7/21/2019 Resume Genetika Mekanisme Regulasi Transkripsi Pada Eukariotik Tingkat Tinggi

1/3

Resume 2 Genetika II, Sabtu 30 Agustus 2014 (Pengganti tgl 3 September 2014)

Kelompok 7 Teori

Denny Fahrudin Mardiansyah (120342422502)Soyadesita (120342422490)

Mekanisme Pengaturan Transkripsi pada Eukariot Tingkat TinggiPada prokariot, semua informasi yang diperlukan untuk memulai transkripsi secara akuratdiberikan oleh sinyal dari promoter dengan hati-hati. Pada eukariot, RNA polymerase II yang

menerjemahkan hampir semua kode gen, tidak dapat memulai proses transkripsi secara akurat

tanpa bantuan tambahan empat protein aksesori atau disebut factor transkripsi umum. Faktortranskripsi tersebut terdiri atas factor A, B, D, dan E. Faktor D berikatan dengan TATA box pada

untaian DNA sebagai langkah awal. Lalu factor A berikatan dengan factor D dan untaian DNA.

Factor B selanjutnya bergabung dengan factor D dan membentuk komplek pemulaian transkripsi.

Pada saat itu sekuens DNA sudah terlindungi oleh factor-faktor tersebut dari nuclease. Lalu RNApolymerase II berikatan dengan kompleks factor yang ada. Setelah itu factor E berikatan dengan

untaian DNA di ujung RNA polymerase. Lalu kompleks yang sudah lengkap tersebut memulai

proses transkripsi secara akurat. Adanya prasyarat tersebut memberikan kesempatan untukpenambahan tempat pengaturan transkripsi. Namun masih belum dapat ditentukan apakah

protein-protein tersebut berinteraksi dengan protein lain dalam penentuan model transkripsi

ataukah benar-benar bekerja secara otonom. Pada kasus lain, protein-protein tersebut

menunjukkan gambaran transkripsi pada eukariot yang sedikit lebih rumit.

Hampir Semua Unit Transkripsi Eukariot Adalah Monogenic

Pada eukariot tingkat tinggi Operon sudah tidak lagi ada dan tidak lagi diperlukan, namunpada eukariot tingkat rendah (jamur) masih dapat ditemukan Operon meskipun sudah sangat

jarang. Hampir semua mRNA dari eukariot tingkat tinggi adalah monogenic, yakni hanya

mengandung satu sekuens kode dari satu structural gen. Pada beberapa kasus ditemukan bahwa

transkrip primer masih bersifat poligenik , tetapi selanjutnya akan terpecah menjadi mRNAtranskrip monogenic.

Enhancer dan Silencer Memodulasi Transkripsi pada EukariotPada eukariot ekspresi gen tetap diatur oleh promoter yang hanya bertempat di untai 5

dari tempat pemulaian transkripsi. Sebagai tambahan untuk promoter terdekat, banyak gen-gen

eukariot diatur oleh elemen aksi yang terletak lebih jauh yang disebut enhancer dan silencer.Enhancer berfungsi untuk meningkatkan transkripsi, sedangkan silencer berfungsi untuk

mengurangi transkripsi. Terdapat perbedaan kemampuan dasar antara enhancer dan promoter

yakni enhancer dapat bekerja lebih jauh, berorientasi bebas, dan letaknya bebas tidak hanya di 5

dari tempat pemulaian transkripsi. Enhancer merupakan elemen yang tergolong besar, bekerjauntuk menyelesaikan keseluruhan atau bagian khusus dari jaringan tertentu, maka dari itu

enhancer hanya akan meningkatkan transkripsi dari gen-gen target yang bersifat kebutuhan

spesifik.

Regulasi Transkripsi oleh DNA Metil

Pada tanaman dan hewan tingkat tinggi terjadi modifikasi setelah sintesis, dari sitosin ke

5-metilsitosin. Ekspresi gen juga ditentukan oleh penambahan gugus metil, atau dengan kata lainmetilasi dapat menyebabkan perbedaan ekspresi gen pada jaringan. Beberapa bukti bahwa gugus

7/21/2019 Resume Genetika Mekanisme Regulasi Transkripsi Pada Eukariotik Tingkat Tinggi

2/3

metil memberikan pengaruh dalam ekspresi gen antara lain: (1)hubungan antara level ekspresi

gen dan derajat metilasi yaitu, metilasi rendahekspresi gen tinggi, dan metilasi

tinggiekspresi gen rendah. (2) pola metilasi spesifik pada suatu jaringan. (3) basa analog 5-azacytidin yang tidak dapat dimetilasi setelah bergabung dengan DNA, menunjukkan ekspresi

gen pada jaringan tersebut tidak terekspresikan.

Pola metilasi pada suatu jaringan bersifat spesifik. Hipotesis yang paling popular adalahbahwa pola metilasi terbentuk selama perkembangan jaringan demetilase spesifik yangmengembalikan grup metil dari sisi penting pada gen yang telah ditentukan sehingga gen

tersebut terekspresi pada tipe sel khusus

.

Apakah Z-DNA memainkan peran regulator?Penemuan baru yang menarik bahwa segmen DNA yang memiliki urutan di mana purin

dan pirimidin di sepanjang tiap untai dapat membentuk heliks ganda yang kidal yaitu terpuntir ke

kiri dan disebut Z-DNA. Model Watson-Crick yaitu DNA-B adalah heliks ganda yang terpuntirke kanan.

Gambar 1. Perbandingan struktur DNA-B (terpuntir ke kanan) yang sudah dikenal dan DNA-Z (terpuntir

ke kiri).

Biasanya, DNA-Z urutan purin dan pirimidinnya bertukar karena berada pada konsentrasi

garam tinggi. DNA-Z ada di kromosom kelenjar ludah raksasaDrosophila melanogasterdan di

macronucleus Stylonychia mytilus. A. Petunjuk lain dari kemungkinan keterlibatan Z-DNA

dalam mengatur ekspresi gen adalah bahwa struktur protein regulator tertentu menunjukkan

bahwa mereka dapat mengikat dalam alur utama heliks ganda yang kidal dan tidak heliks gandabiasa. Protein represor mungkin bertindak dalam arah yang berlawanan, menstabilkan urutan

regulator dalam DNA-B dan mencegah transkripsi. Meskipun fungsi DNA-Z masih belumdiketahui, protein pengikat Z-DNA spesifik telah diisolasi dariDrosophila.

Struktur Kromatin: Sisi Sensitif Nuclease Berdekatan dengan Gen Aktif

Mikroskop elektron dan studi pencernaan nuclease gen aktif transcriptional dan kromatintelah menunjukkan bahwa gen yang sedang ditranskrip memang dikemas ke dalam nukleosom

7/21/2019 Resume Genetika Mekanisme Regulasi Transkripsi Pada Eukariotik Tingkat Tinggi

3/3

menampilkan frekuensi dan jarak yang sama sebagai nukleosom yang mengandung DNA dari

gen yang tidak sedang ditranskrip. Pada tahun 1976, M. Groudine dan H. Weintraub

menunjukkan bahwa gen hemoglobin hadir dalam kromatin dari sel darah merah ayam umur 18-hari lebih sensitif terhadap degradasi oleh deoxyribonuclease pankreas I (DNase I) daripada yang

gen ovalbumin (tidak diekspresikan dalam sel darah merah) di kromatin dari sel-sel yang sama

atau gen hemoglobin dalam kromatin diisolasi dari fibroblast atau sel-sel otak dari ayam yangsama.Studi selanjutnya telah menunjukkan sensitivitas nuclease gen transcriptionally aktif di

beberapa organisme lainnya. Sensitivitas nuklease gen aktif tergantung pada kehadiran dua

protein non histon kromosom yang disebut HMG14 dan HMG 17. Ketika protein inidikembalikan dari kromatin aktif, sensitivitas nuclease hilang. Ketika ditambahkan kembali,

sensitivitas dipulihkan.

Pertanyaan dan Jawaban

1. Bagaimana interaksi antara promoter dan enhancer?

Jawaban:

Enhancer dan promoter dapat berinteraksi baik dalam bentuk positif maupun negative. Hal

tersebut menandakan bahwa kedua protein tersebut kemungkinan bertemu, setidaknya pada

suatu waktu, dan diperkirakan terjadi pertemuan antara untaian DNA (membentuk lipatan)sehingga kedua protein tersebut dapat bertemu. Hal ini masih berupa hipotesis yang mengacu

pada mekanisme pengaturan ara Operon padaE.coli.

2. Bagaimana perbedaan DNA-Z dengan DNA-B yang sudah dikenal?

Jawaban:

Z-DNA memiliki urutan di mana purin dan pirimidin di sepanjang tiap untai membentukheliks ganda yang kidal yaitu terpuntir ke kiri, urutan purin dan pirimidinnya bertukar karena

berada pada konsentrasi garam tinggi. DNA-Z ada di kromosom kelenjar ludah raksasa

Drosophila melanogasterdan di macronucleus Stylonychia mytilus. A. Sedangkan DNA-Bmerupakan DNA yang strukturnya sudah dikenal yaitu model Watson-Crick yaitu adalah

heliks ganda yang terpuntir ke kanan.

DAFTAR RUJUKAN

Gardner, E. J, dkk. 2000. Principle of Genetics. New York: Chichester-Brisbane-Toronto-

Singapore: John Wiley and Sons Inc.