Sistem Transkripsi pada Prokariyot dan Eukaryot

Transkripsi merupakan suatu proses penyalinan kode-kode genetik yang ada

pada urutan DNA menjadi bahan molekul RNA. Proses Transkripsi akan mengawali

ekspresi sifat-sifat genetik yang kemudian akan menjadi faktor penentu sifat-sifat gen

secara fenotip. Beberapa komponen yang terlibat dalam proses transkripsi adalah :

1. Urutan DNA Gen yang akan di ekspresikan

Urutan DNA yang akan ditranskripsikan yaitu gen lengkap yang akan

diekspresikan. Gen lengkap terdiri dari :

a. daerah pengendali (promotor) terletak diujung ‘5 berperan dalam

pengendalian proses transkripsi.

b. bagian struktural terletak disebelah hilir promoter yang mengandung urutan

kode genetik DNA yang akan ditranskripsikan.

c. bagian terminator yang terletak hilir bagian struktural berperan dalam

mengakhiri (terminasi) porses transkripsi.

2. Enzim RNA polymerase yang mengkatalisis proses traskripsi ditandai dengan

pelepasan RNA dari DNA yang ditranskripsikan.

3. Faktor transkripsi

4. Prekursor untuk sintesis RNA yaitu 5’-trifosfat ATP, GTP, CTP, UTP.

Tahapan secara umum Sintesis RNA (transkripsi) :

penempelan faktor-faktor yang mengendalikan transkripsi pada promoter > terbentuk

kompleks promootor yang terbuka > RNA polimerase membaca cetakan (kode DNA)

> pengikatan nukleotida yang sesuai> pemanjangan untai RNA > terminasi

(pengakhiran) > pelepasan RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsikan.

Dalam proses transkripsi suatu gen, molekul RNA yang akan disintesis adalah :

- mRNA : molekul RNA yang urutannya diterjemahkan menjadi urutan asam

amino suatu polipoeptida

- tRNA : molekul yang menyusun ribosom yang merupakan organel tempat

sintesis protein

- rRNA : molekul RNA yang membawa asam amino yang akan dipolimerasikan

dalam proses sintesis protein

Nama : Luky Wahyu Sipahutar

Nim : 1309200120014

Mekanisme dasar transkripsi genetik pada eukaryote tidak jauh berbeda

dengan yang terjadi pada prokaryot. Secara genetis, jasad eukryot yang paling

sederhana mempunyai organisasi sel yang lebih kompleks dibandingkan prokaryot.

Gen-gen pada jasad eukaryot bersifat mosistronik yang artinya transkripsi yang

dihasilkan hanya mengkode satu macam produk ekspresi. Pada eukaryote tidak

dikenal adanya sistem operon, gen-gen tersebar luas pada kromosom. Banyak gen

eukaryot yang bagian strukturnya bersalang-seling antar sekuens yang mengkode

suatu urutan yang spesifik (ekson) dan yang tidak mengkode suatu urutan spesifik

(intron).

Transkripsi pada sel eukaryot diawali dengan pencetakan informasi genetik

dalam bentuk kode DNA didalam inti sel oleh mRNA. pembentukan mRNA dari pita

DNA dibantu oleh enzim polimerase.

RNA polimerase melekat pada molekul DNA > double heliks sedikit terbuka >

terbukanya pita DNA akibatnya basa-basa dari salah satu pita terbebas > pasangan

basa menyusun mRNA (T dari DNA membentuk A pada mRNA) > mRNA yang

sudah selesai di cetak meninggalkan inti sel menuju sitoplasma dan melekat pada

Ribosom > sintesis protein.

Perbedaan gen struktur prokaryot dengan eukaryot adalah prokaryot tidak

mengandung intron kecuali pada beberapa archaea sedangka pada eukaryot sering

dijumpai keberadaan intron meskipun tidak semuanya. Perbedaan sistem transkripsi

prokaryot dengan eukaryot adalah yaitu pada prokaryot mRNA yang dihasilkan

adalah satu transkip terkandung lebih dari satu rangkaian kodon untuk polipeptida

(polisistronik), sedangkan eukaryot mRNA satu transkip yang dihasilkann membawa

satu macam kodon untuk satu polipeptida (monosistronik).

Pada jasad eukaryot terdapat 3 macar RNA polimerase yang bertanggung

jawab dalam proses transkripsi tiga kelas gen :

1. transkripsi oleh RNA polimerase I meliputi pengkodean 18S rRNA dan 28S rRNA

dan 5,8S rRNA (Gen kelas I). Gen kelas I ditranskripsikan tetapi tidak ditranslasikan.

2. transkripsi oleh RNA polimerase II meliputi semua gen yang mengkode protein dan

beberapa RNA yang berukuran kecil dalam nukleus (Gen kelas II). Gen kelas II

bersifat monosistronik dengan urutan nukleotida yang secara umum tidak

ditranslasikan dalam bentuk asam amino disebut intron dan urutan nukleotida yang

ditranslasikan dalam bentuk asam amino disebut ekson.

3. transkripsi oleh RNA polimerase III meliputi gen-gen yang mengkode tRNA, 5S

rRNA dan beberapa RNA kecil yang dalam nukleus (Gen kelas III). Gen terletak

dalam suatu kelompokan dan berulang, terbagi atas 2 kolompok gen yaitu gen kelas

III klasik (promotor pada bagian dalam gen strukturnya) dan gen kelas III nonklasik

(mirip dengan gen kelas II dengan promotornya dibagian dalam sel dan bersifat

lemah)

Pengendalian Ekspresi Genetik Pada Prokariyot dan Eukaryot

Pengendalian ekspresi gen merupakan sistem yang menentukan kapan suatu

gen diaktifkan dan diekspresikan untuk menghasilkan suatu produk ekspresi. ada 2

sistem penganktivan ekspresi gen yaitu secara konstitutif dan induktif.

konstitutif : ekspresi gen yang terjadi secara terus menerus dan tidak tergantung pada

faktor lain. seperti kelompok gen yang bertanggung jawab dalam metabolism

energidasar.

induktif : gen hanya bias diekspresikan jika ada sesuatu yang menginduksinya atau

ada sesuatu keadaan yang memungkinkan untuk ekspresi.

Pada sel prokaryot ada sel yang diekspresikan secara bersama-sama dengan

menggunakan satu promoter yang sama (kelompok operon). sebaliknya pada sel

eukaryot sel yang diekspresikan diatur satu promoter yang tersendiri.

Pengendalian ekspresi genetik sangat penting dilkukan agar sel tidak

kehilangan banyak energi dan mengontrol laju pertubuhan sel. dikenal 2 sistem

pengendalian ekspresi gen. 1) pengendalian positif suatu operon yaitu operon dapat

diaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator 2) pengendalian positif operon yaitu

operon dinonaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator. produk gen regulator terdiri

dari 2 masam yaitu :

- aktifator : berperan dalam pengendalian secara positif

- repressor : berperan dalam pengendalian secara negatif

Pada sel eukaryot pengendalian ekspresi genetik dapat ditinjau dari 3 sisi yaitu 1)

sinyal pengandalian ekspresi melibatkan semua molekul yang terkait dalam

pengendalian ekspresi. 2) arah pengendalian ekspresi meliputi inisiasi,

perpanjangan transkripsi, pengakhiran trasnkripsi dan proses setelah transkripsi

(tranlasi dan pasca-translasi). 3) mekanisme pengendalian ekspresi meliputi

proses-proses secara rinci pengendalian ekspresi.

Sinyal pengendali ekspresi genetik pada eukaryot dikelompokkan menjadi

dua yaitu 1) RNA polimerase sebagai protein utama yang melakukan transkripsi dan

2) protein-protein pembantu yang meliputi faktor transkripsi, protein yang berikatan

dengan nukleotida spesifik dan protein yang terlibat dalam translasi menjadi

polipeptida.

Translasi

Translasi merupakan proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada

molekul mRNA menjadi rangkaian asam amino sehingga terbentuk protein atau

polipeptida. Dalam hal ini molekul RNA yang ditranslasikan adalah molekul rRNA

yang merupakan salinan dari DNA.

Proses translasi secara umum yaitu : Translasi terjadi didalam ribosom >

ribosom membaca kode mRNA dengan bantuan tRNA didalam sitoplasma > didalam

sitoplasma tRNA bertugas memindahkan asam amino ke ribosom dengan bantuan

ATP > Ujung bebas tRNA memiliki tiga basa nitrogen yang mengikat asam amino

tertentu (antikodon) yang nantinya akan berhubungan dengan tiga basa pada pita

mRNA (kodon) > Anti kodon berikatan sesuai dengan pasangan basa dari kodon >

ketika suatu unit tRNA melepaskan asam amino ribosom akan bergerak sepanjang

mRNA > tRNA yang telah melepaskan asam amino kemudian meninggalkan ribosom

> terbebas ke sitoplasma untuk selanjutnya mengikat asam amino lain yang telah

diaktifkan oleh ATP.

translasi meliputi tiga tahapan yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi :

1. tahap inisiasi meliputi peletakan sub unit ribosom dan molekul tRNA met (asam

amino metionin pada prokaryot formil metionin) diujung mRNA. Saat tRNA met

telah diletakkan pada potongan kodon pertama oleh mRNA sub unit ribosom

kemudian di ikat.

2. tahap elongasi (perpanjangan) meliputi pelengkapan anti kodon oleh tRNA ke

kodon mRNA sehingga terjadi pembentukan rantai polipeptida.

3. tahap terminasi merupakan tahapan pemberi sinyal penghentian. Pada proses

terminasi tRNA yang mempunyai antikodon berperan sebagai sinyal berpasangn

dengan salah satu dari 3 kodon mRNA dan mencapai posisi A pada ribosom.

pada sel eukaryote faktor inisiasi translasi yang diperlukan adalah eIF-1,-2,-3,

-5, -6. faktor eIF-3 mengubah subunit kecil ribosom eukryot 40S menjadi suatu

bentuk yang siap menerima amioasil-tRNA. Faktor pertama dalam Inisiasi translasi

pada sel prokaryot yatiu penggabungan mRNA, subunit 30S, dan formilmetionil-

tRNA yang membentuk komplek inisiasi 30S.

Mekanisme translasi memiliki sistem untuk melakukan koreksi jika ada

kesalahan dalam penggabungan aminoasil tRNA pada ribosom. jika terjadi kesalahan

pada saat aminoasil-tRNA melekat pada sisi ribosom maka tRNA tersebut akan

dikeluarkan ke ribosom. Sistem koreksi ini disebut dengan proofreading. Akurasi

sistem translasi ditentukan oleh 2 hal yaitu pada saat penambahan muatan pada tRNA

dan pada saat aminoasil-tRNA melekat pada sisi ribosom.