REPLIKASI, TRANSKRIPSI & TRANSLASI- Replikasi : mekanisme molekuler pewarisan, dimana DNA induk berfungsi sbg cetakan utk sintesis salinan DNA - Transkripsi DNA berfungsi sebagai cetakan utk sintesis RNA. Dihslkan 3 RNA utama dari transkripsi yi mRNA, rRNA & tRNA. Translasi RNA memberi informasi utk proses sintesis protein

-

STRUKTUR DNA

Basa-basa DNA diidentifikasikan sbg (Gb 1): Purin adenin, guanin; Pirimidin sitosin, timin

GAMBAR 1. BASA-BASA DNA

STRUKTUR DNAGulanya adlh deoksiribosa, suatu turunan ribosa, yg tdk memiliki sebuah gugus hidroksil pd karbon 2 (Gb 2)

GMBR 2. DEOKSIRIBOSA

STRUKTUR DNA Nukleosida terdiri dari basa purin atau pirimidin yg berikatan dengan gula (gb 3). Keempat unit nukleosida dlm DNA disebut deoksiadenosin, deoksiguanosin, deoksitimidin & deoksitidin. N-9 dlm purin atau N-1 dlm pirimidin berikatan pd C-1 deoksiribosa

GBR 3. NUKLEOSIDA

STRUKTUR DNA Nukleotida mrpkn sebuah ester fosfat dari suatu nukleosida. Nukleotida terdiri dr sebuah basa, gula dan fosfat. Basa nitrogen terikat melalui ikatan Nglikosidat ke karbon anomerik gula & fosfat inorganik membntk suatu ester dgn gugus hidroksil gula (Gbr 3)

STRUKTUR DNA DNA terdiri dr 2 untai polinukleotida yg disatukan oleh pembntkn pasangan di antara basa-basa mereka. Rantai polinukleotida dibntk oleh suatu ikatan fosfodiester antara karbon 3 sebuah gula dan karbon 5 gula berikutnya (Gb 4)

GBR 4. IKATAN FOSFODIESTER

STRUKTUR DNA Molekul DNA terdiri dr 2 rantai polinukleotida yg disatukan oleh ikatan hidrogen basa. Adenin dgn Timin distabilkan oleh 2 ikatan hidrogen, Guanin dgn sitosin distabilkan oleh 3 ikatan hidrogen (Gb 5).

GBR 5. A dan T distabilkan oleh 2 ikatan hidrogen

GBR 5. C dan G distabilkan oleh 3 ikatan hidrogen

STRUKTUR DNA Untai DNA adlh antiparalel. Dua untai DNA saling melengkapi berjln berlawanan arah. Pd satu untai, oksigen dr setiap cincin gula adlh di atas karbon, shg karbon 5 di atas karbon 3. Untai ini dikatakn berjln dlm arah 5 ke 3. Pd untai lain, oksigen dr setiap cincin di bwh karbon, shg karbon 3 di atas karbon 5. Untai ini dikatakn berjln dlm arah 3 ke 5 (gbr 6)

GBR 6. UNTAI DNA ANTI PARALEL

SINTESIS DNA Pd eukariot, replikasi DNA terjadi selama fase S pd siklus sel. Lalu sel membelah selama fase M & masing2 sel anak menerima salinan DNA yg persis sama (Gbr 7).

DNA synthesis

GBR 7. SINTESIS DNA PADA FASE SIKLUS SEL

SINTESIS DNA Replikasi bersifat 2 arah & semikonservatif (untai2 induk dipertahankan tapi tdk lagi bersama2). Masing2 untai induk berpasangan dgn untai yg baru disintesis (gbr 8 dan 9).

GBR 8. REPLIKASI DNA BERSIFAT DUA ARAH

GBR 9. REPLIKASI DNA BERSIFAT SEMIKONSERVATIF

SINTESIS DNA

Proses dimulai dgn pembukaan untai induk oleh topoisomerase dan helikase (Gbr 10).

Gbr 10. Pembukaan untai induk DNA

SINTESIS DNAEnzim yg mengkatalisis sintesis DNA adlh DNA polimerase yg menyalin untai cetakan DNA dlm arah 3 ke 5, menghasilkan untai baru dlm arah 5 ke 3 fragmen Okazaki (Gbr 11).

Gbr 11. Fragmen Okazaki

Procaryots: one origin of replication only ONE REPLICON Eucaryots: many replication origins MANY REPLICONS

DNA polymerase makes one error in about 1010 nucleotides (replication of 3 cells)

Proof-reading activity of DNA polymeraseerror detection

bases excission DNA replication

ligation

TRANSKRIPSI: SINTESIS RNA

Transkripsi dikatalisis oleh enzim RNA polimerase. RNA polimerase menyalin cetakan DNA dlm arah 3 ke 5 dan mensintesis untai 5 ke 3 (gbr 12).

Gbr 12. Transkripsi RNA

TRANSKRIPSI: SINTESIS RNA Proses transkripsi (gbr 12): RNA polimerase berikatan dgn komplek faktor transkripsi di regio promotor, heliks terurai di dlm regio dekat startpoint transkripsi, terjadi pemisahan untai DNA, sintesis transkrip RNA mulai, lalu transkrip RNA memanjang, menyalin cetakan DNA.

SINTESIS mRNA (Gbr 13)Proses transkripsi cetakan DNA menghasilkan hnRNA Penambahan cap-5 dan ekor poli(A) Menyatukan ekson dan singkirkan intron mRNA bermigrasi ke sitoplasma

Gbr 13. Sintesis mRNA

PERBEDAAN TRANSKRIPSI PROKARIOT & EUKARIOT Prokariot

: transkrip awal berfungsi sebagai mRNA & langsung digunakan sebagai cetakan untuk sintesis protein Eukariot : prekursor mRNA diolah dan dipotong sambung di dalam inti sebelum ditransport ke sitosol (Gbr. 14)

Gbr. 14. PERBEDAAN TRANSKRIPSI PROKARIOT DAN EUKARIOT

Gbr 15. SINTESIS tRNA

Gbr 16. GAMBARAN UMUM MOLEKUL tRNA

Translasi pemindahan pesan genetik dari bahasa nukleotida asam nukleat menjadi bahasa asam amino protein. Tiga bentuk RNA utama ikut berpartisipasi dlm proses translasi (sintesis protein). mRNA membawa informasi genetik dari inti ke sitoplasma, tempat translasi berlangsung pd ribosom, struktur yg mengandung rRNA

Translasi tRNA membawa asam amino ke ribosom tempat asam amino tsbt disatukan dlm ikatan peptida utk membntk protein. Selama translasi, urutan basa pd mRNA dibaca tiga2. Urutan kodon pd mRNA menentukan urutan as. amino pd protein.

Gbr 17. SIKLUS PERPANJANGAN PADA SINTESIS PROTEIN

Gbr 18. Gambaran singkat proses translasi

Gbr 19. ANTIKODON WOBBLE

Gbr 20. INOSIN

Sifat kode genetik Kode adlh degenerate (bnyk a.a. dtentukn oleh lebih dr 1 kodon), tapi jelas (masing2 kodon hanya tentukan 1 aa Kode hampir universal semua organisme menggunakan kode genetik yg sama, dgn pengkecualian yg jarang dijumpai. Misal, pd mitokondria manusia, UGA mengkode triptofan bukan berfungsi sbg kodon stop, AUA mengkode metionin & bukan isoleusin. Kode tdk tumpang tindih,tanpa tanda baca

Gbr 21. SANDI GENETIK