Transkripsi DNA dan Tahapannya (Review)
REVEW TRANSKRIPSI
Transkripsi merupakan pembentukan/sintesis
mRNA dari fragmen salah satu rantai DNA, sehingga terjadi proses pemindahan
informasi genetik dari DNA ke mRNA. Transkripsi adalah bagian dari rangkaian
ekspresi genetik (proses penerjemahan informasi genetik dalam bentuk urutan
basa menjadi protein). Pengertian asli “transkripsi” adalah alih aksara atau
penyalinan. Di sini, yang dimaksud adalah mengubah “teks” DNA menjadi RNA.
Sebenarnya, yang berubah hanyalah basa nitrogen timin di DNA yang pada RNA
digantikan oleh urasil.
DNA berperan sebagai materi genetik;
artinya DNA menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku umum
bagi setiap organisme. DNA melakukan transkripsi agar gen asli tetap terlindung
di dalam inti sel, sementara hasil kopinya ditugaskan untuk melaksanakan
pesan-pesan yang dikandungnya dalam proses sintesis protein. Jika RNA rusak,
maka akan segera diganti dengan hasil kopian yang baru.
Proses transkripsi ini terjadi di dalam
inti sel (nukleus). DNA tetap berada di dalam nukleus, sedangkan hasil
transkripsinya dikeluarkan dari nukleus menuju sitoplasma dan melekat pada
ribosom. Namun pada sel tumbuhan, transkripsi terjadi di dalam matriks pada
mitokondria dan plastida.
Seperti kita ketahui DNA sebagai media
untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein
histon. Saat menjelang proses transkripsi berjalan, biasanya didahului signal
dari luar akan kebutuhan suatu protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk
proses pertumbuhan, perkembangan, metabolisme, dan fungsi lain di tingkat sel
maupun jaringan. Kemudian RNA polymerase II akan mendatangi daerah regulator
element dari gen yang akan ditranskripsi. Kemudian RNA polymerase ini akan
menempel (binding) di daerah promoter spesifik dari gene yang akan disintesis
proteinnya, daerah promoter ini merupakan daerah consesus sequences, pada
urutan -10 dan -35 dari titik inisiasi (+1) yang mengandung urutan TATA-Box
sebagai basal promoter.
Setelah itu, polimerase ini akan membuka
titik inisiasi (kodon ATG) dari gene tersebut dan mengkopi semua informasi
secara utuh baik daerah exon maupun intron, dalam bentuk molekul immature mRNA
(messenger RNA ). Kemudian immature mRNA ini diolah pada proses splicing dengan
menggunakan smallnuclearRNA (snRNA) complex yang akan memotong hanya daerah
intron, dan semua exon akan disambungkan menjadi satu urutan gen utuh tanpa
non-coding area dan disebut sebagai mature mRNA . Pada tahap berikutnya, mRNA
ini diproses lebih lanjut pada proses translasi di dalam ribosom, dalam tiga
tahapan pokok yaitu inisiasi sebagai mengawali sintesis polipeptida dari kodon
AUG yang ditranslasi sebagai asam amino methionine. Proses ini berlangsung
dengan bantuan initiation factor (IF-1, IF-2 dan IF3) dan enzim tRNA-methionine
synthethase (pada bakteri diawali oleh formylmethionine) sehingga tRNA dan asam
amino methionine membentuk ikatan cognate dan bergerak ke ribosom tempat
sintesis protein berlangsung.
Langkah selanjutnya adalah elongasi atau
pemanjangan polpeptida sesuai denga urutan kodon yang dibawa oleh mRNA. Proses
splicing dari pematangan mRNA. Pada proses elongasi ini diperlukan elongation
factor complex. Seperti juga proses inisiasi enzim tRNA-amino acid synthethase
berperan dalam pembentukan cognate antara tRNA dan asam amino lainya dari
sitoplasma yang sesuai dengan urutan kodon mRNA tersebut. Proses elongasi akan
berhenti sampai kodon terminasi dan poly-adenyl (poly-A), dan diakhiri sebagai
proses terminasi yang dilakukan oleh rho-protein. Polipeptida akan diproses
sebagai molekul protein yang fungsional setelah melalui proses posttranslation
di retikulum endoplasmik (RE) hingga tingkat jaringan.
Secara garis besar transkripsi berlangsung
dalam empat tahap, yaitu pengenalan promoter, inisiasi, elongasi, dan teminasi.
Masing-masing tahap akan dijelaskan secara singkat sebagai berikut.
Pengenalan
promoter
Agar molekul DNA dapat digunakan sebagai
cetakan dalam sintesis RNA, kedua untainya harus dipisahkan satu sama lain di
tempat-tempat terjadinya penambahan basa pada RNA. Selanjutnya, begitu
penambahan basa selesai dilakukan, kedua untai DNA segera menyatu kembali.
Pemisahan kedua untai DNA pertama kali terjadi di suatu tempat tertentu, yang
merupakan tempat pengikatan enzim RNA polimerase di sisi 5’ (upstream) dari
urutan basa penyandi (gen) yang akan ditranskripsi. Tempat ini dinamakan promoter.
Inisiasi
Setelah mengalami pengikatan oleh
promoter, RNA polimerase akan terikat pada suatu tempat di dekat promoter, yang
dinamakan tempat awal polimerisasi atau tapak inisiasi (initiation
site). Tempat ini sering dinyatakan sebagai posisi +1 untuk gen yang
akan ditranskripsi. Nukleosida trifosfat pertama akan diletakkan di tapak
inisiasi dan sintesis RNA pun segera dimulai.
Elongasi
Pengikatan enzim RNA polimerase beserta
kofaktor-kofaktornya pada untai DNAcetakan membentuk kompleks transkripsi.
Selama sintesis RNA berlangsung kompleks transkripsi akan bergeser di sepanjang
molekul DNA cetakan sehingga nukleotida demi nukleotida akan ditambahkan kepada
untai RNA yang sedang diperpanjang pada ujung 3’nya. Jadi, elongasi atau
polimerisasi RNA berlangsung dari arah 5’ ke 3’, sementara RNA polimerasenya
sendiri bergerak dari arah 3’ ke 5’ di sepanjang untai DNA cetakan.
Terminasi
Berakhirnya polimerisasi RNA ditandai oleh
disosiasi kompleks transkripsi atau terlepasnya enzim RNA polimerase beserta
kofaktor-kofaktornya dari untai DNA cetakan. Begitu pula halnya dengan molekul
RNA hasil sintesis. Hal ini terjadi ketika RNA polimerase mencapai urutan basa
tertentu yang disebut dengan terminator.
Daftar Pustaka
Arumingtyas, Laras dkk. 2006. Kromosom, gen,DNA, sinthesis protein dan
regulasi. Laboratorium biologi melekuler dan seluler Universitas
Brawijaya, Malang.
Komentar
Posting Komentar