Epigenetik adalah studi perubahan aktivitas gen tanpa perubahan sekuens DNA. Terdapat 3 mekanisme epigenetik yaitu metilasi DNA, modifikasi histon, dan non-coding RNA. Metilasi DNA dan modifikasi histon seperti asetilasi dan metilasi histon dapat mengatur ekspresi gen. Epigenetik dapat dimanipulasi menjadi target terapi untuk kasus yang melibatkan mekanisme epigenetik seperti kanker.
2. TUJUAN PEMBELAJARAN
• Mahasiswa diharapkan mampu memahami dan
menjelaskan mengenai epigenetik.
• Mahasiswa diharapkan mampu memahami dan
menjelaskan manfaat epigenetik bagi
kehidupan.
3. • Aktor/aktris
• Naskah film
• Kata-kata dalam naskah
• Kalimat penting dalam
naskah
• Proses penulisan naskah
• Pengarahan/directing
• sel tubuh manusia
• DNA
• sekuens DNA
• Gen
• Genetik
• epigenetik
4. EPIGENETIK
• Adalah suatu studi yang mempelajari perubahan
aktivitas gen yang bukan disebabkan oleh
perubahan pada sekuens DNA
• Perubahan fenotipe TANPA perubahan
genotipe.
7. MEKANISME EPIGENETIK
Ada 3 mekanisme pada proses epigenetik:
1. Metilasi DNA
2. Modifikasi histon
3. Non-coding RNA
8. METILASI DNA
• Adalah proses penambahan gugus methyl pada
cincin C5 cytosine 5-methylcytosine
menghambat transkripsi.
• https://www.dnalc.org/view/17011-DNA-
Methylation.html
9. METILASI DNA
• CpG island di bagian promoter gen mengalami
metilasi penekanan ekspresi gen (it is
turned off).
• Metilasi DNA berperan penting dalam
pengaturan ekspresi gen pada jaringan spesifik,
imprinting genom, dan inaktivasi kromosom X.
11. METILASI DNA
• Penambahan gugus metil dibantu oleh enzim
DNA methyltransferase (DNMT)
• Ada 3 macam enzim untuk mempertahankan
pola metilasi DNA tubuh yaitu:
1. DNMT1: mempertahankan pola metilasi DNA
yang standar
2. DNMT3a
3. DNMT3b
Mempertahankan pola
metilasi DNA yang baru
14. DEMETILASI DNA
• Enzim penghapus metilasi (Erasers)
modifikasi dan menghapus gugus metil dari
DNA demetilasi DNA gen aktif (turned on).
15. MODIFIKASI HISTON
• Kromatin terdiri dari nukleosom-
nukleosom yang tersusun oleh 146
pasang basa DNA dan dibungkus oleh
4 protein histon (H3, H4, H2A dan
H2B)
17. MEKANISME MODIFIKASI HISTON
1. Modifikasi langsung mempengaruhi
struktur kromatin .
2. Modifikasi yang mengatur pengikatan
molekul efektor.
Perubahan pada modifikasi histon
dikaitkan dengan instabilitas genom,
gangguan segregasi kromosom, dan
kanker.
19. ASETILASI HISTON
• Terjadi akibat penambahan grup asetil dari
asetil CoA.
• Enzim yang berperan dalam proses ini adalah
histone asetiltransferase mengontrol asetilasi
H3 dan H4.
• Asetilasi histon berperan dalam banyak proses
misalnya gene silencing, apoptosis, dan
replikasi DNA.
20. ASETILASI HISTON
• Histone deacetylaces (HDACs) mengatalisis
pembuangan gugus asetil dari residu histone
lysine.
• Gangguan keseimbangan proses asetilasi histon
dihubungkan dengan tumorigenesis dan
progresivitas kanker.
21. METILASI HISTON
• Adalah proses transfer 1 atau 2 atau 3 gugus
metil dari S-adenosyl-L-methionine menjadi
lysine atau arginine dari protein histon.
• Difasilitasi oleh enzim histone
methyltransferases (HMTs).
• HMTs berfungsi mengontrol metilasi DNA .
• Metilasi histon dapat mengaktifkan atau
menonaktifkan gen tertentu.
22. DEMETILASI HISTON
• Adalah suatu proses pembuangan gugus metil
pada protein histon.
• Difasilitasi oleh enzim histone demethylase.
23. Non coding RNA
• Adalah suatu molekul RNA fungsional yang
ditranskripsikan oleh DNA namun tidak
ditranslasikan menjadi protein.
• Non coding RNA terdiri dari miRNA, siRNA,
piRNA, dan lncRNA.
• Berperan meregulasi ekspresi gen pada proses
transkripsi dan post transkripsi.
24. Non-coding RNA
• Non coding RNA (ncRNA) dapat dibagi menjadi
ncRNA pendek (< 30 nukleotida) serta ncRNA
panjang (> 200 nukleotida).
• ncRNA pendek terbagi menjadi 3 kelas utama
yaitu microRNAs (miRNAs), short interfering
RNAs (siRNAs), dan piwi-interacting RNAs
(piRNAs).
25. MIKRO RNA (miRNA)
• Non-coding protein
• Berukuran kecil (± 22 nukelotida)
• Berfungsi sebagai regulator negatif bagi suatu gen
• Ditemukan di dalam semua sel eukariotik.
• Mekanisme: berikatan secara komplementer pada
mRNA target sehingga terjadi represi translasi dan
gene silencing.
27. CONTOH mRNA
• Contoh: miRNA genes mir-127 and mir-136
ditemukan terlibat dalam regulasi imprinting
genetik Rtl1, sebuah gen kunci dalam
perkembangan plasenta tikus.
• Metilasi pada regio yang spesifik pada krosomom
ayah menyebabkan ekspresi gen Rtl1.
• Jika kromosom ayah tidak termetilasi mir-127
dan mir-136 akan diproduksi dan berikatan dengan
mRNA dari gen Rtl1 menginduksi degradasi.
• Rendahnya ekspresi protein Rtl1 kematian janin
tikus.
29. MANFAAT EPIGENETIK
Epigenetik dapat dimanipulasi
sehingga menjadi target terapi bagi
kasus-kasus yang terbukti
melibatkan mekanisme epigenetik.
30. MANFAAT EPIGENETIK
• Sebuah studi oleh Feinberg and
Vogelstein (1983), menemukan
bahwa gen-gen pada sel kanker
kolorektal lebih banyak yang
mengalami hipometilasi daripada sel
normal.
34. REFERENSI
• Weinhold B. Epigenetics: the science of change.
Environ Health Perspect. 2006 Mar; 114(3):
160-167.
• Epigenomics Help [internet]. Bethesda (MD):
National center for biotechnology information
(US); 2010-. Epigenomics Scientific
Background. 2010 Aug 31 [updated 2011 Jan
20].