makalah DNA

					1. Gambarkan hubungan RNA polimerisasi dengan gen struktural Lac Operon atau
   jelaskan maksud gen RNA pada transkripsi?

   Jawab :




   Hubungan RNA polimerisasi dengan gen struktural Lac Operan ialah :

       RNA polimerisasi adalah enzim yang mengkaalisis proses transkripsi sedangkan
gen struktural Lac Operon terdiri dari Lac dan Operon. Operon adalah organisasi dari
beberapa gen yang ekspresinya dikendalikan oleh satu promoto, dan Lac berartikan
laktosa. Karakteristik organisme prokariotik adalah adanya operon. Operon sangat
berperan pada proses ekspresi gen, dimana semua gen dalam satu operon diekspresikan
sebagai unit tunggal. Model yang dikenal sebagai operon ada dua unsur yang mengatur
ekspresi gen struktural penyandi enzim yaitu gen regulator (repressor) dan operator
yang letaknya berdekatan dengan gen-gen struktural yang diaturnya.
       Salah satu contoh operon yang pertama kali ditemukan adalah operon lac.
Operon lac merupakan suatu kumpulan tiga gen (lacZ, lacY, dan lacA) yang mengkode
enzim yang terlibat pada penggunaan laktosa oleh bakteri Eschericia coli, dimana
Operon lac dapat mempercepat ekspresi gen. LacY mengkode laktosa permease yang
mentransport laktosa ke dalam sel, sedangkan lacZ dan lacA berfungsi mengkode enzim
yang memisahkan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Ekspresi gen tidak dapat
berjalan atau inaktif apabila tidak terdapat operon yang menginduksinya. Hal ini
didukung dengan adanya laktosa yang mengaktivasinya sehingga gen dapat
terekspresikan. Operon mengkonversi disakarida berupa laktosa menjadi monosakarida
berupa glukosa dan galaktosa. Monosakarida hasil konversi ini merupakan substrat
untuk penghasil energi pada jalur glikolitik. Hal ini berarti bahwa gen-gen pada operon
lac adalah untuk mengkonversi laktosa ke dalam bentuk yang dapat digunakan oleh
bakteri E.colisebagai sumber energi.
        Laktosa bukan merupakan komponen umum bakteri E.coli yang terdapat di
alam, dimana operon tidak dapat diekspresikan dan penggunaan enzim pada
penggunaan laktosa tidak diproduksi oleh bakteri tersebut. Laktosa yang telah tersedia
dapat mengekspresikan (switch on) operon. Hal ini mengakibatkan ketiga gen yang
terdapat di dalam operon lac dapat terekspresikan secara bersama dan hasilnya akan
mengkordinasi sintesis laktosa dengan penggunaan enzim.


Maksud dari gen transkripsi :




Transkripsi adalah proses penyalinan kode2 genetik yang ada pada urutan DNA menjadi
molekul RNA.


Mekanisme transkripsi berdasarkan gambar :

    1. Penempelan faktor2 pengendali transkripsi di promotor, misalnya RNA
       polimerase (Inisiasi)
   2. Pembentukan kompleks promotor terbuka (open promotor complex). G seperti
      replikasi dmn DNA bener2 dibuka pada transkripsi pilinan DNA dibuka namun
      masih tetep di dalam RNA polimerase
   3. RNA polimerase membaca DNA template dan melakukan pengikatan nukleotida
      yg komplementer (Elongasi)
   4. Setelah pemanjangan untaian RNA, diikuti dengan terminasi yang ditandai
      dengan lepasnya RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi (Terminasi)




Prinsip pada Transkripsi

Selain mekanisme dasar yg hampir sama, pada eukariot dan prokariot keduanya
memiliki prinsip sama pada proses transkripsinya:

   1. Prekursor untuk sintesis RNA ada 4 macam: 5′ -trifosfat ATP, GTP, CTP, dan UTP
      ( g ada thymine pada RNA)
   2. Reaksi polimerisasi atau pemanjangan RNA sama ama replikasi DNA yaitu
      dengan arah 5′ -> 3′
   3. Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA template
   4. Untai DNA yang berperan sebagai cetakan hanya salah satu untai
   5. Hasil transkripsi berupa RNA untai tunggal
2. Gambarkan bagaimana model sintesis enzim oleh mikroorganisme yang bersifat
   induser atau non induser ( inducible) ?

  Jawab :

       Fenomena induksi, represor dari gen yang menghasilkan enzim secara
  normal berada dalam keadan aktif, misalnya penguraian karbohidrat. Represor ini
  akan d inaktivasi oleh inducer.      Sebagai     contoh      penguraian      laktosa
  memerlukan     beta‐galaktosidase. Pembetukan     enzim    ini   biasanya dihambat,
       tetapi bila ada laktosa (induser) maka represor diinaktivasi sehingga terjadi
  induksi dari gen struktural untuk mensintesis enzim yang diperlukan untuk
  penguraian laktosa.
       Represi enzim, represor dari gen yang menghasilkan enzim secara normal
  berada dalam keadaan inaktif. Enzim ini diaktivasi oleh hasil akhir (end product).
       Gen regulator pada model induksi (Gambar 7a) menghasilkan suatu model
  represor yang dapat mencegah produksi enzim. Bila ada penginduksi, penginduksi
  akan berikatan dengan represor membentuk komplek tidak aktif, yang             tidak
  mengganggu transkripsi DNA selanjutnya. Pada model represi (Gambar 7b) gen
  regulator harus membentuk kompleks dengan molekul lain untuk menghasilkan
  represi yang menyebabkan terganggunya transkripsi mRNA. Sebagai contoh
  tanpa korepresor (histidin dalam contoh diatas) sintesis terus berlanjut.




  Gambar 7.
  (a). Suatu penginduksi berperan mengaktifkan represor sehingga represor
  tidak terikat pada gen operator dan mencegah sintesis gen
  struktural.
  (b). Suatu (ko) represor bergabung dengan aporepresor membentuk
  represor aktif yang dapat mencegah ekspresi gen struktural dengan
cara bergabung pada gen represor.       Denagn cara ini sintesa enzim
represibel dikendalikan.


Catatan :

Lac Z, Y, dan A = Gen-gen struktural dari lac operon. Lac Z mengkodekan Beta-
galaktosidase; Lac Y mengkodekan laktose permease; Lac A mengkodekan sebuah
transasetilase yang fungsinya masih belum diketahui.

Lac = laktosa, molekul penginduksi. Ketika laktosa beikatan dengan protein represor,
maka represor tidak aktif; operon tidak ditekan; transkripsi gen-gen untuk
penggunaan laktosa akan muncul.
3. Jelaskan tentang

   a. Gen Operator                             b. Regulator

   c. Promotor                                 d. Represor

                       e. Induser

   Jawab :

   a. Gen Operator




        Operator merupakan urutan nukelotida yang terletak di antara promotor dan
   bagian struktural dan merupakan tempat pelekatan protein represor (penekan atau
   penghambat ekspresi gen). Jika ada represor yang melekat di operator maka RNA
   polimerase g bisa jalan trus ekspresi gen tidak bisa berlangsung. Pada gambar di atas
   operator disimbolkan dengan warna ungu yg berada di antara promotor (merah) dan
   gen structural (hijau).

   b. Gen Regulator
   Gen-gen yang berada pada satu operon mempunyai hubungan fungsi dalam
   metabolisme Pengaturan ekspresi operon laktosa dilakukan oleh suatu protein
   regulator yang akan berinteraksi dengan promotor. Protein regulator tersebut akan
   menentukan inisiasi translasi yang dilakukan oleh transkriptase. Protein pengatur
   dihasilkan oleh gen regulator, yaitu gen yang produk ekspresinya berperan mengatur
   ekspresi gen lain. Dalam kasus operon laktosa terdapat dua gen regulator yaitu
   gen lac-i dan gen crp. Gen Lac i berhubungan dengan kehadiran laktosa, sedangkan
   gen crp berhubungan dengan kehadiran glukosa. Gen yang diatur tersebut dinamakan
   gen struktural, sebagai contoh gen lac Z, Lac Y, dan Lac A pada operon laktosa. Jadi
   gen regulator berperan mengatur ekspresi gen structural..
c. Promotor




     Promotor adalah urutan DNA spesifik yang berperan dalam mengendalikan
transkripsi gen struktural dan terletak di daerah upstream (hulu) dari bagian
struktural gen.

   Fungsi promotor : Sebagai tempat awal pelekatan enzim RNA polimerase
    yang nantinya melakukan transkripsi pada bagian struktural

d. Gen Represor
       Suatu enzim, yang berikatan pada operator. Dalam proses regulasi,
protein tetramer ini akan menempel pada suatu wilayah promotor yang
disebut operator. Penempelan itu terjadi karena ada kecocokan tertentu antara
runtunan basa operator dengan protein regulator.Akibat adanya protein
regulator yang menempati wilayah operator maka transkriptase tidak dapat
melakukan inisiasi transkripsi, sehingga gen-gen yang terdapat di belakang
promotor menjadi tidak terekspresi.
4. Bagaimana proses Regulasi yang terjadi pada Lac Operon?

   Jawab :

   Mekanisme yang terjadi pada Lac Operon adalah :

   Gen lac-i akan menghasilkan suatu polipeptida, yang kemudian setiap empat
   polipeptida akan membentuk satu molekul protein tetramer yang berperan sebagai
   regulator. Dalam proses regulasi, protein tetramer ini akan menempel pada suatu
   wilayah promotor yang disebut operator. Penempelan itu terjadi karena ada
   kecocokan tertentu antara runtunan basa operator dengan protein regulator. Akibat
   adanya protein regulator yang menempati wilayah operator maka transkriptase tidak
   dapat melakukan inisiasi transkripsi, sehingga gen-gen yang terdapat di belakang
   promotor menjadi tidak terekspresi. Protein regulator seperti di atas bersifat
   menghalangi atau menekan terjadinya transkripsi, maka disebut represor. Lawan
   sifat dari represor disebut aktivator, yaitu yang bersifat mendorong terjadinya
   ekspresi gen.




   Penjelasan Gambar :

   1. Keadaan tidak ada Laktosa dalam sel
      Bila tidak ada laktosa dalam sel, maka protein repressor tidak ada yang mengblok
      sisi aktifnya, sehingga mendatangi bagian operator ( Lac O ) atau dengan kata lain
      protein repressor bisa ditangkap oleh operator. Akhirnya gen Lac Z, Lac Y dan Lac
      A tidak dapat diekspresikan menjadi protein.
2. Bila di dalam sel dijumpai laktosa, sisi aktif dari protein akan terisi oleh Laktosa
   tersebut sehingga protein repressor ( Prot I ) menjadi inaktif, karena sisi aktif
   sudah terisi laktosa, maka protein repressor ini tidak dapat mengblok bagian
   operator. RNA polimerase ( dapat merangsang terekspresinya gen ) dapat
   mengblok bagian operator, sehingga selanjutnya masing-masing gen pada operon
   ditranskripsi menjadi mRNA dan selanjutnya ditranslasikan menjadi protein Z
   ( beta-galaktosidase ), protein Y ( permease ) dan protein A ( transasetilase ).
5. Apakah mungkin terjadi operasi pada Lac operon?
  Jawab :
  MUTASI PADA OPERON LAC
  Mutasi pada lacZ dan lacY                 operon tidak terinduksi laktosa
  lacZ- → β-gal tidak dihasilkan            Laktosa tidak dapat diubah menjadi
  allolaktosa
  lacY- → Protein M tidak dihasilkan           - Laktosa tidak dapat masuk
  kedalam sel
                                              -IPGT dapat masuk & berinteraksi
                                            dgn repressor.
  lacI- → ekspresi operon konstitutif (+/- Inducer → sintesis β-gal & prot M)
  Resesif : diploid parsial (WT x F’ lacI- lacZ- → WT

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:2963
posted:5/1/2011
language:Indonesian
pages:11