yang mengandung informasi genetik. Introns: Segment sequence DNA yang tidak mengandung informasi genetik Gieks 2001
mRNA protein Sifat translasi ekspresi transkripsi Gieks 2001
RNA merupakan copy dari non-template/sense/coding strand TRANSKRIPSI Adalah proses sintesis RNA dari sekuen DNA sebuah gen oleh ensim RNA polymerase RNA diproduksi dengan menggunakan template/anti-sense/non-coding strand RNA merupakan copy dari non-template/sense/coding strand Gieks 2001
Selama proses transkripsi, RNA disintesis melalui polimerasi NTPs 3’-OH dari satu nukleotida bereaksi dengan 5’-fosfat dari nukleotida yang lain sehingga membentuk ikatan fosfodiesther Gieks 2001
TRANSKRIPSI EUKARIOTIK Fase : inisiasi, elongasi, terminasi RNA polymerase II Transkripsi dimulai dari sekuen Promoter Promoter mengandung sekuen DNA khusus (TATA…) yang dikenal dengan TATA box, dan terletak pada 25 bp upstream TATA box berperan untuk meletakkan RNA polymerase II pada tempat yang tepat sebelum transkripsi Gieks 2001
Pengikatan RNA Polymerase II dengan promoter memerlukan beberapa protein yang disebut Transcription Factor II Gieks 2001
Promoter: adalah sequence DNA yang terletak upstream dari coding sequence, yang berfungsi untuk mengatur proses ekspresi gen. Sequence DNA dalam promoter dikenali dan akan diikat oleh RNA polymerase dan protein lain yang berkaitan (transcription factor) Terminator: adalah sequence DNA yang terletak downtream dari coding sequence, yang berfungsi untuk mengatur berakhirnya sebuah proses transkripsi. Gieks 2001
Transcribed gene sekuen Promoter Transcribed gene sekuen 5’ 3’ DNA TATA 5’ +1 -25 3’ Gieks 2001
TFIID 5’ 3’ DNA 5’ +1 3’ Gieks 2001
TFIIA, TFIIB 5’ 3’ DNA 5’ +1 3’ Gieks 2001
RNAPol II 5’ 3’ DNA 5’ +1 3’ Gieks 2001
TFII F,E,H,J 5’ 3’ DNA 5’ +1 3’ Gieks 2001
5’ 3’ 3’ 5’ 5’ RNA Gieks 2001
Pre-mRNA (pada eukariotik) terdiri dari intron dan exon mRNA PROCESSING Hasil proses transkripsi sebuah gen yang mengkode protein adalah sebuah pre-mRNA Pre-mRNA (pada eukariotik) terdiri dari intron dan exon Gieks 2001
mRNA PROCESSING Langkah pertama: Splicing, yaitu menghilangkan sekuen non-coding (intron), sehingga menghasilkan mRNA tanpa intron Langkah kedua: 5’Capping, yaitu menambahkan 7-methylguanosin (GTP + CH3), pada ujung 5’ untuk menghindari degradasi exonuklease pada ujung 5’ Gieks 2001
Setiap mRNA pasti mengandung ekor poli-A. mRNA PROCESSING Langkah ketiga: 3’ Polyadenilation, yaitu menambahkan ± 250 Adenin pada ujung 3’, sehingga membentuk ekor poli-A, untuk menghindari degradasi exonuklease pada ujung 3’ Setiap mRNA pasti mengandung ekor poli-A. Gieks 2001
tRNA PROCESSING Sebanyak 74 – 95 nukleotida RNA membentuk struktur berbentuk daun cengkih (cloverleaf structure) Gieks 2001
tRNA 3’ A C Acceptor arm 5’ TC arm dHU arm Optional arm Anticodon arm Gieks 2001
Acceptor arm: memiliki ujung CCA3’, yang tidak berpasangan, dan merupakan titik pengikatan tRNA dengan Asam Amino Anticodon arm: berperan untuk mengenali dan melekatkan diri pada codon dalam mRNA Gieks 2001
rRNA terbentuk dari asosiasi antara ribosom dengan RNA rRNA PROCESSING rRNA terbentuk dari asosiasi antara ribosom dengan RNA Ribosom Prokariotik 70S Ribosom Eukariotik 80S Gieks 2001
Adalah proses sintesis protein dalam sel TRANSLASI Adalah proses sintesis protein dalam sel mRNA akan menentukan sekuen AA dalam sebuah protein Peran tRNA sangat penting karena akan mengantarkan AA ke dalam ribosom Gieks 2001
Sehingga 1 AA kemungkinan akan dibawa oleh > 1 tRNA terdapat 31 – 40 tRNA Sehingga 1 AA kemungkinan akan dibawa oleh > 1 tRNA tRNA berbeda yang membawa AA yang sama disebut Isoacceptors Gieks 2001
PROSES TRANSLASI AA akan berikatan dengan tRNA pada proses yang disebut Aminoacylation/charging, yang kemudian akan mengenali kodon pada mRNA Pengenalan antikodon (tRNA) dengan kodon (mRNA) dengan prinsip komplementaritas pasangan basa Gieks 2001
3. Tahapan translasi: Inisiasi (Initiation): adalah pengikatan ssRibosom dengan mRNA membentuk sebuah “inisiation complex” Proses ini dimulai dari AUG (met) sehingga kodon ini disebut ‘translation initiation codon” Gieks 2001
b. Pemanjangan/elongation: Dimulai dengan penggabungan lsRibosom pada inisiation complex Sehingga terbentuk 2 buah ruangan pada kompleks, dimana satu ruangan telah diisi oleh tRNA Met, dan ruangan yang kedua diisi oleh tRNA yang ditentukan oleh kodon kedua dari mRNA. Gieks 2001
Kompleks ini kemudian akan bergeser kearah 3’ (downstream) sehingga ruangan pertama akan disi oleh tRNA kedua, dan ruangan kedua akan diisi oleh tRNA ketiga yang ditentukan oleh kodon ketiga dst. Gieks 2001
Terminasi (termination): tRNA tidak akan mampu berikatan dengan termination codon Terdapat beberapa protein yang disebut “Release Factors” yang akan mengenali kodon stop (UAA, UAG, UGA), dan akan menambahkan air pada polipeptida, sehingga terjadi pelepasan polipeptida. Gieks 2001
Dilanjutkan dengan pelepasan ribosom dari mRNA yang menandai berakhirnya proses sintesis protein Gieks 2001
See: Enzim.ppt. Gieks 2001