1. Jelaskan hubungan sentromer dengan
pemisahan kromosom pada pembelahan sel
jawab :
Sentromer merupakan bagian kromosom
yang menyempit dan tanpak lebih terang. Sentromer berfungsi sebagai tempat
berpegangan serabut-serabut spindel dari sentriol selama berlangsungnya
pembelahan inti. Pada sentromer terdapat kinetoktor,
yaitu suatu protein struktural yang berperan dalam pergerakan kromosom selama
berlangsungnya pembelahan sel. Bentuk kromosom sangat mudah tampak pada setiap fase
pembelahan inti (mitosis). Setiap kromosom dalam genom dapat dibedakan
bentuknya antara satu dengan yang lain dengan beberapa kriteria meliputi,
panjang kromosom, posisi sentromer dan ada atau tidak adanya satelit.
Berdasarkan perbedaan posisi sentromer, kromosom dibedakan atas 4 tipe
yaitu:
1. telosentrik, jika sentromer terletak
pada salah satu ujung kromosom, dan tampak hanya memiliki satu lengan saja.
2. akrosentrik, jika sentromer terletak
di dekat salah satu lengan kromosom, satu lengan kromosom sangat pendek,
sedangkan lengan yang lainnya sangat panjang
3. submetasentrik, jika sentromer terletak
pada bagian submedian
4. metasentrik, jika sentromernya
terletak pada bagian median
Selama proses pembelahan inti kromosom menampilkan
berbagai variasi bentuk. Kromosom metasentrik tanpak berbentuk huruf V,
kromosom submetasentrik tanpak berbentuk huruf J atau L, kromosom akrosentrik
dan telosentrik tanpak berbentuk seperti batang Struktur
kromosom ini dapat dilihat dengan jelas ketika pembelahan sel berada pada tahap
anafase.
Klasifikasi struktur kromosom menjadi metasentrik,
submetasentrik, dan akrosentrik tadi sebenarnya agak dipaksakan. Akan
tetapi, istilah-sitilah tersebut sangat berguna untuk memberikan gambaran fisik
tentang kromosom. Terlebih penting lagi, evolusi kromosom sering kali cenderung
mempertahankan jumlah lengan kromosom tanpa mempertahankan jumlah kromosom.
2.
Apa itu telomer dan bagaimana bentuk
pengulanga sekuens nya?
Jawab :
Telomer (telomere) adalah bagian paling ujung dari DNA linear. Meskipun termasukdalam untai DNA, telomer tidak mengkode protein apa pun, sehingga bukan merupakan gen. Telomer berperan penting dalam menjaga kestabilan genom tiap sel. Dengan adanya telomer, penggandaan DNA yang berlangsung sebelum pembelahan sel dilakukan secara tuntas. Sebuah telomer terdiri atas beratus ratus salinan basa nukleotida yang berulang-ulang dengan motif tertentu / copy sekuen pendek repetitif yang disintesis oleh enzim telomerase dengan mekanisme yang tidak bergantung pada replikasi DNA biasa. Pada manusia misalnya, sekuennya berupa 5’-TTAGGG-3’. DNA telomerik membentuk sekunder tertentu, yang fungsinya untuk melindungi ujung kromosom dari degradasi. Sintesis DNA telomerik yang bersifat independen dari replikasi DNA lainnya akan mengimbangi terjadinya pemendekan kromosom secara bertahap. Pemendekan itu sendiri terjadi karena ketidakmampuan replikasi biasa untuk mensintesis bagian yang paling ujung pada suatu molekul DNA linier.
Jawab :
Telomer (telomere) adalah bagian paling ujung dari DNA linear. Meskipun termasukdalam untai DNA, telomer tidak mengkode protein apa pun, sehingga bukan merupakan gen. Telomer berperan penting dalam menjaga kestabilan genom tiap sel. Dengan adanya telomer, penggandaan DNA yang berlangsung sebelum pembelahan sel dilakukan secara tuntas. Sebuah telomer terdiri atas beratus ratus salinan basa nukleotida yang berulang-ulang dengan motif tertentu / copy sekuen pendek repetitif yang disintesis oleh enzim telomerase dengan mekanisme yang tidak bergantung pada replikasi DNA biasa. Pada manusia misalnya, sekuennya berupa 5’-TTAGGG-3’. DNA telomerik membentuk sekunder tertentu, yang fungsinya untuk melindungi ujung kromosom dari degradasi. Sintesis DNA telomerik yang bersifat independen dari replikasi DNA lainnya akan mengimbangi terjadinya pemendekan kromosom secara bertahap. Pemendekan itu sendiri terjadi karena ketidakmampuan replikasi biasa untuk mensintesis bagian yang paling ujung pada suatu molekul DNA linier.
Masalah pemendekan telomere ini
diketahui menyebabkan munculnya sinyal agar sel berhenti membelah. Hal inilah
yang diduga berhubungan erat dengan percepatan penuaan dan kematian.
3.
Jelaskan hubungan telomerase dan telomer
dengan sel kanker!
Jawab :
Syarat penting untuk sel normal melakukan pertumbuhan adalah adanya stabilitas genetik. Namun, pada sel kanker, justru yang terjadi adalah instabilitas genetik, dan ini menjadi sifat yang paling jelas nampak pada kanker. Instabilitas genetik mungkin bisa menjadi jawaban mengapa pada kanker kok sering terjadi mutasi. Ya itu tadi, karena genetiknya tidak stabil maka pada pembelahan berikutnya menghasilkan sel-sel yang semakin amburadul. Stabilitas genetik dapat terganggu melalui berbagai cara contohnya kegagalan perbaikan mismatch (salah pasang), segragasi kromosom yang tidak tepat, re-arrangement (penataan ulang) kromosom, dan kehilangan telomer
Ciri dari sel kanker adalah tumbuh yang abnormal. Tumbuh dilakukan dengan mitosis yaitu membelah diri. Berubah secara permanen dengan mutasi. Semuanya diatur oleh DNA dan RNA.
Jawab :
Syarat penting untuk sel normal melakukan pertumbuhan adalah adanya stabilitas genetik. Namun, pada sel kanker, justru yang terjadi adalah instabilitas genetik, dan ini menjadi sifat yang paling jelas nampak pada kanker. Instabilitas genetik mungkin bisa menjadi jawaban mengapa pada kanker kok sering terjadi mutasi. Ya itu tadi, karena genetiknya tidak stabil maka pada pembelahan berikutnya menghasilkan sel-sel yang semakin amburadul. Stabilitas genetik dapat terganggu melalui berbagai cara contohnya kegagalan perbaikan mismatch (salah pasang), segragasi kromosom yang tidak tepat, re-arrangement (penataan ulang) kromosom, dan kehilangan telomer
Ciri dari sel kanker adalah tumbuh yang abnormal. Tumbuh dilakukan dengan mitosis yaitu membelah diri. Berubah secara permanen dengan mutasi. Semuanya diatur oleh DNA dan RNA.
Dalam
keadaan normal, sel lazimnya berada di fase atau masa G0 (zero growth = tidak ada pertumbuhan).
Stabilitas G0 dipertahankan secara konsisten
melalui empat fase yaitu:
1. G1 (first growth = pertumbuhan pertama);
2. S (Sintesis);
3. G2 (second growth) dan;
4. M (mitosis - pembelahan sel).
Pembelahan Sel
Bila G0 membutuhkan, apakah untuk
mengganti sel yang mati atau kehilangan sel akibat luka, ia mendapat pasokan
sel dewasa normal dari G1 sesudah lolos seleksi di pintu
masuk R (restriction point = titik hambatan). Pasokan
G1berasal dari pembelahan di M, atas sel yang sudah dilengkapi dengan DNA,
program kehidupan di S dan Ribonucleic Acid atau RNA sistem
pengoperasiannya di G2 sesuai dengan kebutuhan
jaringan dan organ yang membutuhkan.
Telomer adalah suatu kompleks antara
DNA dengan protein yang menutup dan melindingi ujung-ujung kromosom. Sedangkan
telomerase adalah enzim protein-RNA yang memperpanjang telomer setiap kali sel
membelah.
Pada manusia, sel-sel embrio terbukti
mengekspresikan telomerase tetapi pada orang dewasa hanya sedikit sel yang
memiliki aktivitas telomerase. Telomer secara bertahap menjadi lebih pendek
sejalan dengan bertambahnya umur sel. Erosi ujung kromosom akan membaatasi
jumlah pembelahan sel.
Pada sel kanker, terjadi aktivasi abnormal telomerase yang mencegah
pemendekan telomer dan menyebabkan sel terus menerus membelah. Dengan demikian
sinyal untuk menghentikan pertumbuhan diabaikan pada tumorigenesis.
Struktur telomere
Telomer DNA terbuat dari 100 salinan ynag
berulang-ulang motifnya, 5’-TTAGGG-3’ pada manusia, dengan perpanjangan yang
pendek dari ujung 3’ double-stranded molekul DNA. Dua protein khusus terjepit
pada ulangan sekuen dalam telomer manusia yang dinamakan TRF1, yang membantu
mengatur lengan telomer manusia dan TRF2 mempertahankan perpanjangan
single-strand. Jika TRF2 in aktif lalu perpanjangan hilang dan 2 polinukleotida
menyatu bersama dalam hubungan kovalen. Protein telomer yang lain menganggap
bentuk hubungan antara telomer dan perifer dari nukleus, merupakan lokasi
kromosom terakhir.
Kenyataan ini menimbulkan pemikiran
ke arah menghambat aktivitas telomerase sebagai salah satu alternatif terapi.
Mekanisme
kerja telomerase
Setiap sel membelah, sel akan selalu
kehilangan 50-100 pasangan basa pada ujung telomer. Hal ini merupakan
konsekuensi polaritas untaian DNA dan mekanisme replikasi DNA. Jika telomer
kehilangan sejumlah pasangan basa, maka telomer memberikan rangsangan kepada
sel untuk menghentikan pembelahan sel. Kehilangan telomer diatasi oleh sel
dengan mengaktifkan telomerase yang menambah sekuen telome untuk mengganti
sekuen yang hilang. Aktivasi telomerase mencegah pemendekan kromosom dan
penuaan dengan konsekuensi proliferasi terjadi terus-menerus.
Struktur telomer di ujung kromosom
memendek akibat replikasi DNA. Jika panjang telomer mencapai titil kritis,
sebagian besar sel keluar dari siklus sel dan berhenti berprilferasi. Enzim
telomerase akan menambah asam-asam amino yang diperlukan untuk membentuk
telomer sehingga menambah kemampuan sel untuk membelah.
Proses ini berlangsung seimbang,
mencegah kromosom memendek selama pembelahan sel dan mencegah sel untuk
menerima sinyal penghentian pembelahan sel. Sel yang memproduksi telomerase di
antaranya stem cell dan sel kanker, sedangkan sel somatik normal tidak memiliki
aktivitas telomerase. Stem cell mengurangi aktivitas telomerase secara bertahap
sesuai dengan penuaan sel; kadar telomerase dalam stem cell hanya cukup untuk
mencegah kehabisan telomer dalam jaringan yang perlu memperbaharui diri dengan
cepat. Telomerase dianggap sebagai marker baru yang merupakan indikator
prognosis dan sasaran terapi pada kanker.
The dual
role of telomeres and telomerase in cancer development
The dual role of telomeres and telomerase in cancer development.
Telomeres and telomerase function both as a tumor suppression mechanism as well
as a crucial factor in allowing cells to become tumorigenic. The contribution
of telomeres and telomerase activation to tumor suppression and promotion
depends on the genetic context and the proliferative history of the nascent
cancer cell
4.
Siapa pemenang hadiah nobel yang
meneliti tentang telomer dan telomerase? beri penjelasan singkat!
Jawab :
Pemenang hadiah nobel yang meneliti tentang telomer dan
telomerase adalah Elizabeth Blackburn, Jack W. Szostak dan Carol W. Greider
Elizabeth
Helen Blackburn adalah seorang ahli
biologi dari University of California, San
Francisco, Amerika Serikat
Lahir: 26
November 1948 Hobart, Tasmania, Australia
|
Lahir: 9
November 1952 London, Britania Raya
Penghargaan: Penghargaan Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran,Albert Lasker Award for Basic Medical Research
|
Lahir: 15
April 1961 Davis, California, Amerika Serikat
Penghargaan: Penghargaan Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran,Albert Lasker Award for Basic Medical Research
|
Elizabeth H. Backburn, (a biochemist at the
University of California, San Francisco) dan Jack W Szostak (a geneticist at
Harvard Medical School).
Pada awal fase karir penelitiannya, Elizabeth
Blackburn memetakan urutan DNA. Saat mempelajari kromosom Tetrahymena, sebuah
organisme siliata uniseluler, dia mengidentifikasi sebuah urutan DNA yang
diulang-ulang beberapa kali pada ujung kromosom. Fungsi urutan ini, CCCCAA,
masih belum jelas. Pada waktu yang sama, Jack Szostak telah membuat penelitian
bahwa sebuah molekul DNA linier, sebuah tipe monokromosom, didegradasi secara
cepat saat dimasukan ke sel ragi. Blackburn
mempresentasikan hasilnya pada sebuah konferensi pada tahun 1980. Ia mengajak
Jack Szostack kemudian Jack dan Blackburn memutuskan untuk melakukan eksperimen
menembus batas spesies yang sangat jauh berbeda. Melalui DNA Tetrahymena,
Blackburn mengisolasi urutan CCCCAA. Szostac memasangkannya dengan minikromosom
dan memasukkannya ke dalam sel ragi. Hasilnya, yang telah dipublikasikan pada
tahun 1982, sangat mengejutkan urutan
telomer DNA melindungi minikromosom dari degradasi. DNA telomer dari satu
organisme, Tetrahymena, melindungi kromosom suatu organisme yang sangat jauh
berbeda, ragi. Hal ini memperlihatkan sebuah keberadaan mekanisme dasar yang
tidak diketahui sebelumnya. Kemudian, hal in menjadi bukti bahwa telomer DNA
dengan urutan khasnya terdapat pada seluruh tumbuhan dan hewan, dari amuba
hingga manusia.
Carol W Greider,( a geneticist at Johns
Hopkins School of Medicine)
Carol Greider, seorang mahasiswa S1, dan supervisor Blackburn memulai menginvestigasi sebuah kemungkinan bahwa pembentukan telomer DNA dipengaruhi oleh suatu enzim yang belum diketahui. Pada hari Natal tahun 1984, Greider menemukan tanda-tanda aktivitas enzim pada ekstrak sel. Greider dan Blackburn menamakannya enzim telomerase, memisahkannya, dan menunjukkan bahwa enzim juga mengandung RNA seperti halnya protein. Komponen RNA dibuktikan mengandung urutan CCCCAA. Enzim ini berperan sebagai cetakan saat telomer dibentuk, saat komponen protein dibutuhkan untuk proses konstruksi contohnya aktivitas enzim. Telomerase memegang telomer DNA, menyediakan alat yang membuat polymerase DNA dapat meng-copy keseluruhan panjang kromosom tanpa kehilangan bagian paling akhir.
Carol Greider, seorang mahasiswa S1, dan supervisor Blackburn memulai menginvestigasi sebuah kemungkinan bahwa pembentukan telomer DNA dipengaruhi oleh suatu enzim yang belum diketahui. Pada hari Natal tahun 1984, Greider menemukan tanda-tanda aktivitas enzim pada ekstrak sel. Greider dan Blackburn menamakannya enzim telomerase, memisahkannya, dan menunjukkan bahwa enzim juga mengandung RNA seperti halnya protein. Komponen RNA dibuktikan mengandung urutan CCCCAA. Enzim ini berperan sebagai cetakan saat telomer dibentuk, saat komponen protein dibutuhkan untuk proses konstruksi contohnya aktivitas enzim. Telomerase memegang telomer DNA, menyediakan alat yang membuat polymerase DNA dapat meng-copy keseluruhan panjang kromosom tanpa kehilangan bagian paling akhir.
.
Ketika sebuah sel membelah, molekul
DNA, yang mengandung empat basa yang membentuk kode genetik, disalin, basa demi
basa, oleh enzim polimerase. Namun, pada satu dari dua ujung DNA, permasalahan
timbul yaitu pada bagian paling akhir dari ujung DNA tidak dapat disalin. Oleh
karena itu, kromosom akan memendek setiap kali sel terbelah. Masalah ini dapat
dipecahkan setelah diketahui peran dan fungsi telomer oleh peraih penghargaan
nobel kedokteran dan fisiologi pada tahun 2009.
5. DNA yang
supercoiled (tegang) atau relax dapat dibedakan secara elektroforesis. Jelaskan
bagaimana memebedakannya!
Jawab :
Elektroforesis DNA merupakan teknik untuk memisahkan sampel
DNA berdasarkan atas ukuran (berat molekul) dan struktur fisik molekulnya. Gel
yang biasa digunakan antara lain agarosa. Elektroforesis gel agarosa dapat
dilakukan untuk memisahkan sampel DNA dengan ukuran dari beberapa ratus hingga
20.000 pasang basa (bp).
Molekul DNA bermuatan negatif sehingga di dalam medan listrik akan bermigrasi melalui matriks gel menuju kutub positif (anode). Makin besar ukuran molekulnya, makin rendah laju migrasinya.Berat molekul suatu fragmen DNA dapat diperkirakan dengan membandingkan laju migrasinya dengan laju migrasi fragmen-fragmen molekul DNA standar (DNA marker) yang telah diketahui ukurannya.
Molekul DNA bermuatan negatif sehingga di dalam medan listrik akan bermigrasi melalui matriks gel menuju kutub positif (anode). Makin besar ukuran molekulnya, makin rendah laju migrasinya.Berat molekul suatu fragmen DNA dapat diperkirakan dengan membandingkan laju migrasinya dengan laju migrasi fragmen-fragmen molekul DNA standar (DNA marker) yang telah diketahui ukurannya.
Visulisasi DNA selanjutnya dilakukan di bawah paparan sinar
ultraviolet setelah terlebih dahulu gel dalam pembuatannya ditambahkan larutan
etidium bromid. Cara lain untuk melihat visualisasi DNA adalah gel direndam di
dalam larutan etidium bromid sebelum dipaparkan di atas sinar ultraviolet. DNA superkoil lebih
kompak dari molekul DNA relax, sehingga DNA supercoiled akan bermigrasi lebih
cepat selama elektroforesis gel dibandingkan dengan DNA relax.
6.
Pada
beberapa penyakit thalasemia intron tidak sempurna (terdelesi atau termutasi),
apa akibatnya?
Jawab :
Intron berasal dari singkatan “intragenic
regions”, yang merupakan bagian yang tidak berkode
dari precursor mRNA (pre-mRNA), yang dibuang sebelum mRNA siap ditranslasi.
Ketika intron telah dibuang dari pre-mRNA, hasilnya adalah exon, bagian mRNA
yang berkode. Bagian exon lah yang ditranslasi menjadi protein. Intron
ditemukan umumnya pada spesies eukariotik, dan jarang ditemukan pada spesies
prokariot
Thalassemia berasal dari kata Yunani, yaitu talassa yang berarti laut. Yang dimaksud dengan laut tersebut ialah Laut Tengah, oleh karena penyakit ini pertama kali dikenal di daerah sekitar Laut Tengah. Penyakit ini pertama sekali ditemukan oleh seorang dokter di Detroit USA yang bernama Thomas B.Cooley pada tahun 1925. Beliau menjumpai anak-anak yang menderita anemia dengan pembesaran limpa setelah berusia satu tahun. Selanjutnya, anemia ini dinamakan anemia splenic ataueritroblastosis atau anemia mediteranean atau anemia Cooley sesuai dengan nama penemunya.
Thalassemia berasal dari kata Yunani, yaitu talassa yang berarti laut. Yang dimaksud dengan laut tersebut ialah Laut Tengah, oleh karena penyakit ini pertama kali dikenal di daerah sekitar Laut Tengah. Penyakit ini pertama sekali ditemukan oleh seorang dokter di Detroit USA yang bernama Thomas B.Cooley pada tahun 1925. Beliau menjumpai anak-anak yang menderita anemia dengan pembesaran limpa setelah berusia satu tahun. Selanjutnya, anemia ini dinamakan anemia splenic ataueritroblastosis atau anemia mediteranean atau anemia Cooley sesuai dengan nama penemunya.
Thalassemia adalah sekelompok penyakit keturunan yang merupakan akibat
dari ketidakseimbangan pembuatan salah satu dari keempat rantai asam amino yang
membentuk hemoglobin (komponen darah) .Thalassemia
adalah sekumpulan heterogenus penyakit akibat dari gangguan sintesis hemoglobin
yang diturunkan secara autosom resesif
Hemoglobin manusia
terdiri dari persenyawaan hem dan globin. Hem terdiri dari zat besi (atom Fe)
sedangkan globin suatu protein yang terdiri dari rantai polipeptida. Dikarenakan hemoglobin terdiri dari dua unsur yaitu hem dan globin maka
sintesis hemoglobin terdiri dari sintesis hem dan sintesis globin. Sintesis hem
merupakan suatu rangkaian reaksi biokimia yang terjadi dalam mitokondria.
Sintesis hem ini dimulai dari adanya kondensasi antara suksinil koenzim A
(suksinat) dengan asam amino glisin membentuk asam α-amino β-ketoadipat dan
kemudian menjadi asam δ-levulinat (ALA= δ-amino laevulinic acid) yang
dipengaruhi oleh kerja enzim ALA sintetase yang juga merupakan enzim yang
mengatur kecepatan bagi keseluruhan sintesis hemoglobin. Dan juga dipengaruhi
oleh piridoksal fosfat (vitamin B6) sebagai koenzim yang dirangsang oleh
eritropoetin . Dua molekul ALA berkondensasi menjadi satu molekul porfobilinogen,
monopirol pengganti, dan empat molekul porfobilinogen berkondensasi
(menggunakan uroporfirinogen I sintetase dan uroporfirinogen III kosintetase
untuk membentuk komponen isomer tetrapirol (porfirin) siklik, uroporfirinogen
seri I dan III. Uroporfirinogen I merupakan precursor porfirin lain, tetapi
tidak berperan lebih lanjut dalam sintesis hem. Uroporfirinogen III merupakan
precursor seri porfirin III dan dikonversikan menjadi koproporfirinogen III
serta kemudian melalui protoporfirinogen menjadi protoporfirinogen IX yang
mengikat besi dalam bentuk ferro (Fe 2+) untuk membentuk hem . Hem menghambat
ALA sintetase dan ini merupakan control umpan balik atas sintesis porfirin
serta hemoglobin.
Sintesis rantai globin terjadi di dalam ribosom sitoplasma yang
dipengaruhi oleh gen-gen penentu rantai globin dengan susunan asam amino.
Sintesis globin ini dikendalikan oleh gen yang mengatur susunan asam amino dan
gen yang mengatur kecepatan sintesis rantai globin . Rantai polipeptida alfa
terdiri atas 141 asam amino dan rantai beta, delta, dan gamma terdiri dari 146
asam amino. Rantai globin dapat dibagi menjadi dua kelompok:
·
Kelompok α (Alpha like) terdiri dari rantai
alfa dan rantai zeta.
·
Kelompok β (Beta like) terdiri dari
rantai beta, gamma, delta, dan epsilon.
Kedua kelompok tersebut ditentukan
oleh kelompok gen (gene cluster) yang terletak pada kromosom yang berbeda,
yaitu masing-masing pada kromosom nomor 16 untuk kelompok α dan kromosom nomor
11 untuk kelompok β. Kelompok gen α pada kromosom 16 mengandung dua gen zeta
(diantaranya pseudogen) dan tiga gen alfa (satu diantaranya pseudogen).
Pseudogen adalah gen strukturnya mirip sekali dengan gen “asli” tetapi tidak
menghasilkan protein fungsional dan ditandai dengan awalan psi (ψ).
Urutan gen pada kromosom 16 (5’-3’) adalah : gen
5’-ζ2-ψζ1-αψ2-αψ1-α2-α1-θ1-3’. Sebaliknya kluster gen globin-β terdiri dari gen
5’-ε-Gγ-Aγ-ψβ-δ-β-3’
Berdasarkan gangguan pada rantai globin yang terbentuk,thalasemia dibagi menjadi:
Berdasarkan gangguan pada rantai globin yang terbentuk,thalasemia dibagi menjadi:
1. ThalasemiaalphaTalasemia alpha disebabkan karena adanya mutasi dari salah
satu atau seluruh globin rantai alpha yang ada
2. Thalasemiabeta
Disebabkan karena penurunan sintesis rantai beta. Beberapa jenis thalasemia disebabkan oleh delesi gen atau terhapus karena kecelakaan genetik yang mengatur produksi tetramer globin yang menyebabkan thalasemia a dan mutasi yang terjadi diurutan taut penyambungan di batas intron. Diperbatasan exon dan intron selalu ada basa GT pada ujung 5’ dan basa AG pada ujung 3’. Pada beberapa individu mutasi terjadi di ujung 5’ intron pertama dan kedua. Pada gen GT digantikan oleh AT. Mutasi juga terjadi di dalam urutan tautan penyambungan ujung 3’ intron. Mutasi ini menyebabkan thalasemia. Hemoglobin yang terdapat dalam sel darah merah mengandung zat besi (Fe). Kerusakan sel darah merah pada penderita thalasemia mengakibatkan zat besi akan tertinggal di dalam tubuh. Pada manusia normal, zat besi yang tertinggal dalam tubuh digunakan untuk membentuk sel darah merah baru. Pada penderita thalasemia, zat besi yang ditinggalkan sel darah merah yang rusak itu menumpuk dalam organ tubuh seperti jantung dan hati.
Disebabkan karena penurunan sintesis rantai beta. Beberapa jenis thalasemia disebabkan oleh delesi gen atau terhapus karena kecelakaan genetik yang mengatur produksi tetramer globin yang menyebabkan thalasemia a dan mutasi yang terjadi diurutan taut penyambungan di batas intron. Diperbatasan exon dan intron selalu ada basa GT pada ujung 5’ dan basa AG pada ujung 3’. Pada beberapa individu mutasi terjadi di ujung 5’ intron pertama dan kedua. Pada gen GT digantikan oleh AT. Mutasi juga terjadi di dalam urutan tautan penyambungan ujung 3’ intron. Mutasi ini menyebabkan thalasemia. Hemoglobin yang terdapat dalam sel darah merah mengandung zat besi (Fe). Kerusakan sel darah merah pada penderita thalasemia mengakibatkan zat besi akan tertinggal di dalam tubuh. Pada manusia normal, zat besi yang tertinggal dalam tubuh digunakan untuk membentuk sel darah merah baru. Pada penderita thalasemia, zat besi yang ditinggalkan sel darah merah yang rusak itu menumpuk dalam organ tubuh seperti jantung dan hati.
7.
Diandaikan
anda adalah seorang peneliti dari suatu gen Z dan meneliti tentang fungsi intron
pada gen Z. Untuk meneliti fungsi intron tersebut anda memotong atau memutasi
intron gen Z. Selanjutnya molekul apa yang akan anda analisis keberadaannya
dari sel mutan yang anda buat untuk menyatakan bahwa intron gen Z tersebut memiliki fungsi pengaturan
transkripsi atau translasi?
Jawab :
Intron berasal dari singkatan
“intragenic regions”, yang merupakan bagian yang tidak berkode dari precursor
mRNA (pre-mRNA), yang dibuang sebelum mRNA siap ditranslasi. Ketika intron
telah dibuang dari pre-mRNA, hasilnya adalah exon, bagian mRNA yang berkode.
Bagian exon lah yang ditranslasi menjadi protein.
Intron ditemukan umumnya pada spesies eukariotik, dan jarang ditemukan pada spesies prokariot. Hasil penelitian Deutch dan Long menyimpulkan bahwa ukuran genome berkorelasi dengan panjang intron per gen, contohnya intron yang ada pada gen hewan invertebrate lebih pendek dibandingkan dengan dengan intron yang ada pada gen manusia, dan lebih panjang dibandingkan dengan jamur. Panjang dan ukuran intron berbeda pula pada satu spesies yang sama dan berbeda pada gen yang berbeda dalam satu individu. Intron sering ditemukan dalam genome eukariotik dalam pasangan AU atau AC.
Intron terdiri dari 4 kelas : intron inti, intro grup I, intron grup II dan intron grup III. Intron inti, atau disebut pula splisiomal intron merupakan bagian intron yang diputus oleh spliceosome. Ada beberapa rangkaian khusus yang mendukung proses identifikasi pemutusan (spalacing) oleh intron ini. Intron I, II dan III merupakan inton yang dengan tanpa spleceosom dalam prosesi splacing dari pre mRNA. Intron I melakukan spacing dengan bantuan nukleosida guanine bebas. Intron grop II dan III proses pemutusan melalui lintasan Lariat, yang mempunyai fungsi yang sama dengan spleceosome, yang kemungkinan merupakan hasil dari evolusi spliceosome.
Intron ditemukan umumnya pada spesies eukariotik, dan jarang ditemukan pada spesies prokariot. Hasil penelitian Deutch dan Long menyimpulkan bahwa ukuran genome berkorelasi dengan panjang intron per gen, contohnya intron yang ada pada gen hewan invertebrate lebih pendek dibandingkan dengan dengan intron yang ada pada gen manusia, dan lebih panjang dibandingkan dengan jamur. Panjang dan ukuran intron berbeda pula pada satu spesies yang sama dan berbeda pada gen yang berbeda dalam satu individu. Intron sering ditemukan dalam genome eukariotik dalam pasangan AU atau AC.
Intron terdiri dari 4 kelas : intron inti, intro grup I, intron grup II dan intron grup III. Intron inti, atau disebut pula splisiomal intron merupakan bagian intron yang diputus oleh spliceosome. Ada beberapa rangkaian khusus yang mendukung proses identifikasi pemutusan (spalacing) oleh intron ini. Intron I, II dan III merupakan inton yang dengan tanpa spleceosom dalam prosesi splacing dari pre mRNA. Intron I melakukan spacing dengan bantuan nukleosida guanine bebas. Intron grop II dan III proses pemutusan melalui lintasan Lariat, yang mempunyai fungsi yang sama dengan spleceosome, yang kemungkinan merupakan hasil dari evolusi spliceosome.
Ada dua
hipotesis mengenai mengapa intron terbentuk :
1.
Intron- Early (IE), Pada awalnya intron
banyak ditemukan pada organism purba/awal prokariotik maupun eukariotik.
Kemudian intron menghilang pada organism prokariotik disebabkan untuk efesiensi
kelangsungan hidupnya. Fakta yang menjadi dasar teori ini adalah intron
memfasilitasi exon sebagai domain dalam pembentukan potein. Model ini
memungkinkan adanya evolusi gen baru.
2.
Intron-Late (IL). Pada awalnya intron berupa
parasit yang memiliki gen yang disebut transposable elemen. Gen ini masuk pada
organism yang tidak memiliki intron kemudian terakmulasi sehingga terbentuk
dalam rangkain DNA yang ditranskripsi sebagai intron. Model ini didasarkan pada
adanya speciomal intron yang ditemui hanya pada organism eukariotik. Sel
membutuhkan sejumlah energi untuk membentuk sejumlah intron dalam rangkaian
DNA, tapi mengapa dalam proses transkripsi intron begitu saja di buang, ada
sesuatu alasan mengapa hal tersebut bisa terjadi?
Intron mempunyai fungsi diantaranya :
Intron mempunyai fungsi diantaranya :
·
Mengatur aktivitas gen mengatur gen
dalam setiap tahap pertumbuhan dan perkembangan suatu organism dan kebutuhan
biologis sesaat melalui kontrol ekpresi gen. Intron inti bisa bersifat sebagai
katalis dari beberapa reaksi kimia, yang disebut ribozyme. Ribozim
memfasilitasi pemotongan intron dengan sendirinya (self splicing), sehingga
protein yang ditranslasi menjadi hanya protein yang bermanfaat saja.
·
Struktur stabil yang ada pada intron
memungkinkan intron dapat melindungi pre mRNA dari degradasi enzim.
·
Intron menghasilkan variasi fenotipik
dengan mengatur atau memfasilitasi trasposisi dari exon. Pembuktian hal ini
berasal dari kenyataan bahwa intron berada pada dua batas domain pada molekul
DNA, dinamakan Exon shuffling. Mekanisme ini memungkin adanya variasi kombinasi
exon baru.
·
Beberapa intron mempunyai fungsi
mengontrol rangkaian proses pada kromosom X, hal ini penting dalam menentukan
jenis kelamin pada tanaman dan vertebrata. gen Sxl merupakan pengatur utama
dalam penetuan jenis kelamin dan fungsinya adalah mengatur intron yang dipotong
pada mRNA. Gen Sxl menghalagi pemutusan intron pada betina, sehingga
menghentikan betina memproduksi protein fungsional msl-2. Gen msl-2 juga
dikontrol oleh dengan memutus intron pada jantan, tidak pada betina. Jantan
tidak memiliki gen Sxl, sehingga proses expresi gen msl-2 dapat berjalan.
·
Intron tidak mempunyai fungsi dalam
proses translasi, tapi mempengaruhi peran dalam pengaturan sintesis protein.
Intron yang tidak terpotong (unspliced) yang ada dalam mRNA mengakibatkan
penyimpangan dalam expresi gen, contohnya terbentuk sel kanker.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar