Transkripsi (genetik): Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler |
|||
| (23 revisi perantara oleh 13 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
Dalam [[genetika]]'''
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
}}</ref> Proses transkripsi menghasilkan mRNA dari DNA di dalam sel yang menjadi langkah awal sintesis protein.<ref>{{Cite book|last=Susilawati dan Bachtiar, N.|first=|date=2018|url=http://repository.uin-suska.ac.id/26091/1/Buku%20Biologi%20Dasar%20Terintegrasi.pdf|title=Biologi Dasar Terintegrasi|location=Pekanbaru|publisher=Kreasi Edukasi|isbn=978-602-6879-99-8|pages=153|url-status=live}}</ref> Transkripsi merupakan bagian dari rangkaian [[ekspresi genetik]]. Pengertian asli "transkripsi" adalah alih aksara atau penyalinan. Di sini, yang dimaksud adalah mengubah "teks" DNA menjadi RNA. Sebenarnya, yang berubah hanyalah [[basa nitrogen]] [[timina]] di DNA yang pada RNA digantikan oleh [[urasil]].
== Proses ==
{{Plain image with caption|image=MRNA-id.svg|caption=Diagram sederhana dari proses sintesis mRNA. Enzim tidak ditampilkan.|width=480|triangle=triangle|triangle color=#ff0071}}
Transkripsi berlangsung di dalam [[inti sel]] atau di dalam matriks [[mitokondria]] dan [[plastida]]. Transkripsi dapat dipicu oleh rangsangan dari luar maupun tanpa rangsangan. Pada proses tanpa rangsangan, transkripsi berlangsung terus-menerus ([[gen]]-gennya disebut [[gen|gen konstitutif]] atau "gen pengurus rumah", ''house-keeping genes''). Sementara itu, gen yang memerlukan rangsangan biasanya gen yang hanya diproduksi sewaktu-waktu; gennya disebut [[gen|gen regulatorik]] karena biasanya mengatur mekanisme khusus. Rangsangan akan mengaktifkan bagian [[promoter inti]],<ref>{{en}} {{cite book
|title = An Introduction to Genetic Analysis
|author = Anthony JF Griffiths, Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C Lewontin, and William M Gelbart
|work = University of British Columbia, University of California, Harvard University
|isbn = 0-7167-3520-2
|edition = 7
|
|page = Transcription: an overview of gene regulation in eukaryotes
|publisher = W. H. Freeman
|url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=iga&part=A2021
|accessdate = 2010-08-17
}}</ref> segmen [[gen]] yang berfungsi sebagai pencerap [[RNA polimerase]]<ref name="iga A5256">{{en}} {{cite book
|title = An Introduction to Genetic Analysis
|author = Anthony JF Griffiths, Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C Lewontin, and William M Gelbart
|work = University of British Columbia, University of California, Harvard University
|isbn = 0-7167-3520-2
|edition = 7
|
|page = Glossary - Promoter
|publisher = W. H. Freeman
|url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=iga&part=A4529&rendertype=def-item&id=A5256
|accessdate = 2010-08-17
}}</ref> yang terletak di bagian hulu bagian yang akan disalin (disebut ''transcription unit''), tidak jauh dari ujung 5' gen.<ref name="iga A5256" /> Promoter inti terdiri dari [[kotak TATA]], [[kotak CCAAT]] dan [[kotak GC]].<ref>{{en}} {{cite book
|title = An Introduction to Genetic Analysis
|author = Anthony JF Griffiths, Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C Lewontin, and William M Gelbart
|work = University of British Columbia, University of California, Harvard University
|isbn = 0-7167-3520-2
|edition = 7
|
|page = Figure 11-25. The promoter region in higher eukaryotes.
|publisher = W. H. Freeman
|url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=iga&part=A2021&rendertype=figure&id=A2024
|accessdate = 2010-08-17
}}</ref>
Sebelum RNA polimerase dapat terikat pada promoter inti, [[faktor transkripsi]] TFIID akan membentuk kompleks dengan kotak TATA.<ref>{{en}} {{cite book
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
}}</ref> Inhibitor dapat mengikat pada kompleks TFIID-TATA dan mencegah terjadinya kompleks dengan faktor transkripsi lain, namun hal ini dapat dicegah dengan TFIIA yang membentuk kompleks DA-TATA. Setelah itu TFIIB dan TFIIF akan turut terikat membentuk kompleks DABF-TATA. Setelah itu RNA polimerase akan mengikat pada DABF-TATA, dan disusul dengan TFIIE, TFIIH dan TFIIJ.
Kompleks tersebut terjadi pada bagian kotak TATA yang terletak sekitar 10-25 [[pasangan basa]] di bagian hulu (''upstream'') dari [[kodon]] mulai (AUG). Adanya faktor transkripsi ini akan menarik enzim [[RNA polimerase]] mendekat ke DNA dan kemudian menempatkan diri pada tempat yang sesuai dengan kodon mulai (TAC pada berkas DNA). Berkas DNA yang ditempel oleh RNA polimerase disebut sebagai ''berkas templat'', sementara berkas pasangannya disebut sebagai ''berkas kode'' (karena memiliki urutan basa yang sama dengan RNA yang dibuat). Pada awal transkripsi, [[enzim]] [[guaniltransferase]] menambahkan [[gugus fungsional|gugus]] [[7-metilguanosina|m7Gppp]] pada ujung 5' untai pre-mRNA.<ref name="iga A1829">{{en}} {{cite book
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
}}</ref> Sejumlah [[ATP]] diperlukan untuk membuat RNA polimerase mulai bergerak dari ujung 3' (ujung karboksil) berkas templat ke arah ujung 5' (ujung amino). pre-mRNA yang terbentuk dengan demikian berarah 5' → 3'. Pergerakan RNA polimerase akan berhenti apabila ia menemui urutan basa yang sesuai dengan kodon berhenti, dan deret AAUAAA akan ditambahkan pada pangkal 3' pre-mRNA.<ref name="iga A1829" /> Setelah proses selesai, RNA polimerase akan lepas dari DNA, sedangkan pre-mRNA akan teriris sekitar 20 [[pasangan basa|bp]] dari deret AAUAAA dan sebuah enzim, [[poli(A) polimerase]] akan menambahkan deret antara 150 - 200 [[adenosina]] untuk membentuk pre-mRNA yang lengkap yang disebut [[mRNA primer]].<ref name="iga A1829" />
Tergantung intensitasnya, dalam satu berkas ''transcription unit'' sejumlah RNA polimerase dapat bekerja secara simultan. Intensitas transkripsi ditentukan oleh keadaan di sejumlah bagian tertentu pada DNA. Ada bagian yang disebut ''suppressor'' yang menekan intensitas, dan ada yang disebut ''enhancer'' yang memperkuatnya.
== Hasil ==
Hasil transkripsi
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
}}</ref> Di dalamnya terdapat fragmen berkas untuk protein yang mengatur dan membantu sintesis protein ([[translasi]]) selain fragmen untuk dilanjutkan dalam translasi sendiri, ditambah dengan bagian yang nantinya akan dipotong ([[intron]]). Berkas RNA ini selanjutnya akan mengalami proses yang disebut sebagai [[proses pascatranskripsi]] (''post-transcriptional process'').
==
Transkripsi dibagi menjadi inisiasi, pelepasan promotor, perpanjangan, dan penghentian.<ref name="MBOG">{{cite book|title=Molecular Biology of the Gene|publisher=Pearson|year=2013|edition=7th|vauthors=Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann AA, Levine M, Losick RM}}</ref>
=== Inisiasi ===
Transkripsi dimulai dengan pengikatan RNA polimerase, bersama dengan satu atau lebih faktor transkripsi umum, ke urutan DNA spesifik yang disebut sebagai "promotor" untuk membentuk "kompleks tertutup" RNA polimerase-promotor. Dalam "kompleks tertutup", DNA promotor masih sepenuhnya beruntai ganda.<ref>{{Cite journal|last=Henderson|first=Kate L.|last2=Felth|first2=Lindsey C.|last3=Molzahn|first3=Cristen M.|last4=Shkel|first4=Irina|last5=Wang|first5=Si|last6=Chhabra|first6=Munish|last7=Ruff|first7=Emily F.|last8=Bieter|first8=Lauren|last9=Kraft|first9=Joseph E.|date=2017-04-11|title=Mechanism of transcription initiation and promoter escape by E . coli RNA polymerase|url=http://www.pnas.org/lookup/doi/10.1073/pnas.1618675114|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences|language=en|volume=114|issue=15|pages=E3032–E3040|doi=10.1073/pnas.1618675114|issn=0027-8424|pmc=PMC5393250|pmid=28348246}}</ref>
=== Perpanjangan (elongasi) ===
Satu untai DNA, untai cetakan (atau untai non-penyandi), digunakan sebagai cetakan untuk sintesis RNA. Saat transkripsi berlangsung, RNA polimerase melintasi untai cetakan dan menggunakan komplementaritas pasangan basa dengan cetakan DNA membentuk salinan RNA (yang memanjang selama traversal). Meskipun RNA polimerase melintasi untai cetakan dari 3' → 5', untai pengkode (non-templat) dan RNA yang baru terbentuk juga dapat digunakan sebagai titik referensi, sehingga transkripsi dapat digambarkan terjadi 5' → 3'. Ini menghasilkan molekul RNA dari 5' → 3', salinan persis dari untai pengkode (kecuali timin diganti dengan urasil, dan nukleotida terdiri dari gula ribosa 5-karbon).<ref>{{Cite journal|last=Reines|first=D.|last2=Conaway|first2=R. C.|last3=Conaway|first3=J. W.|date=1999-06|title=Mechanism and regulation of transcriptional elongation by RNA polymerase II|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10395562|journal=Current Opinion in Cell Biology|volume=11|issue=3|pages=342–346|doi=10.1016/S0955-0674(99)80047-7|issn=0955-0674|pmc=3371606|pmid=10395562}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Imashimizu|first=Masahiko|last2=Shimamoto|first2=Nobuo|last3=Oshima|first3=Taku|last4=Kashlev|first4=Mikhail|date=2014|title=Transcription elongation. Heterogeneous tracking of RNA polymerase and its biological implications|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25764114|journal=Transcription|volume=5|issue=1|pages=e28285|doi=10.4161/trns.28285|issn=2154-1272|pmc=4214235|pmid=25764114}}</ref>[[Berkas:Simple_transcription_elongation1.svg|jmpl|400x400px|Diagram sederhana dari perpanjangan transkripsi.]]
=== Penghentian (terminasi) ===
Bakteri menggunakan dua strategi berbeda untuk terminasi transkripsi – terminasi tidak tergantung Rho dan terminasi tergantung Rho. Dalam penghentian ''tidak tergantung Rho'', transkripsi RNA berhenti ketika molekul RNA yang baru disintesis membentuk loop jepit rambut kaya G-C diikuti dengan lepasnya U. Ketika jepit rambut terbentuk, tekanan mekanis memutuskan ikatan rU-dA yang lemah, mengisi hibrid DNA-RNA. Hal ini menarik transkrip poli-U keluar dari situs aktif RNA polimerase, dan mengakhiri transkripsi. Dalam terminasi ''tergantung Rho'', faktor protein yang disebut "Rho" mengacaukan interaksi antara cetakan dan mRNA, sehingga melepaskan mRNA yang baru disintesis dari kompleks elongasi.<ref>{{Cite journal|last=Banerjee|first=Sharmistha|last2=Chalissery|first2=Jisha|last3=Bandey|first3=Irfan|last4=Sen|first4=Ranjan|date=2006-02|title=Rho-dependent transcription termination: more questions than answers|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16554712|journal=Journal of Microbiology (Seoul, Korea)|volume=44|issue=1|pages=11–22|issn=1225-8873|pmc=1838574|pmid=16554712}}</ref>
Terminasi transkripsi pada eukariot kurang dipahami dengan baik dibandingkan pada bakteri, tetapi melibatkan pembelahan transkrip baru diikuti dengan penambahan adenin tidak tergantung cetakan pada ujung 3' yang baru, dalam proses yang disebut poliadenilasi.
==Transkripsi terbalik==
[[Berkas:RetroTranscription.jpg|ka|jmpl|300x300px|Skema dari transkripsi terbalik.]]
Beberapa virus (seperti HIV, penyebab AIDS), memiliki kemampuan untuk mentranskripsi RNA menjadi DNA. HIV memiliki genom RNA yang ditranskripsi terbalik menjadi DNA. DNA yang dihasilkan dapat digabungkan dengan genom DNA sel inang. Enzim utama yang bertanggung jawab untuk sintesis DNA dari cetakan RNA disebut reverse transkriptase.
Dalam kasus HIV, reverse transkriptase bertanggung jawab untuk mensintesis untai DNA komplementer (cDNA) pada genom RNA virus. Enzim ribonuklease H kemudian memotong untai RNA, dan reverse transkriptase mensintesis untai komplementer DNA untuk membentuk struktur DNA heliks ganda ("cDNA"). cDNA diintegrasikan ke dalam genom sel inang oleh enzim integrase, yang menyebabkan sel inang menghasilkan protein virus yang berkumpul kembali menjadi partikel virus baru. Kemudian, sel inang yaitu limfosit T mengalami kematian sel terprogram (apoptosis).<ref>{{Cite journal|last=Cummins|first=N. W.|last2=Badley|first2=A. D.|date=2010-11-11|title=Mechanisms of HIV-associated lymphocyte apoptosis: 2010|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21368875|journal=Cell Death & Disease|volume=1|pages=e99|doi=10.1038/cddis.2010.77|issn=2041-4889|pmc=3032328|pmid=21368875}}</ref> Namun, pada retrovirus lain, sel inang tetap utuh saat virus keluar dari sel.
Beberapa sel eukariotik mengandung enzim dengan aktivitas transkripsi terbalik yang disebut [[telomerase]]. Telomerase adalah reverse transkriptase yang memperpanjang ujung kromosom linier. Telomerase membawa cetakan RNA dari mana ia mensintesis urutan berulang DNA, atau DNA "sampah". Urutan DNA yang berulang ini disebut telomer dan dapat dianggap sebagai "tutup" untuk kromosom. Ini penting karena setiap kali kromosom linier digandakan, itu dipersingkat. Dengan DNA "junk" atau "tutup" di ujung kromosom, pemendekan menghilangkan beberapa urutan berulang yang tidak esensial daripada urutan DNA penyandi protein, yang lebih jauh dari ujung kromosom.
Telomerase sering diaktifkan dalam sel kanker untuk memungkinkan sel kanker menduplikasi genom mereka tanpa kehilangan urutan DNA pengkode protein yang penting. Aktivasi telomerase bisa menjadi bagian dari proses yang memungkinkan sel kanker menjadi abadi. Faktor keabadian kanker melalui pemanjangan telomer karena telomerase telah terbukti terjadi pada 90% dari semua tumor karsinogenik in vivo dengan 10% sisanya menggunakan rute pemeliharaan telomer alternatif yang disebut pemanjangan alternatif telomer (''alternative lengthening of telomeres'', ALT).<ref>{{Cite journal|last=Cesare|first=Anthony J.|last2=Reddel|first2=Roger R.|date=2010-05|title=Alternative lengthening of telomeres: models, mechanisms and implications|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20351727|journal=Nature Reviews. Genetics|volume=11|issue=5|pages=319–330|doi=10.1038/nrg2763|issn=1471-0064|pmid=20351727}}</ref>
== Inhibitor ==
Inhibitor transkripsi dapat digunakan sebagai antibiotik terhadap patogen, misal bakteri (antibakteri) dan jamur (antijamur). Contoh antibakteri tersebut adalah [[rifampisin]], yang menghambat transkripsi DNA bakteri dengan menghambat RNA polimerase tergantung DNA dengan mengikat subunit beta-nya, sedangkan 8-hidroksikuinolin adalah penghambat transkripsi antijamur.<ref>{{Cite journal|last=Campbell|first=Elizabeth A.|last2=Korzheva|first2=Nataliya|last3=Mustaev|first3=Arkady|last4=Murakami|first4=Katsuhiko|last5=Nair|first5=Satish|last6=Goldfarb|first6=Alex|last7=Darst|first7=Seth A.|date=2001-03|title=Structural Mechanism for Rifampicin Inhibition of Bacterial RNA Polymerase|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867401002860|journal=Cell|language=en|volume=104|issue=6|pages=901–912|doi=10.1016/S0092-8674(01)00286-0}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Pippi|first=Bruna|last2=Reginatto|first2=Paula|last3=Machado|first3=Gabriella da Rosa Monte|last4=Bergamo|first4=Vanessa Zafaneli|last5=Lana|first5=Daiane Flores Dalla|last6=Teixeira|first6=Mario Lettieri|last7=Franco|first7=Lucas Lopardi|last8=Alves|first8=Ricardo José|last9=Andrade|first9=Saulo Fernandes|date=2017-10-01|title=Evaluation of 8-Hydroxyquinoline Derivatives as Hits for Antifungal Drug Design|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28159993|journal=Medical Mycology|volume=55|issue=7|pages=763–773|doi=10.1093/mmy/myx003|issn=1460-2709|pmid=28159993}}</ref> Efek metilasi [[histon]] juga dapat bekerja untuk menghambat transkripsi. Produk alami bioaktif yang kuat seperti triptolide yang menghambat transkripsi mamalia melalui penghambatan subunit XPB dari faktor transkripsi umum TFIIH baru-baru ini dilaporkan sebagai konjugat glukosa untuk menargetkan sel kanker hipoksia dengan peningkatan ekspresi transporter glukosa.<ref>{{Cite journal|last=Datan|first=Emmanuel|last2=Minn|first2=Il|last3=Xu|first3=Peng|last4=He|first4=Qing-Li|last5=Ahn|first5=Hye-Hyun|last6=Yu|first6=Biao|last7=Pomper|first7=Martin G.|last8=Liu|first8=Jun O.|date=2020-09-25|title=A Glucose-Triptolide Conjugate Selectively Targets Cancer Cells under Hypoxia|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33083765|journal=iScience|volume=23|issue=9|pages=101536|doi=10.1016/j.isci.2020.101536|issn=2589-0042|pmc=7509213|pmid=}}</ref>
=== Inhibitor endogen ===
Pada vertebrata, sebagian besar promotor gen mengandung pulau CpG dengan banyak situs CpG.<ref>{{Cite journal|last=Saxonov|first=Serge|last2=Berg|first2=Paul|last3=Brutlag|first3=Douglas L.|date=2006-01-31|title=A genome-wide analysis of CpG dinucleotides in the human genome distinguishes two distinct classes of promoters|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16432200|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=103|issue=5|pages=1412–1417|doi=10.1073/pnas.0510310103|issn=0027-8424|pmc=1345710|pmid=16432200}}</ref> Ketika banyak situs CpG promotor gen termetilasi, gen menjadi terhambat (dibungkam).<ref>{{Cite journal|last=Bird|first=Adrian|date=2002-01-01|title=DNA methylation patterns and epigenetic memory|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11782440|journal=Genes & Development|volume=16|issue=1|pages=6–21|doi=10.1101/gad.947102|issn=0890-9369|pmid=11782440}}</ref> Kanker kolorektal biasanya memiliki 3 hingga 6 mutasi pengemudi dan 33 hingga 66 mutasi genetik ''hitchhiking'' atau penumpang.<ref>{{Cite journal|last=Vogelstein|first=Bert|last2=Papadopoulos|first2=Nickolas|last3=Velculescu|first3=Victor E.|last4=Zhou|first4=Shibin|last5=Diaz|first5=Luis A.|last6=Kinzler|first6=Kenneth W.|date=2013-03-29|title=Cancer genome landscapes|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23539594|journal=Science (New York, N.Y.)|volume=339|issue=6127|pages=1546–1558|doi=10.1126/science.1235122|issn=1095-9203|pmc=3749880|pmid=23539594}}</ref> Namun, penghambatan transkripsi (pembungkaman) mungkin lebih penting dalam menyebabkan perkembangan menjadi kanker (dibandingkan kejadian mutasi). Misalnya pada kanker kolorektal, sekitar 600 hingga 800 gen dihambat secara transkripsi oleh metilasi pulau CpG.<ref>{{Cite journal|last=Toyota|first=M.|last2=Ahuja|first2=N.|last3=Ohe-Toyota|first3=M.|last4=Herman|first4=J. G.|last5=Baylin|first5=S. B.|last6=Issa|first6=J. P.|date=1999-07-20|title=CpG island methylator phenotype in colorectal cancer|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10411935|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=96|issue=15|pages=8681–8686|doi=10.1073/pnas.96.15.8681|issn=0027-8424|pmc=PMC17576|pmid=10411935}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Curtin|first=Karen|last2=Slattery|first2=Martha L.|last3=Samowitz|first3=Wade S.|date=2011-04-12|title=CpG island methylation in colorectal cancer: past, present and future|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21559209|journal=Pathology Research International|volume=2011|pages=902674|doi=10.4061/2011/902674|issn=2042-003X|pmc=3090226|pmid=21559209}}</ref> Penekanan transkripsional pada kanker juga dapat terjadi melalui mekanisme epigenetik lainnya, seperti perubahan ekspresi microRNA.<ref>{{Cite journal|last=Tessitore|first=Alessandra|last2=Cicciarelli|first2=Germana|last3=Del Vecchio|first3=Filippo|last4=Gaggiano|first4=Agata|last5=Verzella|first5=Daniela|last6=Fischietti|first6=Mariafausta|last7=Vecchiotti|first7=Davide|last8=Capece|first8=Daria|last9=Zazzeroni|first9=Francesca|date=2014|title=MicroRNAs in the DNA Damage/Repair Network and Cancer|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24616890|journal=International Journal of Genomics|volume=2014|pages=820248|doi=10.1155/2014/820248|issn=2314-436X|pmc=3926391|pmid=24616890}}</ref> Pada kanker payudara, penekanan transkripsional BRCA1 dapat terjadi lebih sering oleh microRNA-182 yang diekspresikan secara berlebihan daripada oleh hipermetilasi promotor BRCA1.<ref>{{Cite journal|last=Stefansson|first=Olafur A.|last2=Esteller|first2=Manel|date=2013-10|title=Epigenetic Modifications in Breast Cancer and Their Role in Personalized Medicine|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0002944013004598|journal=The American Journal of Pathology|language=en|volume=183|issue=4|pages=1052–1063|doi=10.1016/j.ajpath.2013.04.033}}</ref>
== Referensi ==
{{reflist}}
== Lihat pula ==
* [[Replikasi DNA]]
* [[Translasi]]
* [[bahan genetik]]
Baris 148 ⟶ 133:
[[Kategori:Genetika molekular]]
| |||