Ekspresi Genetika

7/24/2019 Ekspresi Genetika

1/30

1. Latar BelakangDNA (deoxyribonucleid acid = asam deoksiribonukleat) dan RNA(Ribonucleic acid = asam ribonukleat), keduanya bertanggunga!ab membentuk "rotein serta mengontrol si#at$si#at keturunan,

DNA, dan RNA meru"akan materi genetic gen yang berada dalamlokus kromosom.%ks"resi genetic meru"akan "roses "enentuan si#at dari suatuorganisme ole& gen. 'roses eks"resi gen meru"akan as"ek#undamental dalam setia" organisme &idu". 'roses ini diduga dikontrol ole& suatu mekanisme yang ada "ada aliran in#ormasigenetik. 'ada a!alnya "ara ilmu!an menduga "rotein meru"akansatu$satunya molekul yang ber"eran dalam meregulasi eks"resi gen"ada manusia dan organisme kom"leks lainnya (eukariotik), se"erti&alnya "ada organisme tingkat renda& ("rokariotik).

. uuanDengan adamya "resentasi ini ma&asis!a di&ara"kan mam"umema&ami bagaimana mekanisme eks"resi genetik (transkri"si dantranslasi) dan mengeta&ui #aktor$#aktor yang mem"engaru&i keraeks"resi genetik.

*. Batasan +ateri A"aka& yang dimaksud dengan eks"resi genetik- Bagaimana "roses sintesa "rotein (transkri"si dan translasi) - A"aka& denisi dari "romoter, re"ressor gen, inductor gen,

o"eron - 'erbedaan "roses sintesa "rotein "ada organisme eukariotikdan "rokariotik -


2/30

BAB //'%+BA0AAN

%ks"resi gen meru"akan "roses "enerema&an in#ormasi genetikada dalam suatu sebua& gen ( dalam bentuk urutan basa ) menadi

"rotein. 'roses eks"resi gen mengikuti ta&a"an yang sama untuksemua bentuk ke&idu"an yang disebut dengan Dogma /nti ( 2entraDogma ) dalam genetika.i#at yang dimiliki dalam organisme meru"akan &asil dari "rosesmetabolisme yang teradi di dalam sel. 'roses metabolisme da"atberlangsung karena ada en3im yang ber#ungsi sebagai katalisator"roses$"roses biokimia. %n3im di kontrol ole& suatu atau bebera"agen, ika gen yang dibutu&kan ole& en3im tertentu tidak ada makaen3im tersebut tidak da"at terbentuk se&ingga metabolisme tidakmungkin berlangsung. %n3im dan "rotein lainnya diterema&kan"ada urutan nukleotida yang ada "ada molekul mrna dan mrna itusendiri se&ingga gen menentukan si#at suatu organisme.'rotein mem"unyai "eranan "enting dalam organisme strukturaldan #ungsional dari sel. 'rotein structural meng&asilkan bebera"akom"onen sel dan misalnya en3im dan &ormone menga!asi &am"irsemua kegiatan metabolisme, biosintesa, "ertumbu&an,"erna"asan, dan "erkembang biakan dari sel. intesa "roteinmenbutu&kan ba&an dasar asam amino, dan berlangsung di dalaminti sel dan ribosom. ecara garis besar, sintesis "roteinberlangsung dalam dua ta&a", yaitu transki"si dan translasi.intesis ini melibatkan RNA, DNA dan ribosom.

ranskri"si translasi DNA 4444445 RNA 4444445 'rotein


3/30

'roses sintesis "rotein terbagi atas transkri"si dan translasi.

1. ranski"si ranski"si meru"akan sintesis RNA ( "roses "embentukanmolekul RNA ) dengan menggunakan DNA sebagai cetakannya.Namun &anya satu dari dua untai DNA yang digunakan sebagi

cetakan sintesis RNA yang disebut tem"late sedangkan untailainnya disebut untai "endam"ing.ecara garis besar, terda"at * kelom"ok molekul RNA yangdisintesis dalam "roses transkri"si, yaitu 61. mRNA (messenger RNA). tRNA (trans#er RNA )*. rRNA (ribosom RNA)+olekul mRNA adala& RNA yang meru"akan salinan kode$kodegenetic "ada DNA yang dalam "roses selanutnya, yaitu translasiakan diterema&kan menadi urutan asam$asam amino yang

menyusun suatu "oli"e"tida atau "rotein tertentu.+olekul tRNA adala& RNA yang ber"eran memba!a asam$asamamino s"esik yang akan di gabungkan dalam "roses sintesis"rotein (translasi)+olekul rRNA adala& RNA yang digunakan untuk menyusun ribosom.+olekul tRNA dan rRNA tidak "erna& di translasi 7arena molekulyang digunakan adala& RNA$nya itu sendiri.Dalam "roses transkri"si terda"at bebera"a kom"onen utama yangterlibat, diantara nya adala& sebagai berikut 61. urutan DNA yang akan di transkri"si (cetakan8tem"late). en3im RNA "olymerase

*. #actor$#aktor transkri"si9. "recursor untuk sintesis RNA


4/30

ecara garis besar, gen yang lengka" terdiri dari tiga bagian, yaitu 6daera& "engendali (regulatory region)daera& "engendali yang sering disebut sebagai "romoter1. bagian structuralbagian structural adala& bagian yang terletak di sebela& &ilir

(do!nstream) dari "romoter. terminatorterminator adala& bagian gen yang terletak di sebela& &ilir daribagian structural yang ber"eran dalam "engak&iran (terminasi)"roses transkri"si.ranskri"si dilakukan melalui bebera"a ta&a"an, yaitu 61. #aktor$#aktor yang mengendalikan transkri"si menem"el "adabagian "romoter.. "enem"elan #actor$#aktor "engendali transkri"si menyebabkanterbentuknya kom"leks "romoter terbuka (o"en "romoter com"lex)*. RNA "olymerase membaca cetakan (DNA tem"late) dan mulaimelakukan "engikatan nukleotida yang kom"lementer dengancetakannya9. selanutnya diikuti dengan "roses "engak&iran (terminasi)transkri"si yang ditandai dengan "ele"asan RNA "olimerase dariDNA yang ditranskri"si7arakteristik kimia!i sintesis RNA "ada "rokariot dan eukariot 61. 'rekursor untuk sintesis RNA adala& em"at macamribonukleotida yaitu :;$tri#os#at A',


5/30


6/30

ber#ungsi sebagai "engkode dari tRNA dan rRNA beru"a gen denganko"i banyak (multi"le co"ies)


7/30

A. ranskri"si 'rokariotika&a" transkri"si melalui 6 inisiasi, elongasi dan terminasi. %n3imyang bertanggung a!ab atas transkri"si adala& RNA 'olimeraseyang bergerak di se"anang gen dari "romoternya sam"ai "ersis dibelakang terminatornya. RNA 'olimerase menyusun molekul RNA

dengan urutan nukleotida yang berkom"lementer dengan untaiancetakan gen tersebut. Rentangan DNA yang ditranski"si disebut unittranski"si. ranskri"si dimulai dari sekuen "romoter. 'romotermengandung sekuen DNA k&usus yang ber"eran sebagai tem"atikatan dengan RNA 'olimerasi.'roses mekanisme transkri"si "ada "rokariot teradi dalam tigata&a"an, yaitu 61. inisiasi transkri"si. elongasi transkri"si*. terminasi transkri"si


8/30


9/30

erminasiBerak&irnya "olimerisasi RNA ditandai ole& disosiasi kom"lekstranskri"si atau terle"asnya en3im RNA "olimerase beserta ko#aktor$ko#aktornya dari untai DNA cetakan. Begitu "ula &alnya denganmolekul RNA &asil sintesis. 0al ini teradi ketika RNA "olimerase

menca"ai urutan basa tertentu yang disebut denganterminator.

'%N'%R>N' yaitu sam"ai "ada daera& terminatorn ala& satu bagian "enting "romoter disebut kotak 'ribno! "adaurutan nukleotida "osisi $1J dan "osisi $*: (letak nukleotida dari titika!al transkri"si 1) 'osisi $1J dan $*: mem"unyai urutannukleotida konsensus yaitu 6n 'osisi $1J 6 AAAK 'osisi $*: 6


10/30

n 7otak 'ribno! meru"akan daera& "d "romoter yg ber"eranandlm mengara&kan en3im RNA Golymerase se&ingga ara&transkri"sinya :; ke *; sebagaimana "ada re"likasin elain itu, daera& ini meru"akan tem"at "embukaan &eliks DNAuntuk membentuk kom"leks "romoter yg terbuka.

'roses o"eron lac "ada "rokariotik terbagi menadi , yaitu 6

1. o"eron lac "ositi#elain dikendalikan secara negatie, o"eron lac uga dikendalikansecara "ostiti#. Dalam sistem semacam ini o"eron lac diakti#kankembali setela& sebelumnya ditekan sam"ai alas yang "aling dasar(basal leel). 'engendalian semcam ini memberikan keuntunganke"ada sel karena o"eron laktosa teta" dalam keadaan non$akti#selama masi& tersedia glukosa dalam umla& banyak. Dalam o"eronlac "eng&ilangan re"eresor dari o"erator tidak cuku" untukmengakti#kan o"eron tersebut se&ingga di"erlukan susatu sistemyang bekera secara "ositi# (mem"erce"at) "roses "engakti#ano"eron. ika sel masi& tersedia glukosa maka, sel tidak "erlumengakti#kan o"eron laktosa.

. o"eron lac negati#istem o"eron lac adala& sistem "engendalian gen$gen yangbertanggungan a!ab di dalam metabolisma laktosa. 'engendaliano"eron laktosa secara negati# dilakukan ole& "rotein re"eresor yangdikode ole& gen lacl. Re"ressor ini menem"el "adadaerea& o"erator (lac>) yang terletak di sebela& &ilir "romoter.'enem"elan re"resor semacam ini menyebabkan RNA "olimerasetidak da"at melakukan transkri"si gen$gen struktural lacH, lacI,

dan lacAse&ingga o"eron lac dikatakan mengalami re"resi. 'roses"enekanan ini akan teradi terus menerus selama tidak ada laktosadi dalam sel. 7arena tidak ada laktosa maka tidak "erlumengakti#kan o"eron laktosa se&ingga energi selular da"atdi&emat.


11/30

'%R>N R/'>'AN

ri"to#an meru"akan satu dari J asam amino"enyusun "roteinyang bersi#at esensial bagi manusia. Bentuk yang umum "adamamalia adala&, se"erti asam amino lainnya, L$tri"to#an. +eski"undemikian D$tri"to#an ditemukan "ula di alam (conto&nya adala&"ada bisaularlaut kontri#an).7ode genetik tri"to#an adala&


12/30

>"eron ini berada "ada suatu control yang disebut o"erator


13/30


14/30

%ks"erimen yang dilakukan ole& 'eggy arn&am dan erry 'lattmenunukkan ba&!a "engak&iran transkri"si tan"a "rotein r&omemiliki dua cirri utama, yaitu 61. adanya rangkaian basa berulang balik yang da"at membentuklengkungan

. adanya rangkaian basa "ada untaian DNA bukan cetakanse&ingga terbentuk rangkaian basa yang lema& antara Ru$dA yangmena&an transkri" RNA "ada untaian DNA cetakan.'ada !aktu lengkungan RNA terbentuk, maka RNA "olymeraseber&enti dan ikatan basa yang lema& akan menyebabkan RNA yangbaru terbentuk akan terle"as.


15/30


16/30


17/30


18/30

1) gen kelas / meli"uti gen$gen yg mengkode 1PrRNA, PrRNAdan :,PrRNA (ditranskri"si ole& RNA "olimerase /)K)


19/30


20/30


21/30

'enyuntingan mRNA


22/30

1. /nisiasi%n3im yang menstranskri"si gen "engkode "rotein menadi "ramRNA iala& RNA "olimerase //. ranskri"si dimulai dari sekuen"romoter. 'romoter mengandung sekuen DNA k&usus ( AA...........)yang dikenal dengan AA box, diletakkan kira$kira : b" ke ara&

u"stream. AA box ber"eran untuk meletakkan RNA "olimerase //"ada tem"at yang te"at sebelum transkri"si.

. %longasintaian yang sedang tumbu& mem"erli&atkan eak dari"olymerase, "anang setia" untai baru mencerminkan seau& manaen3im itu tela& beralan dari titik a!al di se"anang cetakantersebut. Banyaknya molekul "olimerase secara simultanmentranski"si gen tunggal akan meningkatkan umla& mRNA danmembantu suatu sel membuat "rotein dengan umla& yang lebi&besar.

*. erminasi%n3im terminai ini terus mele!ati sinyal terminasi, suatu urutanAAAA di dalam "ra$mRNA. 'ada titik yang lebi& au& kira$kira 1J$*: nukleotida, "ra$mRNA ini &ingga terle"as dari en3imtersebut. em"at "emotongan "ada RNA uga meru"akan tem"atuntuk "enamba&an ekor "oli (A).etela& "roses transkri"si "ada !aktu eda yang dimaksud dengan#ase "asca transkri"si. 'ada #ase ini teradi bebera"a "roses yangunik "ada eukariotik antara lain 6

1. "emotongan dan "enyambungan RNA (RNA s"licing). "oliadenilasi ("enamba&an gugus "oli A "ada uung *; mRNA)*. "enamba&an tudung (ca") "ada uung :; mRNA9. "enyuntingan mRNA

9. ranslasiranslasi adala& bergeraknya in#ormasi genetik dari mRNA menadi"rotein, selama "rosesnya, sel menginter"retasi suatu "esangenetik untuk membentuk "rotein yang sesuai. elama "rosestranslasi akan membutu&kan #aktor "rotein yang sesuai sebagaiberikut 6

S mRNA meru"akan tem"at kodon yang melekatS tRNA sebagai trans"ort atau yang mengangkat asam amino untukdiletakkan "ada kodon mRNAS aminoacyl E tRNA meru"akan en3im yang bersi#at s"esik yangmembantu tRNA menggabungkan tia" asam aminoS rRNA meru"akan "rotein yang terdiri dari sub unit kecil dan besaryang bergabung dan terikat "ad mrna se&ingga "roses translasida"at dimulai.e"erti transkri"si, translasi yang akan mesintesis rantai "e"tidadibagi menadi * ta&a", yaiut 6 inisiasi, elongasi, dan terminasi.

ntuk inisiasi dan elongasi, rantai membutu&kan energi yangdi"erole& dari


23/30


24/30

ta"ak A dari sub unit besar ribosom6 kode genetika selanutnyasetela& kodon A< ini sia" berikatan dengan tRNA lainkom"lementer yang memba!a asam amino yang sesuai


25/30

yang disebut % Eu dan %$< mau"un


26/30

ribosom da"at mengikuti dise"anang mRNA. 0asil ak&ir dari "rosestranslasi adala& rantai "oli"e"tida yang da"at menggulung danmeli"at secara s"ontan menadi "rotein yang #ungsional.


27/30

'roses translasi 6

2onto& "roses transki"si dan translasi 6DNAtas antisense :;$ A A


28/30

ranslasi

rna (anti kodon) A< AAA 7AR/>/7 DAN %7AR/>/7'rokariotik %ukariotik$ dalam "rosestranskri"si, &anya sala& satuuntaian DNA yang disalinmenadi urutan nukleotidaRNA.$ RNA "olymerase

"eokariotik langsungmenem"el di bagian "romoter

$ #actor transki"sidibedakan menadi duakelom"ok, yaitu 6 a. #actortranski"si umum, mengara&kanRNA "olymerase ke "romoter,b. #actor transki"si yang k&usus

untuk suatu gen$ RNA "olymerase tidak


29/30

suatu gen$ ebelum transkri"siselesai dilakukan "rosestranslasi uga suda&berlangsung

$ RNA "olymerase intitidak terle"as dari DNA cetakan"ada uung suatu gen ikatranskri"si berlangsung "adakekuatan ionic renda&$ erminasi ada dua,bergantung dengan r&o, dantidak bergantung dengan r&o

menem"el langsung "ada DNAdi daera& "romoter, melainkanmelalui "erantara "rotein lainyang disebut #actor transkri"si$ 'rosestranskri"si teradi

di dalam nucleus, sedangkantrnaslasi teradi di sito"lasmase&ingga "roses translasi bisadilakukan a"abila transkri"sisuda& selesai.

'%RB%DAAN RANLA/ 'ADA 'R>7AR/>/7 DAN %7AR/>/7

7%/+'LAN


30/30

%ks"resi genetic meru"akan "roses "enentuan si#at dari suatuorganisme ole& gen. 'roses eks"resi gen meru"akan as"ek#undamental dalam setia" organisme &idu"%ks"resi gen meru"akan "roses "enerema&an in#ormasi genetikada dalam suatu sebua& gen ( dalam bentuk urutan basa ) menadi

"rotein. 'roses eks"resi gen mengikuti ta&a"an yang sama untuksemua bentuk ke&idu"an yang disebut dengan Dogma /nti ( 2entraDogma ) dalam genetika.ranski"si meru"akan sintesis RNA ( "roses "embentukan molekulRNA ) dengan menggunakan DNA sebagai cetakannya. Namun&anya satu dari dua untai DNA yang digunakan sebagi cetakansintesis RNA yang disebut tem"late sedangkan untai lainnya disebutuntai "endam"ing.

Ekspresi Genetika

Documents

Transcript of Ekspresi Genetika