Rabu, 23 Mei 2012

TRANSKRIPSI

2.1 Pengertian Transkripsi
Transkripsi merupakan proses sintesis RNA menggunakan salah satu untai molekul DNA sebagai cetakan (templat)nya.
Pada tahap awal produksi protein, informasi resep yang ada pada gen dikopi satu per satu (basa per basa) dari sebuah rantai DNA di dalam nukleus sel menjadi rantai RNA pembawa pesan (messenger RNA = mRNA). Rantai DNA berfungsi sebagai cetakan (template) yang akan menghasilkan mRNA komplemennya. Bedanya, basa T (thymine) pada DNA digantikan oleh U (uracil) pada mRNA, namun keduanya tetap sama-sama berkomplemen dengan A (adenine). Proses pengkopian DNA menjadi RNA ini dinamakan transkripsi.
Mekanisme transkripsi mirip dengan replikasi DNA, terutama dalam penggunaan substrat trifosfat nuclioside dan Sintesis berlangsung dengan arah 5’→ 3’ seperti halnya arah sintesis DNA. Dua perbedaan utama adalah sebagaiberikut: (1) Adanya untai molekul DNA sebagai cetakan. Dalam hal ini hanya salah satu di antara kedua untai DNA yang akan berfungsi sebagai cetakan bagi sintesis molekul RNA. Untai DNA ini mempunyai urutan basa yang komplementer dengan urutan basa RNA hasil transkripsinya, dan disebut sebagai pita antisens. Sementara itu, untai DNA pasangannya, yang mempunyai urutan basa sama dengan urutan basa RNA, disebut sebagai pita sens. Meskipun demikian, sebenarnya transkripsi pada umumnya tidak terjadi pada urutan basa di sepanjang salah satu untai DNA. Jadi, bisa saja urutan basa yang ditranskripsi terdapat berselang-seling di antara kedua untai DNA, dan (2) hanya sebagian kecil dariseluruh potensi genetik dari suatu organisme direalisasikan dalam satu sel. Dalam sel eukariotik dibedakan, sangat sedikit dari total DNA yang ditranskripsi. Bahkan dalam organisme bersel tunggal, di mana hampir semua urutan DNA dapat ditranskripsi, jauh lebih sedikit dari setengah dari semua gen mungkin ditranskripsi setiap saat. Oleh karena itu, dengan transkripsi melibatkan mekanisme yang digunakan untuk memilih gen tertentu dan untai template untuk transkripsi, karena ini pilihan sebagian besar mengatur kemampuan metabolisme sel. Mekanisme beroperasi secara luas di tingka tinisias idan terminasi transkripsi, melalui tindakan-tindakan protein yang kontak DNA dalam cara-situs yang sangat spesifik.
2.2Perangkat Transkripsi
            Terdapat dua perangkat penting dalam proses transkripsi yaitu pertama utasan model cetakan,dan kedua enzim pengkatalisis polymerase RNA.
1. Utas DNA
Satu utasan RNA merupakan hasil transkripsi dari satu ruas DNA pada kromosom,yaitu ruas yang dibatasi oleh promoter dan terminator.Baik promoter maupun terminator merupakan sederetan basa yang menjadi tanda bagi enzim polymerase RNA untuk mengawali dan mengahiri proses transkripsi.Gen hanya mengendalikan satu protein.Dari satu gen hanya satu RNA yang dihasilkan,dan bila kedua utasan tersebut digunakan sebagai model cetakan maka akanada dua RNA yang dihasilkan oleh satu gen.Hanya satu dari dua utasan DNA digunakan sebagai model cetakan,sedangkan utasan lain merupakan utas pendamping.
Sebenarnya semua utas DNA tunggal dapat digunakan sebagai utas cetakan oleh polymerase RNA.Polimerase RNA mempunyai kemampuan untuk membedakan kedua utasan DNA menjadi utas cetakan dan utas pendamping,kemampuan ini dipunyai oleh polymerase RNA berkat adanya factor sigma yang dapat mengenali promoter.Promotor merupakan rangkaian nukleotida yang tersusun sedemikian rupa sehingga dapat menjadi isyarat bagi faktor sigma untuk membawa polymerase RNA mulai bekerja mensintesis RNA.

2. Transkriptase
Istilah transcriptase digunakan untuk enzim polymerase RNA yang berperanan dalam proses transkripsi.Transkripsi bakteri berbeda dengan eukariot baik dalam struktur maupun proses kerjanya.
a.Transkriptase E.coli
Pada bakteri subunit-subunit protein menyusun holoenzim dan factor-faktor yang termasuk dalam holoenzim,yaitu enzim inti dan factor sigma.Enzim inti disusun oleh lima subunit yaitu β,β’,ω,dan 2 subunit α.Polimerisasi atau sintesis RNA dapat dilakukan oleh enzim inti tanpa factor sigma.Tetapi enzim ini tidak mampu mengenali dengan tepat promoter,dan untuk mengenalinya diperlukan factor sigma.Terdapat dua subunit lain yaitu factor rho dan nusA,yang ikut dalam proses transkripsi tetapi bukan penyusun holoenzim transcriptase.Protein nusA akan menempel pada enzim inti menggantikan factor sigma dan kemungkinan berfungsii dalam sintesis perpanjangan rantai RNA.Faktor rho akan menempel pada enzim inti untuk menghentikan sintesis RNA,dan membebaskan transcriptase dari DNA dan RNA  yang dihasilkan.
b.Transkripsi pada Eukariot
Mekanisme transkripsi pada eukariot pada dasarnya menyerupai mekanisme pada prokariot. Namun, begitu banyaknya polipeptida yang berkaitan dengan transkripsi pada eukariot menjadikan mekanisme tersebut jauh lebih kompleks daripada mekanisme pada prokariot.
Ada tiga macam kompleks RNA polimerase, yang masing-masing diperlukan untuk transkripsi tipe-tipe gen eukariot yang berbeda. Perbedaan ketiga macam RNA polimerase tersebut dapat diketahui melalui pemurnian menggunakan teknik kromatografi dan elusi pada konsentrasi garam yang berbeda. Masing-masing RNA polimerase mempunyai sensitivitas yang berbeda terhadap toksin jamur α-amanitin, dan hal ini dapat digunakan untuk membedakan aktivitasnya satu sama lain.
·         RNA polimerase I (RNA Pol I) mentranskripsi sebagian besar gen rRNA. Enzim ini terdapat di dalam nukleoli dan tidak sensitif terhadap α-amanitin.
·         RNA polimerase II (RNA Pol II) mentranskripsi semua gen penyandi protein dan beberapa gen RNA nuklear kecil (snRNA). Enzim ini terdapat di dalam nukleoplasma dan sangat sensitif terhadap α-amanitin.
·         RNA polimerase III (RNA Pol III) mentranskripsi gen-gen tRNA, rRNA,  snRNA dan beberapa RNA kecil lainnya. Enzim ini terdapat di dalam nukleoplasma dan agak sensitif terhadap α-amanitin.

2.3 Proses transkripsi

Terdapat tiga peristiwa penting dalam proses transkripsi yang menentukan ketepatan hasil transkripsi .Tahapan tersebut adalah inisiasi, sintesis perpanjangan RNA, dan proses akhir transkripsi. Dalam ketiga proses ini enzim inti transkriptase dengan dibantu oleh faktor-faktor pendukungnya akan bekerja dengan sangat teliti untuk menghasilkan RNA dengan ukuran dan runtunan yang tepat.
1.      Promotor dan Proses Inisiasi Transkripsi
Proses inisiasi akan menentukan apakah suatu gen akan dapat diekspresikan (ditranskripsikan ) atau tidak , dan juga menentukan benar atau tidaknya hasil transkripsi. Pada bakteri inisiasi diawali dengan pengenalan promotor oleh faktor sigma dilanjutkan dengan penempelan enzim in pada promtor, dan pengudaran pilinan helix ganda untuk memulai RNA.
a.       Promotor E.coli
Promotor E.coli mempunyai ukuran sekitar 40 pasang basa , dengan tiga titik penting yaitu kotak -35, kotak -10 dan titik awal transkripsi. Kotak -35 dan -10 terdiri dari beberapa pasang basa, dan runtutannya merupakan deretan konsesus. Titik awal replikasimerupakan utas basa pertama  DNA yang ditranskripsikan ke dalam basa RNA. Mulai dari titik tersebut kearah bagian hilir ( ujung 5P pada utas cetakan) diberi koordinat positif selanjutnya nukleotida pada bagian hulu diberi tanda negatif. Kotak -35  terdapat pada basa yang berjarak 35 pasang basa kearah hulu dari titik awal transkripsi. Hal yang sama berlaku untuk kotak -10.
Kotak -35 mempunyai fungsi sebagai isyarat penempelan buat transkriptase pada DNA. Isyarat-isyarat ini dapat dikenali oleh faktor sigma, salah satu subunit dari transkriptase yang akan mengiring trankriptase agar dapat menempel pada tempat yang tepat. Kotak ini mempunyai rangkaian konsensus 5’TGTTGACA3.
Kotak -10, yang juga disebut kotak Prinbow, dengan rangkaian konsensus 5’TATAAT3’ merupakan tempat awal  syarat untuk dapat dilakukannya proses transkripsi , karena itu penguaraian heliks ganda menjadi utas tunggal merupakan pekerjaan pertama dari Transkriptase. Kotak Prinbow disusun oleh oleh rangkaian pasangan basa AT, yang merupakan pasangan basa yang mempunyai ikatan hidrogen paling lemah, sehingga pada wilayah ini utas ganda paling mudah dipisahkan.Antara kotak -35 dengan kotak Pribnow dipisahkan (dalam 90% kasus) oleh16-18 pasang nukleotida.

b.      Promotor Eukariot
Promotor eukariot struktur promotor gen yang dikenali oleh polimerase RNA eukariot . Pada polimerase RNA II ditemukan adanya runtunan basa TATAAATA , sering disebut kotak TATA, yang ditemukan sekitar 25-30 basa sebelum situs awal transkripsi . Pada polimerase RNA III, yaitu yang mensintesis RNA5S, terdapt ruas promotor yang terletak sekitar 40 sampai 80 basa di sebelah hilir titik awal transkripsi; jadi wilayah ini akan ikut tertranskripsikan kesalam RNA . Untuk pengenalan ruas tersebut diperlukan adanya protein pengatur yang mengaktivkan polimerase RNA III dan membimbingnya untuk memulai transkripsi pada tempat yang tepat.
Pengamatan lebih lanjut terhadap transkripsi oleh polimerase II menunjukkan adanya ruas yang nyata di sebbelah hulu kotak TATA yang disebut ruas pemacu (enhancer). Ruas ini berfungsi meningkatkan intensitas penenpelan transkriptase pada promotor, atau meningkatkan kegiatan transkripsi invivo .pentingnya ruas pemacu dalam transkripsi pertama kali dicatat pada virus hewan SV40. Suatu ruas yang mengandung dua rangkaian 72 pb identik , yang diulang kembar (tandem), terletak sekitar 200 pasang basa disebelah hulu titik awal transkripsi . Dengan teknik molekular dimungkinkan untuk memotong ruas pemacu ini. Terlihat bahwa dengan kehilangan salah satu ulangan (72 basa) tersebut masih memungkinkan ruas pemacu mendukung transkripsi normal, tetapi bila keseluruhan ruas tersebut yang dibuang maka akan terjadi penurun aktivitas transkripsi in vitro. Suatu ruas pemacu dapat berada disebelah hilir atau disebelah hulu titik awal transkripsi; dengan jarak yang berbeda-beda; posisi ini tidak mempunyai pengaruh yang penting.

2.      Proses Sintesis Perpanjangan RNA (Elongasi)
Setelah transkriptase mengenali isyarat awal dan beberapa ribonukleotida dirangkaikan maka selanjutnya akan berlangsung proses perpanjangan RNA. Dalam proses perpanjangan ini faktor sigma tidak diperlukan lagi dan akan terlepas dari enzim inti, dan kemungkinan diganti oleh protein lain yaitu nusA. Setelah lepas dari faktor sigma, yang cara yang cara kerjanya sangat teliti dalam memeriksa runtunan basa, enzim inti transkriptase akan berjalan lebih cepat.
Terdapat tiga pekerjaan yang dilakukan oleh inti transkriptase, yaitu membuka pilinan heliks DNA, melakukan sintesis RNA, dan memulihkan kembali pilinan DNA.situs penguraian heliks DNA terletak setara dengan 12 pb ruas DNA dari ujung muka transkriptase, sedangkan situs pemulihan pilinan terletak sekitar 17 pb ke hilir situs pengurai heliks. Pada selang antara kedua situs ini akan terbentuk DNA utas tunggal setempat, dan pada salah satu utas , yaitu utas DNA cetakan akan terbentuk hibrid DNA-RNA.
Polimerase mencakup sekitar 60 pb DNA, polimerase akan bergerak sepanjang DNA, dan dalm waktu bersamaan di bagian hulu akan terjadi penguraian heliks DNA dan di bagian hilir terjadi pemulihan kembali kembali pilinan heliks tersebut. Bersamaan dengan pergerakan ini, pada bagian hulu situs hibrid DNA-RNA akan terjadi sintesis atau penambahan riboknukleotida, dan pada bagian hilir RNA terpisah dari DNA, dan sepanjang ruas hibrid tetap 17 pb. Pada saat penguraian atau pemulihan heliks ganda DNA, dan juga pembentukan hibrid DNA-RNA, enzim polimerase RNA juga mempunyai kemampuan aktivitas topoisomerase.

Gambar 9.8 Skema situs aktiif transkriptase.Terdapat tiga kegiatan yang dilakukan oleh transkriptase; yaitu mengudaran pilinan heliks DNA, melakukan sintesis RNA dengan menggunakan salah satu utas DNA sebagai model cetakannya, dan terakhir memulihkan pilinan heliks DNA.
3.      Terminator dan Proses Akhir Transkripsi  
Terminator merupakan rangkaian nukleotida DNA yang merupakan isyarat bagi transkriptase.Terdapat dua jenis terminator, yaitu terminator yang memerlukan faktor rho. Pada terminator jenis pertama transkriptase akan berhenti bekerja dan tetap berada pada DNA sampai datang faktor rho yang akan memisahkan DNA transkriptase serta RNA yang baru dibentuknya. Sedangkan pada terminator tanpa faktor rho setelah transkriptase mencapai terminator dan proses transkriptase berhenti, maka kemudian RNA dan enzim transkriptase akan terlepas dari DNA.
Semua terminator yang dipelajjari pada prokariot mengandung dua rangkaian pasangan nukleotida yang runtunanya merupakan kebalikan dari runtunan yang lain. Dalam satu utas DNA, satu rangkaian maerupakan pasangan anti paralel dari rangkaian yang lainseandainya dibaca dari arah yang berlawanan, sehingga kedua rangkaian tersebut dapat berpasangan. Kedua ruas ulang balikini dipisahkan oleh sejumlah basa, misal pada terminator yang terdapat pada ruas pengawal operon triptofan (trpl) masing-masing ruas ulang baliknya disusun oleh tujuh pasang basa, dan kedua ruas tersebut dipisahkan oleh pasang basa.
Basa-basa terminator akan ditranskriptasikan kedalam  RNA. Karena adanya dua rangkaian ualang balik yang dipisahkan oleh sejumlah nukleotida maka pada RNA akan terdapat  dua ruas yang berpasangan. Dan bila hal ini terjadi maka akan ditemukan adanya struktur seperti jepit rambut, yaitu dua batang yang berpasangan yang dihubungkan oleh suatu simpul. Struktur jepit rambut ini memberi isyarat kepada transkriptase untuk mengakhiri pekerjaannya dalam sistesis RNA.Isyarat tersebut mungkain dapat berupa memperlambat dan menghentikan pergerakkan transkriptase sepanjang utasan DNA.
Pada terminator tanpa faktor rho disamping adanya ruas ulang balik juga terdapat rangkaian pasangan basa poliAT, yang letaknya tepat di hilir ruas ulang balik yang terakhir. Rangkaian basa A terdapat pada utas cetakan DNA, sehingga akan ditranskriptasikan menjadi poliU pada RNA tepat setelah struktur jepit rambut. Jadi setelah ditrasnskripsikan menjadi poliAT maka pada situs hibrid DNA-RNA pada transkriptase akan terdapat pasangan hibrid poliAU. Seperti diketahui bahwa pasangan poliAU merupakan pasangan yang paling lemah, maka hibrid DNA-RNA ini akan mudah lepas. Jadi dengan mekanisme ini proses pemisahan antara DNA, RNA, dan transkriptase terjadi pada saat akhir proses transkripsi.
Terminataor dengan faktor rho tidak mengandung ruas poliAT sebagai penutupnya. Jadi pada akhir transkripsi tidak akan ada pasangan poliAU pada situs hibrid DNA-RNA transkriptase. Setaelah terbentuk struktur jepit rambut transkriptase akan mengakhiri proses transkripsi, tetapi DNA, RNA, dan enzim transkriptase belum dapat terpisah.diperlukan jasa faktor rho, yaitu suatu protein yang merupakan subunit trankriptase, yang akan berperan memisahkan DNA,RNA, dan trankriptase dari kompleks yang terbentuk selam transkripsi.
Pengetahuan mengaenai proses akhir transkripsi eukariot masih sedikit bila dibandingkan dengan yang diketahui pada bakteri.Berbeda dari yang berlaku pada bakteri, pada eukariot proses akhir tidak ditentukan oleh tanda akhir transkripsi melainkan oleh tanda untuk pemotongan RNA. Beberapa RNA sel dan virus eukariot mengandung runtunan basa AAUAAA dalam wilayah dari 11-30 basa sebelah hulu ujung 3’tempat pemotongan. Setelah proses pemotongan ini kemudian pada proses pascatranskripsi akan ditambahkan rangkaian poliA pada ujung hasil pemotongan tersebut. 
                                                      
4.      Jenis RNA Hasil Transkripsi
RNA dibedakan menjadi dua kelompok utama yaitu RNA genetik dan RNA non-genetik.
RNA genetik
RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yaitu sebagai pembawa keterangan genetik. RNA genetik hanya ditemukan pada makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, misalnya virus.Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru. Dalam hal ini fungsi RNA menjadi sama dengan DNA, baik sebagai materi genetik maupun dalam mengatur aktivitas sel.
RNA non-genetik
RNA non-genetik tidak berperan sebagai pembawa keterangan genetik sehingga RNA jenis ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup yang juga memiliki DNA.Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi mRNA, tRNA, dan rRNA.
1) mRNA (messenger RNA) atau RNAd (RNA duta)
RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer (berpasangan) dengan salah satu urutan basa rantai DNA.RNA jenis ini merupakan polinukleotida berbentuk pita tunggal linier dan disintesis di dalam nukleus. Panjang pendeknya RNAd berhubungan dengan panjang pendeknya rantai polipeptida yang akan disusun. Urutan asam amino yang menyusun rantai polipeptida itu sesuai dengan urutan kodon yang terdapat di dalam molekul RNAd yang bersangkutan.RNAd bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida.  RNAd membawa kode-kode genetik komplemen dari DNA di inti sel menuju ke ribosom di sitoplasma. RNAd ini dibentuk bila diperlukan dan jika tugasnya selesai, maka akan dihancurkan dalam plasma.

2) tRNA (transfer RNA) atau RNAt (RNA transfer)
RNA jenis ini dibentuk di dalam nukleus, tetapi menempatkan diri di dalam sitoplasma.RNAt merupakan RNA terpendek dan bertindak sebagai penerjemah kodon pada RNAd. Fungsi lain RNAt adalah mengikat asam-asam amino di dalam sitoplasma yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Bagian RNAt yang berhubungan dengan kodon RNAd dinamakan antikodon.

3) rRNA (ribosomal RNA) atau RNAr (RNa ribosomal)
RNA ini disebut ribosomal RNA karena terdapat di ribosom meskipun dibuat di dalam nukleus.RNAr bersama protein membentuk ribosom, ialah benda-benda berbentuk butir-butir halus di dalam sitoplasma.Lebih dari 80% RNA merupakan RNAr.Ribosom bertindak sebagai “mesin” perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah sepanjang RNAd.Di dalam ribosom, molekul RNAr ini mencapai 30-46%.


Namun demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Ekspresi genetik merupakan proses penerjemahan informasi genetik (dalam bentuk urutan basa) menjadi protein, dan lebih jauh lagi: karakter. Informasi yang dibawa bahan genetik tidak bermakna apa pun apabila tidak diekspresikan menjadi fenotipe.
Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk ‘triplet’, tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein.

4) snRNA (small nuclear RNA)
Dalam inti eukariot terdapat sekumpulan RNA khas berukuran kecil yang disebut snRNA.snRNA berperanan penting dalam proses pasca transkripsi,yaitu saat pemotongan intron.

2.4  Proses Pasca Transkripsi
1.      Proses Pascatranskripsi
Pada bakteri proses transkripsi mRNA bersambung dengan proses translasi, tanpa mengalam proses pascatranskripsi. Ribosom akan mulai menempel pada mRNA dan mRNA masih dalam proses sintesis.
            Pada eukariot proses transksi terpisah dari tempatnya dari translasi, transkripsi berlangsung disalam inti, sedangkan translasi berjalan dalam sitoplasma. Kemudian terbukti bahwa mRNA yang terdapat pada sitoplasma berbeda dari RNA yang ditranskripsikan dalam inti.berarti dalam selang waktu antara transkripsi dengan translasi terjadi proses pascatranskripsi yang merubah RNA hasil transkripsi menjadi mRNA matang. Perbedaan antara RNA hasil transkripsi dengan mRNA matang dipelajai dengan percobaan hybrid anatra mRNA dengan DNA yang menyandikannya, dan terbukti bahwa mRNA lebih pendek dari ruas penyandi yang terdapat pada DNA.Hal ini ditafsirkan bahwa telah terjadi pemenggalan terhadap bagian tertentu RNA. Dalam transkripsi eukariotik mula mula disintesis  pra- mRNA yang besar, disebut hnRNA( Heterogenus nuclear RNA ) yang didalam nya terkandung bagian intron , ruas ruas yang akan dibuang, dan bagian ekson, yaitu ruas yang akan dipakai menyusun mRNA.
Dalam proses pascatranskripsi mRNA akan menjadi tiga kegiatan yaitu
a.      Pemasangan tudung,
Pemberian topi ini dilaksanakan segera setelah transkripsi dimulai, dilakukan oleh enzim gunili- transferase, dengan menambahkan guanosin pada ujung 5 triposfat dengan posisi 5’ – 5’ yang dilanjutkan dengan penambahan gugus metal pada N7 dari guanine nukleotida yang ditambahkan tersebut.
Jenis tudung yang baru dijelaskan diatas disebut tudung tipe- O. Pada jenis lain yaitu tipe -1 selain penambahan tudung tipe-O terjadi penambahan gugus metal pada o2 ribosa nukleotida pertama pada ujung 5. bila nukleotida itu mengandung adenine juga terjadi penambahan metal pada n6 basa tersebut. Pada tudung tipe-2 , sebagai tambahan tipe-1 terjadi penambahan metal pada O2 nukleotida kedua dari ujung 5. keliahatannya eukariot bersel tunggal hanya mengandung tudung tipe-O , sedangkan pada eukariotik lainnya yang lebih dominant adalah tudung tipe-1. tudung pada ujung 5’ meningkatkan proses penterjemahan, dengan cara pembentukan kompleks inisiasi penterjemahan. Suatu protein yang dapat menempel pada tudung yaitu CBP ( Cap Binding Protein(s)) merupakan factor yang berperan dalam proses ekspresi gen
b. Penambahan ekor Poliadenil (Poli A )
Sebagian besar mRNA eukariot mempunyai ruas poli (A) pada ujung 3. Sekitar 200 nukleotida berbasa adenine ditambahkan pada ujung 3-OH hasil transkripsi primer oleh polymerase- poli(A) ini masih belum diketahui. Mungkin berpengaruh terhadap kestabilan molekul RNA didalam sitoplasma tetapi beberapa mRNA tidak mengandung poli (A) pada ujung 3 sebagai contoh mRNA yang menyandikan  protein histon..

c. Pemenggalan intron
Hampir semua gen penyandi mRNA eukariot merupaka gen penggal, yaitu grn yang mengandung satu atau banyak penyelang (intron) yang walaupun ditranskripsikan menjadi praRNA ( hnRNA) kemudian akan hilang menjadi mRNA yang sudah matang. Ruas ruas yang ditranskripsikan sampai kedalam mRNA matang disebut ekson.Adanya ekson dan intron diperlihatkan melalui hybrid mRNA dan DNA penyandi, maka tidak semua bagian ruas DNA penyandi berpasangan dengan mRNA. Bagian bagian yang tigak berpasangan ditafsirkan sebagai ruas penyelang( intron) yang ditranskripsikan kedalam hnRNA, tetapi kemudian dalam proses pascatranskripsi dipenggal dan dibuang. Bagian bagian DNA yang berpasangan dengan mRNA adalah bagian ekson, yaitu yang ditranskripsikan kedalam mRNA dan terus dipellihara menjadi mRNA.
Proses pemenggalan intron berlangsung meleui pembentukan lariat, yaitu suatu percabangan berbentuk cincin berekor
Secara umum intron mRNA yang mengandung tiga unsure kondensus yaitu GU pada ujung 5’ nya, AG pada ujung 3 dan runtunan basa PyPyPuAPy dekat ujung 3 pada gambar 2 diatas. Runtunan ini mungkin berbeda beda pada berbagai organisme, tetapi seluruh intron mengandung GT pada ujung 5 dan AT pada ujung 3, sehingga disebut aturan GT-AG (atau GU-AG pada RNA) serta TACTAAC menempati kotak PyPyPuAPy. Pemenggalan intron akan menghasilakan ujung G5’ pada intron dan pada ujung -3 ekson (ujung donor) . Ujung G tersebut kemudian akan membentuk ikatan 5-2 fosfodiester dengan salah satu adenosin pada kotak TACAAC, sehingga terbentuk struktur cincin berekor yang disebut lariat. Terakhir akan dilakukan pemengglan pada ujung-3 intron dan menghasilkan ujung 5 ekson yang terdapat dihilir intron tersebut, yang disebut ujung penerima. Kemudian dua ujung ekson yang telah terbentuk ujung donor dan ujung penerima disambungkan terbentuk mRNA matang.
2.      Sintesis dan Proses pascatranskripsi tRNA
Gen- gen yang menyandikan tRNA terletak dalam berbagai operon yangmmenghasilkan molekul pra-tRNA yang besar yang mungkin mengandung beberapa calon molekul tRNA.
Beberapa tRNA ditranskripsikan bersama sama dengan rRNA. Proses pascatranskripsi tRNA meliputi
-Pemotongan rantai pra-tRNA menjadi tRNA individual.
-Penambahan rangkaian basa CCA pada ujung 3’ untuk sebagian tRNA
-Modifikasi beberapa basa ( basa yang termodifikasi )
-Pemenggalan intron pada tRNA tertentu.
Berbagai enzim Rnase terlibat dalam pembentukan tRNA matang. Pdada sebagian besar organisme, termasuk E.coli, Rnase P berperan dalam pembentukan ujung 5’, sedangkan ujung 3’ dibentuk oleh aktivitas suatu enzim eksoribonukleolitik. Pada sebagian besar organisme, termasuk E.coli,  pada ujung 3’ langsung terbentuk CCA3’ (kemungkinan besar hasil kerja eksoribonuklease Rnase D ), tetapi pada organisme lain termasuk beberapa tRNA yang dibentuk bakteriofage T4, pada ujung 3 tidak terbentuk CCA: dalam hal ini dilakukan oleh tRNA-nukleotidiltransferase. Enzim yang terakhir dibentuk pada E.coli   oleh gen cca
               Sebagian besar gen penyandi tRNA bukan gen penyanggal, tetapi terdapat beberapa pra-tRNA yang mengandung intron. Beberapa tRNA inti khamir mengandung satu intron pada lengan antikodonnya. Dalam ontron terdapat runtunan basa komplementer terhadap antikodonnya, sehingga dapat membentuk struktur skunder. Struktur ini dapat dikenali oleh enzim pemenggal . Dalam proses pemenggalan akan dilibatkan sekurang kurangnya dua enzim: yang pertama akan mengkatalis pemenggalan intron menghasilkan ujung 5 dan ujung 3.: dan yang kedua enzim ligase (RNA ligase) yang menyambung ekso ekson yang terbentuk.
               Beberapa gen tRNA arkaebakteri mengantung suatu intron dengan anti kodon pra-tRNA. Posisi intron sama seperti pada gen tRNA khamir, tetapi terdapat juga intron yang letaknya persis pada runtunan anti kodon itu sendiri, yaitu pada tRNA- Leu dari Thermoprotens tenax, sedangkan pada tRNA-Ala intronya terletak pada posisi khas dibagi sisi 5’ antikodon.
3. Proses Pascatranskripsi rRNA
               Seperti juga yang berlakuy untuk mRNA dan tRNA, sintesis rRNA dilakukan dibawah kata;lisis transkripase dengan menggunakn ruas DNA cetakan, dimulai pada promotor dan berakhir pada terminator. Pada E..coli disandikan oleh tujuh operon (rrnA, rrnnB, ..., rrnH) yang letaknya berpencar dalam kromosom bakteri tersebut. Setiap operon rrn mempunyai dua promotor (P1 dan P2 ) yang dipisahkan oleh 109-119 pb, ruas pengawal, ruas ruas gen ketiga rRNA serta luas penyelang antar gen. Strutur operon tersebut adalah ss: P1-P2 pengawal- gen rRNA 16S- penyelang – gen rRNA23S – gen rRNA5S – terminator. Pada ruas penyelang anatr gen terdapat satu atau dua gen tRNA: juga kadang kadang ter dapat satu atau dua gen tRNA sebagai ruas pengiring yang terletak diantara gen rRNA 5S dengan terminator, misalnya pada operon rrnD dan rrnh.
               Masing masing operon tersebut akan ditranskripsikan kedalam satu molekul pra-rRNA atau rRNA 30S, yang selanjutnya akan mengalami proses pascatranskripsi menghasilkan ketiga rRNA matang. Dalam proses pascatranskripsi enzim endoribonuklease, rRNA III, akan melakukan pemotongan rantai nukleotida rRNA 30S, menjadi tiga molekul rRNA dan tRNA. Enzim ini dapat mengenali dengan tepat situs tempat pemotongan yaitu terletak pada bagian ruas yang berpasangan membentuk utas ganda. Rnase III akan memisahkan rRNA 16S dari ruas pengawal dan ruas penyelang: rRNA 23S dari ruas penyelang dan rRNA 5S. Diduga terdapat endonuklease lain yang ikud berperan memisahkan rRNA 5S ruas pengiring atau terminator.

2.3Transkripsi Pada Virus
1)      System mRNA virus
Virus mempuyai keragaman genom yang sangat besar bila di bandingkan dengan bakteri dan eukariot. Jenis genom ini akan menentukan proses ekspresi gennya. Virus kelas I atau virus DNA utas ganda (ug) akan mengekpresikan gennya sebagai mana bakteri, yaitu melalui proses transkripsi membentuk mRNA yang selanjutnya mRNA ini akan digunakan dalam proses translasi.
Virus kelas II, atau virus DNA ut(+), genomnya homolog terhadap mRNA sehingga tidak dapat digunakan sebagai utas cetakan untuk membentuk mRNA. Tahap awal dalam ekspresi gennya ialah merubah genomnya menjadi utas ganda dengan membentuk utas DNA (-), yang selanjutnya utas (-) tersebut akan digunakan sebagai utas cetakan dalam transkripsi untuk membentuk mRNA.
Virus kelas III, yaitu virus RNAug, sebagai mana virus DNAug akan mengunakan utasan (-) untuk mencetak mRNA, hal yang sama akan akan dilakukan oleh virus kelas IV, virus RNAut(-), yang dalam ekspresi gennya akan menggunakan genomnya untuk mencetak RNA berutas (+) yang akan berperan sebagai mRNA.
Virus kelas V yang mempunyai RNAut(-) sebagai genomnya akan menggunakan genomnya sebagai mRNA, artinya dalam proses translasi genomnya akan langsung digunakan oleh ribosom dan tRNA sebagai model untuk mensintesis rantai polipeptida.
Virus kelas VI, yang mempunyai genom RNAut(+), setelah menginfeksi inangnya akan melakukan transkripsi balik mencetak DNA. DNA virus berutas ganda akan berintegrasi dengan kromoson inang, dan mampu mengekspresikan gen-gennya melalui proses transkripsi biasa dengan membentuk mRNA.
2)      Transkripsi Balik
Transkripsi balik ialah proses pembentukan DNA dengan menggunakan RNA sebagai model cetakkannya. Proses ini sesuai dengan namanya, merupakan kebalikan dari traskripsi normal, yaitu pembentukan RNA dengan menggunakan DNA sebagai cetakanya. Proses ini berlangsung dibawah kendali enzim transcriptase balik. Di dalam proses ini digunakan untuk perbanyakan material genetic retrovirus ( virus family Retroviradea ) yang menginfeksi hewan, (vertebrata mamalia) dan virus retoid( yang menyerang tanaman, seperti Virus mosaic kol kembang dan virus family hepadnaviradae ). Kedua jenis virus ini mengandung RNA sebagai material genetiknya, dan sanggup menghasilkan enzim transcriptase balik. Enzim ini juga dihasilkan oleh partikel tipe A (partikel DNA intraselular pada tikus), dan elemen Ty (elemen loncat pada saccharomyces).
Transkiptase-balik merupakan enzim polymerase DNA yang menggunakan RNA sebagai model cetakannya.Enzim ini tersusun oleh dua subunit yaitu subunit α dan subnit β. Dalam kegiatanya selain mempunyai aktivitas transcriptase balik, juga terdapat fungsi aktivitas RNase H dua arah dan aktivitas DNA endonuklease.Fungsi polymerase DNA serta RNase H dikandung oleh subunit α.

Contoh transkripsi balik dalam perbanyakan retrovirus
Retrovirus mula-mula dijelaskan oleh Peyton Rous (1911) yang menemukan sarcoma yang dapat ditularkan pada ayam.Virus penyebabnya sekarang dikenal sebagai RSV (Rous Sarcoma Virus).Virus ini sekarang menjadi model untuk studi baik pada virus penyebab tumor maupun nirtumor.Material genetik retrovirus adalah RNA berutas tunggal, dalam satu virion terdapat dua molekul atau genom RNA; jadi virus ini merupakan virus RNA diploid. Dalam satu molekul RNA  terdapat tiga buah gen, yaitu gag, pol, dan env, yang keseluruhannya yang penting untuk perkembangbiakan virus
Gen gag menyandikan pembentukan poliprotein yang akan dipotong menjadi 4 atau 5 komponen inti virus. Ruas pol akan menyandikan enzim transcriptase balik. Gen ini diekspresikan bersama-sama dengan gen gag dan diperoleh precursor poliprotein gag-pol, yang selanjutnya akan menghasilkan suatu kompleks protein yang mengandung aktivitas, transkripsi balik, RNaseH dan DNA endonuklease. Ruas env setelah sebelumnya sipisah dari genom virus akan menghasilkan suatu mRNA, akan diekspresikan menghasilkan komponen protein penyusun mentel.
Selain ketiga ruas gen tersebut terdapat ruas L yang merupakan ruas pengawal; ruas(-)PBS merupakan situs penempelan molekul primer untuk sintesis utas (-)DNA, dan terdapat sebelah hulu ruas L; ruas P disebelah hilir gen env, diduga tempat penempelan molekul primer untuk utas (+)DNA. Dua ujung khas U3 da U4 masing-masing terdapat diujung 3’ dan ujung 5’. Dan paling ujung, (baik untuk ujung 3’ maupun 5’) terdapat ruas berulang yang sama, yaitu R. sebagaimana umumnya terjadi pada molekul mRNA pada ujung 5’, setelah proses transkripsi akan ditambahkan ruas topi pada ujung 5’ dan ruas poliadenil pasa ujung 3. RNA dengan protein yang dihasilkan oleh gag-pol akan membentuk kompleks nukleotida “inti” virus, dan selanjutnya dibungkus protein mantel hasil gan env. Pada bagian luar

Virion  masih terdapat membran pembungkus yang berasal dari membran plasma sel inang.
Perkembangbiakan virus ini dimulai dengan masuknya virion ke dalam sel inang.


Transkriptase balik yang berasal dari inti virus akan bekerja membentuk DNA virus. Pada proses transkripsi balik retroviridae, transcriptase balik mula-mula akan mensintesis utas (-). Sintesis dimulai dengan meletakkan RNA primer yang dalam hal ini digunakan tRNA yang diletakkan pada situs (-)PBA. Untuk memulai transkripsi balik digunakan tRNA-pro sebagai primer, tetapi pada virus tumor susu tikus, virus visna dan virus AIDS digunakan tRNA-lys. Transcriptase balik mula-mula akan mensintesis ruas khas U5 R U3, dengan membaca kedua ujung RNA retrovirus, dan kemudian dilanjutkan dengan sintesis bagian lainnya. Bersamaan dengan sintesis utas (-)DNA oleh aktivitas transcriptase baliik, aktivitas RNaseH juga bekerja akan menghapus utas RNA yang telah dibaca (catatan: aktivitas RNaseH dikandung oleh enzim transcriptase balik). Sintesis utas (+) DNA dimulai dengan sintesis runtutan U3 R U5, dimulai dari situs penempelan tRNA primer yaitu situs P, dan selanjutnya sintesis utas (+) akan dilakukan dengan menggunakan utas (-) DNA sebagai model cetakan. Arah pertumbuhan sintesis utas (+) akan  berlawanan dengan pertumbuhan utas(-). Pada akhir proses transkripsi balik akan diperoleh DNA berutas ganda ruas LTR (U3 R U5) pada kedua ujungnya.
Utas DNA linear akan masuk kedalam inti sel inang dan berintegrasi dengan kromoson inang. Agar dapat berintegrasi DNA retrovirus harus ditransformasi menjadi bentuk lingkaran dengan ruas LTR sebagai titik sambungnya. LTR ini kemudian akan menjadi situs khas rekombinasi dalam proses integrasi kedalam kromoson sel inang. Selanjutnya, setelah DNA virus terintegrasi, dengan memamfaatkan promotor dan terminator kromoson inang, dapat dibentuk RNA virus baik keseluruhan genom maupun dalam bentuk mRNA subgenomuntuk menghasilkan protein-protein virus. melalui proses ekspresi ini dapat dibentuk virus-virus baru yang selanjutnya dapat menyerang inang yang lain. Perkembang biakan juga dapat berjalan dengan replikasi DNA virus yang terintegrasi, yang berlangsung bersama-sama dengan replikasi kromosom inang.

Pemanfaatan Transkripsi Balik dalam Rekayasa Genetik
Dalam studi genetik yang halus kita kadang-kadang dituntut untuk mengisolasi satu gen tertentu, yang selanjutnya akan dipelajari sutrukturnya, serta proses ekspresinya. Salah satu cara isolasi gen yang lazim dilakukan untuk eukariot ialah melalui isolasi mRNA yang disandikan oleh gen tersebut; yang dilanjutkan dengan memamfaatkan mRNA untuk proses transkripsi balik, DNA yang dihasilkan dari transkripsi balik tersebut akan merupakan ruas DNA penyadi dari mRNA; dan ruas DNA itu dinamakan DNA komplemeter atau cDNA (complementary DNA).
Pekerjaan pembuatan cDNA akan meliputi isolasi mRNA, sintesis cDNA dengan transkripsi balik, penyisipan cDNA kedalam suatu vector atau pembuatan DNA rekombinan, dan terakhir memilih cDNA yang tepat. Langkah terakhir perlu dilakukan karena dari isolasi mRNA pada awal pekerjaan akan dihasilkan banyak jenis mRNA.





    Kesimpulan

Ø  Transkripsi, yaitu perubahan urutan basa molekul DNA menjadi urutan basa molekul RNA. Dengan perkataan lain, transkripsi merupakan proses sintesis RNA menggunakan salah satu untai molekul DNA sebagai cetakan (templat)nya.
Ø  Mekanisme transkripsimirip denganreplikasi DNA, perbedaannya yaitu adanya untai molekul DNA sebagai cetakan dan hanya sebagiankecil dari seluruh potensi genetik dari suatu organisme direalisasikandalam satu sel.

Ø  Proses transkripsi ada 3,yaitu inisiasi,elokasi dan terminasi.
Ø  Transkripsi pada virus tergantung pada jenis genomnya.





DAFTAR PUSTAKA

Cambell.2009.Biochemistry.Canada: Thomson Brooks
Cohen, G.N.2011.Microbial Biochemistry 2nd.Paris: Springer Science+Business Media B.V.
Mathews,k.christopher.1996.Biochemistry second edition. Menlo park:oregon state university
Weaver,f.Robert.2002.Molekular biology second edition.America: University of kansas
http://virologi-online.com/general/Replication.html
http://www.biodonline.org/slide/slide01.cmf?q=transcription&dpg=2
http://www.slideshare.net/IphulPejuang/genetika-5257676
http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/rna_synth.php
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/biologupages/T/Transcription.html



Tidak ada komentar:

Poskan Komentar