Transkripsi & Translasi DNA KELOMPOK 7: 1.CINDY PARADITHA KASANDRA ( ) 2.YULIA ISMATUTI ( ) 3.ARDILA RAMADHANI ( )

12/13/20192 Pendahuluan Kandungan informasi DNA (materi genetik/gen), terdapat dlm bentuk urutan nukleotida spesifik di sepanjang untai DNA. Ekspresi Gen: Gen memerintahkan pembuatan protein. Penyampaian informasi dari DNA sehingga menghasilkan protein dilakukan melalui 2 tahap: – Transkripsi → menghasilkan kode genetik dalam bentuk mRNA – Translasi → menghasilkan asam amino Informasi genetik dikodekan sebagai urutan triplet basa (kodon) pada mRNA, kemudian ditranslasi menjadi asam amino spesifik selama sintesis protein

12/10/20193 a)Pada sel prokariot, proses transkripsi dan translasi berlangsung dalam bagian sel yang sama b)Pada sel eukariot, Proses transkripsi dan translasi berlangsung dalam bagian yg berbeda; transkripsi terjadi di dalam nukleus, sedangkan translasi berlangsung di luar nukleus Skema Umum Proses Transkripsi dan Translasi

12/13/20194 Untuk setiap gen, salah satu dari kedua untai DNA berfungsi sbg cetakan transkripsi; yaitu sintesis mRNA dgn urutan komplementer. Aturan pasangan basa sama, kecuali Timin digantikan oleh Urasil dalam RNA Selama translasi, mRNA dibaca sbg urutan triplet basa (kodon) yang menentukan asam amino yang akan ditambahkan sepanjang rantai polipeptida yng sedang tumbuh

12/13/ Asam amino: Phe, Leu, Ile, Met, Val, Ser, Pro, Thr, Ala, Tyr, His, Gln, Asn, Lys, Asp, Glu, Cys, Trp, Arg, Gly Setiap asam amino dikode oleh satu atau lebih kodon mRNA Start codon: AUG Stop codon: UAA, UGA, UAG Kode Genetik: Kombinasi Kodon Penyusun Asam Amino

12/13/20196 Transkripsi Transkripsi adalah bagian dari ekspresi gen yang meliputi proses penyalinan informasi dalam DNA untuk ditranskripsi menjadi mRNA (RNA messenger) dengan bantuan enzim RNA polimerase Terdiri atas 3 tahap/fase: – Inisiasi – Elongasi – Terminasi

12/13/20197 RNA polymerase DNA of gene Promoter Inisiasi Terminator Elongasi Terminasi RNA RNA lengkap dihasilkan RNA polymerase Mekanisme Transkripsi 3 tahapan transkripsi: 1. Inisiasi: RNA polimerase menempel pada promoter di DNA template untuk memulai sintesis RNA pada promoter di DNA template untuk memulai sintesis RNA (Promoter: urutan nukleotida spesifik yang terletak setelah awal gen, Merupakan sinyal untuk memulai proses transkripsi) (Promoter: urutan nukleotida spesifik yang terletak setelah awal gen, Merupakan sinyal untuk memulai proses transkripsi) 2. Elongasi: Perpanjangan RNA yang disintesis disintesis 3. Terminasi: RNA polimerase mencapai terminator, terlepas dari DNA template dan RNA yang dihasilkan (Terminator: urutan nukleotida spesifik yang menandakan akhir gen, merupakan sinyal untuk mengakhiri proses transkripsi) (Terminator: urutan nukleotida spesifik yang menandakan akhir gen, merupakan sinyal untuk mengakhiri proses transkripsi)

12/13/20198 RNA polymerase RNA nucleotide Untai DNA Template Arah transcripsi RNA yang dihasilkan Enzim yang mengkatalisis transkripsi: RNA polimerase  Dapat mengenali daerah promoter, yg akan membuka promoter, yg akan membuka ikatan double helix pada ikatan double helix pada DNA DNA  RNA disintesa dari arah 5’ ke 3’, mengikuti urutan DNA ke 3’, mengikuti urutan DNA template template Nukleotida pertama umumnya purin (A atau G) Peranan RNA polimerase

12/13/20199 Contoh: pada bakteri E. coli Contoh: pada bakteri E. coli Enzim RNA polimerase terdiri dari 5 subunit, dengan komposisi α 2 ββδ Enzim RNA polimerase terdiri dari 5 subunit, dengan komposisi α 2 ββδ Badan enzim RNA polimerase, dipandu oleh faktor ς (sigma), berikatan dengan promoter, menginduksi pembukaan terbatas pada DNA (local unwinding) Badan enzim RNA polimerase, dipandu oleh faktor ς (sigma), berikatan dengan promoter, menginduksi pembukaan terbatas pada DNA (local unwinding) – Faktor ς : kelompok protein yang berperan dalam pengikatan RNA polimerase dengan daerah promoter pada proses inisiasi transkripsi Daerah promoter ditandai dengan urutan basa TATA (Pribnow box), tdd 10 psg basa, merupakan titik inisiasi transkripsi Daerah promoter ditandai dengan urutan basa TATA (Pribnow box), tdd 10 psg basa, merupakan titik inisiasi transkripsi Transkripsi pada sel Prokariot

12/13/ Enzim mengkatalisis ikatan fosfodiester antar nukleotida Enzim mengkatalisis ikatan fosfodiester antar nukleotida Ujung 5’ tidak dilepaskan dari DNA sampai transkripsi selesai Ujung 5’ tidak dilepaskan dari DNA sampai transkripsi selesai RNA Prokariot bersifat polisistronik: RNA Prokariot bersifat polisistronik: – menghasilkan lebih dari satu rantai polipeptida – RNA messenger memiliki darah-daerah yang mengkode satu protein atau lebih Transkripsi pada Prokariot lanjutan…….

12/13/  Terdapat suatu urutan konsensus (Consensus Sequence) yaitu urutan nukleotida yang umum ditemukan pada beragam promoter  Pada daerah untai nonsense sekitar 10 pasang basa (pb) sebelum inisiasi transkripsi (-10) memiliki konsensus: 5’ – TATAAT – 3’  Pada daerah lainnya: pada 35 pb (-35) memiliki konsensus: 5’ – TTGACA – 3’ ς (sigma) membantu pengikatan RNA polimerase ke promoter  Faktor ς (sigma) membantu pengikatan RNA polimerase ke promoter Faktor Proses Transkripsi Pada Sel Prokariot: Peranan Faktor ς (sigma) dan Faktor ρ (rho)

12/13/  Faktorς (sigma) akan terlepas dari RNA polimerase setelah proses inisiasi selesai  Faktor ς (sigma) akan terlepas dari RNA polimerase setelah proses inisiasi selesai  Faktor ρ (Rho)  Faktor ρ (Rho): protein yang berperan pada proses terminasi Proses Transkripsi Pada Sel Prokariot: Peranan Faktor ς (sigma) dan Faktor ρ (rho )

12/13/ Terjadi di dalam nukleus Terjadi di dalam nukleus RNA eukariot bersifat monosistronik: hanya mengkode satu protein RNA eukariot bersifat monosistronik: hanya mengkode satu protein RNA polimerase pada sel eukariot RNA polimerase pada sel eukariot – RNA polimerase I terletak pada nukleolus dan mentranskrip gen RNA Ribosom menghasilkan rRNA – RNA polimerase II mentranskripsi gen mRNA, menghasilkan mRNA – RNA polimerase III mentranskripsi tRNA, memproduksi small RNAs, mematangkan mRNA dan transpor protein, yaitu small nuclear RNAs (snRNA) dan small cytoplasmic RNA ( scRNA). Transkripsi pada sel eukariot

12/13/ Setiap jenis RNA polimerase mengenal daerah spesifik, termasuk start point pada saat transkripsi Setiap jenis RNA polimerase mengenal daerah spesifik, termasuk start point pada saat transkripsi Komponen/protein lain yang berperan dlm transkripsi DNA sel eukariot: Komponen/protein lain yang berperan dlm transkripsi DNA sel eukariot: – Enhancer – Faktor transkripsi – Promoter Transkripsi dan translasi terjadi pada kompartemen sel yang berbeda, transkripsi terjadi di nukleus dan translasi di luar nukleus. Transkripsi dan translasi terjadi pada kompartemen sel yang berbeda, transkripsi terjadi di nukleus dan translasi di luar nukleus. Transkripsi pada sel eukariot lanjutan…….

Enhancer merupakan penambahan urutan regulator Enhancer merupakan penambahan urutan regulator Enhancer : urutan DNA atau protein pengikat (binding protein) yg dpt meningkatkan transkripsi gen spesifik Enhancer : urutan DNA atau protein pengikat (binding protein) yg dpt meningkatkan transkripsi gen spesifik Tempat: Upstream atau downsteam dari start site transkripsi, umumnya pada daerah upstream. Tempat: Upstream atau downsteam dari start site transkripsi, umumnya pada daerah upstream. 12/13/ Penguat ( Enchancer )

Protein khusus yang meregulasi ekspresi gen dengan mengontrol transkripsi Protein khusus yang meregulasi ekspresi gen dengan mengontrol transkripsi Fungsi: Fungsi: – Mengikat urutan DNA spesifik – Mengikat RNA polimerase II membentuk kompleks DNA – protein – Merespons stimulus beberapa jenis sinyal, mempengaruhi interaksi protein-protein atau DNA-protein. 12/13/ Faktor Transkripsi

TATA box (Hogness box), pada 25 – 35 bp upstream dari start site TATA box (Hogness box), pada 25 – 35 bp upstream dari start site Promoter alternatif disebut initiator, yang mempunyai satu sitosin (C) pada posisi -1 dan satu adenin (A) pada posisi +1 start site Promoter alternatif disebut initiator, yang mempunyai satu sitosin (C) pada posisi -1 dan satu adenin (A) pada posisi +1 start site Kelompok CpG, dinukleotida upstream start site yang akan dikenali oleh Faktor Transkripsi Kelompok CpG, dinukleotida upstream start site yang akan dikenali oleh Faktor Transkripsi 12/13/ Tiga Tipe Urutan Promoter DNA Eukariot

12/13/ RNA polimerase mensintesis mRNA, sebagai primary transcript, disebut juga hnRNA (heterogenus nuclear RNA). RNA polimerase mensintesis mRNA, sebagai primary transcript, disebut juga hnRNA (heterogenus nuclear RNA). Pada eukariot, setelah proses transkripsi mRNA melewati beberapa tahap penyempurnaan sebelum keluar dari nukleus (proses post-transkripsi), yaitu: Pada eukariot, setelah proses transkripsi mRNA melewati beberapa tahap penyempurnaan sebelum keluar dari nukleus (proses post-transkripsi), yaitu: – Caping RNA pada ujung 5’: Pemberian ‘tutup’/pelindung (cap) berupa guanin yang termodifikasi dan tetap menempel selama transkripsi Pemberian ‘tutup’/pelindung (cap) berupa guanin yang termodifikasi dan tetap menempel selama transkripsi Fungsi: Fungsi: – melindungi mRNA dari perombakan/degradasi oleh enzim hidrolitik (nuklease dan fosfatase) – Membantu proses translasi (membantu perlekatan ribosom pada mRNA) – Penambahan poli A (poliadenilasi) pada ujung 3’ oleh poli(A) polimerase Fungsi: mempermudah ekspor mRNA dari nukleus Fungsi: mempermudah ekspor mRNA dari nukleus – Pemotongan dan penyambungan mRNA (splicing), sehingga menghasilkan mRNA matang. Sintesis mRNA Eukariot

Ekson: daerah pengkode dari suatu gen eukariotik yang diekspresikan (mengkode protein) Intron: urutan penyela, bukan pengkode, yang terdapat di dalam gen eukariotik dan memisahkan ekson dari ekson lainnya 12/13/ Proses Post-Transkripsi

mRNA mengandung bagian ekson (segmen pengkode) dan intron (segmen non-pengkode), ekson terlihat pada mature mRNA mRNA mengandung bagian ekson (segmen pengkode) dan intron (segmen non-pengkode), ekson terlihat pada mature mRNA Proses pembuangan intron disebut splicing Proses pembuangan intron disebut splicing Dikatalisis oleh kompleks ribonukleoprotein disebut spliceosome, yang mgd snRNA dan berinteraksi dengan pre-mRNA Dikatalisis oleh kompleks ribonukleoprotein disebut spliceosome, yang mgd snRNA dan berinteraksi dengan pre-mRNA snRNA bergabung dengan protein dinamakan snurp (small nuclear ribonucleoprotein) snRNA bergabung dengan protein dinamakan snurp (small nuclear ribonucleoprotein) Terdapat 5 jenis snurp : U1,U2, U4, U5 dan U6 Terdapat 5 jenis snurp : U1,U2, U4, U5 dan U6 12/13/ Splicing

EukaryotesProkaryotes Tempat berlangsungnya Transkripsi Transkripsi dan translasi berlangsung dalam kompartemen sel yang berbeda Transkripsi dan translasi berlangsung dalam kompartemen sel yang sama RNA PolymeraseTerdapat 3 kelompok : RNA pol I RNA pol II RNA pol III RNA polymerase tunggal PrimerDihasilkan sebelum berlangsungnya translasi Langsung digunakan dalam proses translasi PromoterDaerah promoter memiliki 2 urutan basa: a.TATA box pada basa – 25 dari titik awal b.GC and CAAT terletak jauh dari titik awal a.TATAAT (Pribnow box) pada basa – 10 dari titik awal b.TTGACA dekat ke titik awal (- 35) 12/13/ Perbandingan Transkripsi Pada Eukariot dan Prokariot

Translasi adalah proses menterjemahkan urutan nukleotida (kode genetik) yang berlangsung pada ribosom di dalam sitoplasma Translasi adalah proses menterjemahkan urutan nukleotida (kode genetik) yang berlangsung pada ribosom di dalam sitoplasma Kode genetik diterjemahkan menjadi urutan asam amino Kode genetik diterjemahkan menjadi urutan asam amino Kode genetik dibaca dalam bentuk triplet, yang mewakili 20 asam amino Kode genetik dibaca dalam bentuk triplet, yang mewakili 20 asam amino Satu unit triplet yang terdiri dari 3 nukleotida disebut kodon. Satu unit triplet yang terdiri dari 3 nukleotida disebut kodon. Setiap triplet dibaca dari urutan 5’ ke 3’ Setiap triplet dibaca dari urutan 5’ ke 3’ 12/13/ Translasi

Satu unit kodon akan berkomplemen dengan antikodon di tRNA Satu unit kodon akan berkomplemen dengan antikodon di tRNA Stop Kodon adalah UUA, UAG, UGA Stop Kodon adalah UUA, UAG, UGA Tahap inisiasi, dilakukan oleh tRNA inisiator, dengan kodon pertama AUG dikenal dengan tRNA f met, untuk metionin Tahap inisiasi, dilakukan oleh tRNA inisiator, dengan kodon pertama AUG dikenal dengan tRNA f met, untuk metionin Kodon harus dikenal oleh amioacyl-tRNA, sehingga asam amino akan berurutan Kodon harus dikenal oleh amioacyl-tRNA, sehingga asam amino akan berurutan 12/13/ Translasi (lanjutan)...

12/13/ Tahap mRNA ditranskripsi dari DNA template. Tahap Setiap asam amino menempel pada tRNA yang tepat dengan bantuan enzim spesifik dan ATP Tahap Inisiasi sintesis polipeptida mRNA, tRNA yang pertama, dan subunit ribosoma berkumpul bersama. Tahap Elongasi Tahap Terminasi Ribosom mengenali stop kodon. Sintesis polipeptida diakhiri dan polipeptida dilepaskan. Sejumlah mRNA menambahkan asam amino ke rantai polipeptida, secara satu per satu. Polipeptida Kodon mRNA Pembentukan ikatan peptida baru Kodon Polipeptida Anticodon Initiator tRNA Large ribosomal subunit Small ribosomal subunit Start Codon Polipeptida Proses Transkripsi & Translasi

12/13/ Link jurnal: Klik link jurnal untuk melihat jurnal tentang transkripsi dan translansi DNA...

12/13/201926