Processing Rna
-
Upload
meilana-sapta-d -
Category
Documents
-
view
552 -
download
36
description
Transcript of Processing Rna
MAKALAH BIOLOGI PERKEMBANGAN
Control Development by RNA proccesing
DISUSUN OLEH:
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINS PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2013
0
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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