Matakulian Genetika Molekuler S1 Biologi

1. Ekspresi Gen
Transkripsi
Drs. Sutarno, MSc., PhD.

2. Two steps of gene expression
(dua tahap expresi gen)
1. Transcription
The synthesis of mRNA uses the
gene on the DNA molecule as a
template
This happens in the nucleus of
eukaryotes
2. Translation
The synthesis of a polypeptide chain
using the genetic code on the mRNA
molecule as its guide.

3. Gene Expression
§ : The process by which a gene's information is
converted into the structures and functions of a
cell by a process of producing a biologically
functional molecule of either protein or RNA
(gene product) is made.
§ Gene expression is assumed to be controlled at
various points in the sequence leading to
protein synthesis. 3

4. Gene expression
DNA à RNA à Protein
DNA
RNA
Protein
Transcription
Translation
Initiation
Elongation
Processing
Export
Initiation
Elongation
Processing
Targeting

6. Regulasi Gen pada Bakteri
n Bakteri mempunyai beribu-ribu gen
n Tidak semua ditranskripsi pada waktu yang
sama
n Bila itu dilakukan maka akan membuang
energi yang banyak
n Namun beberapa gen ditranskripsi sepanjang
waktu à Siapa dia ?
n “housekeeping” genes
n Gen lain diekspresikan sebagai tanggapan
(respon) akibat terjadinya perubahan
lingkungan

7. House keeping gene?
n : are typically constitutive genes that are required for the
maintenance of basal cellular functions that are essential for the
existence of a cell, regardless of its specific role in the tissue or
organism. Thus, they are expressed in all cells of an organism
under normal and patho-physiological conditions, irrespective of
tissue type, developmental stage, cell cycle state, or external
signal.
n Jadi ‘constitutive genes” ini selalu diekspresikan karena
(constitutive expression) karena adanya fungsi-fungsi fisologis
yang sama dalam setiap sel yang masih hidup, dalam kondisi
lingkungan eksternal dan internal apapun yang dihadapi, di
jaringan dan sel apa saja selama individunya masih hidup.
Sejumlah gen yang termasuk sebagai kelompok house keeping
genes merupakan gen-gen yang ekspresinya konstitutif, misalnya
gen penyandi rRNA, gen penyandi ubiquitin, gen penyandi
Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) dan gen
penyandi protein histone dll.

8. Regulasi Gen pada Bakteri
n Regulasi transkripsi
n Jika suatu protein (yang dikodekan
oleh gen) diperlukan, maka gen akan
ditranskripsi
n Jika suatu protein (yang dikodekan
oleh gen) Tidak diperlukan, maka
gen akan Tidak akan ditranskripsi
8

9. Unit Transkripsi pada Bakteri
9
Operon
promoter
operator
-35 TTGACA
-10 TATAAT (Pribnow box)

10. Regulasi pada Transkripsi
n Kontrol Positif atau Negatif
n Positif - membutuhkan suatu protein
untuk terjadinya transkripsi
n Negatif - protein dibutuhkan untuk mem
block transkripsi
n Contoh Model operon pada bakteri
n Lac operon
10

11. n DNA codes for the production of RNA.
n RNA codes for the production of
protein.
n Protein does not code for the
production of protein, RNA or DNA.

12. Fungsi RNA polimerase
n Baik RNA- maupun
DNA-polymerase
dapat menambahkan
nukleotida ke untai
yaang telah ada
untuk menjadikan
tambah panjang.
Perbedaanya: RNA
polimerase dapat
memulai suatu untai
baru, tetapi DNA
polimerase tidak
dapat.

13. The function of RNA polymerases
Nukleotida yang digunakan untuk memperpanjang untai RNA
yang sedang tumbuh adalah ribonucleoside triphosphates
(NTPs). Dua gugus phosphat dibebaskan sebagai
pyrophosphate (PPi) selama reaksi.
Pertamahan panjang selalu terjadi pada arah 5' ke 3‘.
Nukleotida pertama pada ujung 5’ tetap dengan gugus
phosphatnya.

14. RNA Processing

29. Penyambungan terjadi dalam tiga langkah:
Pemutusan ikatan fosfodiester antara ekson dan GU di ujung 5
dari intron. Satu snRNP (U1) berisi urutan komplementer ke situs
sambatan ujung 5 dan mengikat di sana untuk memulai penyambungan.
Pembentukan struktur lariat atau loop. Ujung 5 bebas dari intron
terhubung ke situs cabang, urutan yang dilestarikan di dekat ujung 3
dari intron. SNRNP kedua (U2) mengikat ke situs cabang dan menarik U1
untuk memulai lariat. Lariat kemudian dibentuk oleh ikatan fosfodiester
antara 5 ′ G bebas dan A di situs cabang.
Pemutusan ikatan fosfodiester antara ekson kedua dan 3 ′ AG dari
intron.