Pengertian Replikasi Dna 336r6i

Pengertian Replikasi DNA Replikasi adalah proses duplikasi DNA secara akurat. genom manusia pada satu sel terdiri sekitar 3 milyar dan pada saat replikasi harus diduplikasi secara akurat (persis tidak boleh ada yang salah). Replikasi adalah transmisi vertical (dari sel induk ke sel anak supaya informasi genetik yang diturunkan sama dengan sel induk). Replikasi hanya terjadi pada fase S (pada mamalia), Replikasi terjadi sebelum sel membelah dan selesai sebelum fase M. Salah satu sumber kesalahan DNA adalah pada kesalahan replikasi yang dipengaruhi oleh berbagai factor, diantaranya karena kondisi lingkungan dan kesalahan replikasi sendiri sehingga menyebabkan terjadinya mutasi. Supaya replikasi sel dari generasi ke generasi tidak terjadi kesalahan maka perlu ada repair DNA. Selain karena kesalahan replikasi, DNA juga sangat rentan terhadap bahan kimia, radiasi maupun panas (hal yang dapat menyebabkan mutasi pada DNA pada saat replikasi). Replikasi terjadi dengan proses semikonservatif karena semua DNA double helix. Hasil replikasi DNA double strand. Kedua DNA parental strand bisa menjadi template yang berfungsi sebagai cetakan untuk proses replikasi: Semikonservaative process. Primer strand : Pada 3’ dia akan melepaskan 2P dipakai sebagai energy untuk menempelkan, tetapi pada 5’ P tidak bisa dilepas karena ketiga P dibutuhkan sehigga tidak ada energy sehingga tidak pernah terjadi sintesis dari 3’-5’, tetapi dari 5’-3’, jadi yang menambah selalu ujung 3’ Perbedaan Replikasi DNA dan Trankripsi DNA yaitu : Enzim yang berperan dalam proses transkripsi dan replikasi berbeda Pada proses transkripsi, enzim yang berperan RNA polymerase. transkripsi DNA : terjadi pada saat akan terjadi sintesis protein (ekspresi gen); yang dipakai cetakan hanya salah satu untai DNA(3’-5’) replikasi DNA : sebelum fase mitosis (fase S) dalam siklus sel; kedua untai induk dipakai sebagai cetakan untuk di replikasi. DNA polymerase Pada proses replikasi DNA terdapat enzim sentral, yaitu DNA polymerase. Pada proses replikasi, DNA polymerase hanya bisa menempel pada gugus OH (hidroksil) dimana gugus OH hanya ada pada ujung 3’ sedangkan ujung 5’ adalah ujung fosfat. (ciri utama DNA polymerase). Ciri kedua: DNA polymerase tidak bisa mensintesis/ menempelkan DNA ke pasangan-nya kalau tidak ada primer (lokomotif). Sifat dari DNA polymerase dia hanya bisa mensintesis DNA dari arah 5’-3’ sehingga pertumbuhan dari 5’-3’ karena penambahan pada ujung 3’, dimana pada ujung 3’ ada ujung hidroksil. Ciri lain DNA polymerase: membutuhkan primer, tidak bisa mensintesis DNA tanpa adanya primer, primer yang dipakai adalah RNA (sekitar 4-5 basa dan dilanjutkan DNA). DNA yang dibutuhkan adalah DNA primase untuk meletakkan RNA pada tempatnya. DNA primase untuk mensintesis RNA sebagai lokomotif (4-5 basa). Bila lokomotif sudah jadi maka akan di-take over oleh DNA polymerase, dan yang ditambahkan adalah DNA. Pada Proses replikasi di butuhkan titik awal (replication origin) biasa di singkat ORI. Contoh pada plasmid (prokariot), terdapat proses replikasi yang dimulai pada replication origin dan mengembang sampai dihasilkan 2 plasmid yang sama persis. Tetapi pada eukariot (mamalia) lebih kompleks tetapi tetap membutuhkan replication origin. Pada mamalia ada beberapa replication origin (replication bubble) yang akan bergabung satu sama lain. DNA harus terbuka dahulu baru bisa digandakan. Origin replication disebut sebagai unique sequence yang merupakan pertanda sebagai tempat proses/titik mulai

terjadinya replikasi, dimana ada protein tertentu yang akan mengenali sequence. Pada bakteri (prokariot) hanya butuh satu titik ORI (origin of replication) sedangkan pada mamalia (eukariot) butuh beberapa ORI karena kalau hanya 1 ORI akan butuh waktu 3 minggu untuk mereplikasi 3 milyard DNA. Sehingga pada mamalia ada 30.000 titik ORI yang bekerja secara bersamaan sehingga fase S untuk replikasi hanya butuh beberapa jam saja. Untuk replikasi perlu sequence tertentu yaitu yang disingkat (ACS) merupakan urutan basa yang sangat terjaga karena urutan basa tersebut dikenali oleh protein Origin Recognition Complex (ORC) sehingga bila ORC mengenali sequence maka replikasi dapat dimulai. ORI lebih global sedangkan ACS sudah pada sequence (pada urutan basa tertentu). Replikasi terjadi pada fase S sedangkan transkripsi bisa terjadi pada fase S atau G1 dimana terjadi sintesis protein maka bisa terjadi transkripsi. Saat awal akan di mulainya repliaksi, pada G1 akhir ORC mengenali sequence ACS, kemudian ada molekul lain, juga helikase yang membentuk pre-replicative complex (preRC). selanjutnya pada fase S degradasi fosporilasi ORC, degradasi fosforilasi Cdc6 maka terbentuk bubble replication. Helikase membuka pilinan, topoisomerase yang memotong pada titik tertentu. secara singkat dalam siklus sel : Pada fase G2/M sudah ada 2 copy. Pada fase G1 persiapan, S proses replikasi, G2/M sudah selesai Sumber:

Proses replikasi DNA Pertama adanya replication origin, kemudian pembukaan local DNA helix dan adanya RNA primer synthesis. Replikasi:> ORC menempel pada ACS (ORI) :> sehingga pilinan membuka dengan bantuan helikase. Helikase akan menempel untuk membuka pilinan (helix). DNA double helix (bentuk terpilin). Untuk mereplikasi bila bentuknya terpilin tidak akan pernah bisa sehingga perlu dibuka pilinannya. Bila membuka pilinan pada salah satu ujung maka ujung yang lain akan semakin kuat pilinannya sehingga perlu daerah tertentu yang dipotong untuk membuka pilinan tesebut yang dilakukan oleh helikase. Perlu DNA primase untuk membuat RNA primer sintesis, karena DNA polymerase tidak bisa mensintesis tanpa ada primer. Kemudian terjadi proses replikasi. Karena arah DNA anti parallel maka perlu Leading-strand dan lagging strand. Dari ORI didapatkan 2 replication fork. Ada ORI dan helikase yang membuka pilinan terus sampai terbentuk replication bubble. Proses replikasi yang di perlukan utama: 1. ORI 2. Helikase 3. Replication bubble Selanjutnya perlu primase untuk membuka primary. Merah RNA, Biru DNA. Bubble semakin besar, replikasi berlanjut dan 1 ORI akan membentuk 2 replication fork.

Replication fork pada plasmid Terdapat 2 parental strand (run occusite direction) yang bersifat antiparalel: 5’-3’ dan 3’-5’. DNA polymerase hanya mensintesis/mempolimerasi dari arah 5’-3’. Satu strain bisa secara kontinyu disintesis yaitu yang 5’-3 (leading strain). Sementara yang 3’-5’ tidak bisa dibentuk, tetapi tetap harus dibentuk dengan 5’-3’, sehingga perlu satu strain yang terbentuk dari small discontinue peaces yang disebut sebagai lagging strain. Small peaces disebut okazaki fragmen. Pada leading strand karena arahnya sudah dari 5’-3’ maka tinggal menambah saja. Sedangkan pasangannya (lagging strain) karena arahnya 3’-5’ maka hanya diam, tetapi pada titik tertentu akan ditambahkan primase lagi dan akan mensintesis lagi dari arah 5’-3’ (okazaki fragmen: fragmen2 potongan kecil yang terjadi pada saat replikasi pada lagging strain)-> Pada lagging strand arahnya dari 3’-5’ Okazaki fragment: fragment potongan kecil pada saat replikasi yang terjadi pada lagging strand template. Yang terjadi pd Okazaki fragment (OF): kita punya RNA primer sehingga di OF ada RNA-DNA hybrid. Tetapi RNA harus dibuang oleh RNase H. Setelah itu untuk menggantikan RNA dibutuhkan polymerase delta (delta) yang bisa bersifat exonuclease tetapi juga bisa bersifat endonuclease, yaitu mereplace atau menempatkan dNTP. Pada saat RNA dibuang maka akan digantikan dengan DNA polymerase delta yang baru sampai hilang sama sekali. Tetapi masih belum lengkap karena masih ada celah sehingga perlu DNA ligase untuk menempelkan. Akhirnya diperoleh 2 strain yang sama persis. Protein yang dibutuhkan dalam replication fork yaitu: - Helicase: fungsinya untuk membuka (unwinding) parental DNA - Single-stranded DNA-binding protein: untuk menstabilisasi unwinding, untuk mencegah DNA yang single-stranded agar tetap stabil (tidak double straded lagi). - Topoisomerase: untuk memotong (breakage) pada tempat-tempat tertentu. DNA Polimerase yang memiliki DNA single-strand binding protein monomer yang bertugas untuk mencegah supaya DNA tidak hanya menempel dengan lawannya tetapi juga bisa membentuk hairpins. Karena sudah terbuka sehingga ada basa-basa tertentu yang saling berpasangan sehingga terbentuk hairpins. Supaya tidak terbentuk hairpins maka didatangkan single strand binding protein supaya tetap lurus dan tidak berbelok-belok. Topoisomerase, cirinya memotong DNA pada tempat tertentu sehingga mudah untuk memutar karena sudah dipotong. Tugasnya adalah memasangkan kembali DNA yang terpotong. Protein aksesori: Brace protein, : Replication factor C (RFC), supaya DNA polimerasenya menempelnya stabil (tidak mudah terlepas dari DNA template). Sliding-clamps protein, supaya kedudukannya stabil dan tidak goyang2. Proses pada leading dan lagging strand berlangsung secara bersamaan, tetapi proses pada lagging bertahap. Ada DNA polimerase dan sliding clamps. Sintesis terjadi pada leading strand terlebih dahulu. Pada tahap tertentu DNA primase akan ditambahkan sehingga clampsnya datang lagi. Setelah proses replikasi selesai maka RNA akan segera dibuang digantikan dengan DNA yang baru.

Perangkat untuk replikasi: DNA polimerasi, brace, clamp, DNA helicase, single-strand binding protein, primase, topoisomerase. Setelah direplikasi ujung DNA harus ada telomere (ujung DNA). Bila tidak ada telomere maka kromosom akan saling menempel sehingga kromosom tidak 46 tetapi dalam bentuk gandeng2 (tidak diketahui). Chromosome end: Pada lagging strand, di akhir replikasi ujungnya akan dihilangkan, RNA juga akan dihilangkan, sehingga hasil replikasi menjadi lebih pendek. Hal ini terjadi karena menggunakan primer RNA untuk proses replikasi, dan RNA primer setelah replikasi harus dibuang dan tidak bisa digantikan. Untuk mengatasinya maka diadakan telomerase yang dibuat berkali-kali. (slide 76: TTGGGGTTGGGTTGGGG). Telomer dibuat oleh enzim telomerase. Telomer: ujung yang merupakan non coding DNA sehingga kalau memendek tidak akan menjadi masalah karena tidak mengkode apapun. Telomer diadakan untuk mengantisipasi pada saat replikasi karena DNA akan memendek. EXTENDS 3’ PRIMARY GENE --> TELOMERE, dan enzim yang membuatnya : telomerase. Semua sel selain stem sel tidak punya telomere. Pada saat sel replikasi maka akan selalu memendek. Sampai pada suatu titik tertentu yang merupakan signal bagi sel untuk berhenti membelah. Karena kemampuan sel untuk membelah dibatasi oleh panjangnya telomerase. Pada saat telomere memendek sampai batas tertentu maka akan memberikan sinyal bagi sel untuk berhenti membelah. Sedangkan pada stem sel yang memiliki telomerase, maka kemampuan membelahnya tidak terbatas karena pada saat telomere habis maka telomerase akan membentuk telomere baru. Hal ini yang dimanfaatkan oleh sel kanker karena sel kanker memiliki telomerase sehingga sel kanker dapat terus membelah. Manusia memiliki kemampuan replikasi sel yang terbatas karena keterbatasan telomere, shg bila telomere habis sel akan berhenti membelah. Sumber: Berikut gambar Video proses Replikasi DNA

Replikasi DNA Replikasi DNA dimulai dengan membukanya DNA double helix pada suatu daerah yang disebut replication fork. Membukanya double helix ini disempurnakan oleh kerja enzim DNA helicase. Daerah membukanya double helix DNA ini, terlihat dengan mikroskop electron seperti gelembung (bubble), dan dengan demikan disebut sebagai suatu replication bubble. Bubble ini akan mengalami peningkatan ukurannya sejalan dengan bergeraknya replication fork pada DNA helix dalam dua arah Enzim yang berperan dalam proses replikasi adalah : 1.Topoisomerase: bertanggung jawab dalam proses dimulainya pembukaan double heliks DNA. Tegangan ikat pada struktur gulungan double heliks DNA dapat dipatahkan dengan penorehan (nicking)

salah satu untai DNA tunggal (topoisomerase I). Topisomerase II menoreh untai DNA duaduanya. Topoisomerases I dan II tetap berikatan dengan DNA setelah nicking. 2.Helicase; menyempurnakan proses membukanya double heliks, setelah gulungan supercoil dihilangkan oleh topoisomerase. Dua untai DNA ini secara alami ingin berikatan satu sama lain karena adanya afinitas ikatan hidrogen, dengan demikian, aktivitas helikase memerlukan energi dalam bentuk ATP untuk memisahkan menjadi dua untai DNA. 3.DNA polymerase: mengkatalisis pembentukan ikatan hidrogen antara nukleotida baru yang akan membentuk untai baru dengan nukleotida pada untai DNA lama yang berfungsi sebagai pencetak (template strand). mengkatalisis reaksi antara 5' phosphate pada nukleotida baru dan 3' OH bebas pada polinukleotida yang sedang dibentuk (ikatan phosphodiester). Sebagai hasilnya, untai baru DNA hanya dapat bertambah panjang pada arah dari 5' ke 3‘. Sekali lagi, untuk diketahui bahwa ikatan phosphodiester dibentuk antara gugus 3' OH pada gula dengan gugus 5' phosphate dari nukleotida yang baru. Terdapat beberapa bentuk polymerase DNA; DNA polymerase III bertanggungjawab dalam proses sintesis untai DNA baru. DNA polymerase adalah kelompok yang terdiri dari beberapa sub-unit protein yang berbeda (disebut holoenzyme). Enzim ini memiliki aktivitas proofreading, yaitu dapat memastikan bahwa enzim ini menyisipkan basa nitrogen yang tepat, dan memiliki aktivitas sebagai 3'à 5' exonuclease (excision of nucleotides) dengan demikian enzim ini dapat memotong bila terjadi kesalahan. 4.Primase, adalah bagian dari agregat protein yang disebut primeosome. Enzim ini berfungsi menempelkan primer RNA pendek ke untai tunggal/ single-stranded DNA untuk bertindak sebagai pengganti 3'OH bagi DNA polymerase sebagai tempat darimana memulai sintesis. Primer RNA ini pada akhirnya akan dibuang oleh RNase, dan gap/ tempat lowong ini akan diisi oleh kerja DNA polymerase I. 5.Ligase: mengkatalisis pembentukan ikatan phosphodiester antara 3'OH dan 5'phosphate yang berdekatan. Enzim ini dapat menyambung gap yang tidak tersambungketika RNA primer dibuang dan kemudian digantikan. 6.Single-stranded binding proteins: sangat penting untuk menjaga stabilitas dari replication fork. Single-stranded DNA adalah sangat labil, atau tidak stabil, oleh karena itu protein ini akan berikatan dengannya ketika masih dalam keadaan untai tunggal (single stranded) dan menjaganya agar tdk terdegradasi.

Materi Genetik Genom eukariota berada dalam nukleus sebagai kromatin. Bentuk padat kromatin disebut kromosom. Kromatin dibedakan berdasarkan daya serap terhadap zat warna menjadi: 1. Heterokromatin: yaitu kuat menyerap warna 2. Eukromatin: kromatin tersebut kurang kuat menyerap warna.

Kromatin berdasarkan lokasinya dapat dibedakan menjadi: 1. Kromatin perinuklear: yaitu kromatin yang berlokasi di sekeliling nucleolus 2. Kromatin intranukleolar: kromatin yang berada di dalam nucleolus 3. 3. Kromatin periferal: kromatin yang berikatan dengan selaput sel

Berdasarkan peranannya, heterokromatin dibedakan menjadi: 1. Heterokromatin fakultatif: DNA tidak selamanya dalam keadaan mampat, tetapi pada saatsaat tertentu kromatin terurai,dan pada saat terurai kromatin ini dapat disalin. 2. Heterokromatin konstitutif: DNA selamanya tidak aktif dan tetap berada dalam keadaan mampat

Kromatin terdiri dari DNA, RNA dan protein. Protein pada kromatin adalah protein histon dan non-histon. Protein non-histon pada kromatin merupakan protein struktural antara lain aktin, tubulin α dan tubulin β dan myosin. Di samping itu juga terdapat protein yang bersifat enzimatik seperti RNA polymerase, asetil transferase. Melalui pengamatan dengan mikroskop elektron, terlihat kromatin memiliki struktur seperti untaian manik-manik yang disebut nukleosom. Manik-manik berdiameter 10 nm dan filament penghubungnya berdiameter 2 nm. Nukleosom terdiri dari suatu pusat, DNA dan histon H1. Pusat merupakan empat pasang histon yaitu H2A, H2B, H3 dan H4. Pusat ini dililit oleh DNA sebanyak dua kali lilitan. DNA terdiri dari gula deoksiribosa, basa nitrogen dan fosfat. Basa nitrogen terdiri dari purin (adenine dan guanin) dan pirimidin (sitosin dan timin). Bertindak sebagai tulang punggung rantai DNA adalah gula dan fosfat. Struktur DNA adalah double heliks dengan gula-fosfat berada di luar. Dua buah pilinan dihubungkan dengan ikatan hidrogen antara basa-basa DNA. Basa adenine (A) berpasangan dengan timin (T) dengan dua ikatan hidrogen, sedangkan basa sitosin (C) berpasangan dengan basa guanine (G) melalui tiga ikatan hidrogen. DNA prokariot berbentuk sirkular. Di dalam sel bakteri, DNA dikemas dalam bentuk nukleoid. Di dalam sel yang laju sintesisnya tinggi, permukaan nukleoid bergelombang, sedang nukleoid yang tidak aktif tampak padat. Jika sintesis tinggi, DNA mengurai dari nukleoid untuk menyediakan cetakan. Nukleoid selain mengandung DNA juga mengandung RNA dan protein terutama RNA polymerase. Protein dan RNA nukleoid menjaga agar DNA tetap dalam keadaan bergelung. Jika nukleoid diberikan RNAse, DNA akan terurai. Pada virus, informasi genetik tidak hanya berada dalam bentuk DNA. RNA juga mempunyai kemampuan genomik. Virus mengandung DNA atau RNA. DNA membawa informasi genetik dan bagian DNA yang membawa ciri khas yang diturunkan disebut gen. Perubahan yang terjadi pada gen akan menyebabkan terjadinya perubahan pada produk gen tersebut. Gen sering juga diartikan sebagai ruas DNA yang menghasilkan produk gen yang berupa enzim yang dikenal dengan teori satu gen satu enzim. Karena enzim dapat merupakan kombinasi polipeptida..maka teori tersebut diubah menjadi satu gen satu polipeptida.

Konsep dasar menurunnya sifat secara molekuler adalah merupakan aliran informasi dari DNA ke RNA ke urutan asam amino. Konsep dasar ini disebut sebagai dogma genetik. Pada dogma genetik juga tercermin cara mempertahankan ciri khas supaya tetap sama melalui proses replikasi. Dogma genetik ini bersifat universal yang berlaku baik bagi prokariot maupun eukariot. Replikasi DNA Sebelum sel membelah, DNA harus direplikasi dalam fase S dari siklus sel. Proses replikasi melibatkan enzim polymerase. Proses ini melibatkan pembukaan utas ganda DNA, sehingga memungkinkan terjadinya perpasangan basa untuk membentuk utas baru. Pembentukan utas komplementer terjadi melalui perpasangan basa antara A dengan T dan G dengan C. Dalam replikasi DNA, setiap utas DNA lama berperan sebagai cetakan untuk membentuk DNA baru. Model DNA Watson dan Crick menyatakan bahwa saat double heliks bereplikasi, masingmasing dari kedua molekul anak akan mempunyai satu untai lama yang erasal dari satu molekul induk dan satu untai yang baru. Model replikasi ini disebut model semikonservatif. Model lainnya adalah model konservatif dimana molekul induk tetap dan molekul baru disintesis sejak awal. Model ketiga disebut model dispersif yaitu bahwa keempat untai DNA, setelah replikasi double heliks, mempunyai campuran anatara DNA baru dan DNA lama. Pengujian yang dilakukan oleh Meselson dan Stahl menunjukkan bahwa replikasi DNA terjadi secara semikonservatif. Daerah penggandaan bergerak sepanjang DNA induk membentuk replication fork. Pada daerah ini, kedua utas DNA yang baru, disintesis dengan bantuan sekelompok enzim, salah satunya adalah DNA polimerase. Sintesis DNA tidaklah berjalan secara kontinu pada kedua utas cetakan. Hal ini karena kedua utas DNA tersusun sejajar berlawanan arah atau antiparalel. Maka utas DNA baru akan tumbuh dari 5′ – 3′ sedang yang lainnya dari 3′ – 5′ pada cetakan. Sintesis dari 3′ – 5′ tidak mungkin dilakukan karena tidak ada DNA polymerase untuk arah 3′ – 5′. Replikasi DNA pada cetakan 3′ – 5′ terjadi seutas demi seutas dengan arah 5′ – 3′ yang berarti replikasi berjalan meninggalkan replication fork. Utas-utas pendek tersebut kemudian dihubungkan oleh enzim ligase DNA. Dalam replikasi DNA terdapat utas DNA yang disintesis secara kontinu yang terjadi pada cetakan 5′ – 3′. Utas DNA yang disintesis secara kontinu ini disebut utas utama atau leading strand. Sedangkan utas DNA baru yang disintesis pendek-pendek seutas-demi seutas disebut utas lambat atau lagging strand. Utasutas pendek atau fragmen-fragmen pendek yang terbentuk disebut fragmen Okazaki. Sintesis pada leading strand memerlukan molekul primer pada permulaan replikasi Setelah replication fork terbentuk, polymerase akan bekerja secara kontinu sampai utas DNA baru selesai direplikasi. Pada sintesis lagging strand, diperlukan enzim lain primase DNA. Setelah utas DNA terbuka untuk melakukan replikasi, dan setelah terbuka pada lagging strand, utas harus dijaga agar tetap terbuka. Jadi dalam proses replikasi DNA melibatkan beberapa protein baik berupa enzim maupun non-enzim yaitu : 1. Polimerase DNA : enzim yang berfungsi mempolimerisasi nukleotida-nukleotida

2. 3. 4. 5.

Ligase DNA : enzim yang berperan menyambung DNA utas lagging Primase DNA : enzim yang digunakan untuk memulai polimerisasi DNA pada lagging strand Helikase DNA : enzim yang berfungsi membuka jalinan DNA double heliks Single strand DNA-binding protein : mestabilkan DNA induk yang terbuka

Replication fork berasal dari struktur yang disebut replication bubble yaitu daerah menggelembung tempat pilinan DNA induk terpisah untuk berfungsi sebagi cetakan pada sintesis DNA. Transkripsi Transkripsi DNA merupakan proses pembentukan RNA dari DNA sebagai cetakan. Proses transkripsi menghasilkan mRNA, rRNA dan tRNA. Pembentukan RNA dilakukan oleh enzim RNA polymerase. Proses transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu : 1. Inisiasi : enzim RNA polymerase menyalin gen, sehingga pengikatan RNA polymerase terjadi pada tempat tertentu yaitu tepat didepan gen yang akan ditranskripsi. Tempat pertemuan antara gen (DNA) dengan RNA polymerase disebut promoter. Kemudian RNA polymerase membuka double heliks DNA. Salah satu utas DNA berfungsi sebagai cetakan.

Nukleotida promoter pada eukariot adalah 5′-GNNCAATCT-3′ dan 5′- TATAAAT-3′. Simbul N menunjukkan nukleotida (bisa berupa A, T, G, C). Pada prokariot, urutan promotornya adalah 5′-TTGACA-3′ dan 5′-TATAAT-3′. 1. Elongasi : Enzim RNA polymerase bergerak sepanjang molekul DNA, membuka double heliks dan merangkai ribonukleotida ke ujung 3′ dari RNA yang sedang tumbuh. 2. Terminasi : terjadi pada tempat tertentu. Proses terminasi transkripsi ditandai dengan terdisosiasinya enzim RNA polymerase dari DNA dan RNA dilepaskan.

mRNA pada eukariota mengalami modifikasi sebelum ditranslasi, sedangkan pada prokariota misalnya pada bakteri, mRNA merupakan transkripsi akhir gen. mRNA yang baru ditranskrip ujung 5′nya adalah pppNpN, dimana N adalah komponen basa-gula nukleotida, p adalah fosfat. mRNA yang masak memiliki struktur 7mGpppNpN, dimana 7mG adalah nukleotida yang membawa 7 metil guanine yang ditambahkan setelah transkripsi. Pada ujung 3′ terdapat pNpNpA(pA)npA. Ekor poli A ini ditambahkan berkat bantuan polymerase poli (A). tetapi mRNA yang menyandikan histon, tidak memiliki poli A. Hasil transkripsi merupakan hasil yang memiliki intron (segmen DNA yang tidak menyandikan informasi biologi) dan harus dihilangkan, serta memiliki ekson yaitu ruas yang membawa informasi biologis. Intron dihilangkan melalui proses yang disebut splicing. Proses splicing terjadi di nukleus. Splicing dimulai dengan terjadinya pemutusan pada ujung 5′, selanjutnya ujung 5′ yang bebas menempelkan diri pada suatu tempat pada intron dan membentuk struktur seperti laso yang terjadi karena ikatan 5′-2′fosfodiester. Selanjutnya tempat pemotongan pada ujung 3 terputus sehingga dua buah ekson menjadi bersatu. rRNA dan tRNA merupakan hasil akhir dari proses transkrips, sedangkan mRNA akan mengalami translasi.

tRNA adalah molekul adaptor yang membaca urutan nukleotida pada mRNA dan mengubahnya menjadi asam amino. Struktur molekul tRNA adalah seperti daun semanggi yang terdiri dari 5 komponen yaitu 1. Lengan aseptor: merupakan tempat menempelnya asam amino, 2. Lengan D atau DHU: terdapat dihidrourasil pirimidin, 3. Lengan antikodon: memiliki antikodon yang basanya komplementer dengan basa pada mRNA 4. Lengan tambahan 5. Lengan TUU: mengandung T, U dan C

Translasi Pada prokariota yang terdiri dari satu ruang, proses transkripsi dan translasi terjadi bersamasama. Translasi merupakan proses penerjemahan kodon-kodon pada mRNA menjadi polipeptida. Dalam proses translasi, kode genetic merupakan aturan yang penting. Dalam kode genetic, urutan nukleotida mRNA dibawa dalam gugus tiga – tiga. Setiap gugus tiga disebut kodon. Dalam translasi, kodon dikenali oleh lengan antikodon yang terdapat pada tRNA. Mekanisme translasi adalah: 1. Inisiasi. Proses ini dimulai dari menempelnya ribosom sub unit kecil ke mRNA. Penempelan terjadi pada tempat tertentu yaitu pada 5′-AGGAGGU-3′, sedang pada eukariot terjadi pada struktur tudung (7mGpppNpN). Selanjutnya ribosom bergeser ke arah 3′ sampai bertemu dengan kodon AUG. Kodon ini menjadi kodon awal. Asam amino yang dibawa oleh tRNA awal adalah metionin. Metionin adalah asam amino yang disandi oleh AUG. pada bakteri, metionin diubah menjadi Nformil metionin. Struktur gabungan antara mRNA, ribosom sub unit kecil dan tRNA-Nformil metionin disebut kompleks inisiasi. Pada eukariot, kompleks inisiasi terbentuk dengan cara yang lebih rumit yang melibatkan banyak protein initiation factor. 2. Elongation. Tahap selanjutnya adalah penempelan sub unit besar pada sub unit kecil menghasilkan dua tempat yang terpisah . Tempat pertama adalah tempat P (peptidil) yang ditempati oleh tRNA-Nformil metionin. Tempat kedua adalah tempat A (aminoasil) yang terletak pada kodon ke dua dan kosong. Proses elongasi terjadi saat tRNA dengan antikodon dan asam amino yang tepat masuk ke tempat A. Akibatnya kedua tempat di ribosom terisi, lalu terjadi ikatan peptide antara kedua asam amino. Ikatan tRNA dengan Nformil metionin lalu lepas, sehingga kedua asam amino yang berangkai berada pada tempat A. Ribosom kemudian bergeser sehingga asam amino-asam amino-tRNA berada pada tempat P dan tempat A menjadi kosong. Selanjutnya tRNA dengan antikodon yang tepat dengan kodon ketiga akan masuk ke tempat A, dan proses berlanjut seperti sebelumnya. 3. Terminasi. Proses translasi akan berhenti bila tempat A bertemu kodon akhir yaitu UAA, UAG, UGA. Kodon-kodon ini tidak memiliki tRNA yang membawa antikodon yang sesuai. Selanjutnya masuklah release factor (RF) ke tempat A dan melepaska rantai polipeptida yang terbentuk dari tRNA yang terakhir. Kemudian ribosom berubah menjadi sub unit kecil dan besar.

Slide Materi genetik (PPT) Pustaka:

Albert, B., D. Bray, J. lewis, M. Raff, K. Roberts, J.D. Watson. 1994. Molecular Biology of the cell. Garland Publishing, Inc, New York. Campbell, N.A., Reece, J.B., Mitchell, L.G. 2002. Biologi. Alih bahasa lestari, R. et al. safitri, A., Simarmata, L., Hardani, H.W. (eds). Erlangga, Jakarta. Reksoatmodjo, S.M.I. 1993. Biologi Sel. Departemen Pendidikan dan kebudayaan, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Proyek Pembinaan Tenaga Kependidikan, Pendidikan Tinggi. Watson, J.D., T.A. Baker, S.P. Bell, A. Gann, M. Levine, R. Losick. 2008. Molecular Biology of The Gene. Pearson Education, Inc, San Francisco.

BIOTEK o o o

o o o o o o

Home Kultur Jaringan Tanaman Biologi Sel  Sel  Genom Prokariot dan Eukariot  Membran Sel  Sel Komunikasi  Mitokondria  Kloroplas dan Fotosintesis  Siklus Sel  Nukleus dan Materi Genetik  Nukleus  Materi Genetik  Teknik – teknik untuk mempelajari sel.  Teknik molekuler  Penelitian di bidang Biologi Sel Analisis Molekuler Bioteknologi dan Rekayasa Genetik Tanaman Genetika dan Pemuliaan Tanaman Video Virtual Lab s

Links o o

Fakultas Pertanian Universitas Udayana

Statistik DIVINKOM 2008 - Universitas Udayana