Resume 9 Matakuliah Genetika

Download Resume 9 Matakuliah Genetika

Post on 02-Oct-2015

65 views

Category:

Documents

13 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

resume genetika

TRANSCRIPT

EKSPRESI MATERI GENETIKA : KONTROL GENETIK TERHADAP RESPON IMUN

RESUME

Untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Genetika LanjutYang Dibina oleh Prof. Dr. A.D. Corebima, M.Pd

Disusun Oleh:OFFERING D

NURIL MAGHFIROH (140341807614)RACHMAYANI ARDIANSYAH (140341807566)

UNIVERSITAS NEGERI MALANGPROGRAM PASCASARJANAPROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGIMARET 2015KONTROL GENETIK TERHADAP RESPON IMUN

Ketika subtansi asing (antigen) memasuki aliran darah manusia, maka tubuh manusia atau mamalia akan memicu mekanisme pertahanan yang disebut respon imun, yang menghasilkan protein yang disebut dengan antibodi. Antibodi akan mengikat antigen secara spesifik. Ada sekuen DNA yang mengkode susunan antobodi yang dihasilkan oleh sistem imun diferensiasi sel-sel penghasil antibodi dengan terjadinya penyusunan kembali set baru genom (rearrangements genome).

Komponen Sistem Imun Terdapat tiga tipe sel darah putih yang berperan dalam respon imun pada vertebrata. Yaitu:a. Limfosit B (disebut sel B karena diproduksi di dalam sumsum tulang (bone marrow))b. Limfosit T (disebut sel T karena di produksi dalam kelenjar timus)c. Makrofag. Antibodi disintesis oleh Limfosit B dan disekresikan pada membrane permukaan sel B. Selama respon imun humeral, antibodi-antibodi mengikat antigen bebas dalam sistem sirkulasi dan mengaglutinasi antigen-antigen tersebut. Komplek antobodi-antigen yang dihasilkan kemudian dicerna dan di degradasi oleh makrofag.

Gambar 1. Mekanisme Kerja Antibodi

Struktur Antibodi

Gambar 2. Struktur AntibodiAntibodi merupakan kelas protein yang disebut dengan Immunoglobulin. Masing-masing antibodi merupakan tetramer yang berisi 4 polipeptida. dua rantai terang yang identik, dan dua rantai berat yang identik digabungkan oleh ikatan disulfida. Rantai terang berisi 220 asam amino, dan rantai berat berisi 440-450 asam amino. Setiap rantai memiliki daerah variabel sekuen asam amino berselang seling diantara antibody spesifik untuk antigen yang berbedaDaerah protein yang membawa fungsi khusus disebut Domain. Masing masing antibodi memiliki dua sisi pengikatan antigen atau domain, masing-masing membentuk daerah variabel yang terdiri dari satu rantai terang dan satu rantai berat. Daerah konstan berisi dua rantai berat yang berinteraksi untuk membentuk domain ketiga disebut efektor function domain, yang bertanggung jawab untuk interaksi dari antibodi dengan komponen lain sistem imun. Terdapat 5 kelas antibodi (IgM, IgD, IgM, IgE, dan IgA). Kelima kelas antibodi fungsinya ditentukan oleh sturktur dari rantai berat daerah konstan. Contohnya: IgD antibodi biasanya menyisakan ikatan di permukaan sel dan disekretkan di aliran darah. Rantai terang memiliki dua tipe lamda dan kappa. Antibodi memiliki pengikatan antigen yang spesifik sebagai penentu daerah variabel dari empat rantai tetapi fungsinya berbeda.

Rantai Terang KappaSintesis kappa dikontrol oleh 3 segmen gen yang berbeda. 1) Vk segmen gen, mengkode N0 terminal 95 asam amino daerah variabel, 2) Jk segmen gen, mengkode, 13 asam amino terakhir dari daerah variabel. 3) Ck segmen gen mengkode C-terminal daerah konstan. Selama perkembangan Limfosit B, gen khusus rantai terang kappa akan diekspresikan di dalam sel yang dirakit dari satu segmen Lk - Vk satu Jk segmen dan satu Ck segmen oleh proses rekombinasi somatik.

Rantai Terang LambdaGen Rantai terang lamda juga dirakit dari segmen yang terpisah selama limfosit B berkembang. 5% antibodi tikus yang memiliki rantai terang lambda. 40% dari antibodi pada manusia yang memiliki rantai terang lambda.

Rantai Berat Informasi genetik untuk antibodi rantai berat di organisasi ke dalam Lh-Vh, Jh, dan Ch. segmen gen beranalog dengan rantai terang kappa, tetapi ada satu penambahan segmen gen yang disebut dengan D untuk keanekaragaman diversity yang mengkode 12-13 asam amino dari daerah variabel. Daerah variabel dari rantai berat mengkode 3 segmen gen yang terpisah yang harus bergabung selama limfosit B berkembang.

Keanekaragaman Antibodi: Jalur Alternatif Splicing TranskripsiDiferensiasi limfosit B berlangsung saat pemrosesan splicing RNA, limfosit B tertentu yang telah matang menghasilkan antibodi IgM dan IgD. Antibodi-antibodi tersebut hanya berbeda pada fungsi efektor domainnya, sedangkan sisi pelekatan domain antigennya identik, yang ditentukan oleh kesamaan segmen gen yang menyatu misalnya VKJK atau (VJ) dan VHDJH.Tahap selanjutnya dari sintesis antibodi adalah tahap produksi antibodi terikat membran dan bentuk antibodi yang disekresikan. Antibodi pertama yang tampak pada perkembangan limfosit B adalah molekul IgM terikat membran, selanjutnya sel-sel tersebut di switch untuk memproduksi bentuk IgM yang disekresi. Sekuen pengkode (ekson) segmen gen CH diinterupsi oleh sekuen gen nonkoding (intron). Segmen gen CH mengandung 4-6 ekson dan 3-5 intron. Dalam antibodi terikat membran, rantai berat daerah konstan dihasilkan melalui splicing semua ekson bersama-sama. Dua ekson terakhir mengkode ekor hidrofobik pada rantai berat terikat membran. Selama sintesis bentuk terikat membran, ekson CH kelima disambungkan pada kodon 20 dari ujung ekson keempat.

Signal Sekuen Mengkode Penyusunan Kembali GenSekuen sinyal mengontrol V-J, V-D dan penggabungan D-J mengandung 7 pasang basa (heptamer) dan 9 pasang basa (nanomer) panjang sekuens dipisahkan oleh spacer pembeda namun panjangnya spesifik. Untuk penggabungan Vk-Jk spacer pada sekuen sinyal Vk adalah 12 pasang panjang nukleotida, sedangkan pada Jk adalah 22 pasang panjang nukleotida. Sekuen heptamer dan nanomer berlokasi setelah segmen gen Vk komplementer (kecuali satu pasangan basa) dengan segmen gen Jk sebelumnya. Sekuen sinyal memiliki potensi untuk struktur stem and loop yang membawa gen Vk dan Jk untuk bergabung. Penggabungan hanya akan terjadi ketika sekuen sinyal mengandung 12 pasang basa spacer dan yang lainnya mengandung 22 pasang basa spacer

Keragaman Antibodi: Tempat Bergabung dan Mutasi SomatikAdanya keanekaragaman sekuen asam amino pada molekul antibodi dengan sekuen segmen gen yang diprediksi mengkode antibodi tersebut menunjukkan bahwa terdapat lebih banyak variasi sekuen asam amino pada V-J junction dibanding dengan prediksi melalui sekuen nukleotida. Banyaknya keragaman ini ditunjukkan melalui variasi dalam tapak rekombinasi selama penggabungan V-J. Contoh adanya interaksi alternasi tapak penggabungan segmen gen Vk dan segmen gen Jk pada tikus. Selama segmen gen VK41 dan J5 bergabung, menunjukkan rekombinasi yang berlangsung antara empat posisi nukleotida yang berdekatan di situs junction. Selama asam amino 96 bergabung di daerah rantai antibodi yang terlibat dalam ikatan antigen. Dengan demikian, penggunaan situs alternatif selama peristiwa rekombinasi yang terlibat dalam kumpulan gen antibodi dewasa menyediakan sebuah mekanisme tambahan untuk menghasilkan keanekaragaman antibodi.

Regulasi dari Transkripsi: Sebuah jaringan-KhususDalam kasus gen rantai berat nampak bahwa proses penataan kembali membawa promotor yang terletak di upstream dari segmen gen LH - VH berpengaruh ke berbagai elemen enhancher yang terletak di intron antara segmen gen JH dan segmen gen CH. Setiap segmen gen LV - VH mengandung promotor upstream. Namun, sebelum peristiwa penataan kembali genomik yang mengarah pada sintesis rantai berat, enhancher ini terdiri dari lebih 100.000 pasang nukleotida. Enhancher ini dapat langsung mengaktifkan transkripsi dari promotor yang terletak di upstream dari segmen gen LH - VH. Enhancher yang terlibat dalam aktivasi sintesis rantai berat adalah jaringan tertentu; yang akan mengaktifkan transkripsi hanya terdapat dalam limfosit dan tidak memiliki efek pada sel yang berasal dari jaringan lain.

Pemilihan Klonal

Gambar 3. Diagram skematik dari peran seleksi klonal pada respon imunSeleksi klonal merupakan mekanisme yang dilakukan oleh suatu organisme untuk melalukan inisiasi sintesis antibodi spesifik terhadap antigen yang belum pernah diketahui sebelumnya. Semua antibodi dihasilkan oleh limfosit B tunggal yang mempunyai spesifikasi sisi pelekatan antigen yang sama, tetapi sel tersebut akan mengalami penyusunan genomik yang berbeda sehingga menghasilkan produksi antibodi yang berbeda pula. Teori seleksi klonal menyatakan bahwa pengikatan antigen asing khusus pada suatu antibodi di permukaan limfosit B akan merangsang terjadinya pembelahan sel, untuk menghasilkan sejumlah besar sel limfosit B (tiruan dari sel yang identik) sehingga akan ada banyak limfosit B yang mengenali antigen tersebut.

Penyimpangan pada AlelMasing-masing limfosit B hanya membuat satu jenis antibodi. Sel mamalia berupa diploid; mereka membawa dua set informasi kode genetik untuk masing-masing rantai antibodi. Tetapi, hanya satu genom produktif yang menyusun kembali sekuen pengkode rantai ringan dan satu genom produktif yang menyusun kembali sekuen pengkode rantai berat yang terjadi pada masing-masing limfosit B. Fenomena ini disebut dengan penyimpangan pada alel karena satu alel menyimpang dari yg diekspresikan.

Variasi Reseptor Sel TLimfosit T memperantarai respon imun seluler. Sel-sel T mengenali antigen pada permukaan sel dan membunuh sel yang membawa antigen. Sel-sel T menghasilkan membran-terikat reseptor yang sangat mirip dengan antibodi yang diproduksi oleh limfosit B. Selain itu, keragaman spesifisitas reseptor sel T yang diproduksi oleh penyusunan ulang genom analog dengan mereka yang terlibat dalam produksi antibodi. Reseptor sel T terdiri atas dua rantai polipeptida, dan , masing-masing dikodekan oleh L-V, D, J, dan segmen gen C seperti rantai antibodi. - dan -polipeptida, seperti rantai antibodi, mengandung daerah variabel yang membentuk situs pengikatan antigen dan daerah konstan agar pembawa berita reseptor ada di permukaan sel (Gambar 4a).

Gambar 4. Diagram menunjukkan (a) struktur dari reseptor sel T berlabuh di membran sel dan