A. Transkripsi dan translasi pada prokariot
Pada 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.
B. Transkripsi dan translasi pada eukariot
Sedikit telah disinggung di atas bahwa pada 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 tipe proses, antara lain:
1. Pembelahan sebagian besar mRNA prekursor (pre-mRNAs) menjadi molekul mRNA yang lebih
2. kecil.
3. Penambahan kelompok 7-methyl guanosin (mRNA “caps”) pada ujung 5’ molekul.
4. Penambahan kira-kira 200 nukleotida panjang yang merupakan urutan nukleotida adenilet (“poly-A
5. tails”) pada ujung 3’ molekul.
6. Melengkapi formasi atau susunan dengan protein yang spesifik.
Masing-masing gen transkrip dapat melakukan beberapa atau seluruh tipe proses tersebut. Secara garis besar translasi pada eukariot sama dengan translasi pada prokariot, perbedaannya hanya pada beberapa hal saja, misalnya, kelompok protein dari methyonil-dRNAi Afet tidak dibentuk dan sebagian besar mRNA eukariot dipelajari untuk memperoleh monogenik.Perpindahan rantai intron melalui penyambungan RNASebagian besar gen eukariot tingkat yang lebih tinggi mengandung noncoding intervening sequences atau intronsseparating the coding sequences or axons. Sedangkan transkrip primer mengandung seluruh urutan gen dan noncoding sequences yang di potong selama proses.
Mekanisme penyambungan dengan menggabungkan urutan dengan tepat pada nukleotida tunggal untuk meyakinkan bahwa kodon pada ekson distal ke intron terbaca dengan tepat dan benar.Penamaan subscibps mengidentikasikan frekuensi dari basa umum tiap-tiap posisi. N mengindikasi bahwa sebagian dari 4 standar nukleotida yang ditunjukkan pada posisi yang diindikasi. Ekson-intron junction memiliki perbedaan dalam gen tRNA gen
struktural dalam mitokondria dan kloroplas, yang menggunakan mekanisme penyambungan RNA ysng berbeda. Hanya satu urutan pendek yang ada di dalam intron gen inti yang disebut TACTAAC box. Sisa adenin pada posisi enam dalam TACTAAC box lengkap dan diketahui untuk menentukan petunjuk dari reaksi penyambungan. Urutan sisa intron pada sebagian besar gen inti sangat berbeda dan muncul secara acak. Intron gen mitokondria dan kloroplas mengandung urutan konserv yang berbeda dengan gen inti.
Penyambungan tRNA Prekursor: Nuklease dan Ligase khusus Saccharomyces merupakan contoh organisme yang sering menjadi alat percobaan reaksi penyambungan prekursor tRNA.
Penghilangan intron pada tRNA prekursor Saccharomyces dilakukan dalam dua tahap yaitu:
1. Membran inti dan splicing endonuklease membuat dua potongan yang sama pada ujung akhir intron.
2. Splicing ligase menggabungkan dua bagian tRNA untuk menghasilkan bentuk matang molekul tRNA.
Pembelahan tRNA menghasilkan ujung 5’OH dan kelompok fosfat siklik 2’-3’ pada ujung 3’. Tahap kedua proses ligasi menyangkut 4 reaksi yang terpisah, yaitu:
1. reaksi pertama adalah penambahan kelompok fosfat pada ujung 5’-OH, reaksi ini membutuhkan aktivitas kinase dan donor fosfat (ATP) 2. kelompok fosfat 5’ diaktifkan dengan mentransfer kelompok AMP
menuju terminus intermediet AMP-ligase
3. fosfat siklik 2’-3’ dibuka oleh aktivitas phophodiesterase cyclic yang menghasilkan 2’ fosfat dan 3’ hidroksil bebas.
4. reaksi ligase terakhir melalui pemecahan 3’-OH bebas pada interior 5’ fosfat dengan melepaskan AMP.
Dua tahap penyambungan intron tRNA tersebut akan terjadi pada organisme. Pada tumbuhan terjadi reaksi yang sama, tetapi tidak sama dengan yang terjadi pada mamalia. Penyambungan autokatalisis rRNA prekursor Tetrahymena. Pembelahan autokatalisi pada intron dalam prekusor tRNA tetrahymena tidak membutuhkan sumber energi eksternal dan protein. Akan tetapi, dibutuhkan transfer ikatan phosphoester. Reaksi tersebut membutuhkan nukleosida guanin dengan kelompok 3’-OH sebagai pendukung dan dengan ditambah kation monovalent dan kation divalent. Satu intron dipotong yang telah dipotong kemudian diedarkan pada ikatan phosphoester yang lain. Aktifitas autokatalisis kemungkinan tergantung pada struktur sekunder dari molekul prekusor tRNA.Penyambungan pre-mRNA: snRNAs, snRNPs dan Spliceosome Intron dalam prekusor mRNA nuclear dipotong dalam dua tahap seperti pada intron sel ragi tRNA dan pre-rRNA. Pada prekusor mRNA, intronnya tidak dibelah oleh nuclease da ligase melainkan oleh struktur protein yang disebut spliceosome. Spliceosome
mengandung molekul RNA yang disebut snRNA. Lima snRNA yaitu; U1, U2, U4, U5 dan U6. yang berpengaruh dalam pemotongan pre-mRNAnuclear sebagai komponen dari spliceosome.
Tahap pemotongan ini juga dibagi menjadi dua tahap.:
1. Tahap pertama, pembelahan terjadi pada ujung 5’intron dan phosphodiester 2’-5’yang dibentuk diantara posisi 5’G yang ditempatkan mendekati ujung 3’intron.
2. Tahap kedua, gen digabungkan oleh ikatan phosphodiester 3’-5’ dan intron yang telah terbentuk dilepaskan.
Translasi dalam genetika dan biologi molekular adalah proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. Transkripsi dan Translasi merupakan dua proses utama yang menghubungkan gen ke protein. Translasi hanya terjadi pada molekul mRNA, sedangkan rRNA dan tRNA tidak ditranslasi. Molekul mRNA yang merupakan salinan urutan DNA menyusun suatu gen dalam bentuk kerangka baca terbuka. mRNA membawa informasi urutan asam amino.
C. Proses Transkripsi
Proses transkripsi diawali (diinisiasi) oleh proses penempelan faktor-faktor transkripsi dan kompleks enzim RNA polymerase dan pada daerah promotor.
Tapi, RNA polymerase eukariotik tidak menempel secara langsung pada DNA didaerah promotor, melainkan melalui perantara protein-protein lain yang disebut sebagai faktor transkripsi ( TF). Faktor transkripsi dibedakan menjadi dua kelompok yaitu :
1. Faktor transkripsi umum
2. Faktor transkripsi yang khusus untuk suatu gen. Faktor transkripsi umum mengarahkan RNA polymerase ke promoter.
Penempelan RNA polymerase dan promoter oleh faktor transkripsi umum hanya menghasilkan transkripsi pada aras dasar ( basa level ). Setelah faktor-faktor transkripsi umum dan RNA polymerase menempel pada promoter, selanjutnya akan terjadi pembentukan kompleks promoter terbuka (open promoter complex ). Transkripsi dimulai pada titik awal transkripsi (RNA initiation site, RIS ) yang terletak beberapa nukleotida sebelum urutan kodon awal ATG.
Perbedaan Proses Transkripsi Sel Prokariotik Dan Eukariotik
Pada sel prokariotik,proses transkripsi sampai proses translasi terjadi di sitoplasma sedangkan pada sel eukariotik proses transkrisi terjadi di inti sel namun proses translasi terjadi di sitoplasma. Selain itu perbedaan terdapat pada cara pengkodean enzim oleh gen. sel prokariotik,satu gen dapat mengkode beberapa enzim. Tetapi, pada sel eukariotik satu gen hanya dapat
mengkode satu enzim saja. Selain itu, pada proses transkripsi sel prokariotik membutuhkan operon sedangkan sel eukariotik tidak membutuhkan operon. Operon adalah satu kesatuan enzim
D. Proses Translasi
Proses translasi berupa penerjemahan kodon atau urutan nukleotida yang terdiri atas tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatuasam amino tertentu. Kodon pada mRNA akan berpasangan dengan antikodon yang ada pada tRNA. Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Tiga nukleotida di anti kodon tRNA saling berpasangan dengan tiga nukleotida dalam kodon mRNA menyandi asam amino tertentu. Proses translasi dirangkum dalam tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi (pemanjangan) dan terminasi (penyelesaian). Translasi pada mRNA dimulai pada kodon pertama atau kodon inisiasi translasi berupa ATG pada DNA atau AUG pada RNA.
Proses selama translasi pada eukariotik dan proksriot :
Inisiasi Pada Translasi
Perbedaan utama antara permulaan translasi eukariot dan prikariot adalah, pada prokariot yang kompleks permulaan tranlasi terjadi secara langsung di permulaan codon, titik di mana sintesis protein akan mulai, sedangkan eukariot memakai proses tak langsung untuk menemukan
permulaan titik. Fungsi faktor tranlasi prokariot: faktor inisiasi, elongasi, release.
Elongasi Pada Translasi
Elongasi pada eukariotik dan prokariotik, frameshifting terjadi selama elongasi,danterjadi secara acak karena polipeptida bersatu setelah frameshift mempunyai urutanasam amino yang salah.
Terminasi Pada Translasi
Sintese Protein berakhir ketika salah satu dari ke tiga penghentian codon dicapai. Suatu lokasi tidak dimasukkan oleh suatu tRNA tetapi oleh suatu protein yang melepaskanvfaktor. Prokariot mempunyai tiga faktor pelepasan :
1. RF-1 yang mengenali penghentian codon UAA-3’ dan 5’-UAG-3’, RF-2 yang mengenali 5’-UAA-3’ dan 5’-UGA-3’, dan RF-3 yang merangsang pelepasan RF1
2. RF2 dari ribosome setelah penghentian, di dalam suatu reaksi yang menuntut energi dari hidrolisis GTP. Eukaryotes hanya mempunyai dua faktor pelepasan eRf-1, yang mengenali penghentian codon,
Secara garis besar translasi pada eukariot sama dengan translasi pada prokariot, perbedaannya hanya pada beberapa hal saja, misalnya, kelompok protein dari methyonil-dRNAi Afet tidak dibentuk dan sebagian besar mRNA eukariot dipelajari untuk memperoleh monogenik.
Gambar Perbedaan Transkripsi Dan Translasi Pada Prokariotik Dan Eukarioti
1. Yuwono,Triwibowo.2005.Biologi Molekular. Penerbit erlangga. Jakarta
2. Sarmoko. 2011. From Gene to Protein, Molecular Biology 2011. Departmen of Pharmacy Unsoed. Purwokerto.
TUGAS MIKROBIOLOGI
Transkripsi Dan Translasi Pada Sel Prokariotik Dan Eukariotik
OLEH:
1. EKA AGUSTIANI (N111 15 514) 2. KURNIA SYAWALIA (N111 15 515) KELAS: MIKROBIOLOGI DAN VIROLOGI C
UNIVERSITAS HASANUDDIN 2016
