Seri Kuliah Biokimia: Dogma Central of Genetic

Dogma central pada dasarnya merupakan suatu yang menggambarkan kerja DNA, yaitu informasi yang terkandung didalam DNA, yang selanjutnya digunakan untuk menghasilkan molekul RNA melalui transkripsi dan dari RNA ini akan dilanjutkan untuk menghasilkan suatu protein melalui proses translasi. Dalam pengertian lain disebutkan bahwa dogma central merupakan penjelasan dari suatu ekspresi gen dari DNAàRNAàProtein. Dogma central berlaku pada prokariot dan eukariot. Namun, pada eukariot ada tahap tambahan yang terjadi di antara transkripsi dan translasi yang disebut tahap pre-mRNA. Tahap pre-mRNA adalah untuk menyeleksi mRNA yang akan dikirim keluar nukleus untuk ditranslasikan di ribosom. Ekson merupakan mRNA yang akan dikirim keluar nukleus untuk ditranslasikan, sedangkan intron merupakan mRNA yang akan tetap berada di dalam nukleus karena kemungkinan mRNA tersebut akan membentuk protein yang tidak fungsional (tidak berguna) jika ditranslasikan. Intron kemudian akan terurai kembali untuk membentuk rantai mRNA baru.
Dogma Central

Gambar 1. Dogma Central of Genetic
Dogma Central Prokariotik and Eukariotik

Gambar 2. Dogma central Prokariotik dan Eukariotik
Secara umum transfer informasi yang dapat terjadi di dalam sel adalah:
Dogma Central

Dari DNA à DNA
Dari DNA à RNA
Dari RNA à Protein
Transfer diatas merupakan transfer yang sering terjadi yang artinya juga terdapat beberapa ganggunan yang dapat mengakibatkan transfer informasi dapat mengalami kesalahan dan transfer ini tidak pernah terjadi, tapi bisa terjadi apabila terdapat suatu gangguan, yaitu
Dari RNA à RNA
Dari RNA à DNA
Dari DNA à Protein
            Selain transfer diatas juga terdapat transfer yang tidak diketahui yang merupakan tiga transfer yang mana tidak pernah terjadi sesuai postulat dogma central, antara lain:
Protein à Protein
Protein à DNA
Protein à RNA
            Tiga proses molekuler utama yang memiliki peranan penting dalam aliran informasi genetik tersebut adalah replikasi, transkripsi dan translasi. Untuk beberapa spesies virus, di mana materi genetiknya terdapat dalam bentuk RNA, memerlukan suatu proses yang merupakan kebalikan dari transkripsi yang disebut reverse transcription. Untuk berlangsungnya tiap proses molekuler tersebut, diperlukan enzim-enzim tertentu, di antaranya adalah :
  • DNA polymerase - mensintesis DNA dari cetakan DNA (DNA template); digunakan untuk kloning DNA
  • DNA ligase - membentuk ikatan kovalen antara ujung-ujung untaian satu rantai DNA yang bebas saat proses replikasi DNA; digunakan untuk kloning DNA
  • Reverse transcriptase - Mensintesis DNA dari cetakan (template) RNA; digunakan untuk kloning cDNA

REPLIKASI
            Proses replikasi DNA adalah proses pengandaan DNA dimana proses ini diperlukan dalam pembelahan sel. Sebelum proses ekspresi gen, biasanya DNA dilipatgandakan menjadi lebih banyak. Proses replikasi DNA pada dasarnya adalah 1 double stranded DNA dicopy menjadi 2 buah, dari 2 buah akan dicopy menjadi 4 buah. Jadi berawal dari denaturasi DNA yang akan membuka pilinan dari double stranded menjadi single stranded. Kemudian dengan bantuan sebuah enzim yang disebut DNA polimerase, DNA akan terikat DNA polimerase kemudian copy DNA terjadi. Melalui prinsip replikasi DNA ini lah PCR (Polymerase Chain Reaction) dilakukan.

TRANSKRIPSI
            Proses replikasi DNA adalah proses pengandaan DNA dimana proses ini diperlukan dalam pembelahan sel. Sebelum proses ekspresi gen, biasanya DNA dilipatgandakan menjadi lebih banyak. Proses replikasi DNA pada dasarnya adalah 1 double stranded DNA dicopy menjadi 2 buah, dari 2 buah akan dicopy menjadi 4 buah. Jadi berawal dari denaturasi DNA yang akan membuka pilinan dari double stranded menjadi single stranded. Kemudian dengan bantuan sebuah enzim yang disebut DNA polimerase, DNA akan terikat DNA polimerase kemudian copy DNA terjadi. Melalui prinsip replikasi DNA ini lah PCR (Polymerase Chain Reaction) dilakukan.
            Sintesis mRNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense. RNA dihasilkan dari aktivitas enzim RNA polimerase. Enzim ini membuka pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan merangkainkan nukleotida RNA dari arah 5’ ke 3’.
Inisiasi
            Daerah DNA dimana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut promoter.Salah satu bagian terpenting dari promoter adalah kotak Pribnow (TATA box). Inisiasi dimulai ketika holoenzim RNA polimerase menempel pada promotor. Tahapan dimulai dari pembentukan kompleks promoter tertutup, pembentukan kompleks promoter terbuka, penggabungan beberapa nukleotida awal, dan perubahan konformasi RNA polimerase karena struktur sigma holoenzim kompleks dihapu

Elongasi
            Pilinan heliks ganda DNA terbuka secara berurutan. Setelah sintesis RNA berlangsung, DNA heliks ganda terbentuk kembali dan molekul RNA baru akan lepas dari cetakan DNA-nya. Setelah promotor RNA polimerase melekat pada enzim tersebut akan terus bergerak sepanjang molekul DNA, mengurai dan meluruskan heliks tersebut. Dalam pemanjangan, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3 ‘molekul RNA yang baru dibentuk. Misalnya, DNA template nukleotida A, maka nukleotida RNA yang ditambahkan adalah U, dan seterusnya. Pemanjangan maksimum tingkat molekul transkrip RNA berrkisar antara 30-60 nukleotida per detik. Pemanjangan kecepatan tidak konstan.
Terminasi
            RNA polimerase mencapai titik akhir.
TRANSLASI
Proses mRNA mengarahkan serangkaian asam amino dan sintesis protein.
Inisiasi
            Terjadi dengan adanya mRNA, sebuah RNAt yang memuat asam amino pertama dari polipeptida dan 2 subunit RNAr. Pertama, subunit ribosom kecil mengikatkan diri pada RNAd dan RNAt inisiator. Pada mRNA terdapat kodon inisiasi AUG (start codon), yang memberi sinyal dimulainya proses translasi. RNAt inisiator yang membawa asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi AUG.
Elongasi
            Asam amino-asam amino berikutnya ditambahkan satu persatu pada asam amino pertama (metionin). Molekul RNAr dari subunit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba.
Terminasi
            Elongasi berlanjut terus hingga ribosom mencapai kodon stop (UAA, UAG, atau UGA). Kodon stop hanya bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Akhirnya, rantai protein terbentuk.

Salam Smart
gigihkurniawan


Post a Comment

Terima Kasih Atas Kunjungan dan Komentar Anda