EKSPRESI GEN - · PDF fileOverview dari ‘protein sorting

  • View
    231

  • Download
    3

Embed Size (px)

Text of EKSPRESI GEN - · PDF fileOverview dari ‘protein sorting

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    EKSPRESI GENTRANSKRIPSI & TRANSLASI

    Biologi Sel Dasar, BI-100A

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Receptor Glucocorticoid steroid adalah faktortranskripsi.(1) Glucocorticoid hormone bersifat lipophilic danmudah berdifusi melalui membran ke sitosol.

    (2)Dalam sitosol, hormon berikatan denganreceptor sitosolic

    (3) Menyebabkan dilepaskannya protein inhibitor dari receptor.

    (4) receptor yang telah diaktifkan berdifusi kedalam nucleus.

    (5) Dalam nucleus, kompleks receptorhormonberikatan dengan daerah enhancer dari gensteroid.

    (6)Transkripsi dari gen dimulai.

    Signal receptor sintesis protein ?

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Ringkasan: ekspresi gen eukariot.

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Central Dogma

    Informasi disampaikan dari gen (DNA) keRNA (transkripsi), dan RNA dicopy keurutanasam amino (translasi)

    DNA RNA asam amino protein

    Kode Genetik : Francis Crick., 1961

    Kode genetikumumnya beruparangkaianinformasi yang disebut codons, yang masing-masingberpasangandengan asamamino yang mengkode suatuprotein

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Protein Regulator mengidentifikasi urutan specific padaDNA double helix, tanpa unwinding, kemudian terjadi insersi DNA-binding motifs ke dalam major groove dari double helix pada ujung basa-basa yang menonjol

    Protein Regulator berikatan dengan ujung pasanganbasa yang terdedah pada major groove DNA. Umumnya mengandung motif struktural seperti helix-turn-helix, homeodomain, zinc finger, leucine zipper.

    TRANSKRIPSI : BAGAIMANA DIMULAI ?

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Pada eukariot, kontrol transkripsi pada gen yang besar disiasati denganadanya tempat kontrol yang berjauhan pada chromosom, dengan cara inibanyak rangkaian regulator (promoter, activators & repressors) yang tersebar sekitar chromosome

    Contoh Promoter eukaryot. promoter untuk gen yang mengkode enzimthymidine kinase ini mengandung TATA box,tempat terikatnya faktor inisiasi, juga terdapat tiga urutan DNA yang mengarahkan terikatnya elemen lain kekompleks transkripsi.

    Inisiasi : Terikatnya faktor transkripsi

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Model transcription bubble. DNA duplex membuka ketika memasukikomplex RNA polymerase danmenggulung kembali ketika melewatinya. Satu pita DNA berfungsi sebagaicetakan/template, dan dari cetakan initersusun rangkaian nucleotida dalam RNA template (mRNA).

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    The structure of a human transcription complex. The transcription complex that positions RNA polymerase at the beginning of a human gene consists of four kinds of proteins. Basal factors (the green shapes at bottom of complex with letter names) are transcription factors that are essential for transcription but cannot by themselves increase or decrease its rate. They include the TATA-binding protein, the first of the basal factors to bind to the core promoter sequence. Coactivators(the tan shapes that form the bulk of the transcription complex,named according to their molecular weights) are transcription factors that link the basal factors with regulatory proteins called activators (the red shapes). The activators bind to enhancer sequences at other locations on the DNA. The interaction of individual basal factors with particular activator proteins is necessary for proper positioning of the polymerase, and the rate of transcription is regulated by the availability of these activators. When a second kind of regulatory protein called a repressor (the purple shape) binds to a so-called silencer sequence located adjacent to or overlapping an enhancer sequence, the corresponding activator that would normally have bound that enhancer is no longer able to do so. The activator is thus unavailable to interact with the transcription complex and initiate transcription

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Bagaimana enhancer bekerja ?enhancer berada jauh dari genyang sedang diatur. Terikatnyaactivator (merah) ke enhancer menyebabkan activator berinteraksidengan factors transkripsi(hijau) yang berasosiasi dengan RNA polymerase, untuk kemudian mengaktivasi transkripsi.

    Factor Transkripsi dan enhancermemberikan flexibilitas yang besar untukkontrol ekspresi gen pada eukaryot.

    Kontrol transkripsi pada expresi gen eukaryotes dapat terjadi,meskipun terdapat packingDNA dalam nucleosomes.

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Capping & poly (A) tail

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Processing/splicing : Bagaimana spliceosomes memproses RNA ?Particle yang disebut snRNPs mengandung snRNA yang berinteraksi denganujung 5 dari intron. Beberapa snRNPs membentuk spliceosome. Ketikaintron membentuk loop, ujung 5 dipotong dan berikatan dengan sisi dekatujung 3 dari intron. Intron membentuk larik yang diikuti pemotongan ujung 3, dan exons dipotong. Spliceosome kemudian terlepas dan intron, berupa mRNA, terbentuk. Oleh sebab itu DNA dapat menjadi RNA berbeda.

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    TRANSLASI : Activating enzymes membaca kode genetikInisiasi dimulai dengan pengenalan rangkaian AUG, kemudian mengenaldan berikatan dengan molekul tRNA pada anticodons untuk asam amino yang khusus, seperti ACC untuk tryptophan, dengan cara ini activating enzymes mengikatkan molecules tRNA ke asam amino tertentu, setelah itubaru fase pemanjangan (elongation) dengan cara pembacaan yang sama .

    Initiation

    elongation

    SIGNAL START :

    AUG - Methionine

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Pada prokariot, proteins yang disebut faktor inisiasi memegang peranpenting dalam menempatkan ribosomal subunit kecil dan N-formylmethionine (tRNAfMet), molekul pada awal mRNA. Ketika tRNAfMet beradapada awal AUG codon dari mRNA, ribosomal subunit besar berikatan danmembentuk sisi P, A, and E untuk tempat urutan molekul tRNA terikat padaribosomes, dan synthesis polypeptida dimulai.

    Translokasi. Inisiasi tRNAfMet pada prokariot dan eukaryot terdapat padasisi P , dan kemudian ketika molecule tRNA dengan anticodon complementarberhadapan dengan mRNA codon untuk berikatan pada sisi A. fMetdipindahkan ke asam amino (Leu) yang baru datang, sejalan denganbergeraknya ribosome dengan rangkaian tiga nucleotides ke kanan, sepanjang mRNA. tRNAfMet pindah ke sisi E untuk keluar dari ribosom, rantai polipeptide bergerak ke sisi P , dan sisi A kembali terdedah dan siapuntuk berikatan dengan asam amino-tRNA.

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    TERMINASI

    Terminasi dari protein sintesis. Tidak ada tRNA dengan anticodoncomplementar terhadap salah satu dari codons signal terminasi, sepertiUAA, UAG, UGA nonsense codon ( Stop signals). Jadi ketika ribosommengenal codon terminasi, proses translokasi terhenti. Factor tertentumemfasilitasi dilepaskannya rantai polypeptide dengan memutuskan ikatancovalent yang menghubungkan polypeptide ke sisi P- tRNA.

    Langkah pertama pada protein sintesis adalah pembentukankompleks inisiasi. Setiap ribosome maju dan codon terekspose/ terdedah, maka tRNA dengan complementary anticodon terikat. Asam amino yang dibawa oleh tiap molekul tRNA ditambahkandiujung dari rantai Polypeptide.

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Enam tahap pengontrolan ekspresi gen pada eukariot.

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Overview dari protein sorting

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Gene information is processed differently in prokaryotes and eukaryotes. (a) Bacterial genes are transcribed into mRNA, which is translated immediately. Hence, the sequence of DNA nucleotides corresponds exactly to the sequence of amino acids in the encoded polypeptide. (b) Eukaryotic genes are typically different, containing long stretches of nucleotides called introns that do not correspond to amino acids within the encoded polypeptide. Introns are removed from the primary RNA transcript of the gene and a 5 cap and 3poly-A tail are added before the mRNA directs the synthesis of the polypeptide.

    TUGAS TERJEMAHAN

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Differences between Bacterial and Eukaryotic GeneExpression

    1. Most eukaryotic genes possess introns. With the exception of a few genes in the Archaebacteria, prokaryotic genes lack introns

    2. Individual bacterial mRNA molecules often contain transcripts of several genes. By placing genes with related functions on the same mRNA, bacteria coordinate the regulation of those functions. Eukaryotic mRNA molecules rarely contain transcripts of more than one gene. Regulation of eukaryotic gene expression is achieved in otherways

    3. Because eukaryotes possess a nucleus, their mRNA molecules must be completely formed and must pass across the nuclear membrane before they are translated. Bacteria, which lack nuclei, often begin translation of an mRNA molecule before its transcription is completed.

    4. In bacteria, translation begins at an AUG codon preceded by a special nucleotide sequence. In eukaryotic cells, mRNA molecules are modified at the 5 leading end after transcription, adding a 5 cap, a methylated guanosine triphosphate. The cap initiates translation by binding the mRNA, usually at the first AUG, to the small ribosomal unit.

    5. Eukaryotic mRNA molecules are modified before they are translated: introns are cut out, and the remaining exons are spliced together; a 5 cap is added; and a 3 poly-A tail consisting of some 200 adenine (A) nucleotides is added. These modifications can delay the destruction of the mRNA by cellular enzymes.

    6. The ribosomes of eukaryotes are a little larger than those of bacteria.

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    MILKING GOATS FOR DRUGS(ANTIBODIES)

  • 2005, RRE/AB,SITH ITB

    Misteri dari Protein Folding

    Alzheimer's, Cystic fibrosis, & Mad Cow serta bentukemphysema turunan, b