Transfer Materi Genetik

TRANSFER MATERI GENETIK

Transfer Materi Genetik DNA dikenal dengan Dogma Sentral

Replikasi DNA

·    Materi genetik DNA direplikasi setiap sel bermitosis, sehingga sel anak memiliki materi yang sama dengan sel induk

·        Replikasi DNA terjadi secara semi konservatif (hasil penelitian Messelson dan Stahl 1958)

–        Ke 2 untai terbuka (unwinding) yaitu untai ganda (dsDNA) menjadi untai tunggal (ssDNA)

–        Ke 2 ssDNA menjadi template (cetakan) bagi  DNA baru

–        DNA baru adalah dsDNA yang terdiri dari ssDNA asal dan ssDNA hasil sintesis

·       Sintesis DNA berlangsung melawan arah pembukaan dsDNA, dengan membuat segmen-segmen DNA 5’-3’ menggunakan primer RNA yang disebut fragmen Okazaki

·  Fragmen-fragmen Okazaki dihubungkan oleh DNA ligase sehingga terbentuk ssDNA baru yang komplementer dengan DNA template (lagging strand)

      Mekanisme Replikasi DNA

·      DNA helicase membuka untai dsDNA yang masing-masing membentang 5’-3’ (lagging strand) dan    3’-5’ (leading strand). Kedua ssDNA tersebut distabilkan oleh protein single strand binding, sehingga  ssDNA lurus (memudahkan proses replikasi)

·     DNA polimerase mensintesis DNA baru dengan menempelkan dNTP ke ujung OH 3’primer. DNA  polimerase mensintesis untai baru dari 5’ ke 3’ dengan membaca untai dari 3’ sampai 5’.

Gambar proses replikasi DNA

Transkripsi DNA

·        Informasi yang dibawa DNA ditransfer ke mRNA (messenger RNA) pada waktu transkripsi

·       Terjadi sintesis mRNA dengan menggunalan informasi pada DNA template, membuat poliribonukleotida yang basa-basanya berkomplemen dengan DNA template

Reaksi pada proses transkripsi DNA

·     mRNA disintesis dari ssDNA (template) sedangkan ssDNA yang lain adalah komplemen (nonsense) DNA

·     RNA polimerase menempelkan ribonukleotida tri P (A,U,C,G) ke OH 3’ dengan membaca sikuens  pada template DNA

·         Transkrip mRNA akan diproses menjadi RNA mature sebelum ke sitoplasma

mRNA Mature

Proses mature RNA meliputi splicing: eliminasi noncoding sequence (intron) penambahan poli A pada ujung 3’modifikasi beberapa nukleotida.

Informasi dari mRNA didesain menjadi 64 frasa, Setiap frasa terdiri dari 3 sikuens nukleotida yang disebut kodon (triplet basa nukleotida). Setiap kodon mengkode satu asam amino yang akan dipolimeriasai saat translasi 64 kodon : 61 kodon translasi  dan 3 kodon stop (UAA, AUG dan UGA). Dari 61 kodon terdapat kodon start (GUG dan AUG), tetapi jika berada di tengah untaian maka akan diterjemahkan menjadi kode genetik.

                     

Gambar proses transkripsi

                      

Gambar tabel kodon

Translasi

·         Proses pemindahan informasi genetik dari mRNA menjadi sikuens asam amino polipeptida (protein)

·         Proses translasi melibatkan :

–         mRNA : membawa kopi kode genetik dari DNA

–        tRNA : berbentuk dsRNA (bentuk clover leaf) yang membawa basa antikodon yang berpasangan dengan basa kodon pada mRNA.Terdapat sikuens CCA pada ujung 3’ dan terdapat OH bebas yang mengikat karboksil asam amino

–    Ribosom : terdapat sub unit besar dan sub unit kecil, tempat berlangsungnya proses translasi. Terdapat molekul rRNA dan terdapat binding site untuk mRNA dan 2 binding site untuk tRNA yang membawa asam amino yang akan menempati situs A dan yang telah membawa polipeptida akan menempati situs P 

                               

Gambar Proses Translasi

Tahap-Tahap Sintesis Protein

• Aktivasi: tRNA mengikat asam amino spesifik pada ujung 3’ sesuai dengan antikodon yang dibawanya
• Inisialisasi: Perlekatan met-tRNA pada start kodon AUG dan menempati situs P pada ribosom 60S
• Elongasi: tRNA yang telah membawa asam amino bergabung pada situs A (terjadi transfer met ke gugus amino dari asam amino yang dibawa tRNA pada situs A) terjadi ikatan polipeptida antara met dengan asam amino baru yang dikatalis oleh peptidil tranferase                                                            Lanjutan Elongasi :                                                                                                            Ribosom yang telah membawa peptida met dan asam amino baru bergeser ke arah 3’ tRNA yang  telah melepas asam amino dan meninggalkan ribosom, sedangkan peptida tRNA bergeser ke situs P  dan tRNA baru yang membawa asam amino ssuai dengan kodon berikutnya bergabung ke situs A,  reaksi berulang kembali seperti sebelumnya                                                                               Terminasi :                                                                                                                                  Bila situs A bertemu kodon stop (UAA, UAG, UGA), enzim  release factor bergabung ke situs A  sehingga terjadi disosiasi ribosom. Satu mRNA dapat ditranslasi oleh lebih dari satu ribosom pada  waktu yang sama, membentuk mRNA besar yang ditempati banyak ribosom terangkai dari 5’ ke 3’.  Struktur ini disebut poliribosom

Perbedaan DNA dan RNA

Ciri	DNA	RNA
Letak	Di dalam inti sel	Di sitoplasma dan ribosom
Bentuk	Double helix	Single strand
Basa	Purin (Adenin & Guanin) Pirimidin (Sitosin & Timin)	Timin diganti urasil
Gula nukleotida	deoxyribosa	ribosa
Fungsi	Menyimpan materi genetik	Sintesis protein