kirim iim

Embed Size (px)

DESCRIPTION

kir

Citation preview

Translasi pada prokariotPada prokariot, translasi terjadi sebelum transkripsi sepenuhnya dirampungkan. Hal ini dimungkinkan karena pada prokariot molekul mRNA di translasikan berdasarkan arah dari ujung 5` ke ujung 3`. Selain dari itu, pada prokariot tidak terdapat membran inti, sehingga tidak ada yang memisahkan transkripsi dan translasi (sebagaimana yang terjadi pada eukariot) sehingga translasi dapat segera dilakukan.Translasi pada eukariotPada eukariot transkripsi terjadi tidak bersamaan dengan translasi. Dengan adanya membran inti, pada eukariot dapat dibedakan tempat terjadinya transkripsi dan translasi, transkripsi terjadi di dalam inti sedang translasi terjadi di sitoplasma. Waktunya pun tidak dapat terjadi secara bersamaan, sebab sebelum dapat melakukan translasi, harus merampungkan terlebih dahulu proses transkripsi. Proses transkripsi dan translasi pada eukariotpun lebih kompleks daripada prokariot.mRNA pada eukariot berasal dari transkrip gen primer yang melalui beberapa proses, yaitu: Pembelahan sebagian besar mRNA prekursor (pre-mRNAs) menjadi molekul mRNA yang lebih kecil. Penambahan kelompok 7-methyl guanosin (mRNA caps) pada ujung 5 molekul. Penambahan kira-kira 200 nukleotida panjang yang merupakan urutan nukleotida adenilet (poly-A tails) pada ujung 3 molekul. Melengkapi formasi atau susunan dengan protein yang spesifik. Masing-masing gen transkrip dapat melakukan beberapa atau seluruh tipe proses tersebut.Sebagian besar RNAs non ribosomal disintesis oleh sel eukariot yang memuat molekul yang sangat besar dengan ukuran sekitar 10S sampai 200S, atau panjangnya sekitar 1.000-50.000 nukleotida. RNA ini disebut heterogenous nuclear RNA, yang disingkat dengan hnRNA. Sekarang nampak jelas bahwa tidak semua hnRNA benar-benar pre-mRNA. Proses yang cepat dari pembentukan molekul raksasa hnRNA atau pre-mRNA di nucleus segera mengakibatkan (1) bagian terbesar dari non ribosomal RNAyang disintesis di nucleus (kemungkinan segmen yang besar dari transkrip primer) dengan cepat terdegradasi (sekitar 30 menit) dan (2) formasi dari molekul mRNA yang lebih kecil ditransport menuju sitoplasma. Meskipun, ini belum jelas antara semua, sebagian besar, atau hanya bagian dari molekul hnRNA yang disintesis di nucleus dari sel eukariot, faktanya adalah molekul pre-mRNA.Bukti definitif untuk proses pre-mRNA dalam pembentukan mRNA eukariotik telah diperoleh dalam kasus gen transkripsi -globulin dari tikus. Pada fenomena ini, sebuah 15S hnRNA (pre-mRNA, yang panjangnya 1200-1500 nukleotida) diproses menuju 9S (panjangnya sekitar 600 nukleotida) dari -globulin mRNA.Bukti yang identik untuk proses hnRNA atau pre-mRNA pada formasi dari molekul mRNA matang sekarang tersedia dari banyak gen transkripsi eukariotik yang lain. Proses ini sering melibatkan penghilangan noncoding intervening sequances atau intron yang lokasinya antara sequence terkode(disebut exons). Sebagai tambahan, mRNA dari beberapa virus eukariotik yang telah diketahui mengandung leader sequence (sequence dari ujung 5 ke kodon inisiasi translasi dari mRNAs) yang telah digambarkan di potongan DNA yang tidak bersebelahan dengan gen structural. Beberapa mungkin berbeda, faktanya mengandung potongan leader yang identik. Potongan leader ini nampaknya bersambungan dengan ujung 5 dari gen transkripsi selama proses berlangsung. Hal ini dipercaya bahwa potongan leader ini harus dikaitkan pada regulasi dari translasi. Bagaimanapun fungsi pastinya belum diketahui.Translasi pada eukariot terlihat analog dengan translasi pada prokariot, kecuali (1) grup amino dari methionyl-tRNAimet (inisiasi tRNA) tidak terbentuk. (2) sebagian besar mRNAs eukariot dibelajari melalui monogenic, seperti hanya 1 spesies polipeptida yang tertranslasi dari dari setiap mRNA. Pada prokariot, banyak mRNAs adalah polygenic, dua atau lebih polipeptida yang berbeda disintesis dari segmen yang tidak saling tumpang tindih dari sebuah mRNA tunggal.Sintesis dari satu protein eukariot, protein sutra fibroin, dapat divisualisasikan menggunakan mikroskop electron menggunakan teknik yang dikembangkan oleh O. L. Miller, B. A. Hamkalo, dan rekan-rekan. Fibroin tidak dilipat kearah permukaan ribosom sebagai polipeptida-polipeptida lain yang berada pada kondisi biasanya. Sebagai hasilnya, timbul rantai polipeptida dari pemanjangan, dapat terlihat perlekatan ribosom dari satu pindaian dari ujung polisome raksasa menuju ujung yang lain. Pelepasan urutan intron oleh penggabungan RNAKebanyakan gen nukleus yang mengkode protein pada eukariot multiseluler mengandung intron. Lebih sedikit, namun masih banyak, gen eukariotik uniseluler seperti ragi mengandung intron. Gen langka dari archaea dan beberapa virus prokariota juga mengandung intron. Dalam kasus ini "split" gen, transkrip primer mengandung seluruh urutan gen, dan urutan intron yang dipotong selama pemrosesan RNA.Untuk gen yang mengkode protein, mekanisme penyambungan harus tepat; harus bergabung urutan ekson dengan akurasi dengan nukleotida tunggal untuk memastikan bahwa kodon dalam ekson distal intron dibaca dengan benar. Akurasi untuk gelar ini tampaknya akan membutuhkan sinyal splicing tepat, urutan nukleotida mungkin dalam intron dan pada persimpangan ekson-intron. Namun, dalam transkrip utama gen nukleus, hanya urutan benar-benar dilestarikan intron berbeda urutan dinukleotida di ujung intron, yaitu,

Urutan ditampilkan di sini adalah untuk untai DNA nontemplate (setara dengan transkrip RNA, tetapi dengan T ketimbang U). Selain itu, ada urutan konsensus singkat di persimpangan ekson-intron. Untuk gen nukleus, persimpangan konsensus yang

Subskrip numerik menunjukkan frekuensi persentase basis konsensus pada setiap posisi; dengan demikian, 100 subscript menunjukkan bahwa dasar selalu hadir di posisi itu. N dan Py menunjukkan bahwa salah satu dari empat nukleotida standar atau baik pirimidin, masing-masing, dapat hadir pada posisi yang ditunjukkan. Persimpangan ekson-intron yang berbeda untuk gen tRNA dan gen struktural dalam mitokondria dan kloroplas, yang memanfaatkan mekanisme RNA splicing berbeda. Namun, spesies yang berbeda lakukan menunjukkan beberapa urutan konservasi di persimpangan ekson-intron.

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa splicing dan intron urutan dapat mempengaruhi ekspresi gen. Bukti langsung untuk kepentingan mereka telah disediakan oleh mutasi di situs tersebut yang menyebabkan fenotipe mutan dalam banyak eukariotik yang berbeda. Memang, mutasi tersebut kadang-kadang bertanggung jawab untuk penyakit warisan pada manusia, seperti gangguan hemoglobin.Penemuan noncoding intron dalam gen mendorong intens antar est dalam mekanisme (s) dimana urutan intron dikeluarkan selama ekspresi gen. Demonstrasi awal bahwa urutan intron dalam gen eukariotik yang ditranskrip bersama dengan urutan ekson penelitian terfokus pada pengolahan transkrip gen primer. Sama seperti sistem in vitro memberikan informasi penting tentang mekanisme skripsi transponder dan terjemahan, kunci untuk memahami peristiwa splicing RNA adalah pengembangan in vitro sistem splicing. Dengan menggunakan sistem ini, para peneliti telah menunjukkan bahwa ada tiga jenis yang berbeda dari intron sion exci- dari transkrip RNA.1. intron tRNA prekursor yang dipotong oleh tepat belahan dada litik endonucleo- dan reaksi ligasi2.intron beberapa prekursor rRNA dihapus autocatalytically dalam reaksi yang unik dimediasi oleh molekul RNA itu sendiri. (Tidak ada aktivitas enzimatik proteinyang terlibat.) 3.intron nukleus pre-mRNA (hnRNA) transkrip yang disambung dalam reaksi dua langkah yang dilakukan oleh partikel ribonucleoprotein kompleks yang disebut spliceosome. Ketiga mekanisme intron eksisi dibahas dalam tiga bagian berikut. Ada mekanis melain intron eksisi, tapi untuk singkatnya mereka tidak dibahas di sini.Menurut angka tulisan dibawah garis menunjukkan presentase frekuensi dari consensus dasar di tiap-tiap posisi ; demikian 100 dibawah garis menunjukkan bahwa dasar selalu hadir pada posisi itu. N menunjukkan bahwa yang mana empat standar nucleotide mungkin hadir pada posisi yang ditunjukkan. Sambungan exon-intron berbeda dalam kasus dari gen tRNA dan struktur gen dalam mitokondria dan kloroplas, yang mana menggunakan perbedaan mekanisme sambungan RNA. Disini hanya satu sekuen terpelihara pendek dalam intron dari gen nuclear, yang disebut TACTAAC box dan ini kurang baik dipelihara. TACTAAC box memperlihatkan pilihan kuat untuk salah satu purin atau pirimidin pada tiap tempat sebagai berikut :Py80 N Py80 Py87 PU75 A100 Py95Adenine residu pada posisi 6 di TACTAAC box sepenuhnya terpelihara dan diketahui berperan penting pada reaksi splicing (sambungan). Sisa sekuen dari intron (sering banyak sekali) dari gen nuclear itu sangat berbeda dan kelihatan menjadi sekuen bebas seluruhnya. Intron dari gen mitokondria dan kloroplas mengandung sekuen terpelihara yang berbeda dari gen nuclear.Tiga jenis yang berbeda dari RNA splicingPenemuan noncoding intron di dalam gen mendorong minat yang kuat dalam mekanisme (s) dimana urutan intron dikeluarkan selama ekspresi gen. Bahwa urutan intron dalam gen eukariotik yang transcrible bersama dengan urutan ekson terfokus pada pengolahan transkrip gen primer. Sama seperti sistem transkripsi dan translasi in vitro berperan dalam menjelaskan proses-proses tersebut, kunci untuk memecahkan peristiwa RNA splicing adalah pengembangan sistem penyambungan invitro. Terdapat tiga jenis yang sama sekali berbeda dari intron eksisi dari transkrip RNA. Dalam rangka meningkatkan kompleksitas. Kelas 3 intron adalah yang paling umum dan paling penting dalam hal ekspresi gen eukariotik secara keseluruhan.1. intron tRNA prekursor yang dipotong oleh endonucleolytic belahan dada dan ligasi reaksi dikatalisis oleh endonuklease khusus dan kegiatan ligase.2. intron dari Tetrahymena rRNA prekursor dikeluarkan autocatalytically dalam reaksi inique dimediasi oleh molekul RNA itu sendiri (tidak ada aktivitas enzimatik protein yang terlibat)3. intron nuklir pre-mRNA (hnRNA) transkrip yang disambung dalam dua tahap reaksi yang dilakukan oleh partikel ribonucleoprotein kompleks yang disebut "spliceosome"Mekanisme pemotongan RNA fokus pada penelitian besar yang hadir, dan itu seperti variasi baru falam mekanisme pemotongan akan ditemukan pada masa yang akan datang. Banyak gen mengandung sejumlah besar intron, yang memandu menuju pertanyaan di bagian mana kelipatan intron dihilangkan. Untuk gen yang telah pasti yang telah dipelajari, intron yang telah dipotong dalam proses pemilihan dan belum pasti. Intron yang lain telah ditemukan mengalami jalur alternatif dalam pemotongan menjadi mRNAs yang menghasilkan protein yang berbeda. Akhirnya, satu intron dalam gen sitokrom b pada mitokondria ragi mencakup bagian dari sekuesn koding untuk sebuah protein, sebuah RNA matang yang bertanggung jawab untuk memotong intron kedua dari transkripsi gen tersebut. Hal ini menyarankan mekanisme menarik untuk regulasi ekpresi gen pada level dalam pemprosesan intron. Akhirnya, variasi yang menarik dalam fungsi, struktur, dan pemotongan untaian intron terdapat di alam, dan novel struktur intron hampir diyakini ditemukan di masa depan. Tiga tipe yang ditetapkan dalam pemotongan intron dideskripsikan dengan singkat dalam tiga bagian berikut ini. 1. Bagaimana konsep eksperimen hibridisasi penjenuhan RNA-DNA?RNA diekstrak dari tipe sel tertentu dan dibiarkan berhibridisasi dengan DNA inti total (di-denaturasikan). RNA ditambahkan ke reaksi hibridisasi dalam jumlah yang banyak (relatif terhadap konsentrasi DNA) sehingga sekuen DNA berkomplementer dengan sekuen-sekuen yang representatif pada populasi RNA dan akan membentuk hibrid DNA-RNA, hasil penentuan tersebut akan dipakai sebagai data pendukung perkiraan terhadap proporsi genom yang direpresentasikan melalui sekuen-sekuen dalam populasi RNAd pada tipe sel tertentu tersebut.