Ini materi Biomolekuler (semester 1) - ANALIS KESEHATAN

1. Perbedaan Transkripsi dan
Translasi pada Prokariot dan
Eukariot

2. TRANSKRIPSI
Transkripsi (dari bahasa Inggris: transcription) adalah proses
penyalinan kode-kode genetika yang ada pada urutan DNA
menjadi molekul RNA.
Transkripsi adalah bagian dari rangkaian ekspresi genetik yang
nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Urutan nukleotida pada
salah satu untaian molekul DNA digunakan sebagai cetakan untuk
sintesis molekul RNA yang komplementer.
Molekul RNA yang disintesis dalam proses transkripsi pada garis
besarnya dapat dibedakan menjadi 3 kelompok molekul RNA, yaitu :
 mRNA (messenger RNA),
 tRNA (transfer RNA),
 rRNA (ribosomal RNA).

3. Translasi
Translasi adalah proses sintesis polipeptida spesifik berdasarkan sandi
genetika pada mRNA. Proses ini adalah bagian kedua dari tahapan
biosintesis protein setelah proses transkripsi.
Translasi melibatkan ribosom sebagai tempat penggabungan asam
amino-asam amino menjadi polipeptida dan tRNA sebagai pembawa
asam amino ke ribosom dan penerjemah” sandi genetika mRNA.
Antibiotika dapat menghambat atau menghentikan proses translasi
pada biosintesis protein, contohnya :
 antibiotika anisomycin, cycloheximide, chloramphenicol,
antetracycline.
Translasi sangat berhubungan dengan proses transkripsi, karena
kedua tahap tersebut merupakan tahap dalam sinteseis protein
dalam sel.

4. Transkripsi dan Translasi
pada Prokariot

5. Prokariot
Organisme prokariot merupakan organisme yang masih
sederhana, ditandai dengan inti yang belum terlindungi oleh
membran inti, sehingga tidak ada batas yang tegas antara inti
dan sitoplasma sel.
Pada prokariot, translasi terjadi sebelum transkripsi sepenuhnya
dirampungkan.
Hal ini dimungkinkan karena pada prokariot molekul mRNA di
translasikan berdasarkan arah dari ujung 5` ke ujung 3`. Selain
dari itu, pada prokariot :
tidak terdapat membran inti, sehingga tidak ada yang
memisahkan transkripsi dan translasi (sebagaimana yang terjadi
pada eukariot) sehingga translasi dapat segera dilakukan.

6. Transkripsi pada
Prokariot

7. 1. Pada prokariot, gen terdiri atas 3 bagian utama :
 Daerah pengendali (promoter); bagian struktural dan terminator.
Promoter merupakan bagian gen yang berperanan dalam
mengendalikan proses transkripsi dan terletak pada ujung 5’.
[ Promoter pada prokariot juga terdiri atas operator ]
 Bagian Struktural adalah bagian gen yang terletak disebelah hilir
(downstream) dari promoter. Bagian inilah yg mengandung urutan
DNA spesifik (kode-kode genetik) yg akan ditranskripsi.
 Terminator adalah bagian gen yg terletak disebelah hilir dari bagian
struktural yang berperanan dalam pengakhiran (terminasi) proses
transkripsi. Fungsi : memberikan sinyal pd enzim RNA polimerase
agar menghentikan proses transkripsi.
Proses terminasi transkripsi pada prokariot dpt dikelompokkan
menjadi 2 kelas, yaitu :
1) terminasi yg ditentukan oleh urutan nukleotida tertentu
(rho-independent)
2) diatur oleh suatu protein (faktor rho) atau disebut rho-dependent.

8. 2. Gen pada prokariot diorganisasikan dalam struktur operon.
Contoh :
operon lac (operon yg mengendalikan kemampuan metabolisme
laktosa pada bakteri Escherichia coli). Adanya sistim operon karena
satu promotor mengendalikan seluruh gen struktural.
3. Saat ditranskripsi, operon lac menghasilkan satu mRNA yang
membawa kode-kode genetik untuk 3 macam polipeptida yang
berbeda :
 mRNA polisistronik, artinya dalam satu transkrip dapat
terkandung lebih dari satu rangkaian kodon (sistron) untuk
polipeptida yang berbeda. Dengan demikian, masing-masing
polipeptida akan ditranslasi secara independen dari satu untaian
mRNA yg sama.

9. 4. Ciri utama gen struktural pada prokariot adalah mulai dari sekuens
inisiasi translasi (ATG) sampai kodon terakhir sebelum titik akhir
translasi (kodon STOP yaitu TAA/TAG/TGA) akan diterjemahkan
menjadi rangkaian asam amino.
Jadi, jika gen struktural terdiri atas 900 nukleotida maka gen
tersebut akan mengkode 300 asam amino karena satu asam amino
dikode oleh tiga sekuens nukleotida yang berurutan.
Jadi, pada prokariot tidak ada intron (sekuens penyisip) kecuali pada
beberapa archaea tertentu.
5. Pada prokariot, RNA polimerase menempel secara langsung pada
DNA di daerah promoter tanpa melalui suatu ikatan dengan protein
lain (yang membedakan dengan eukariot)
6. Pada prokariot, proses transkripsi dan translasi berlangsung
hampir secara serentak, artinya sebelum transkripsi selesai
dilakukan, translasi sudah dapat dimulai.

10. 7. Urutan nukleotida RNA hasil sintesis adalah urutan nukleotida
komplementer dengan cetakannya.
Misal :
urutan ATG pada DNA, maka hasil transkripsinya adalah UAC.
Molekul DNA yang ditranskripsi adalah untai ganda, namun yang
berperanan sebagai cetakan, hanya salah satu untaiannya.
8. Tahapan transkripsi pada prokariot meliputi:
1) inisiasi transkripsi (terbentuk gelembung transkripsi),
2) pemanjangan
3) terminasi (tergantung faktor rho dan tidak tergantung faktor rho)

11. Transkripsi dan Translasi
pada Eukariotik

12. Eukariot
Transkripsi dan translasi pada eukariot berbeda dengan
pada prokariot.
Dengan adanya membran inti, pada eukariot dapat
dibedakan tempat terjadinya transkripsi dan translasi.
Transkripsi terjadi di dalam inti
Translasi terjadi di sitoplasma.
Waktunya pun tidak dapat terjadi secara
bersamaan, sebab sebelum dapat melakukan
translasi, harus merampungkan terlebih dahulu proses
transkripsi.
Proses transkripsi dan translasi pada eukariot
lebih kompleks daripada prokariot.

13. Transkripsi pada
Eukariotik

14. 1. Gen eukariot dibedakan 3 kelas yaitu:
Gen kelas I : meliputi gen-gen yg mengkode 18SrRNA, 28SrRNA dan
5,8SrRNA (ditranskripsi oleh RNA polimerase I).
Pada gen kelas I terdapat dua macam promoter yaitu
- promoter antara (spacer promoter)
- promoter utama
Gen kelas II : meliputi semua gen yg mengkode protein dan beberapa
RNA berukuran kecil yg terdapat di dalam nukleus (ditranskripsi oleh
RNA polimerase II); Promoter gen kelas II terdiri atas 4 elemen yaitu :
sekuens pemulai (initiator) yg terletak pd daerah inisiasi
transkripsi, elemen hilir (downstream) yg terletak disebelah hilir dari
titik awal transkripsi, kotak TATA dan suatu elemen hulu (upstream)
Gen kelas III : meliputi gen-gen yg mengkode tRNA, 5S rRNA dan bbrp
RNA kecil yg ada di dlm nukleus (ditranskripsi oleh RNA polimerase
III). Sebagian besar gen kelas III merupakan suatu cluster dan berulang

15. 2. Tidak dikenal adanya sistim operon karena satu promotor
mengendalikan seluruh gen struktural.
3. Gen pada eukariot bersifat monosistronik artinya satu transkrip yg
dihasilkan hanya mengkode satu macam produk ekspresi
(satu mRNA hanya membawa satu macam rangkaian kodon untuk
satu macam polipeptida).
4. Pada gen struktural eukariot, keberadaan intron merupakan hal yang
sering dijumpai meskipun tidak semua gen eukariot mengandung
intron.

16. 5. Mekanisme transkripsi pada eukariot pada dasarnya menyerupai
mekanisme pada prokariot.
Proses transkripsi diawali (diinisiasi) oleh proses penempelan faktorfaktor transkripsi dan kompleks enzim RNA polimerase pd daerah
promoter. RNA polimerase eukariot tidak menempel secara langsung
pada DNA di daerah promoter, melainkan melalui perantaraan
protein-protein lain, yg disebut faktor transkripsi
(transcription factor = TF).
6. Pada eukariot, proses transkripsi dan translasi tidak berlangsung
secara serentak. Transkripsi berlangsung di dalam nukleus ,
sedangkan translasi berlangsung di dlm sitoplasma (ribosom).
Dengan demikian, ada jeda waktu antara transkripsi dengan
translasi, yg disebut sebagai fase pasca-transkripsi.

17. Pada fase ini, terjadi proses :
1). Pemotongan dan penyambungan RNA (RNA-splicing);
2). Poliadenilasi (penambahan gugus poli-A pada ujung 3’mRNA);
3). Penambahan tudung (cap) pada ujung 5’ mRNA dan
4). Penyuntingan mRNA
7. Gen eukariot mempunyai struktur berselang-seling antara sekuens
yang mengkode suatu urutan spesifik (ekson) dan sekuens yg tidak
mengkode urutan spesifik (intron).

19. Perbedaan Translasi pada
Prokariot dan Eukariot

20. { Inisiasi Pada Translasi }
Perbedaan utama antara permulaan translasi eukariot dan prikariot -
pada prokariot : yang kompleks permulaan tranlasi terjadi secara
langsung di permulaan codon, titik di mana sintesis protein akan
mulai,  pada eukariot : memakai proses tak langsung untuk
menemukan permulaan titik. Fungsi faktor tranlasi prokariot: faktor
inisiasi, elongasi, release.
{ Elongasi Pada Translasi }
Elongasi pada eukariotik dan prokariotik, frameshifting terjadi selama
elongasi,dan terjadi secara acak karena polipeptida bersatu setelah
frameshift mempunyai urutan asam amino yang salah.

21. { Terminasi Pada Translasi }
Sintese Protein berakhir ketika salah satu dari ke tiga penghentian codon
dicapai. Suatu lokasi tidak dimasukkan oleh suatu tRNA tetapi oleh suatu
protein yang melepaskan faktor.
faktor pelepasan :
* Prokariot :
RF-1 yang mengenali penghentian codon 5’-UAA-3’ dan 5’-UAG-3’, RF-2 yang
mengenali 5’-UAA-3’ dan 5’-UGA-3’.
RF2 dari ribosome setelah penghentian, di dalam suatu reaksi yang menuntut
energi dari hidrolisis GTP.
RF-3 yang merangsang pelepasan RF1.
* Eukariot :
eRf-1, yang mengenali penghentian codon
eRF-3, yang mungkin berperan sama
Secara garis besar translasi pada eukariot sama dengan translasi pada
prokariot, perbedaannya hanya pada beberapa hal saja, misalnya, kelompok
protein dari methyonil-dRNAi Afet tidak dibentuk dan sebagian besar mRNA
eukariot dipelajari untuk memperoleh monogenik.