Upload
tiara-dwi-nurmalita
View
46
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TRANSKRIPSI PADA PROKARIOT
Oleh
Kelompok 14/Offering G
Tiara Dwi Nurmalita 120342400172
Wahidah Fitria Nur Maretta 120342400171
Transkripsi yang terjadi pada eukariot dan prokariot memiiki ciri yang
sama, perbedaannya terletak pada detailnya. Hal ini membuat para peneliti
menggunakan RNA polymerase E. coli untuk mempelajari perbedaan transkripsi
yang terjadi antara eukariot dan prokariot. Sebuah segmen DNA ditranskipsikan
untuk memproduksi sebuah molekul RNA. Segmen ini disebut sebagai unit
traskripsi. Unit tanskripsi mungkin saja sama
atau mirip dengan gen yang ada pada individu.
Traskripsi secara besar-besaran membawa kode
urutan dari beberapa gen yang berasal dari
bakteri.
Trankripsi dibagi menjadi tiga tahap,
yaitu tahap inisiasi, elongasi (pemanjangan), dan
terminasi. Rantai RNA baru yang dihasilkan
melalui transkripsi kemudian memasuki tahap
elongasi dan akan dibebaskan sebagai molekul
RNA pada tahap terminasi. Transkripsi terjadi
dari dari ujung 5’ ke 3’ secara berturut-turut dalam molekul mRNA. Sintesis DNA
secara terminologi selalu terjadi dari arah 5’ ke 3’. Transkripsi urutan DNA cocok
dengan segmen 5’ dan 3’ sehingga transkripsinya secara spesifik relatif terjadi
pada poin ini.
RNA polimerase: Kompleks enzim
RNA polimerase yang mengkatalisis transkripsi adalah kompleks,
multimerik protein. RNA polimerase dari E.coli memiliki bobot molekul sebesar
480.000 dan berisi 5 polipeptida. Dua dari 5 polipeptida ini mempunyai
gambar 1. Tiga tahap transkripsi
kesamaan, dengan demikian, enzim RNA polimerase memiliki empat jenis
polipeptida yang berbeda.
Faktor sigma (σ ) merupakan sebuah subunit yang hanya terlibat pada
tahap inisiasi dan tidak memiliki peran dalam pemanjangan rantai. Faktor σ
berfungsi untuk mengenali dan mengikat DNA polymerase untuk melakukan
transkripsi dalam DNA. Setelah rantai RNA melalui tahap inisiasi, faktor σ akan
dibebaskan dan rantai yang memasuki tahap pemanjangan akan dikatalis oleh
enzim inti (α2ββ ' ¿. Enzim inti yang tidak mengandung σ akan dikatalis oleh
sintesis RNA di dalam DNA template. Jika demikian enzim yang tidak
mengandung σ akan diinisiasi oleh rantai RNA secara acak dalam DNA.
Perbedaannya adalah holoenzim yang mengandung σ akan diinisiasi dalam rantai
RNA secara in vivo.
Inisiasi rantai-rantai RNA
Inisiasi rantai-rantai RNA terlibat dalam tiga tahap: (1) ikatan polimerase
holoenzim untuk wilayah promotor di DNA; (2) terbukanya 2 untai DNA local
oleh RNA polimerase; (3) pembentukan ikatan fosfodiester antara beberapa
ribonukleotida pada rantai RNA yang baru dibentuk. Holoenzim yang tersisa
melompat pada area promotor selama sintesis rantai 8 atau 9, lalu faktor sigma
dilepaskan, dan enzim inti memulai fase
pemanjangan sintesis RNA. Selama
inisiasi, rantai pendek dari 2-9
ribonucleotida disintesis dan dilepaskan.
Melalui konvensi, pasangan
nukleotida yang berada dalam dan
berdekatan dengan unit trankripsi relatif
dihitung dalam inisiasi transkripsi.
Pasangan nukleotida yang cocok dengan
ujung 5’ akan ditrankripsi terlebih
daupstream oleh RNA. Pasangan basa
yang diprediksi pada tahap inisiasi akan
diberikan tanda minus (-) kemudian gambar 2. Elongasi Rantai RNA yang dikatalis
oleh RNA polymerase pada E. coli
diberikan tanda plus (+) sebelum dipastikan. Urutan nukleotida yang
diprediksikan pada inisiasi disebut sebagai upstream sequences dan yang
mengikuti inisiasi disebut downstream sequences.
Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, sub unit sigma dari RNA
polimerase menghubungkan ikatannya ke promotor pada DNA. Ratusan promotor
E.coli yang telah diurutkan dan ditemukan hanya memiliki sedikit kesamaan. Dua
sekuen pendek di dalam promotor-promotor layak untuk dikonservasi dan
dikenali, namun hal ini jarang dikenali pada dua promotor yang berbeda. Titik
tengah dari dua sekuen yang dikonservasi terjadi pada pasangan nukleotida 10 dan
35, secara sendiri-sendiri, sebelum terjadi transkripsi dan inisiasi. Dengan
demikian, mereka disebut sekuen -10 dan sekuen -35.
Pemanjangan Rantai RNA
Pemanjangan rantai RNA dikatalisis oleh RNA polimerase
enzim inti, ini terjadi setelah melepas subunit σ (sigma). Perpanjangan kovalen
rantai RNA terjadi di dalam gelembung transkripsi, sebuah segmen DNA lokal
yang terbuka. Molekul RNA polimerase terdiri atas DNA yang terbuka dan
aktivitas DNA yang melilit segmen DNA lokal yang terbuka. Molekul RNA
polimerase secara terus-menerus tidak melilit dan DNA untai ganda berada di
depan tempat polimerisasi melilit kembali melengkapi untaian DNA, yang berada
di belakang tempat polimerisasi dan bergerak disepanjang untai ganda. RNA baru
yang dihasilkan dipindahkan dari untai cetakan DNA sebagai RNA polimerase
yang bergerak sepanjang molekul DNA.
Terminasi Rantai DNA
Terminasi rantai DNA terjadi ketika RNA polymerase bertemu dengan
sebuah sinyal terminal. Ketika terminasi terjadi, transkripsi menghasilkan molekul
RNA baru. Terdapat dua jenis terminal transkripsi pada E. coli, yaitu
rhodependent terminators dan rho-independent terminators. Rhodependent
terminators adalah terminator yang melibatkant protein ρ. Rho-independent
terminators merupakan terminator yang tidak terdapat keterlibatan ρ.
Rho-independent terminators terdiri dari GC yang diikuti oleg 6 atau lebih
pasangan basa AT dengan induk A berada pada urutan template. Daerah urutan
nukleotida GC yang terdiri atas kebalikan pengulangan urutan nukleotida pada
masing-masing untai DNA akan terbalik dan dilengkapi. Ketika ditranskripsikan,
daerah yang pengulangannya terbalik akan memproduksi RNA untai tunggal yang
urutan basanya berpasangan dan berbentuk struktur hairpin.
Struktur hairpin DNA segera setelah disintesis dari bagian yang berperan
dalam rantai RNA dan akan memperlambat pergerakan molekul RNA polymerase
sepanjang DNA. Pergerakan molekul RNA polymerase ini dapat menyebabkan
jeda di rantai yang diperpanjang. Sejak pasangan basa AU melemah, energi yang
lebih sedikit dibutuhkan untuk memisahkan basa pada rantai pasangan basa.
Pergerakan U setelah melalui daerah hairpin akan membebaskan rantai RNA
yang disintesis terbaru dari DNA template. Pembebasan ini terjadi kerena jeda
yang dibuat oleh RNA polymerase.
Mekanisme terminasi rho-dependent dari transkripsi mirip dengan
terminasi rho-independent yang keduanya melibatkan pembentukan ikatan
hidogen yang seperti struktur hairpin di upstream dari tempat terminasi. Pada
kedua kasus, struktur hairpin ini menghalangi pergerakan RNA polimerase yang
menyebabkan terjadinya jeda. Penghancur rho – dependent berisi 2 sekuen
tambahan: sepasang nukleotida 50-90 sekuen di upstream dari pembalikan sekuen
ulangan yang menghasilkan sebuah untaian RNA dengan jumlah C’s yang banyak
namun hanya bebrapa G’s, dan sebuah sekuen khusus yaitu tempat ikatan Rho
protein yang dinamakan rut, yang berada di dekat ujung salinan 3’.
Transkripsi Serentak, Translasi, dan Degradasi mRNA
Pada prokariota , translasi dan degradasi molekul mRNA sering dimulai
sebelum sintesis (transkripsi) selesai . sejak molekul mRNA disintesis, ditranslasi,
dan didegradasi pada arah ujung 5’ ke 3’, 3 proses dapat terjadi secara stimultan
pada molekul RNA yang sama. Pada prokariotik sintesis polipeptida tidak
dipisahkan oleh selubung nukleus dari tempat selubung mRNA. Ketika ujung 5’
dari sebuah mRNA telah disintesis, dapat dengan segera digunakan sebagai
cetakan untuk sintesis polipeptida.
Rujukan
Snustad, D.P. & Simmons M. J.. 2012. Principle of Genetics. United States of
America: John Wiley & Sons, Inc.