Transkripsi dan Translasi DNA

Pada mitosis, DNA terdistribusi sama ke dua sel anaknya. Kromosom diploid memiliki DNA dua kali lebih banyak dari kromosom haploid.

DNA merupakan polimer yang terdiri dari nukleotida yang terdiri dari tiga komponen; basa nitrogen, gula pentosa (deoksiribosa) dan gugus fosfat. Basanya bisa adenin (A), timin (T), guanin (G), atau

sitosin (C).  Banyaknya keempat basa tersebut tidak lah sama tetapi hadir dalam rasio yang khas. Pada DNA manusia : A=30,9% dan T=29,4%; G= 19,9% dan C=19,8%. Keteraturan ini dikenal sebagai aturan Chargaff.

[singlepic id=2 w=320 h=240 mode=web20 float=center]

Replikasi dan perbaikan DNA

Selama replikasi DNA, pemasangan basa memungkinkan untai DNA yang ada bertindak sebagai cetakan untuk untai komplementer yang baru. Berikut adalah konsep dasar replikasi DNA.

1. Sebelum melakukan replikasi, molekul induk mempunyai dua untai DNA komplementer . Setiap basa dipasangkan oleh ikatan hidrogen dengan pasangan spesifiknya, A dengan T dan G dengan C.
2. Langkah pertama dalam replikasi adalah pemisahan kedua untai DNA. Setiap untai yang lama
3. Setiap untai yang “lama” berfungsi sebagai cetakan yang menentukan uraian nukleotida di daerah yang spesifik di sepanjang permukaan cetakan berdasarkan aturan pemasangan basa.
4. Nukleotida baru tersebut disambung satu sama lain untuk membentuk tulang belakang gula -fosfat dari untai baru. Setiap molekul DNA sekarang terdiri dari satu untai “lama” dan satu untai “baru”. Kita kini memiliki dua molekul DNA yang sama persis dengan satu molekul  di saat kita mulai.

Satu tim besar yang terdiri dari enzim dan protein lain menjadi pelaksana replikasi DNA. Replikasi dimulai di pangkal replikasi. Cabang replikasi bentuk-Y terbentuk pada ujung-ujung berlawanan dari gelembung replikasi, di mana kedua untai DNA berpisah . DNA plomerasi mengkatalis sintesis untai-untai DNA baru, bekerja dalam arah 5’-> 3’. Sintesis DNA pada cabang replikasi menghasilkan leading strand yang kontinu dan segmen-segmen pendek, diskontinu dari lagging strand. Fragmen-fragmen ini kemudian disambung oleh DNA ligase. Sintesis DNA harus bermula pada ujung dari suatu primer yang merupakan segmen pendek RNA.

Enzim mengoreksi DNA selama replikasinya dan memperbaiki kerusakan pada DNA yang ada. Pada perbaikan salah-pasang, protein mengoreksi DNA yang bereplikasi dan memperbaikin kesalahan dalam pemasangan basa. Pada perbaikan eksisi, enzim perbaikan membetulkan DNA yang dirusak agen fisis dan kimiawi.

Ujung-ujung molekul DNA linear dari kromosom-kromosom eukariotik, disebut telomer, memendek pada setiap replikasi. Enzim telomerase, terdapat di dalam sel tertentu, dapat memperpanjang kembali ujung-ujung ini.

Transkripsi

DNA mengontrol metabolisme dengan memerintahkan sel untuk menghasilkan enzim spesifik dan protein lain. Percobaan Beadle dan Tatum pada strain mutan Neurospora memunculkan hipotesis satu gen-satu enzim, yang kemudian dimodifikasi menjadi satu gen-satu polipeptida. Suatugen menentukan urutan asam amino rantai polipeptida.

Transkripsi adalah sintesis RNA yang diarahkan oleh DNA. Sintesis RNA pada cetakan DNA dikatalis oleh enzim RNA polimerase. Sintesis ini mengikuti aturan pemasangan basa yang sama seperti replikasi DNA , terkecuali bahwa pada RNA, urasil menggantikan timin. Promoter, urutan nukleotida spesifik pada bagian start suatu gen, memberi sinyal untuk menginisiasi sintesis RNA. Faktor transkripsi (protein) membantu RNA polimerase eukariotik mengenali urutan promotor. Transkripsi terus berlangsung hingga urutan RNA tertentu memberin sinyal terminasi.

Molekul mRNA eukariotik diproses sebelum meninggalkan nukleus dengan modifikasi ujung-ujungnya dan dengan penyambungan RNA. Ujung 5’ menerima tutup nukleotida termodifikasi, sementara ujung 3’ menerima ekor poli (A). Sebagian besar gen eukariotik memiliki intron, daerah bukan pengkode yang berselang-seling di dareah pengkode, ekson. Dalam penyambungan RNA, intron dikeluarkan dan ekson bergabung. Dalam penyambungan RNA, intron dikeluarkan dan ekson bergabung. Penyambungan RNA ini dikatalis oleh ribunukleoprotein nukleus kecil (snRNP), yang beroperasi di dalam susunan yang lebih besar yang disebut spliosom. Dalam banyak kasus, RNA itu sendiri yang mengkatalis penyambungan. Molekul RNA katalik disebut Ribozim. Pencampuradukan ekson melalui rekombinasi dapat saja memberikan sumbangan pada evolusi keragaman protein.

Translasi

Translasi adalah sintesis polipeptida yang diatur oleh RNA. Saat molekul mRNA meluncur melalui ribosom, kodon-kodon ditranslasi satu per satu menjadi asam-asam amino. Interpreternya adalah molekul tRNA. Setelah mengambil asam amino spesifik, tRNA berjajar dengan bantuan triplet antikodonnya di kodon komplementer pada mRNA. Pelekatan asam amino pada spesifik pada bagian tRNA tertentu merupakan proses yang digerakan ATP yang dikatalis enzim sintetase tRNA-aminoasil. Translasi terdiri dari 3 tahap yaitu aktivasi, berupa penambahan asam amino pada tRNA. Kemudian, terjadi inisiasi dan elongasi yang ditandai dengan penambahan asam amino baru dengan peptidyl transferase. Akhirnya proses akan berhenti di tahap terminasi. Ribosom mengkoordinasikan ketiga tahap translasi : inisiasi, elongasi dan terminasi. Setiap ribosom terdiri dari dua sub unit yang terbuat dari protein dan RNA ribosom (rRNA). Ribosom memiliki tempat pengikatan untuk mRNA; tempat P dan A yang mengikat tRNA yang bersebelahan begitu asam amino dihubungkan dalam rantai polipeptida yang sedang tumbuh; dan tempat E untuk pelepasan tRNA.

Daftar Pustaka

Reece C, Mitchell. Biology. Biologi: Dasar Molekuler Penurunan Sifat.5th ed. Jakarta: Erlangga;   2002.p.298-312.

Anonymous. Molecular Genetics. Diunduh dari dari http://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene     /mol_gen.htm.                 Diakses Februari 2010.