MEKANISME TRANSKRIPSI PADA PROKARIOT

Dalam proses transkripsi, hanya salah satu untaian DNA yang disalin menjadi urutan

nukleotida RNA (transkip RNA). Urutan nukleotida pada transkrip RNA bersifat

komplemeter dengan urutan DNA cetakan (DNA template), tetapi identik dengan urutan

nukleotida DNA pada untaian pengkode (coding DNA strand/nontemplate strand). Hal ini

dapat digambarkan dengan skema sederhana berikut ini: 5’-ATG GTC CTT TAC TTG TCT

GTA TTT -3’ Untaian DNA pengkode

3’-TAC CAG GAA ATG AAC AGA CAT AAA -5’ Untaian DNA cetakan

 Transkripsi

5’-AUG GUC CUU UAC UUG UCU GUA UUU -3’ RNA hasil transkripsi

Perlu diingat bahwa pada struktur RNA tidak ada nukleotida T (thymine), karena

struktur T digantikan oleh  U (uracil). Nukleotida T dan U mempunyai cincin yang serupa

yaitu cincin pirimidin, tetapi pada basa T ada gugus metil (CH3) pada atom C nomor 5,

sedangkan pada basa U tidak ada gugus metil.

Secara umum proses transkripsi pada prokaryot berjalan serupa dengan transkripsi pada

eukaryot, meskipun ada beberapa rincian proses yang berbeda antara kedua system tersebut.

Pada prokaryot, transkripsi dimulai dengan penempelan RNA polimerase holoenzim  pada

bagian promoter suatu gen. pada awal penempelan, RNA polimerase masih belum terikat

secara kuat dan struktur promoter masih dalam keadaan tertutup (closed promoter complex).

Selanjutnya, RNA polimerase akan terikat secara kuat dan ikatan hydrogen molekul DNA

pada bagian promoter mulai terbuka (membentuk struktur open promoter complex). Pada

prokaryot, RNA polimerase menempel secara langsung pada DNA di daerah promoter tanpa

melalui suatu ikatan dengan protein lain. Dalam proses penempelan promoter tersebut,

subunit σ berperan dalam menemukan bagian promoter suatu gen sehingga RNA polimerase

dapat menempel. Diduga, proses pengenalan suatu promoter oleh RNA polimerase diawali

dengan penempelan enzim tersebut secara tidak spesifik pada molekul DNA. Selanjutnya,

RNA polimerase akan mencari bagian DNA yang mempunyai struktur khas suatu promoter.

Struktur khas tersebut berupa suatu kelompok ikatan hydrogen anatara kedua untaian DNA

pada posisi -35 dan -10. kecepatan suatu polimerase dalam menemukan promoter

diperkirakan mencapai 1.000 pasangan basa per detik.

Setelah RNA polimerase menempel pada promoter, subunit σ melepaskan diri dari

struktur holoenzim. Pelepasan subunit σ biasanya terjadi setelah terbentuk molekul RNA

sepanjang 8-9 nukleotida. RNA polimerase inti yang sudah menempel pada promoter akan

tetap terikat kuat pada DNA sehingga tidak lepas. Ikatan ini sangat penting dalam proses

transkripsi selesai.

MEKANISME TRANSKRIPSI PADA EUKARIOT

Terdapat perbedaan antara proses transkripsi dan translasi antara prokariot dan

eukariot. Proses transkripsi dan translasi pada eukariot lebih kompleks daripada prokariot,

termasuk beberapa intermediet tingkat prosesing mRNA. Pada eukariot tidak dapat terjadi

proses transkripsi dan translasi secara bersamaan. Transkripsi terjadi di dalam nucleus dan

translasi terjadi dalam sitoplasma.

mRNA pada eukariot berasal dari gen transkripsi primer, yang terbentuk melalui

beberapa proses.Pross tersebut meliputi:

1.pemotongan dari sebagian besar mRNA precursor (pre-mRNA) untuk smaller

molekul mRNA.

2.penambahan kelompok 7-metil quanosine (mRNA “caps”) untuk ujung 5’ yang

terakhir dari molekul.

3.penambahanya kira-kira 200 nukleotida yang panjang urutannya dari adenylate

nucleotides (poly-A tail) pada ujung 3’ yang terakhir dari suatu molekul.

4.mebentuk suatu komplek dengan suatu protein khusus.

Kodon dan anti kodon terletak diantara urutan kode-kode genetika. Transkripsi gen

individual mungkin juga mengalami proses dari keempat tipe proses tersebut, baik hanya

sebagian maupun keseluruhannya. Tidak semua mRNA mengandung 5’ cap dan poly A-tail.

Kerana akan kesulitan dalam menentukan fungsinya dari modifikasi dari posttrankripsi.

Heterogeneous nuclear RNA adalah RNA yang disintesis di dalam inti sel yang terdiri

atas molekul yang berukuran besar dan ukurannya berubah-ubah. Pre-mRNA dalam nucleus

segera melakukan transkripsi yang akan menghasilkan:

bagian terbesar dari sintesis RNA nonribosom dalam nucleus

pembentukan dari molekul smaller mRNA yang mengangkut ke sitoplasma

Proses pembentukan molekul mRNA akan dihasilkan gen transkripsi dalam eukariot.

Proses ini berasal dari pemotongan antikodon yang menghalangi urutan atau intron di antara

urutan kode m-RNA dari virus prokariotik yang urutan-urutannya dimulai dari 5” pada

translasi kodon dari m-RNA.

Perbedaan Transkripsi Pada Prokariot Dan Transkripsi Pada Eukariot

Transkripsi Pada Prokariot

1. Pada prokariot, gen terdiri atas 3 bagian utama : daerah pengendali (promoter);

bagian struktural dan terminator. Promoter merupakan bagian gen yang berperanan

dlm mengendalikan proses transkripsi dan terletak pada ujung 5’.

Promoter pd prokariot juga terdiri atas operator. Bagian Struktural adalah bagian gen

yang terletak disebelah hilir (downstream) dari promoter. Bagian inilah yg

mengandung urutan DNA spesifik (kode-kode genetik) yg akan ditranskripsi.

Terminator adalah bagian gen yg terletak disebelah hilir dari bagian struktural yg

berperanan dlm pengakhiran (terminasi) proses transkripsi. Fungsi terminator adalah

memberikan sinyal pd enzim RNA polimerase agar menghentikan proses transkripsi.

Proses terminasi transkripsi pd prokariot dpt dikelompokkan menjadi 2 kelas, yaitu

1) terminasi yg ditentukan oleh urutan nukleotida tertentu (rho-independent) dan 2)

diatur oleh suatu protein (faktor rho) atau disebut rho-dependent.

2. Gen pada prokariot diorganisasikan dalam struktur operon. Contoh : operon lac

(operon yg mengendalikan kemampuan metabolisme laktosa pada bakteri

Escherichia coli). Adanya sistim operon karena satu promotor mengendalikan

seluruh gen struktural.

3. Saat ditranskripsi, operon lac menghasilkan satu mRNA yg membawa kode-kode

genetik untuk 3 macam polipeptida yg berbeda : mRNA polisistronik, artinya dalam

satu transkrip dapat terkandung lebih dari satu rangkaian kodon (sistron) untuk

polipeptida yang berbeda. Dengan demikian, masing-masing polipeptida akan

ditranslasi secara independen dari satu untaian mRNA yg sama.

4. Ciri utama gen struktural pd prokariot adalah mulai dari sekuens inisiasi translasi

(ATG) sampai kodon terakhir sebelum titik akhir translasi (kodon STOP yaitu

TAA/TAG/TGA) akan diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino.

Jadi, jika gen struktural terdiri atas 900 nukleotida maka gen tersebut akan

mengkode 300 asam amino karena satu asam amino dikode oleh tiga sekuens

nukleotida yang berurutan. Jadi, pada prokariot tidak ada intron (sekuens penyisip)

kecuali pada beberapa archaea tertentu.

5. Pada prokariot, RNA polimerase menempel secara langsung pada DNA di daerah

promoter tanpa melalui suatu ikatan dengan protein lain (yang membedakan dengan

eukariot)

6. Pada prokariot, proses transkripsi dan translasi berlangsung hampir secara serentak,

artinya sebelum transkripsi selesai dilakukan, translasi sudah dpt dimulai.

7. Urutan nukleotida RNA hasil sintesis adalah urutan nukleotida komplementer dengan

cetakannya. Misal : urutan ATG pada DNA, maka hasil transkripsinya adalah UAC.

Molekul DNA yg ditranskripsi adalah untai ganda, namun yang berperanan sebagai

cetakan, hanya salah satu untaiannya

8. Tahapan transkripsi pada prokariot meliputi:

1) inisiasi transkripsi (terbentuk gelembung transkripsi),

2) pemanjangan

3) terminasi (tergantung faktor rho dan tidak tergantung faktor rho)

Transkripsi pada eukariot

1. Gen eukariot dibedakan 3 kelas yaitu: Gen kelas I meliputi gen-gen yg mengkode

18SrRNA, 28SrRNA dan 5,8SrRNA (ditranskripsi oleh RNA polimerase I);

Pada gen kelas I terdapat dua macam promoter yaitu promoter antara (spacer

promoter) dan promoter utama. Gen kelas II : meliputi semua gen yg mengkode

protein dan bbrp RNA berukuran kecil yg terdpt di dlm nukleus (ditranskripsi oleh

RNA polimerase II); Promoter gen kelas II terdiri atas 4 elemen yaitu sekuens

pemulai (initiator) yg terletak pd daerah inisiasi transkripsi, elemen hilir

(downstream) yg terletak disebelah hilir dari titik awal transkripsi, kotak TATA dan

suatu elemen hulu (upstream) Gen kelas III : meliputi gen-gen yg mengkode tRNA,

5S rRNA dan bbrp RNA kecil yg ada di dlm nukleus (ditranskripsi oleh RNA

polimerase III). Sebagian besar gen kelas III merupakan suatu cluster dan berulang

2. Tidak dikenal adanya sistim operon karena satu promotor mengendalikan seluruh

gen struktural.

3. Gen pada eukariot bersifat monosistronik artinya satu transkrip yg dihasilkan hanya

mengkode satu macam produk ekspresi (satu mRNA hanya membawa satu macam

rangkaian kodon untuk satu macam polipeptida).

4. Pada gen struktural eukariot, keberadaan intron merupakan hal yang sering dijumpai

meskipun tidak semua gen eukariot mengandung intron.

5. Mekanisme transkripsi pada eukariot pada dasarnya menyerupai mekanisme pada

prokariot. Proses transkripsi diawali (diinisiasi) oleh proses penempelan faktor-

faktor transkripsi dan kompleks enzim RNA polimerase pd daerah promoter. RNA

polimerase eukariot tidak menempel secara langsung pada DNA di daerah promoter,

melainkan melalui perantaraan protein-protein lain, yg disebut faktor transkripsi

(transcription factor = TF). TF dibedakan 2, yaitu : (1) TF umum dan (2) TF yg

khusus untuk suatu gen. TF umum dalam mengarahkan RNA polimerase II ke

promoter adalah TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ.

6. Pada eukariot, proses transkripsi dan translasi tidak berlangsung secara serentak.

Transkripsi berlangsung di dalam nukleus , sedangkan translasi berlangsung di dlm

sitoplasma (ribosom). Dengan demikian, ada jeda waktu antara transkripsi dengan

translasi, yg disebut sebagai fase pasca-transkripsi.

Pada fase ini, terjadi proses :

1). Pemotongan dan penyambungan RNA (RNA-splicing);

2). Poliadenilasi (penambahan gugus poli-A pada ujung 3’mRNA);

3). Penambahan tudung (cap) pada ujung 5’ mRNA dan

4). Penyuntingan mRNA

7. Gen eukariot mempunyai struktur berselang-seling antara sekuens yang mengkode

suatu urutan spesifik (ekson) dan sekuens yg tidak mengkode urutan spesifik

(intron).

BIOLOGI MOLEKULER VETERINER

PERBEDAAN TRANSKRIPSI

PROKARIOT DAN EUKARIOT

Disusun Oleh:

Fachrian Dwi Armanda 115130101111050

PROGRAM KEDOKTERAN HEWANUNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG2012

BIOLOGI MOLEKULER VETERINER

PERBEDAAN TRANSKRIPSI

PROKARIOT DAN EUKARIOT

Disusun Oleh:

Agdila okke k. 115130107111016

PROGRAM KEDOKTERAN HEWANUNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG2012