Processing Rna

19
MAKALAH BIOLOGI PERKEMBANGAN Control Development by RNA proccesing DISUSUN OLEH: PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINS PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2013 0

description

Genetika Biologi Molekuler

Transcript of Processing Rna

Page 1: Processing Rna

MAKALAH BIOLOGI PERKEMBANGAN

Control Development by RNA proccesing

DISUSUN OLEH:

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINS PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2013

0

Page 2: Processing Rna

DAFTAR ISI

BAB I: PENDAHULUAN ........................................................................... 1

BAB II: ISI.................................................................................................... 2

A. Organ Reproduksi Manusia................................................................ 2

1. Pria : .............................................................................................. 2

a. Organ......................................................................................... 3

b. Spermatogenesis......................................................................... 6

c. Bagian-bagian sperma................................................................. 7

2. Wanita: ............................................................................................ 10

d. Organ........................................................................................... 10

e. Oogenesis.................................................................................... 12

f. Bagian-bagian sel telur............................................................... 14

BAB III PENUTUP ....................................................................................... 15DAFTAR PUSTAKA................................................................................................ 16DAFTAR PERTANYAAN....................................................................................... 17

BAB I

1

Page 3: Processing Rna

PENDAHULUAN

Ekspresi gen adalah suatu rangkaian proses kompleks yang melibatkan

banyak faktor secara garis besar ekspresi gen pada makhluk hidup melewati

beberapa proses yaitu transkripsi dan translasi. Terdapat perbedaan proses

ekspresi gen pada prokariotik dan eukariotik karena struktur inti sel pada

prokariot yang tidak memiliki membran.

Proses ekspresi terjadi pada 2 tempat yaitu inti sel dan sitoplasma, proses

ekspresi gen pada eukariotik yang terjadi pada inti sel ada 2 tahap yaitu:

1. Proses transkripsi

Transkripsi merupakan suatu proses dimana informasi dalam molekul DNA

digunakan untuk menghasilkan molekul RNA.

Produk yang dihasilkan transkripsi antara lain:

a. RNA polimerase I (RNA Pol I) mentranskripsi sebagian besar gen

rRNA.

b. RNA polimerase II (RNA Pol II) mentranskripsi semua gen penyandi

protein heterogeneous nuclear RNA (hnRNA ) dan beberapa gen RNA

nuklear kecil (snRNA)..

c. RNA polimerase III (RNA Pol III) mentranskripsi gen-gen tRNA, 5S

rRNA, U6 snRNA dan beberapa RNA kecil lainnya.

2. RNA processing (pemrosesan RNA)

RNA processing merupakan proses untuk menghasilkan mRNA yang dewasa

(mature RNA) bagi gen protein.

Proses ekspresi gen yang terjadi di sitoplasma adalah translasi. Translasi

adalah suatu proses untuk menghasilkan protein berdasarkan informasi yang

terdapat pada sebagian RNA.

Perbedaan proses ekspresi gen pada eukariotik dan prokariotik terdapat pada

tahap RNA processing, makalah ini akan membahas tahap RNA processing

hingga diperoleh mRNA yang siap untuk digunakan dalam proses translasi.

BAB II

PEMBAHASAN

2

Page 4: Processing Rna

A. Processing RNA

Eukariotik menurut devinisi mengandung inti berselaput membran tempat

transkripsi berlangsung sedangkan translasi berlangsung diluar inti. Transkripsi

dan translasi pada eukariotik terjadi pada kompartemen yang sel berbeda,

sadangkan pada prokariotik kedua proses tersebut terangkai erat.

Translasi mRNA pada bakteri dimulai sementara transkripsi berlangsung,

sedangkan pada eukariotik tempat dan waktu transkripsi dan translasi yang

terpisah memungkinkan eukariotik meregulasi gen dengan cara yang jauh lebih

rumit, sehingga meningkatkan keanekaragaman bentuk dan fungsinya.

Berdasarkan keadaan tersebut sel eukariotik mengalami proses RNA processing.

RNA processing merupakan proses pematangan mRNA, semua transkrip

primer yang dihasilkan didalam nukleus, harus mengalami tahap pemrosesan

untuk menghasilkan molekul RNA yang fungsional untuk dikeluarkan

kesitoplasma.

Gambar 1. Diagram proses ekspresi gen pada eukarotik

3

Page 5: Processing Rna

RNA prosessing meliputi tahapan-tahapan, anatara lain:

1. Capping atau penambahan cap, pada tahap ini hnRNA mengalami

penambahan 7-methylguanylate (m7G) ke ujung 5’. Ujung 5’ ujung yang

pertama dibuat selama transkripsi segera ditutup dengan bentuk nukleotida

guanin (G) yang termodifikasi.

Sejak tahun 1974, para peneliti telah menemukan bahwa jasad eukariot

mengalami metilasi (penambahan gugus metil) yang sebagian besar

terakumulasi pada ujung 5’ mRNA.Stuktur ini kemudian dikenal sebagai

tudung mRNA (mRNA cap). Penelitian selanjutnya yang dilakukan oleh

Yasuhiro Furuichi dan Kin-Ichiro Miura menunjukan bahwa tudung mRNA

tersebut berupa molekul 7-metilguanosin (m7G). Tudung mRNA tersebut

disintesis dalam beberapa tahapan. Pertama, enzim RNA trifosfatase

memotong gugus fosfat pada ujung pre mRNA, kemudian enzim guanili

transferase memotong gugus fosfat pada ujung pre mRNA.Kemudian enzim

guanili transferase menambahkan GMP (guanosin fosfat). Selanjutnya,

enzim metil transferase melakukan metilasi tudung guanosin pada N7 dan

gugus 2’-O metil pada nukleotida ujung tudung tersebut

Ujung 5’cap ini memiliki beberapa fungsi penting, yaitu:

a. Ujung ini melindungi mRNA dari perombakan (degradasi) oleh

enzim hidrolik.

b. Membantu ribosom setelah mRNA mencapai sitoplasma

c. Meningkatkan pengangkutan mRNA dan nucleus ke sitoplasma

d. meningkatkan efisiensi proses spilicing mRNA

4

Page 6: Processing Rna

Gambar 2. Struktur ujung 5’ capping

2. Polyadenylation (sintesis poli A)

Ujung lain dari molekul mRNA yaitu ujung 3’, juga dimodifikasi

sebelum pesannya meninggalkan nukleus, proses modifikasi ini disebut

polyadenylation atau Sintesis poli A yaitu proses pembentangan nukleotida

adenine (A). Saat satu site pada pre-mRNA yang menempel poly (A) muncul

dari RNAP II, transkrip dipotong kemudian poli A tertempel pada ujung 3’

yang terbuka sehingga terbentuk mRNA matang.

Ekor poly A ini tidak dikode oleh DNA, transkrip awal pada eukariotik

dipotong oleh suatu enzim yang disebut enzim endonuklease spesifik yang

mengenali urutan AAUAAA, setelah pemotongan oleh endonuklease pada

ujung 3’ tersebut maka poli A yang terdiri dari 30 hingga 200 nukleotida

adenin ditempel.

5

Page 7: Processing Rna

Gambar 3. Proses penempelan poly (A)

Penambahan poli A pada ujung 3’ meningkatkan stabilitas mRNA

sehingga mRNA mempunyai umur yang lebih panjang dibandingkan dengan

mRNA yang tidak mempunyai poliA. Selain itu juga ada bukti yang

menunjukan bahwa keberadaan poliA meningkatkan efisiensi translasi

mRNA, yaitu terdapat suatu protein poly (A)-binding protein I, yang

menempel pada poliA sehingga meningkatkan efisiensi translasi. Bukti lain

juga menegaskan bahwa mRNA yang mempunyai poliA mempunyai

kemungkinan yang lebih tinggi untuk mengikat ribosom sehingga dapat

meningkatkan efisiensi translasi dibandingkan mRNA yang tidak mengalami

poliadenilasi

3. Splicing RNA (penyambungan RNA)

Splicing merupakan tahapan yang penting dalam RNA processing

didalam nukleus sel eukariotik terjadi pemotongan dan penempelan molekul

RNA yang telah disintesis. Panjang rata-rata unit trankripsi disepanjang

molekul DNA eukaiotik adalah sekitar 8000 nukleotida, sehingga transkripsi

RNA primer juga memiliki panjang yang sama. Tetapi hanya dibutuhkan

kira-kira 1200 nukleotida untuk mengkode protein yang ukuran rata-ratanya

400 asam amino (setiap asam amino dikode oleh triplet nukleotida). Hal

tersebut berarti bahwa sebagian besar gen eukariotik dan transkrip RNA-nya

6

Page 8: Processing Rna

memiliki rentangan nukleotida bukan pengkode, daerah yang tidak

ditranslasi dan sebagian besar urut bukan pengkode tersebut tersebar

berselang-seling di antara segmenpengkode gen dan kemudian di antara

segmen pengkode pra-mRNA. Berarti bahwa urutan nukleotida DNA yang

mengkode polipeptida eukariotik tidak kontinu.

Segmen-segmen asam nukleat bukan pengkode yang terletak antara

daerah pengkode disebut intron dan daerah lain disebut ekson. Daerah ekson

selanjutnya akan diekspresikan menjadi urutan asam amino kecuali pada

bagian leader dan trailer yang terletak pada bagian ujung RNA.

Gambar 4. Struktur molekul eukariotik mRNA

RNA polimerase mentranskripsi intron maupun ekson dari DNA,

yang menciptakan molekul RNA yang terlalu besar, tetapi pra-mRNA

tersebut tidak pernah meninggalkan nukleus, sedangkan molekul mRNA

yang memasuki sitoplasma adalah molekul mRNA yang telah termodifikasi

dan lebih ringkas dari RNA primer. Intron dipotong dari molekul dan ekson

bergabung menjadi satu untuk membentuk suatu molekul mRNA dengan

urutan pengkode yang kontinu.

Penyambungan mRNA terjadi karena adanya sinyal-sinyal untuk

menyambung ekson-ekson tersebut, sinyal tersebut berupa nukleotida

pendek pada ujung-ujung intron. Partikel tersebut disebut ribonukleoprotein

nukleus kecil atau snRNP (small nuclear ribonukleoprotein) mengenali

tempat-tempat penyambungan. snRNP ditempatkan dalam nukleus sel dan

tersusun atas molekul RNA dan protein. RNA dalam partikel snRNP disebut

RNA nukleus kecil (snRNA-small nuclear RNA), setiap molekul panjangnya

7

Page 9: Processing Rna

kurang lebih 150 nukleotida. Beberapa snRNP yang berbeda bergabung

dengan protein tambahan untuk membentuk susunan yang bahkan lebih

besar yang disebut spliosom (spliceosome) yang hampir sebesar ribosom.

Gambar 5. Sinyal intron tempat terpotong dan menyambung

Gambar 6. Perakitan spliosom

Partikel ribonukleoprotein kecil didalam inti sel yang berperan sebagai

perkusor potong dan sambung mRNA antara lain.

Tabel 1. Partikel snRNP dan fungsinya

snRNP ukuran snRNP(nukleotida)

Peran

U1 165 Mengikat situs potong-sambung 5’ dan kemudian situs potong-sambung 3’

U2 185 Mengikat situs percabangan dan membentuk bagian dari pusat katalistik

U4 145 Menutupi aktivitas katalikU5 116 Mengikat situs potong-sambung 5’U6 106 Mengkatalisis potong-sambung

8

Page 10: Processing Rna

Spliosom berinteraksi dengan tempat-tempat penyambungam pada

ujung-ujung intron. Spliosom terpotong pada titik-titik spesifik untuk

melepas intronnya, kemudian segera bergabung bersama kedua ekson yang

mengapit intron tersebut. Splicing dilakukan secara berlanjut pada semua

mRNA mulai pada ujung 5’.

B. Transportasi mRNA

Transpotasi mRNA fungsional yang terbentuk dalam inti harus

dibawa keluar dari inti menuju ribosom dalam sitoplasma. transpotasi ini

tidak akan berlangsung bila splicing belum selesai, untuk mengangkut mRNA

fungsional menuju porus nuclearis diperlukan protein khusus yang

membawanya. Di pihak porus nuclearis terdapat reseptor yang mengarahkan

transportasi mRNA meninggalkan inti. Setelah mRNA fungsional keluar

melalui porus nuclearis dalam sitoplasma mRNA diikat oleh protein khusus

untuk mengganti protein pengikat ketika masih dalam inti. Protein terakhir ini

membimbing mRNA kearah ribosom untuk langkah berikutnya.

9

Page 11: Processing Rna

BAB III

KESIMPULAN

Ekspresi gen adalah suatu rangkaian proses kompleks yang

melibatkan banyak faktor secara garis besar ekspresi gen pada makhluk hidup

melewati beberapa proses yaitu transkripsi dan translasi. Terdapat perbedaan

proses ekspresi gen pada prokariotik dan eukariotik karena struktur inti sel

pada prokariot yang tidak memiliki membran.

Perbedaan tersebut terlihat pada modifikasi hasil transkripsi, hnRNA

hasil transkripsi pada eukariotik mengalami modifikasi menjadi mRNA yang

matang yang akan mengalami translasi proses tersebut disebut processing

RNA.

Tiga tahapan penting pada processing RNA adalah, capping,

Polyadenylation (sintesis poli A) dan splicing. Setelah proses tersebut selesai

maka mRNA dibawa keluar dari sitoplasma dan mengalami translasi.

10

Page 12: Processing Rna

DAFTAR PUSTAKA

Alberts, Bruce. 1994. Biologi Molekuler Sel Edisi Kedua. Jakarta: gramedia pustaka utama

Cambell, Neil. A. 2002. BIOLOGI edisi kelima. Jakarta: Erlangga

Gilbert. Scott. F. 1991. Developmental biology third edition. Sunderland Massachusetts: Sasinauer

Stansfield. William D. 2006. Shaum’s easay outlines biology moleculer and cell. Jakarta: Erlangga

Subowo. 2011. Biologi sel. Jakarta: Sagung Seto

Stryer, Lubert. 1996. Biokimia edisi 4 vol.3. Jakarta: erlangga

11

Page 13: Processing Rna

Daftar pertanyaan:No Pertanyaan Jawaban 1. Bagaimana processing

mRNA pada prokariotik? Pada prokariotik tidak mengalami processing mRNA karena pada prokariotik tidak terdapat membran sel, sehingga proses trankripsi masih berlangsung, proses translasi menyususl dan seterusnya.

2. Bagaimana tRNA terbentuk? tRNA mengalami processing dari pre-RNA menjadi tRNA, proses terbentuknya “tusuk konde” tRNA dan kode-kode proteinnya

3. Bagaimana keadaan intron yang dipotong pada saat processing mRNA?

Intron-intron tersebut dan digunakan kembali saat processing RNA berlangsung

4. Bagaimana mRNA setelah translasi?

mRNA setelah digunakan dalam proses translasi akan kembali kedalam inti sel dan dipergunakan untuk proses sintesis protein selanjutnya

12