Transkripsi Asam Nukleat

Transkripsi adalah transfer informasi genetik dari DNA ke RNA.  Transkripsi merupakan sintesa RNA berdasarkan arahan DNA. Pada makhluk eukaryotik, gen-gen kromosomal yang tersusun dari DNA terdapat dalam nucleus sel, sedang protein disintesa dalam sitoplasma. DNA tidak dapat langsung berlaku sebagai template untuk sintesa protein. 

Oleh karena itu, salah satu pita DNA yang disebut pita sens digunakan sebagai template untuk mensintesis pita RNA yang dinamakan ARNd (ARN-duta) atau mRNA (messenger RNA) dalam suatu proses yang dinamakan transkripsi.

Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik yang ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA. Transkripsi merupakan proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetik yang nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Proses ini terjadi di dalam inti sel dimulai dengan pembukaan rantai DNA oleh enzim helikase. Urutan nukleotida pada salah satu untaian molekul DNA digunakan sebagai cetakan (template) untuk sintesis molekul RNA yang komplementer. Setelah itu penempelan enzim polimerase pada daerah promotor sekuen gen dan barulah enzim polimerase mulai aktif menyalin kode genetik pada rantai sense DNA hingga bagian triplet basa nitrogen yang mengandung informasi untuk mengehentikan proses menyalin.

Molekul RNA yang disintesis dalam proses transkripsi pada garis besarnya dapat dibedakan menjadi tiga kelompok molekul RNA, yaitu:

o    mRNA (messenger RNA), molekul mRNA ini adalah RNA yang merupakan salinan kode-kode genetik pada DNA yang dalam proses selanjutnya (proses translasi) akan diterjemahkan menjadi urutan asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein terntentu. mRNA (messenger RNA) fungsinya membawa informasi DNA dari inti sel ke ribosom. Pesan-pesan ini berupa triplet basa yang ada pada mRNA yang disebut kodon. Kodon pada mRNA merupakan komplemen dari kodogen (agen pengkode), yaitu urutan basa-basa nitrogen pada DNA yang dipakai sebagai pola cetakan. Peristiwa pembentukan mRNA oleh DNA di dalam inti sel, disebut transkripsi.

o    tRNA (transfer RNA), merupakan  RNA yang berperan membawa asam-asam amino spesifik yang akan digabungkan dalam proses sintesis protein (translasi). tRNA (RNA transfer) fungsinya mengenali kodon dan menerjemahkan menjadi asam amino di ribosom. Peran tRNA ini dikenal dengan nama translasi (penerjemahan). Urutan basa nitrogen pada tRNA disebut antikodon. Bentuk tRNA seperti daun semanggi dengan 4 ujung yang penting, yaitu: 1) Ujung pengenal kodon yang berupa triplet basa yang disebut antikodon. 2) Ujung perangkai asam amino yang berfungsi mengikat asam amino. 3) Ujung pengenal enzim yang membantu mengikat asam amino. 4) Ujung pengenal ribosom.

o    rRNA (ribosomal RNA), merupakan RNA yang digunakan untuk menyusun ribosom, yaitu suatu partikel di dalam sel yang digunakan sebagai tempat sintesis protein. rRNA terdiri dari 2 sub unit, yaitu: 1) Sub unit kecil yang berperan dalam mengikat mRNA. 2) Sub unit besar yang berperan untuk mengikat tRNA yang sesuai.

Tahap pertama ekspresi gen adalah transkripsi atau sintesis molekul RNA dari DNA (gen). sintesis RNA mempunyai ciri-ciri kimiawi yang serupa dengan sintesis DNA, yaitu

1.         Adanya sumber basa nitrogen berupa nukleosida trifosfat. Bedanya dengan sumber basa untuk DNA hanyalah pada moleku gula pentosanya yang tidak berupa deoksiribosa tetapi ribose dan tidak adanya basa timin tetapi digantikan oleh urasil. Jadi, keempat nukleosida trifosfat yang diperlukan adalah adenosine trifosfat (ATP), guanosin trifosfat (GTP), sitidin trifosfat (CTP), dan uridin trifosfat (UPT).

2.         Adanya molekul cetakan berupa untai DNA. 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 trankripsinya, 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 disepanjang 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’è 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 polymerase, melainkan RNA polymerase. Perbedaan yang sangat nyata di antara kedua enzim ini terletak pada kemampuan enzim RNA polymerase untuk melakukan inisiasi RNA tanpa adanya molekul primer

Sebagian besar gen, terutama gen yang mengkode protein, diregulasi sehingga hanya diekspresikan pada waktu tertentu dan pada kadar yang dibutuhkan untuk mendukung kehidupan sel ataupun untuk mendorong pertumbuhan dan pembelahan sel. Dalam proses transkripsi beberapa komponen utama yang teribat adalah :

1.      urutan DNA yang akan ditranskripsi (cetakan/ template)

2.      enzim RNA polymerase

3.      faktor-faktor transkripsi

4.      precursor untuk sintesis RNA

Urutan DNA yang ditranskripsi adalah gen yang diekspresikan. Secara garis besar, gen dapat diberi batasan sebagai suatu urutan DNA yang mengkode urutan lengkap asam amino suatu polipeptida atau molekul RNA tertentu. Gen yang lengkap terdiri atas tiga bagian utama yaitu:

1.             Daerah pengendali (regulatory region) yang secara umum disebut promoter.

2.             Promoter adalah bagian gen yang berperan dalam mengendalikan proses transkripsi dan terletak dan terletak pada ujung 5’.

3.             Bagian struktural merupakan bagian gen yang terletak di sebelah hilir (downstream) dari promoter. Bagian inilah yang mengandung urutan DNA spesifik (kode-kode genetik) yang di transkripsi.

Terminator, yaitu bagian gen yang terletak di sebelah hilir dari bagian structural yang berperan dalam pengakhiran (terminasi) proses transkripsi.