TRANSKRIPSI

Biosintesis RNA

Transkripsi

• Biosintesis RNA berlangsung menggunakan single strand DNA sebagai cetakan dan enzim RNA polimerase tergantung DNA yg berfungsi mengkatalisis pembentukan RNA dari cetakan DNA.

• 3 tahap utama transkripsi adalah : inisiasi (permulaan transkripsi), elongasi (pemanjangan) dan terminasi (akhir proses transkripsi).

• Polimerisasi (pembentukan) rantai RNA berlangsung dg arah 5’ 3’ & menghasilkan rantai RNA yg merupakan pasangan basa komplementer cetakan DNA.

Transkripsi

• Beberapa istilah yg dipakai dlm proses transkripsi :

– Unit transkripsi : segmen DNA yg digunakan utk transkripsi DNA

– Segmen DNA lain yg non-transkripsi adalah : promotor, enhancer, operator ( berpengaruh pd frekuensi transkripsi) dr unit & gen regulator yg secara independen melakukan transkripsi & menyebabkan tbtknya protein yg jg berpengaruh pd frekuensi transkripsi.

Transkripsi – RNA Polimerase prokariot

• Enzim RNA polimerase adl protein dg BM 450 kd & merupakan enzim kompleks yg tdr atas 4 mcm subunit yaitu : α2 β β’ α. Apabila seluruh subunit bergabung maka akan terbentuk enzim yg dinamakan holoenzim.

• Holoenzim dpt memperkuat ikatan pd tapak pengenal spesifik di dekat rangkaian nukleotida yg akan ditranskripsikan.

RNA Polimerase

Subunit Jumlah Berat mol Peran

α2 2 37000 Tidak jelas

β 1 151000 Membentuk ikatan fosfodiester

β’ 1 155000 Mengikat cetakan DNA

α70 1 50000 Mengenali promotor dan mengawali sintesis

RNA Polimerase

• Subunit β dpt berikatan dg antibiotika spt streptomisin yg menghambat proses elongasi, atau rifamisin yg menghambat proses inisiasi dg cara mencegah pbtk ikatan fosfodiester pertama.

• Pd saat isolasi enzim RNA polimerase akan tdr atas core enzim : α2 β β’ tanpa subunit α (dsbt faktor sigma)

• Subunit α (faktor sigma) diperlukan utk menemukan tapak promoter yg digunakan utk mengawali proses transkripsi & melepaskan diri apabila enzim tdk bekerja.

Transkripsi

• Peran enzim RNA polimerase dlm proses transkripsi :

– Mencari tapak inisiasi pd DNA.– Mengelokorkan (unwind) rangkaian pendek ds DNA

yg menghasilkan cetakan ss DNA– Memilih ribonukleosida trifosfat yg tepat &

mengkatalisis pbtk ikatan fosfodiester. Proses ini berulang terus merambat disepanjang cetakan DNA.

– Menemukan tapak terminasi (bagian DNA yg menentukan berhentinya proses transkripsi)

– Berikatan dg protein aktivator & repressor yg mengatur kecepatan transkripsi. Ekspresi gen diatur terutama pd tk transkripsi.

Transkripsi – RNA Polimerase eukariot

• Ditemukan pd inti sel, mitokondria, kloroplas

• RNA Polimerase pd inti dilakukan oleh 3 mcm enzim yaitu polimerase I, II & III.

• RNA Polimerase I tdpt dlm nukleoli menghasilkan rRNA (50-70% total RNA). RNA Polimerase II tdpt dlm nukleoplasma mensintesis pra-zat mRNA (20-40% total RNA). RNA Polimerase III tdpt dlm nukleoplasma mentranskripsi tRNA, 5SRNA & RNA kecil lain (10% total RNA)

Transkripsi pd prokariot - INISIASI

• Tdr atas 2 tahap :– Holoenzim mengenal & menempel pd promoter

spesifik– Pbtk kompleks terbuka (bag untai ganda yg

mengelokor) & proses inisiasi baru blgs.

• Penempelan RNA polimerase pd promoter spesifik yaitu untai 10 nukleotida pd sisi 5’ (rantai -10, dikenal sbg Pribnow Box yg berisi rantai TATAAT & rantai -35 adl TTGACA

INISIASI – tahap2

• Holoenzim menempel pd promotor kompleks tertutup

• Pengelokoran sebagian DNA kompleks terbuka

• Masuknya 2 nukleotida pertama kompleks ternari

• Pelepasan faktor sigma & melanjutkan proses transkripsi kompleks elongasi (arah sintesis 5’ 3’)

ELONGASI

TERMINASI TRANSKRIPSI

• Terminasi transkripsi berlangsung krn :– Tjd penghentian proses elongasi akibat tdk tbtknya

ikatan fosfodiester yg diikuti dg :– Disosiasi hibrida RNA – DNA & kmd :– Terlepasnya RNA polimerase dr DNA

• Proses terminasi dpt berlangsung pd tapak ttt DNA & tdr atas 2 pola : terminasi bebas & terminasi tergantung faktor.

TERMINASI bebas

• Tdpt tapak spesifik pd DNA tempat berhentinya proses transkripsi, berupa rangkaian ulangan kaya basa GC dg bangunan spt tusuk rambut yg tdr atas 7-10 pasangan basa G-C. Didekat pasangan basa G-C tsb tdpt 4-8 adenilat, shg pd rantai RNA tbtk residu uridilat.

• Tbtknya ikatan hibrida rU-dA (RNA U & DNA A) akan mengurangi efisiensi terminasi (daerah tdk stabil).

• Adanya basa G-C, terhentinya peran RNA polimerase akibat tbtknya struktur tusuk rambut (hairpin loop) & ketidakstabilan daerah rU-dA akan melepaskan RNA dari DNA cetakannya.

TERMINASI tergantung faktor

• Merupakan proses terminasi transkripsi yg tdk memerlukan struktur tusuk rambut & daerah residu U

• Memerlukan protein rho (faktor ρ) dg BM 46000 & bfgs mbtk heksamer yg menempel pd ss RNA sepanjang 72 pasangan basa (setiap subunit protein ρ akan menempel pada 12 nukleotida)

• Aktivitas ATPase protein ρ akan memungkinkan protein ρ bergerak sepanjang hibrid DNA-RNA dg jalan menarik RNA menjauhi kompleks transkripsi.