pharmacist blog: Genome, gen, dan mekanisme epigenetik metilasi histone

Genome, gen, dan mekanisme epigenetik metilasi histone

GENOME

Genom dalam genetika dan biologi molekular modern adalah keseluruhan informasi genetik yang dimiliki suatu sel atau organisme atau khususnya keseluruhan asam nukleat yang memuat informasi tersebut.

Secara fisik, genom dapat terbagi menjadi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom/plasmid)

Secara fungsi, genom dapat terbagi menjadi gen-gen.

Prokariota memiliki genom yang lebih kecil dengan jumlah gen lebih sedikit dan densitas gen lebih besar bila dibandingkan dengan eukariota.

Bakteria dan arkea umumnya memiliki genom berukuran sekitar 1–6 juta pasangan basa (Mb) yang mengandung 1.500–7.500 gen.

Jumlah gen dalam genom eukariota dapat mencapai 5.000 pada fungi bersel tunggal sampai dengan 40.000 pada makhluk multiselular.

eukariota secara umum memiliki jumlah gen yang lebih sedikit per pasangan basa dibandingkan dengan prokariota, yaitu densitas gennya lebih rendah.

Genom eukariot

Genom manusia merupakan model yang baik bagi genom eukariot secara umum. Genom nuclear eukariotik memiliki molekul DNA linear yang terdapat di dalam kromosom. Semua eukariot juga memiliki genom yang lebih kecil yang berbentuk sirkular yaitu genom mitokondria. Pada tumbuhan, terdapat genom lain yaitu genom kloroplas.

Genom prokariot

Genom prokariot berbeda dengan genom eukariot. Terdapat beberapa overlap dalam ukuran antara genom prokariotik terbesar dengan prokariotik terkecil. Tetapi secara keseluruhan prokarotik genom berukuran lebih kecil. Misalnya genom E. coli K12 adalah 4639 kb, hanya 2/5 dari genom yeast dan hanya memiliki 4405 gen.

GEN

Gen adalah unit pewarisan sifat bagi organisme hidup.

Bentuk fisiknya adalah urutan DNA yang menyandi suatu protein, polipeptida, atau seuntai RNA yang memiliki fungsi bagi organisme yang memilikinya.

Batasan modern gen adalah suatu lokasi tertentu pada genom yang berhubungan dengan pewarisan sifat dan dapat dihubungkan dengan fungsi sebagai regulator

Struktur gen

Pada sel eukariot, gen terdiri dari:

domain regulasi inisiasi transkripsi, yang terdiri antara lain dari: deret GCCACACCC, ATGCAAAT, kotak GC, kotak CCAAT dan kotak TATA.

Intron, merupakan segemen gen yang pada mulanya ikut ditranskripsi menjadi bagian pada deret mRNA, namun teriris keluar agar mRNA tersebut dapat berfungsi.

ekson, merupakan area kodikasi protein yang dapat ditranskripsi secara overlapping atau nonoverlapping. Sebagai contoh, pada kode dengan tiga deret nukleotida (kodon triplet) AUU GCU CAG, dapat secara dibaca nonoverlapping sebagai AUU GCU CAG atau dibaca secara overlapping sebagai AUU UUG UGC GCU CUC CAG. Walaupun pada sekitar tahun 1961, telah diketahui bahwa asam amino dikodikasi oleh kodon secara nonoverlapping, telah ditemukan protein berbeda hasil transkripsi dengan pergeseran overlapping kodon.

domain regulasi akhir transkripsi

Ekspresi gen

Ekspresi gen adalah proses dimana kode-kode informasi yang ada pada gen diubah menjadi protein-protein yang beroperasi hanya di dalam sel. Ekspresi gen terdiri dari dua tahap:

· Transkripsi, proses pembuatan salinan RNA.

· Translasi, proses sintesis polipeptida yang spesifik di dalam ribosom.

Proses transkripsi DNA menjadi mRNA dan translasi mRNA menjadi sebuah polipeptida disebut dogma sentral (central dogma). Dogma sentral 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.

EPIGENETIKA METILASI HISTONE

Epigenetika adalah studi tentang perubahan fenotipe atau ekspresi genetika yang disebabkan oleh mekanisme selain perubahan sekuens DNA dasar.

Contoh terbaik perubahan epigenetika pada eukariotik adalah proses diferensiasi sel.

Mekanisme Epigenetika

Mekanisme epigenetika antara lain adalah: metilasi DNA , modifikasi histon, perubahan bentuk kromatin

a. Metilasi DNA

Metilasi DNA terjadi pada posisi 5 dari cincin pirimidin sitosina, dalam konteks dinukleotida CpG. Metilasi sendiri merupakan peristiwa dimana terjadi penambahan gugus metil pada sitosina. Mekanisme ini mendasari berbagai macam fenomena transkripsi, termasuk imprinting, inaktivasi kromosom X, serta transgenerational epigenetic inheritance.Enzim yang berperan dalam proses metilasi diantaranya adalah DNA metiltransferase (DNMT).

b. Modifikasi Histone

Modifikasi histon memengaruhi perubahan bentuk kromatin. Ada berbagai macam modifikasi yang dapat terjadi pada histon, diantaranya adalah metilasi, fosforilasi, dan asetilasi.

c. Perubahan Bentuk Kromatin

Pada berbagai sel eukariota tingkat tinggi, ada dua tipe kromatin pada tahap interfase yaitu : Eukromatin, merupakan bentuk yang kurang padat, atau yang bentuk terbuka. Eukromatin berbentuk padat selama pembelahan sel, tetapi mengendur menjadi bentuk yang terbuka selama interfase. Heterokromatin, merupakan bentuk yang lebih padat, atau bentuk tertutup. Heterokromatin sangat padat pada pembelahan sel, demikian pula pada saat interfase.

pharmacist blog

Genome, gen, dan mekanisme epigenetik metilasi histone

0 komentar:

Posting Komentar

Pages

Archives

Perfil

Archives

K-On ! Green!