EKSPRESI GEN DAN EKSPRESI GEN DAN SINYAL TRANSDUKSISINYAL TRANSDUKSIDosen Pengampu : Dr. sc. agr. Yuni Sri Rahayu

Oleh:M Yasir (1377950)

Gigih Yonandherika A (137795083)

1

2

§1.1 ConceptsGenome: A complete set of genes of a given species.

Gene: A DNA segment that contains the all genetic information required to encodes RNA and protein molecules.

Gene expression: A process of gene transcription and translation.

Ekspresi gen berpengaruh terhadap struktur protein dan pembentukan enzim-enzim di dalam sel

Sinyal transduksi merupakan sinyal internal berupa rangkaian reaksi biokimia yang mengakibatkan aktivasi atau represi gen

Perlu

Ukuran, organisasi, Ukuran, organisasi, dan kompleksitas dan kompleksitas

genomgenom• Ukuran genom berkaitan dengan kompleksitas

organismeo Contoh: E.coli : 4.7x106bp Lalat buah: 2x108bp Manusia: 3x109bp

• DNA terdiri dari sekuen yang mengkode protein atau molekul RNA fungsional

• Pada sekuen DNA eukaryot terdapat DNA repetitif dan DNA spaser yang tidak mengkode gen.

• Genom haploid tumbuhan pada umumya terdiri dari 20.000 – 30.000 gen

4

Ekspresi gen Ekspresi gen prokaryotprokaryot

• Pengaturan gen pada prokaryot dilakukan oleh operon yang terdiri dari struktur gen dan sekuen pengaturan

• Cara pengaturan :o Inducible operon, contoh: lac operono Corepressor operon, contoh: tryptophan (trp) operon

• mRNA polisistronik

5

Kontrol negatif pada Kontrol negatif pada laclac operon operon

6

Kontrol positif Kontrol positif laclac operon oleh glukosaoperon oleh glukosa

7

TryptophanTryptophan operon operon

8

Ekspresi gen Ekspresi gen eukaryoteukaryot

• mRNA monocistronic• Gen terdiri atas:

o Exon (coding regions)o Intron (noncoding regions)

9

Tahapan Transkripsi Tahapan Transkripsi mRNAmRNA

• Pre mRNAo Penambahan 7 metilguanilat o Penambahan poly-A tailo Eksisi introno Penggabungan exon

• mRNAo Dikeluarkan melalui membran plasma

10

Ekspresi gen pada Ekspresi gen pada eukaryoteukaryot

11

Degradasi mRNADegradasi mRNA• Nukleus

o Lokasi sel• Sitosol

o Pelekukan RNAo Codon biaso Lokasi translasio Infeksi

12

Regulasi ekspresi gen pada eukaryotRegulasi ekspresi gen pada eukaryot

13

Komponen Komponen transkripsi eukaryottranskripsi eukaryot

• 3 macam RNA polimerase (RNA polimerase I, II, dan III)

• Kompleks promoter, terdiri dari:o Promoter minimumo Sekuen regulasi

• Kompleks inisiasi transkripsi (terdiri atas beberapa protein faktor transkripsi)

• Sekuen DNA yang mengkode gen

14

Kompleks inisiasi transkripsi pada Kompleks inisiasi transkripsi pada

eukaryoteukaryot

15

Promoter RNA polimerase IIPromoter RNA polimerase II

16

Model regulasi gen pada Model regulasi gen pada Saccharomyces Saccharomyces

cerevisiaecerevisiae

17

Degradasi proteinDegradasi protein• Lisosomal

o Oleh protease pada lisosom• Nonlisosomal

o Oleh kompleks proteololitiko Terjadi di sitosol

18

Sinyal transduksi prokaryotSinyal transduksi prokaryot

19

Mekanisme sinyal fosforilasi

Model sistem Model sistem osmoregulasi pada osmoregulasi pada

E.coliE.coli

20

Sinyal transduksi Sinyal transduksi pada eukaryotpada eukaryot

• Hewano Sistem syarafo Sistem endokrin

• Tumbuhano Hormono Mekanisme adaptasi

21

Lanjutan......Lanjutan......

• Rangkaian reaksi biokimia dari stimulus sampai menghasilkan respon disebut sinyal transduksio Melibatkan second messenger o Bertujuan mengatur faktor transkripsi

• Jenis sinyal:o Lipophilic hormone

• Dapat menembus membran• Reseptor di dalam nukleus atau sitosol

o Water -soluble hormon• Tidak dapat menembus membran• Reseptor (seven transmembran α helicase) pada permukaan sel• Melibatkan kompleks G protein dalam sinyal transduksi

22

Skema struktur Skema struktur seven seven spanning receptorspanning receptor

23

Jalur sinyal transduksiJalur sinyal transduksi

24Reseptor glukokortikoid steroid

Heterotrimeric G protein

Second messengerSecond messenger• Cyclic AMP (cAMP)

o Konsentrasi dipengaruhi oleh aktivasi adenyl siklaseo Peranan:

• Pada hewan:o Aktivasi protein kinase A (misal: proses glikogenolisis)o Regulasi daerah promoter geno Membuka chanel ion Na+ (depolarisasi)

• Pada tumbuhan:o Regulasi daerah promoter geno Mengaktivasi chanel ion K+ (pada membran plasma mesofil)

25

Lanjutan....Lanjutan....

• Inositol trifosfat (IP3)o Berasal dari

hasil hidrolisis PIP2 dan aktivasi fosfolipase C (PLC)

o Membuka chanel Ca+ pada RE dan tonoplas

26

Lanjutan....Lanjutan....• Cyclic ADP-ribose (cADPR)

o Mengaktivasi chanel Ca+ spesifik o Mengatur osilasi Ca+

• Komplek Ca+ - calmodulino Aktivasi Ca+ terhadap CaM kinase o Mengaktifkan enzim

27

LanjutanLanjutan........

• Calsium-dependent protein kinase (CDPK)o paling banyak pada tumbuhano Dikode oleh sekelompok geno Mediator efek kalsium pada sel penjaga dan mengatur chanel anion

pada tonoplas• Diacylglycerol

o Fosforilasi chanel ion, faktor transkripsi, dan enzim pada sel tumbuhan• Nitrat oksida

o Berasal dari reaksi arginin dan oksigeno Mengaktifkan enzim (misal: guanylat siklase)

28

Lanjutan....Lanjutan....• Fosfolipase A2

o Berperan dalam pembentukan autocrine system (misal: prostaglandin)

29

Lanjutan....Lanjutan....

• Cyclic GMP (cGMP) fosfodiesteraseo Disintesis dari GTP oleh guanilat siklaseo Berperan membuka ion Na+

30

Struktur kimia Struktur kimia Second Second messengermessenger

31

Reseptor katalisReseptor kataliso Enzim atau ikatan enzim-reseptor pada permukaan membrano Melekat pada membran melalui single transmembran helixo Contoh: reseptor tyrosin kinase

32

Lanjutan...Lanjutan...

33

Reseptor-like kinase Reseptor-like kinase (RLK)(RLK)

• Ditemukan pada tumbuhan• Homolog dengan reseptor tyrosin kinase pada

hewan• Terdapat tiga tipe:

o SRK (S reseptor kinase) • Pertumbuhan buluh serbuk sari

o LRR (leucin-rich repeat)• Terlibat dalam penghancuran molekul peptida

o PRO25• Berperan dalam penangkapan cahaya

34

TERIMA KASIHTERIMA KASIH

35

Dadah…Ketemu Maneh yoo…