TRANSKRIPSI

TRANSKRIPSI

Secara fungsional, transkripsi adalah transfer informasi genetic yang terdapat dalam urut-urutan nukleotida RNA (Ayala, 1984). Dalam rumusan lain, pada transkripsi terjadi penyalinan atau perekaman informasi genetic yang ada pada DNA (berupa urut-urutan nukleotida) menghasilkan salinan ataau rekaman berupa urut-urutan nukleotida RNA, secara molekuler penyalinan atau perekaman informasi genetic (transkripsi) yang menghasilkan RNA tersebut berlaangsung dengan acuan DNA sebagai template. Dilihat dari kenyataan bahwa pada transkripsi itu dihasilkan RNA, maka peristiwa itu pun disebut sebagai biosintesis RNA (Corebima, 2008: 8).
Jadi, transkripsi merupakan salah satu tahapan dari ekspresi genetik yaitu sintesis RNA dari salah satu rantai DNA yang merupakan rantai cetakan (sense) dan rantai DNA komplemennya rantai antisense. Secara bahasa transkripsi berarti penyalinan. Yang dimaksud penyalinan di sini adalah mengubah kode atau teks DNA menjadi komplemennya yaitu RNAd/RNAm/kodon. Transkripsi berlangsung di matriks mitokondria dan diawali oleh enzim polimerase yang membuka pilinan kedua rantai DNA sehingga keduanya terpisah dan kemudian terjadilah perangkaian nukleotida RNA.


Gambar1 Transkripsi

Seperti diketahui sebagian besar DNA merupakan polinukleotida unting ganda. Oleh karena itu, sebagian besar gen pada DNA juga merupakan polinukleotida unting ganda. Akan tetapi, yang akan menjadi template pada proses transkripsi suatu gen hanyalah salah satu unting. Unting polinukleotida yang menjadi template pada proses transkripsi suatu gen disebut sebagai ”unting sense” (sense strand). Berkenaan dengan ”unting sense” ini, ada pula informasi dari Gardner, dkk, (1991) yang menyatakan bahwa ”unting sense” dari dua gen yang berbeda, bahkan yang letaknya berdekatan, tidak terlalu sama, namun untuk sesuatu gen hanya satu unting saja yang biasanya ditranskripsikan.
Transkripsi mempunyai ciri-ciri kimiawi yang serupa dengan sintesis/replikasi
DNA, yaitu:
1. Adanya sumber basa nitrogen berupa nukleosida trifosfat. Bedanya dengan sumber basa untuk sintesis DNA hanyalah pada molekul gula pentosanya yang tidak berupa deoksiribosa tetapi ribosa dan tidak adanya basa timin tetapi digantikan oleh urasil. Jadi, keempat nukleosida trifosfat yang diperlukan adalah adenosin trifosfat (ATP), guanosin trifosfat (GTP), sitidin trifosfat (CTP), dan uridin trifosfat (UTP).
2. Adanya untai molekul DNA sebagai cetakan. Dalam hal ini hanya salah satu di antara kedua untai DNA yang akan berfungsi sebagai cetakan bagi sintesis molekul RNA. Untai DNA ini mempunyai urutan basa yang komplementer dengan urutan basa RNA hasil transkripsinya, dan disebut sebagai pita antisens. Sementara itu, untai DNA pasangannya, yang mempunyai urutan basa sama dengan urutan basa RNA, disebut sebagai pita sens. Meskipun demikian, sebenarnya transkripsi pada umumnya tidak terjadi pada urutan basa di sepanjang salah satu untai DNA. Jadi, bisa saja urutan basa yang ditranskripsi terdapat berselang-seling di antara kedua untai DNA.
3. Sintesis berlangsung dengan arah 5’→ 3’ seperti halnya arah sintesis DNA.
4. Gugus 3’- OH pada suatu nukleotida bereaksi dengan gugus 5’- trifosfat pada nukleotida berikutnya menghasilkan ikatan fosofodiester dengan membebaskan dua atom pirofosfat anorganik (PPi). Reaksi ini jelas sama dengan reaksi polimerisasi DNA. Hanya saja enzim yang bekerja bukannya DNA polimerase, melainkan RNA polimerase. Perbedaan yang sangat nyata di antara kedua enzim ini terletak pada kemampuan enzim RNA polimerase untuk melakukan inisiasi sintesis RNA tanpa adanya molekul primer.

Proses Transkripsi
Secara umum, transkripsi atau polimerisasi RNA berlangsung dalam tiga tahap, yaitu tahap inisiasi, elongasi, dan terminasi (Brown, 1989). Sebelumnya, agar molekul DNA dapat digunakan sebagai cetakan dalam sintesis RNA, kedua untainya harus dipisahkan satu sama lain di tempat-tempat terjadinya penambahan basa pada RNA. Selanjutnya, begitu penambahan basa selesai dilakukan, kedua untai DNA segera menyatu kembali. Pemisahan kedua untai DNA pertama kali terjadi di suatu tempat tertentu, yang merupakan tempat pengikatan enzim RNA polimerase di sisi 5’ (upstream) dari urutan basa penyandi (gen) yang akan ditranskripsi. Tempat ini dinamakan promoter.

Inisiasi
Setelah mengalami pengikatan oleh promoter, RNA polimerase akan terikat pada
suatu tempat di dekat promoter, yang dinamakan tempat awal polimerisasi atau tapak
inisiasi (initiation site). Tempat ini sering dinyatakan sebagai posisi +1 untuk gen yang
akan ditranskripsi. Nukleosida trifosfat pertama akan diletakkan di tapak inisiasi dan
sintesis RNA pun segera dimulai.

Elongasi
Pengikatan enzim RNA polimerase beserta kofaktor-kofaktornya pada untai DNA
cetakan membentuk kompleks transkripsi. Selama sintesis RNA berlangsung kompleks
transkripsi akan bergeser di sepanjang molekul DNA cetakan sehingga nukleotida demi
nukleotida akan ditambahkan kepada untai RNA yang sedang diperpanjang pada ujung 3’
nya. Jadi, elongasi atau polimerisasi RNA berlangsung dari arah 5’ ke 3’, sementara RNA
polimerasenya sendiri bergerak dari arah 3’ ke 5’ di sepanjang untai DNA cetakan.

Terminasi
Berakhirnya polimerisasi RNA ditandai oleh disosiasi kompleks transkripsi atau terlepasnya enzim RNA polimerase beserta kofaktor-kofaktornya dari untai DNA cetakan. Begitu pula halnya dengan molekul RNA hasil sintesis. Hal ini terjadi ketika
RNA polimerase mencapai urutan basa tertentu yang disebut dengan terminator. Terminasi transkripsi dapat terjadi oleh dua macam sebab, yaitu terminasi yang hanya bergantung kepada urutan basa cetakan (disebut terminasi diri) dan terminasi yang memerlukan kehadiran suatu protein khusus (protein rho). Di antara keduanya terminasi diri lebih umum dijumpai. Terminasi diri terjadi pada urutan basa palindrom yang diikuti oleh beberapa adenin (A).
Urutan palindrom adalah urutan yang sama jika dibaca dari dua arah yang berlawanan. Oleh karena urutan palindom ini biasanya diselingi oleh beberapa basa tertentu, maka molekul RNA yang dihasilkan akan mempunyai ujung terminasi berbentuk batang dan kala (loop) seperti pada gambar. Inisiasi transkripsi tidak harus menunggu selesainya transkripsi sebelumnya. Hal ini karena begitu RNA polimerase telah melakukan pemanjangan 50 hingga 60 nukleotida, promoter dapat mengikat RNA polimerase yang lain. Pada gen-gen yang ditranskripsi dengan cepat reinisiasi transkripsi dapat terjadi berulang-ulang sehingga gen tersebut akan terselubungi oleh sejumlah molekul RNA dengan tingkat penyelesaian yang berbeda-beda.

Gambar 2 Tahap Transkripsi


Transkripsi pada Prokariotik
Gen pengkode RNA pada makhluk hidup prokariotik (E. Coli) dibedakan menjadi tiga macam, ketiga macam gen pengkode RNA tersebut adalah gen pengkode RNA-d, gen pengkode RNA-t, dan gen pengkode RNA-r. Gen pengkode RNA-d mengkode RNA yang bukan merupakan produk akhir, sedangkan gen pengkode RNA-t maupun RNA-r mengkode RNA yang merupakan produk akhir (Russel, 1992).
Telah dijelaskan bahwa transkripsi merupakan proses sintesis RNA yang
dikatalisis oleh enzim RNA polimerase. Berikut ini akan diuraikan sekilas enzim RNA polimerase pada prokariot, khususnya pada bakteri E.coli, promoter σ70, serta proses
transkripsi pada organisme tersebut.





Transkripsi pada Eukariotik
Mekanisme transkripsi pada eukariot pada dasarnya menyerupai mekanisme pada
prokariot. Namun, begitu banyaknya polipeptida yang berkaitan dengan mesin transkripsi
pada eukariot menjadikan mekanisme tersebut jauh lebih kompleks daripada mekanisme
pada prokariot.
Ada tiga macam kompleks RNA polimerase, yang masing-masing diperlukan untuk transkripsi tipe-tipe gen eukariot yang berbeda. Perbedaan ketiga macam RNA
polimerase tersebut dapat diketahui melalui pemurnian menggunakan teknik kromatografi dan elusi pada konsentrasi garam yang berbeda. Masing-masing RNA polimerase mempunyai sensitivitas yang berbeda terhadap toksin jamur α-amanitin, dan
hal ini dapat digunakan untuk membedakan aktivitasnya satu sama lain.
• RNA polimerase I (RNA Pol I) mentranskripsi sebagian besar gen rRNA. Enzim ini terdapat di dalam nukleoli dan tidak sensitif terhadap α-amanitin.
• RNA polimerase II (RNA Pol II) mentranskripsi semua gen penyandi protein dan beberapa gen RNA nuklear kecil (snRNA). Enzim ini terdapat di dalam nukleoplasma dan sangat sensitif terhadap α-amanitin.
• RNA polimerase III (RNA Pol III) mentranskripsi gen-gen tRNA, 5S rRNA, U6 snRNA dan beberapa RNA kecil lainnya. Enzim ini terdapat di dalam nukleoplasma dan agak sensitif terhadap α-amanitin. Di samping enzim-enzim nuklear tersebut, sel eukariot juga mempunyai RNA polimerase lainnya di dalam mitokondria dan kloroplas.