XI. DARI GEN KE PROTEIN

Kompetensi yang diharapkan adalah:

1. Mahasiswa mampu membedakan transkripsidari translasi

2. Mahasiswa mampu menerangkan tipe mutasi

(From Gene to Protein)Diambil dari Campbell et al (2009), Biology 8th

Pada bab sebelumnya telah dijelaskan bahwa sifat(trait) yang diturunkan dibawa oleh gen.

Informasi yang dibawa gen terdapat dalam bentuksekuen khusus nukleotida di sepanjang untai DNA.

Bagaimanakah informasi ini mampu menentukan sifatsuatu organisme?

Atau dengan kata lain apakah sebenarnya yangdikomunikasikan oleh gen?

Bagaimana pesan dalam gen tersebut diterjemahkanoleh gen ke dalam sifat khusus seperti rambut hitam,golongan darah B, dan ada tidaknya pigmen?

DNA yang diwarisi oleh organisme merujuk pada suatusifat tertentu dengan cara mengarahkan sintesisprotein dan sintesis molekul RNA yang trlibat dalamsintesis protein.

Dengan kata lain, protein merupakan penghubungantara genotip dan fenotip.

Expresi gen adalah proses di mana DNA mengarahkansintesis protein.

Expresi gen penyandi protein terdiri atas dua tahap:transkripsi dan translasi.

Bab ini membahas aliran informasi dari gen ke proteindan menjelaskan bagaimana mutasi mempengaruhiorganisme melalui perubahan protein.

Konsep kunci yang dibahas meliputi:1. Gen menspesifikasi protein melalui trankripsi dan

translasi2. Transkripsi adalah sintesis RNA yang diarahkan oleh

DNA3. Sel eukariotik memodifikasi RNA setelah transkripsi4. Translasi adalah sintesis polipeptida yang diarahkan

RNA5. Mutasi titik dapat mempengaruhi struktur dan fungsi

protein

Gen menyimpan instruksi untuk membuat proteintetapi gen tidak menyusun protein secara langsung.

Jembatan antara DNA dan sintesis protein adalah RNA. Basa nukleotida yang menyusun RNA adalah A, G, C,

dan U. RNA pada umumnya tersusun atas untai tunggal.

KONSEP 1 Gen menspesifikasi protein melalui trankripsidan translasi

Prinsip-prinsip dasar transkripsi dan translasi

Transkripsi adalah sintesis RNA yang diarahkan olehDNA.

Keduanya menggunakan bahasa yang sama sehinggainformasi dari DNA disalin begitu saja dari satu molekulke molekul yang lain (basa T pada DNA disalin menjadibasa U pada RNA).

Untai tunggal DNA bertindak sebagai cetakan(template) untuk penyusunan sekuen nukleotida RNA

Perbedaan transkripsi dengan replikasi DNA adalahhasil replikasi DNA berupa sekuen nukleotida DNA yangkomplementer dengan DNA cetakan.

Bagi gen pengkode protein, molekul RNA tersebutmerupakan transkrip dari instruksi penyusunan proteindari gen (RNA ini dapat dihasilkan dalam jumlah yangbanyak melalui proses transkripsi).

Tipe molekul RNA semacam ini disebut messengerRNA (mRNA) karena molekul ini membawa pesangenetik dari DNA menuju mesin pensintesa-proteindalam sel.

Transkripsi merupakan istilah umum untuk sintesissemua jenis RNA dari DNA.

Translation adalah sintesis polipeptida yang diarahkanoleh mRNA.

Selama proses ini terdapat perubahan bahasa. Sel harus menterjemahkan urutan molekul basa mRNA

ke dalam urutan asam amino polipeptida. Tempat terjadinya penerjemahan/translasi adalah

ribosom yaitu suatu komponen partikel yangmemfasilitasi penggabungan asam amino secaraberurutan menjadi rantai polipeptida.

Mekanisme dasar transkripsidan translasi pada selprokariot dan sel eukariotadalah serupa namun terdapatperbedaan penting dalamaliran informasi genetik dalamsel.

Sel prokariot tidak memiliki membrane nukleus,sehingga DNA-nya tidak terpisah dari ribosom (Figure17.3a).

Translasi mRNA sudah dapat dimulai ketika transkripsisedang berlangsung.

Dengan kata lain, transkripsi dan translasi terjadi padawaktu dan tempat yang sama.

Figure 17.3a

Pada sel eukariot nukleus memiliki membran yang memisahkan nukleus dari ribosom (sitoplasma) (Figure 17.3b).

Oleh karena itu, transkripsi dan translasi terjadi dalam waktu dan tempat berbeda.

Transkripsi terjadi di dalam nukleus dan translasi terjadi di dalam sitoplasma (ribosom).

RNA (disebut pre-mRNA) dimodifikasi menjadi mRNA fungsional (matang) sebelum meninggalkan nukleus.

Figure 17.3b

TERJEMAHAN NARASI FLASH1. Pemrosesan informasi gen di prokariot

berbeda dengan eukariot. Oleh karena prokariot tidak memiliki membran inti, messenger RNA (mRNA) dapat bergabung dengan ribosom ketika mRNA sedang disintesis.

2. Translasi mRNA menjadi protein dimulai sebelum transkripsi selesai.

3. Satu molekul mRNA bakteri seringkali mengandung transkrip beberapa gen. Dengan menyatukan gen-gen yang fungsinya berkaitan pada mRNA yang sama, bakteri mengatur sintesis protein-protein tersebut.

4. Kelompok gen dalam satu mRNA disebut sebagai operon.

5. Oleh karena sel eukariotik mempunyai nukleus, mRNA harus disintesis lengkap dan harus dipindahkan melalui membran inti sebelum ditranslasi

6. mRNAs eukariotik dimodifikasi sebelum ditranslasi. Intron dibuang dan ekson disambung.7. Tudung (cap) pada ujung 5 dan poli-A pada ujung 3 ditambahkan. 8. mRNA yang telah diproses dipindahkan ke sitoplasma di mana translasi terjadi. Tidak seperti mRNA

prokariotik, mRNA eukariotik biasanya hanya menspesifikasi satu protein.

Triplet basa nukleotida adalah unit terkecil yangmampu mengkode keseluruhan jenis asam amino.

Banyak percobaan yang telah membuktikan bahwaaliran informasi dari gen menuju protein didasarkanpada triplet code.

Instruksi genetik untuk penyusunan rantai polipeptidatertulis di dalam DNA sebagai rangkaian yang tidaksaling tumpang tindih dan tersusun atas tiganukleotida.

The Genetic CodeCodons: triplets of Bases

DNAmolecule

Gene 1

Gene 2

Gene 3

DNAtemplatestrand

TRANSCRIPTION

TRANSLATION

mRNA

Protein

Codon

Amino acidFigure 17.4 The triplet code

Untuk tiap-tiap gen, hanya satu dari dua untai DNAyang ditranskripsi.

Untai ini disebut untai cetakan (template strand)karena untai tersebut menyediakan pola atau cetakanurutan nukleotida dalam transkrip RNA.

Molekul mRNA merupakan komplemen dari DNAcetakan karena basa RNA disusun berdasarkan aturanpasangan basa.

Aturan pasangan basa adalah serupa dengan yangdihasilkan pada replikasi DNA tetapi U pada RNAmenggantikan T dan berpasangan dengan A, sertanukleotida dari mRNA mengandung ribose bukandeoxyribose.

Seperti pada sintesis untai baru DNA, molekul RNA yangdisintesis dari DNA cetakan juga disusun dengan arah antiparalel.

Sebagai contoh, basa triplet DNA adalah ACC (dibaca 3-ACC-5)menjadi template bagi tersusunnya 5-UGG-3 mRNA.

Basa triplet pada mRNA ini disebut kodon, dan pada umumnyatertulis dengan arah 5-3.

Pada contoh di atas UGG merupakan kodon bagi asam aminotriptofan (Trp).

Istilah kodon juga digunakan untuk basa triplet DNA pada untainon-template.

Selama translasi, sekuen dari kodon di sepanjang untai mRNA diterjemahkan ke dalam sekuen asam amino penyusun rantaipolipeptida.

Figure 17.5 menunjukkan hubungan antara kodon dan proteinyang disintesis.

Second mRNA base

Firs

t mRN

A ba

se (5

end

of c

odon

)

Third

mRN

A ba

se (3

end

of c

odon

)Figure 17.5 Kamus Kode Genetik

KONSEP 2 Transkripsi adalah sintesis RNA yang diarahkanDNA

Lanjut ke .....

Slide Number 1Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18