Pengendalian Gene Transkripsional
Pengendalian Gene Transkripsional
Eva Sartini Bayu
Program Studi Budidaya Pertanian
Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
RNA adalah asam nukleat. Struktur kimianya sama dengan DNA kecuali perbedaanperbedaan berikut: (1) Kalau DNA adalah rantai ganda asam nukleat yang terdiri dari nukleotidanukleotida yang digabung oleh ikatan fosfodiester 3’ -> 5’, maka RNA adalah rantai tunggal, (2)
Kalau gula penyusun serat rantai DNA adalah deoxiribose (atom hidrogen mengganti gugus
hidroksil pada posisi atom karbon nomor 2) maka gula dalam rantai tunggal RNA ditempati oleh
gula ribosa, (3) Semua basa nitrogen thimin dalam DNA diganti oleh basa nitrogen urasil dalam
RNA. Dengan demikian, basa-basa nukleotida penyusun RNA adalah A, U, G, T.
Dalam proses transkripsi, RNA disintesis menggunakan DNA sebagai cetakan. Karena
RNA bukan sebagai molekul pekerja utama sistem sel, maka penyalinan DNA ke RNA belum
mampu menerangkan bahwa informasi genetik dalam bentuk DNA telah diekspresikan. Jauh
sebelum DNA diidentifikasi sebagai pembawa informasi genetik, telah diketahui bahwa protein
dalam bentuk enzim merupakan mesin-mesin sel yang terlibat dalam berbagai reaksi biokemis.
Setelah penelitian Jacob dan Monod (1961) mengidentifikasi peranan molekul antara yang labil
keberadaannya maka terbangun suatu hubungan konsepsional penterjemahan informasi dari
urutan basa DNA ke dalam urutan asam amino protein, atau struktur primer protein.
Molekul perantara ini temyata adalah RNA dengan klas yang berlainan dari yang telah
diketahui saat itu. Molekul perantara itu disebut RNA duta (atau messenger RNA; mRNA) karena
ia mengandung perintah bagaimana protein harus dibuat mRNA merupakan salinan dari urutan
basa DNA dalam suatu gen, dan mRNA kemudian berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis
protein. Dalam proses ini, sandi genetik di dalam urutan basa nitrogen mRNA diterjemahkan ke
dalam struktur protein. Setiap gen atau kelompok gen memproduksi mRNA dan kemudian
diekspresikan ke dalam bentuk protein. Sebagai konsekuensi, mRNA adalah senyawa dengan klas
yang sangat heterogen. Pada E. coli, misalnya, rata-rata panjang mRNA adalah 1.2 kb.
Kelas RNA yang lain adalah RNA transfer (tRNA) dan RNA ribosomal (rRNA), namun
keterlibatan mereka adalah bagian dari mesin sintesis protein. RNA transfer (tRNA) membawa
asam amino dalam bentuk yang diaktifkan ke dalam ribosom untuk pembentukan ikatan peptida,
dalam suatu urutan yang ditentukan oleh mRNA sebagai cetakan. Terdapat paling tidak satu jenis
tRNA untuk setiap keduapuluh empat asam amino yang ada. tRNA terdiri dari sekitar 75
nukleotida dan merupakan molekul RNA terkecil.
RNA ribosomal (rRNA) merupakan salah satu komponen utama ribosom. Peranannya
dalam biosintesis protein masih dalam taraf pencarian. Ditemukannya RNA yang berfungsi
sebagai enzim (Ribosim) memunculkan tanda tanya yang menggelitik. Pada E. coli, menurut
perilaku pengendapan selama setrifugasi, terdapat tiga jenis rRNA yaitu 23S, 16S, dan 5S. Setiap
molekul-molekul tersebut terdapat satu dalam setiap mesin ribosom.
Di dalam sel, rRNA ditemukan paling banyak dibandingkan RNA lain. Organisme
tingkat tinggi juga memiliki beberapa RNA lain, misalnya small nuclear RNA (snRNA) yang
berpartisipasi dalam penggutingan exon RNA (RNA splicing).
1
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
II. PENGENDALIAN GEN TRANSKRIPSIONAL
Dalam biosintesis RNA, pemanjangan rantai nukleotida berlangsung arah 5' á 3' RNA,
dikatalisis oleh suatu enzim, yang diberi nama RNA polimerase. Sewaktu RNA polimerase
berinteraksi dengan promotor di daerah pengawalan dari suatu gen, maka sintesis RNA dimulai
pada titik berangkat (startpoint), bergerak sepanjang DNA cetakan, dan menyalin salah satu
rantai DNA cetakan (coding sequence) ke dalam rantai RNA sampai mencapai umtan DNA yang
disebut terminator. Hasilnya adalah suatu molekul tunggal RNA yang disebut terjemahan utama
(primary transcript).
Dari titik pengawalan sampai ke terminator didefinisikan sebagai satuan transkripsi, dan
dapat mencakup lebih dari satu gen. Urutan DNA sebelum titik pengawalan transkripsi disebut
hulu (upstream) dan urutan DNA setelah terminator disebut hilir (downstream). Terkadang,
urutan DNA ditulis hanya menunjukan daerah yang mengandung sandi, yang sama dengan urutan
RNA. Posisi basa dalam DNA itu dinotasi mulai dari titik pengawalan sebagai +1 membesar ke
arah hilir. Notasi sebelum titik pengawalan adalah -1 kemudian bilangan negatifmeningkat ke
arah hulu.
mRNA sebagai terjemahan utama bersifat tidak stabil. Dalam prokarion, mRNA mudah
dihancurkan atau diproses membentuk hasil akhir yang matang. Dalam eukarion, mRNA
dimodifikasi pada ujung-ujungnya, dan semua jenis RNA diproses ke arah pematangan dengan
membuang sub-sub perintah yang memungkinkan setiap RNA berfungsi secara seluler.
Transkripsi yang dipercepat reaksinya oleh RNA polimerase, berlangsung dalam apa
yang disebut gelembung transkripsi (trancription bubble) yaitu daerah dimana ikatan hidrogen
dalam DNA dilelehkan sementara. Gelembung transkripsi, yang berukuran -18 pb itu, bergerak
sejalan dengan bergeraknya RNA polimerase meneliti dengan cermat dan membaca salah satu
rantai DNA yang mengandung sandi (coding region) serta menyalinnya ke dalam rantai tunggal
RNA. Sewaktu RNA disintesis, terbentuklah hibrida RNA-DNA yang diprediksi (berdasarkan
struktur RNA dalam kompleks RNA-RNA polymerase) berukuran lebih pendek dari gelembung
transkripsi, sekitar -12 pb.
Eksperimen pemotongan RNA dalam kompleks RNA-RNA polimerase oleh ribonuklease
bahkan menunjukan bahwa RNA dapat dipotong sampai sedekat 3 basa dari titik pertumbuhan
RNA, yang menunjukan bahwa asosiasi RNA pada DNA hanya sekitar 2-3 basa saja. Lebih
pendek dari itu, RNA melakukan pengikatan sangat kuat dengan RNA polimerase.
Jadi, kompleks sementara RNA-DNA berlangsung dalam waktu yang sangat singkat dan
dalam ukuran yang sangat pendek, yang hanya cukup untuk memberikan keadaan mantap kepada
hibrida RNA-DNA yang menentukan spesifisitas penambahan nukleotida. Sewaktu RNA
polimerase bergerak maju, ikatan hidrogen yang ada pada bagian belakang gelebung transkrip
berpasang-kembali. RNA yang terbentuk bergerak bebas kecuali sekitar 25 nukleotida masih
tetap berasosiasi dengan kompleks enzim, dan mungkin berada pada saluran yang berukuran ~
25A di dalam RNA polimerase.
Semua asam-asam nukleat disintesis dari senyawa prekursor, nukleosida 5' trifosfat,
melalui reaksi kondensasi antara gugus 5' trifosfat dari nukleotida yang datang mendekat pada
kompleks DNA-RNA polimerase dengan gugus 3'-OH dari nukleotida terakhir yang ditambahkan
ke dalam rantai RNA yang bam dibentuk.
Akibat serangan nukleofilik ini, nukleotida yang datang kehilangan 2 gugus fosfat
terminal (g dan b). Gugus fosfat pada posisi a digunakan dalam pembentukan ikatan fosfodiester
dengan rantai RNA yang sedang disintesis. Dengan demikian, rantai RNA disintesis dari ujung 5'
kearah ujung 3', dengan kecepatan reaksi ~40 nukleotida/detik pada suhu 37"C pada RNA
polimerase bakteri. Reaksi ini jauh lebih lambat ketimbang replikasi DNA, yang berlangsung
dengan kecepatan 800 pb/detik.
Sambutan (acceptability) nukleotida yang datang ke dalam kompleks transkripsi
didasarkan pada kecocokannya dengan -salah satunya adalah tiga pasangan basa (kodon) yang
2
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
ada dalam rantai DNA. Nukleotida yang datang itu mungkin mengalami supervisi dari RNA
polimerase, untuk dilihat apakah nukleotida yang datang sesuai atau tidak. Ikatan fosfodiester
diiakan teijadi hanya apbilah terdapat kecocokan dengan komplek RNA polimerase-DNA. Jika
syarat kecukupan tidak dipenuhi maka nukleotidanya dilempar keluar kompleks transkripsi.
Dengan demikian, diskriminasi berlangsung dan videlitas dijaga, namun tidak hanya didasarkan
pada berpasangannya basa nukleotida, karena beberapa senyawa analog dapat disambut dengan
baik dan menjadi bagian dari RNA.
Proses transkripsi dapat dibagi ke dalam beberapa tahapan: (1) Tahapan pengakuan
cetakan (template recognition), (2) Tahapan pengawalan (initiation), (3) Tahapan pemanjangan
(elongation), dan (4) Tahapan pengakhiran (termination). Dalam tahapan pengakuan cetakan,
RNA polimerase membentuk kompleks dengan rantai ganda DNA, ikatan hidrogen dilelehkan,
dan menciptakan gelembung transkripsi. Daerah yang dibutuhkan oleh RNA polimerase
membentuk kompleks dengan rantai ganda DNA disebut promotor.
Tahapan pengawalan mendeskripsikan pembentukan ikatan nukleotida pertama dalam
RNA. Enzim RNA polimerase tetap berada di daerah promotor sambil mensintesis ~9 nukleotida
pertama. Namun demikian, pembentukan nukleotida pendek ini terkadang mengalami keguguran
(abortion), yaitu: enzim mensintesis transkrip kurang dari 9 basa, melepaskannya kembali, dan
memulai kembali mensintesis RNA baru. Tahapan pengawalan berakhir apabila ensim mampu
mensintesis rantai RNA baru melewati batas panjang ini.
Tahapan pemanjangan adalah selang selama enzim bergerak sepanjang DNA cetakan
dan memperpanjang rantai RNA. Sambil ia bergerak, ia membuka rantai ganda DNA dan
menyingkapkan sandi rantai tunggal DNA dengan nukleotida-nukleotida yang datang menyerang
ujung 3' dari rantai RNA yang sedang mengalami pemanjangan, membentuk molekul hibrida
RNA-DNA di daerah yang dibuka gulungannya. Persis dibelakang gulungan DNA yang terbuka
ini, rantai tunggal DNA berpasangan kembali membentuk rantai ganda dengan pasangan aslinya.
RNA kemudian muncul sebagai rantai tunggal yang bebas, yang ujung pemanjangannya masih
terkait dengan kompleks DNA-RNA-enzim.
Tahapan pengakhiran melibatkan pengakuan titik dimana tidak ada lagi basa yang
ditambahkan ke dalam rantai. Untuk mengakhiri transkripsi, pembentukan ikatan fosfodiester
harus dihentikan, dan kompleks transkripsi harus dibubarkan. Sewaktu nukleotida terakhir
ditambahkan akan diikuti oleh runtuhnya gelembung transkripsi, dan dilepaskannya hibrida RNADNA. DNA kembali ke keadaan rantai ganda, RNA dan enzim dibebaskan. Umtan basa
nukleotida dalam DNA yang digunakan agar teijadinya pengakhiran transkripsi disebut
terminator.
Uraian transkripsi RNA
Seorang petani, yang menanam jagung di ladang akan sangat kaget kalau tanaman yang
ditanamnya bersamaan, menghasilkan tanaman-tanaman yang waktu berbunganya berbeda-beda.
la tentunya tidak dapat memanen tanamaimya secara bersamaan. Mengapa demikian?
Jika ternyata sang petani memang menanam benihnya dari campuan berbagai varietas,
maka hal ini dapat dengan mudah dipahami sumber permasalahannya. Namun andaikan bahwa
petani menanam varietas yang sama pada lingkungan tumbuh yang homogen. Berapa besar
kemungkinan bunga-bunga itu akan bermunculan pada waktu yang berbeda-beda?
Dalam kenyataannya, sang petani begitu yakin bahwa tanamannya akan berbunga,
bertongkol dan panen pada umur-umur tertentu dan bersifat serempak. Peluang untuk
menyimpang dari umur yang telah ditentukan sangatlah kecil, atau secara praktis tidak ada.
Kepercayaan petani tersebut dari sudut pandang pengendalian aktifitas gen sangatlah
beralasan bahwa munculnya kuncup bunga tanaman jagung merupakan proses yang sangat
terkendali. Informasi genetika yang menentukan waktu berbunganya jagung diaktifkan
setelahjagung mencapai umur tertentu.
3
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Cerita tentang pembungaan jagung di atas hanyalah sebuah contoh dari keteraturanketeraturan umum yang ada dalam sistem-sistem biologi. Keteraturan yang ada itu diperoleh oleh
sistem-sistem biologi dalam kurun waktu evolusi yang sangat panjang, yang memberikan kepada
organisme tertentu suatu keuntungan relatifagar bisa bertahan hidup dari satu generasi ke generasi
berikutnya.
Secara prinsipil, berbagai pola pengendalian aktifitas gen pada sistem-sistem biologi
ditujukan untuk mengontrol empat hal berikut: (1) Kapan, (2) Dimana, (3) Berapa banyak, dan 4)
Bagaimana pola koordinasi pengendalian antar gen. Namun sebagaimana telah dijelaskan pada
bab-bab sebelumnya bahwa ekspresi gen berlangsung melalui tahapan-tahapan transkripsi dan
translasi, maka pengendalian aktifitas gen yang ditujukan/atau berpengaruh pada keempat hal
tersebut di atas dapat berlangsung pada tahapan-tahapan transkripsi, pasca transkripsi, translasi,
dan pascatranslasi.
Pada organisme prokariotik, aktifitas gen terutama dikendalikan pada tahapan transkripsi,
dengan beragam pola pengendaliannya, yaitu: (1) Pengendalian Aktifitas Gen pada Tahapan
Inisiasi Transkripsi: interaksi promotor -RNA polymerase; (2) Operon; (3) Pengendalian Aktifitas
Gen melalui Struktur RNA: Terminasi dan Antiterminasi; (4) Pengendalian fase litik dan
lisogenik pada infeksi bakteriofage. Pada organisme eukariotik, karena DNAnya dipackage
bersama-sama oleh protein histon sebagai nukleosom, posisi DNA terhadap nukleosom
merupakan target penting pengendalian ekspresi gen.
Pengendalian Aktifitas Gen pada Tahapan Transkripsi
Dalam proses transkripsi, salah satu pilin dari pilin ganda DNA yang mengandung satuan
transkripsi disalin kedalam urutan spesifik RNA. "Disalin" disini berati bahwa gen yang berada
dalam urutan asam nukleat DNA disalin ke dalam urutan basa nukleat RNA. Pilihan DNA yang
menjadi sumber penyalinan dinamakan "cetakan" (template) sedangkan pilinan
komplementernya, yang karena merupakan representasi urutan RNA yang dihasilkan dari proses
menyalin, disebut "rantai pengkode" (coding strand) (Lihat Ilustrasi).
Sintesis RNA dipercepat reaksinya oleh enzim RNA polymerase. Transkripsi dimulai
ketika enzim tersebut berinteraksi dengan suatu daerah khusus berlokasi di pangkal suatu gen.
Daerah khusus ini disebut promotor. Promotor melingkupi (surrounds) pasangan basa pertama
yang akan disalin ke dalam urutan RNA, dan oleh karenanya disebut titik pengawalan
(startingpoint). Dari titik ini, enzim RNA polymerase bergerak sepanjang rantai cetakan,
mensintesis RNA, sampai mencapai suatu urutan pengakhiran (terminator). Mulai dari titik
pengawalan transkripsi sampai pada pengakhiran adalah satuan transkripsi. Dari sekali proses
penyalinan informasi dari titik pengawalan ke titik pengakhiran dihasilkan satu molekul tunggal
RNA, yang dapat mengandung satu atau lebih gen.
Urutan DNA sebelum satuan transkripsi disebut daerah hulu (upstream), sedangkan
daerah setelah titik pengawalan disebut daerah hilir (downstream). Arah transkripsi bergerak dari
daerah hulu ke daerah hilir searah dengan biosintesis RNA dari ujung 5' ke ujung 3'. Pasangan
basa pengawalan transkrispi ke arah hilir biasanya ditandai dengan bilangan + dan diawali dengan
+1 dari titik pengawalan. Sebaliknya pasasangan basa sebelum titik berangkat ditandai dengan
bilangan negatif dan dimulai dengan -1 dan menjadi semakin negatif ke arah hulu.
Hasil pertama dari proses penyalinan satuan transkripsi adalah transkrip primer.
Transkrip ini memiliki ujung 5' dan ujung 3' dan bersifat sangat tidak mantap, sehingga sulit
dikarakterisasi secara in vivo. Pada prokariotik, molekul ini dengan cepat dihancurkan (mRNA)
atau dipotong menjadi molekul yang matang (rRNA dan tRNA). Pada eukariotik, transkrip primer
dimodifikasi di kedua ujungnya (mRNA) dan/atau dipotong menghasilkan molekul yang matang
untuk semua tipe RNA (mRNA, rRNA, dan tRNA).
Transkripsi secara ekslusif dikerjakan oleh RNA polimerase, namun demikian gen
ditranskripsi bukan tanpa diskriminasi oleh enzim tersebut. Protein-protein lain, yang disebut
4
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
faktor transkripsi, bertindak mengatur transkripsi. Mereka menentukan apakah suatu gen siap
ditranskripsi atau tidak.
Transkripsi merupakan tahapan utama suatu gen dikendalikan. Tahap pengawalan
merupakan titik kritis bahkan untuk beberapa gen merupakan satu-satunya titik pengendalian
apakah suatu gen akan ditranskripsi atau tidak. Namun karena tahapan transkripsi itu sendiri
terdiri dari beberapa tahapan, sejumlah tahapan itu dapat menjadi titik-titik pengendalian
transkripsi.
Ada dua hal penting yang patut diperhatikan sehubungan dengan pengendalian
transkripsi: (1) Bagaimana RNA polimerase menemukan daerah promotor dan protein-protein
lain melakukan pengikatan spesifik dengan urutan tertentu basa nukleotida di daerah promotor;
(2) Bagaimana protein-protein regulator berinteraksi dengan RNA polimerase dan dengan protein
pengatur yang lain mengaktifkan atau merepresi tahapan-tahapan spesifik dalam pengawalan,
pemanjangan, dan pengakhiran dari tahapan-tahapan transkripsi?
Interaksi promotor-RNA polymerase pada prokariotik
Transkripsi berlangsung pada gelembung transkripsi, di daerah mana DNA untuk
sementara membentuk dua rantai tunggal. Salah satu rantai, oleh RNA polimerase digunakan
sebagai cetakan. Sambil RNA polimerase bergerak sepanjang DNA menyalin/mengimlah urutan
spesifik DNA ke dalam urutan spesifik molekul baru RNA (sintesis RNA), gelembung tersebut
juga bergerak bersama. RNA yang baru dibentukpun semakin panjang.
Bergeraknya gelembung transkripsi bersamaan dengan gerakan maju RNA polimerase
karena sambil RNA polimerase bergerak sepanjang DNA cetakan, iapun turut mendenaturasi
pilin ganda DNA dibagian depan gelembung dan merenaturasi kembali dibagian belakang
gelembung. Panjang gelembung transkripsi kurang lebih 18 pb, tetapi panjang daerah hibrida
RNA-DNA di dalam gelembung itu lebih pendek. Pandangan klasik, melalui pembuktian tidak
langsung, adalah sekitar 12 pb, walaupun belum pemah diukur secara langsung. Bukti yang lebih
baru menunjukkan bahwa basa pada RNA sedekat 3 pb dari titik pemanjangan dapat dipotong
oleh ribonuklease yang mengenal RNA rantai tunggal. Dengan demikian, RNA masih berasosiasi
dengan DNA hanya sepanjang 2-3 basa dari titik pertumbuhan rantai, setelahnya RNA berikatan
sangat kuat dengan RNA polimerase. Jadi hibrida RNA-DNA sangat pendek, bersifat sementara,
dan hanya cukup untuk memberikan stabilitas bagi reaksi reaksi perpasangan basa yang
menentukan spesifitas penambahan nukleotida diujung pemanjangan RNA.
RNA polimerase bakteri memiliki ukuran -90 x 95 x 160Å. Pada Yeast ukurannya lebih
besar (-140 x 136 x 110Å). Analisis struktural menunjukkan bahwa keduanya memiliki
kesamaan, yaitu bahwa terdapat suatu saluran atau alur dipermukaan protein dengan lebar 25 Å
dan kedalaman 5 - 10Å, yang dapat saja sebagai alur lintasan DNA. Panjang alur dapat
menampung 16 pb pada enzim bakteri, dan 25 pb pada enzim yeast, namun panjang demikian
hanya merepresentasi sebagian dari seluruh DNA yang terikat selama transkripsi berlangsung.
Dibagian yang melintang alur tersebut terdapat alur lain yang lebih sempit berukuran lebar 12 15 Å dengan kedalaman -20 Å, yang dapat menampung molekul RNA.
Enzim RNA polimerase pertama kali dikenal dari kemampuannya memasukkan
nukleotida-nukleotida ke dalam RNA dibawah arahan DNA cetakan. Sekarang, RNA polimerase
dilihat sebagai bagian dari suatu alat yang lebih kompleks yang terlibat dalam transkripsi.
Kemampuan mengkatalisis sintesis RNA mendefinisikan komponen minimum yang dapat
diderskripsikan sebagai RNA polimerase.
5
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Operon
Pengendalian aktifitas gen melalui struktur RNA: Terminasi dan Antiterminasi
Pengendalian fase litik dan lisogenik pada infeksi bakteriofage.
Struktur kristal partikel inti nukleosom pada resolusi 28Å (Luger et al., 1997)
Modifikasi protem histon yang mempengaruhi ekspresi gen
Histon adalah protein yang terdapat pada inti sel, sebagai bagian struktural kromosom
sel-sel prokariotik. Protein histon terdiri atas H2A, H2B, H3, dan H4, mengepak DNA
sedemikian ropa sehingga teijadi mampatan dengan faktor kurang lebih 10000 kali. Dalam
pengepakan DNA, protein histon membentuk bak' kelereng yang dililiti oleh benang-benang
DNA. Modifikasi protein histon yang mempengaruhi ekspresi gen
• Asetilasi/deasetilasi
• Fosforilasi
• Metilasi (Methylation)
• Ubiquitilasi (Ubiquitylatyion)
• Sumoilasi (Sumoylation)
III. KESIMPULAN
Dalam proses transkripsi, RNA disintesis menggunakan DNA sebagai cetakan. Karena
RNA bukan sebagai molekul pekerja utama sistem sel, maka penyalinan DNA ke RNA belum
mampu menerangkan bahwa informasi genetik dalam bentuk DNA telah diekspresikan. Jauh
sebelum DNA diidentifikasi sebagai pembawa informasi genetik, telah diketahui bahwa protein
dalam bentuk enzim merupakan mesin-mesin sel yang terlibat dalam berbagai reaksi biokemis.
Setelah penelitian Jacob dan Monod (1961) mengidentifikasi peranan molekul antara yang labil
keberadaannya maka terbangun suatu hubungan konsepsional penterjemahan informasi dari
urutan basa DNA ke dalam urutan asam amino protein, atau struktur primer protein.
6
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Barton, K.A., Brill, H.J. 1984. Prospects in Plant Genetic Engineering, Dalam P.H. Abelson (ed).
Biotechnology & Biological Frontiers. Washington. DC, American Association for the
Advancement of Science.
Bowen. G.D, and A.D. Rovira. 1981. The effect ofmicroorganisms on plant growth. I.
Development ofroot hairs in sand and agar. Plant soil, 15: 166 - 186.
Burr, T.J, M.N. Schroth, and T.W. Suslow. 1978. Increased potato yield by treatment of
seedpieces with specific strain of Pseudomonas fluorescens and P. pulida. Phytopathol.
68: 1377-1383.
Chaleff, R. S. 1984. Isplation of Agronomically Useful Mutans from Plant Cell Culture, Dalam
P.H. Abelson (ed.) Biotechnology & Biological Frontiers, Washington. DC : American
Association for the Advancement of Science.
Dekeyser, R. D. Inze, dan Van Montagu. 1990. Transgenic plant. P. 273 - 250 dalam J.P.
Gustafson (ed) Gene Manipulation in plant improvement II. Plenum Press, New York.
Hull. R. 1990. Non - conventional resistance to viruses in plants concepts and risks. p. 289 - 303
dalam J.P. Gustafson (ed) Gene Manipulation in plant improvement II. Plenum Press,
New York.
7
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Eva Sartini Bayu
Program Studi Budidaya Pertanian
Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
RNA adalah asam nukleat. Struktur kimianya sama dengan DNA kecuali perbedaanperbedaan berikut: (1) Kalau DNA adalah rantai ganda asam nukleat yang terdiri dari nukleotidanukleotida yang digabung oleh ikatan fosfodiester 3’ -> 5’, maka RNA adalah rantai tunggal, (2)
Kalau gula penyusun serat rantai DNA adalah deoxiribose (atom hidrogen mengganti gugus
hidroksil pada posisi atom karbon nomor 2) maka gula dalam rantai tunggal RNA ditempati oleh
gula ribosa, (3) Semua basa nitrogen thimin dalam DNA diganti oleh basa nitrogen urasil dalam
RNA. Dengan demikian, basa-basa nukleotida penyusun RNA adalah A, U, G, T.
Dalam proses transkripsi, RNA disintesis menggunakan DNA sebagai cetakan. Karena
RNA bukan sebagai molekul pekerja utama sistem sel, maka penyalinan DNA ke RNA belum
mampu menerangkan bahwa informasi genetik dalam bentuk DNA telah diekspresikan. Jauh
sebelum DNA diidentifikasi sebagai pembawa informasi genetik, telah diketahui bahwa protein
dalam bentuk enzim merupakan mesin-mesin sel yang terlibat dalam berbagai reaksi biokemis.
Setelah penelitian Jacob dan Monod (1961) mengidentifikasi peranan molekul antara yang labil
keberadaannya maka terbangun suatu hubungan konsepsional penterjemahan informasi dari
urutan basa DNA ke dalam urutan asam amino protein, atau struktur primer protein.
Molekul perantara ini temyata adalah RNA dengan klas yang berlainan dari yang telah
diketahui saat itu. Molekul perantara itu disebut RNA duta (atau messenger RNA; mRNA) karena
ia mengandung perintah bagaimana protein harus dibuat mRNA merupakan salinan dari urutan
basa DNA dalam suatu gen, dan mRNA kemudian berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis
protein. Dalam proses ini, sandi genetik di dalam urutan basa nitrogen mRNA diterjemahkan ke
dalam struktur protein. Setiap gen atau kelompok gen memproduksi mRNA dan kemudian
diekspresikan ke dalam bentuk protein. Sebagai konsekuensi, mRNA adalah senyawa dengan klas
yang sangat heterogen. Pada E. coli, misalnya, rata-rata panjang mRNA adalah 1.2 kb.
Kelas RNA yang lain adalah RNA transfer (tRNA) dan RNA ribosomal (rRNA), namun
keterlibatan mereka adalah bagian dari mesin sintesis protein. RNA transfer (tRNA) membawa
asam amino dalam bentuk yang diaktifkan ke dalam ribosom untuk pembentukan ikatan peptida,
dalam suatu urutan yang ditentukan oleh mRNA sebagai cetakan. Terdapat paling tidak satu jenis
tRNA untuk setiap keduapuluh empat asam amino yang ada. tRNA terdiri dari sekitar 75
nukleotida dan merupakan molekul RNA terkecil.
RNA ribosomal (rRNA) merupakan salah satu komponen utama ribosom. Peranannya
dalam biosintesis protein masih dalam taraf pencarian. Ditemukannya RNA yang berfungsi
sebagai enzim (Ribosim) memunculkan tanda tanya yang menggelitik. Pada E. coli, menurut
perilaku pengendapan selama setrifugasi, terdapat tiga jenis rRNA yaitu 23S, 16S, dan 5S. Setiap
molekul-molekul tersebut terdapat satu dalam setiap mesin ribosom.
Di dalam sel, rRNA ditemukan paling banyak dibandingkan RNA lain. Organisme
tingkat tinggi juga memiliki beberapa RNA lain, misalnya small nuclear RNA (snRNA) yang
berpartisipasi dalam penggutingan exon RNA (RNA splicing).
1
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
II. PENGENDALIAN GEN TRANSKRIPSIONAL
Dalam biosintesis RNA, pemanjangan rantai nukleotida berlangsung arah 5' á 3' RNA,
dikatalisis oleh suatu enzim, yang diberi nama RNA polimerase. Sewaktu RNA polimerase
berinteraksi dengan promotor di daerah pengawalan dari suatu gen, maka sintesis RNA dimulai
pada titik berangkat (startpoint), bergerak sepanjang DNA cetakan, dan menyalin salah satu
rantai DNA cetakan (coding sequence) ke dalam rantai RNA sampai mencapai umtan DNA yang
disebut terminator. Hasilnya adalah suatu molekul tunggal RNA yang disebut terjemahan utama
(primary transcript).
Dari titik pengawalan sampai ke terminator didefinisikan sebagai satuan transkripsi, dan
dapat mencakup lebih dari satu gen. Urutan DNA sebelum titik pengawalan transkripsi disebut
hulu (upstream) dan urutan DNA setelah terminator disebut hilir (downstream). Terkadang,
urutan DNA ditulis hanya menunjukan daerah yang mengandung sandi, yang sama dengan urutan
RNA. Posisi basa dalam DNA itu dinotasi mulai dari titik pengawalan sebagai +1 membesar ke
arah hilir. Notasi sebelum titik pengawalan adalah -1 kemudian bilangan negatifmeningkat ke
arah hulu.
mRNA sebagai terjemahan utama bersifat tidak stabil. Dalam prokarion, mRNA mudah
dihancurkan atau diproses membentuk hasil akhir yang matang. Dalam eukarion, mRNA
dimodifikasi pada ujung-ujungnya, dan semua jenis RNA diproses ke arah pematangan dengan
membuang sub-sub perintah yang memungkinkan setiap RNA berfungsi secara seluler.
Transkripsi yang dipercepat reaksinya oleh RNA polimerase, berlangsung dalam apa
yang disebut gelembung transkripsi (trancription bubble) yaitu daerah dimana ikatan hidrogen
dalam DNA dilelehkan sementara. Gelembung transkripsi, yang berukuran -18 pb itu, bergerak
sejalan dengan bergeraknya RNA polimerase meneliti dengan cermat dan membaca salah satu
rantai DNA yang mengandung sandi (coding region) serta menyalinnya ke dalam rantai tunggal
RNA. Sewaktu RNA disintesis, terbentuklah hibrida RNA-DNA yang diprediksi (berdasarkan
struktur RNA dalam kompleks RNA-RNA polymerase) berukuran lebih pendek dari gelembung
transkripsi, sekitar -12 pb.
Eksperimen pemotongan RNA dalam kompleks RNA-RNA polimerase oleh ribonuklease
bahkan menunjukan bahwa RNA dapat dipotong sampai sedekat 3 basa dari titik pertumbuhan
RNA, yang menunjukan bahwa asosiasi RNA pada DNA hanya sekitar 2-3 basa saja. Lebih
pendek dari itu, RNA melakukan pengikatan sangat kuat dengan RNA polimerase.
Jadi, kompleks sementara RNA-DNA berlangsung dalam waktu yang sangat singkat dan
dalam ukuran yang sangat pendek, yang hanya cukup untuk memberikan keadaan mantap kepada
hibrida RNA-DNA yang menentukan spesifisitas penambahan nukleotida. Sewaktu RNA
polimerase bergerak maju, ikatan hidrogen yang ada pada bagian belakang gelebung transkrip
berpasang-kembali. RNA yang terbentuk bergerak bebas kecuali sekitar 25 nukleotida masih
tetap berasosiasi dengan kompleks enzim, dan mungkin berada pada saluran yang berukuran ~
25A di dalam RNA polimerase.
Semua asam-asam nukleat disintesis dari senyawa prekursor, nukleosida 5' trifosfat,
melalui reaksi kondensasi antara gugus 5' trifosfat dari nukleotida yang datang mendekat pada
kompleks DNA-RNA polimerase dengan gugus 3'-OH dari nukleotida terakhir yang ditambahkan
ke dalam rantai RNA yang bam dibentuk.
Akibat serangan nukleofilik ini, nukleotida yang datang kehilangan 2 gugus fosfat
terminal (g dan b). Gugus fosfat pada posisi a digunakan dalam pembentukan ikatan fosfodiester
dengan rantai RNA yang sedang disintesis. Dengan demikian, rantai RNA disintesis dari ujung 5'
kearah ujung 3', dengan kecepatan reaksi ~40 nukleotida/detik pada suhu 37"C pada RNA
polimerase bakteri. Reaksi ini jauh lebih lambat ketimbang replikasi DNA, yang berlangsung
dengan kecepatan 800 pb/detik.
Sambutan (acceptability) nukleotida yang datang ke dalam kompleks transkripsi
didasarkan pada kecocokannya dengan -salah satunya adalah tiga pasangan basa (kodon) yang
2
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
ada dalam rantai DNA. Nukleotida yang datang itu mungkin mengalami supervisi dari RNA
polimerase, untuk dilihat apakah nukleotida yang datang sesuai atau tidak. Ikatan fosfodiester
diiakan teijadi hanya apbilah terdapat kecocokan dengan komplek RNA polimerase-DNA. Jika
syarat kecukupan tidak dipenuhi maka nukleotidanya dilempar keluar kompleks transkripsi.
Dengan demikian, diskriminasi berlangsung dan videlitas dijaga, namun tidak hanya didasarkan
pada berpasangannya basa nukleotida, karena beberapa senyawa analog dapat disambut dengan
baik dan menjadi bagian dari RNA.
Proses transkripsi dapat dibagi ke dalam beberapa tahapan: (1) Tahapan pengakuan
cetakan (template recognition), (2) Tahapan pengawalan (initiation), (3) Tahapan pemanjangan
(elongation), dan (4) Tahapan pengakhiran (termination). Dalam tahapan pengakuan cetakan,
RNA polimerase membentuk kompleks dengan rantai ganda DNA, ikatan hidrogen dilelehkan,
dan menciptakan gelembung transkripsi. Daerah yang dibutuhkan oleh RNA polimerase
membentuk kompleks dengan rantai ganda DNA disebut promotor.
Tahapan pengawalan mendeskripsikan pembentukan ikatan nukleotida pertama dalam
RNA. Enzim RNA polimerase tetap berada di daerah promotor sambil mensintesis ~9 nukleotida
pertama. Namun demikian, pembentukan nukleotida pendek ini terkadang mengalami keguguran
(abortion), yaitu: enzim mensintesis transkrip kurang dari 9 basa, melepaskannya kembali, dan
memulai kembali mensintesis RNA baru. Tahapan pengawalan berakhir apabila ensim mampu
mensintesis rantai RNA baru melewati batas panjang ini.
Tahapan pemanjangan adalah selang selama enzim bergerak sepanjang DNA cetakan
dan memperpanjang rantai RNA. Sambil ia bergerak, ia membuka rantai ganda DNA dan
menyingkapkan sandi rantai tunggal DNA dengan nukleotida-nukleotida yang datang menyerang
ujung 3' dari rantai RNA yang sedang mengalami pemanjangan, membentuk molekul hibrida
RNA-DNA di daerah yang dibuka gulungannya. Persis dibelakang gulungan DNA yang terbuka
ini, rantai tunggal DNA berpasangan kembali membentuk rantai ganda dengan pasangan aslinya.
RNA kemudian muncul sebagai rantai tunggal yang bebas, yang ujung pemanjangannya masih
terkait dengan kompleks DNA-RNA-enzim.
Tahapan pengakhiran melibatkan pengakuan titik dimana tidak ada lagi basa yang
ditambahkan ke dalam rantai. Untuk mengakhiri transkripsi, pembentukan ikatan fosfodiester
harus dihentikan, dan kompleks transkripsi harus dibubarkan. Sewaktu nukleotida terakhir
ditambahkan akan diikuti oleh runtuhnya gelembung transkripsi, dan dilepaskannya hibrida RNADNA. DNA kembali ke keadaan rantai ganda, RNA dan enzim dibebaskan. Umtan basa
nukleotida dalam DNA yang digunakan agar teijadinya pengakhiran transkripsi disebut
terminator.
Uraian transkripsi RNA
Seorang petani, yang menanam jagung di ladang akan sangat kaget kalau tanaman yang
ditanamnya bersamaan, menghasilkan tanaman-tanaman yang waktu berbunganya berbeda-beda.
la tentunya tidak dapat memanen tanamaimya secara bersamaan. Mengapa demikian?
Jika ternyata sang petani memang menanam benihnya dari campuan berbagai varietas,
maka hal ini dapat dengan mudah dipahami sumber permasalahannya. Namun andaikan bahwa
petani menanam varietas yang sama pada lingkungan tumbuh yang homogen. Berapa besar
kemungkinan bunga-bunga itu akan bermunculan pada waktu yang berbeda-beda?
Dalam kenyataannya, sang petani begitu yakin bahwa tanamannya akan berbunga,
bertongkol dan panen pada umur-umur tertentu dan bersifat serempak. Peluang untuk
menyimpang dari umur yang telah ditentukan sangatlah kecil, atau secara praktis tidak ada.
Kepercayaan petani tersebut dari sudut pandang pengendalian aktifitas gen sangatlah
beralasan bahwa munculnya kuncup bunga tanaman jagung merupakan proses yang sangat
terkendali. Informasi genetika yang menentukan waktu berbunganya jagung diaktifkan
setelahjagung mencapai umur tertentu.
3
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Cerita tentang pembungaan jagung di atas hanyalah sebuah contoh dari keteraturanketeraturan umum yang ada dalam sistem-sistem biologi. Keteraturan yang ada itu diperoleh oleh
sistem-sistem biologi dalam kurun waktu evolusi yang sangat panjang, yang memberikan kepada
organisme tertentu suatu keuntungan relatifagar bisa bertahan hidup dari satu generasi ke generasi
berikutnya.
Secara prinsipil, berbagai pola pengendalian aktifitas gen pada sistem-sistem biologi
ditujukan untuk mengontrol empat hal berikut: (1) Kapan, (2) Dimana, (3) Berapa banyak, dan 4)
Bagaimana pola koordinasi pengendalian antar gen. Namun sebagaimana telah dijelaskan pada
bab-bab sebelumnya bahwa ekspresi gen berlangsung melalui tahapan-tahapan transkripsi dan
translasi, maka pengendalian aktifitas gen yang ditujukan/atau berpengaruh pada keempat hal
tersebut di atas dapat berlangsung pada tahapan-tahapan transkripsi, pasca transkripsi, translasi,
dan pascatranslasi.
Pada organisme prokariotik, aktifitas gen terutama dikendalikan pada tahapan transkripsi,
dengan beragam pola pengendaliannya, yaitu: (1) Pengendalian Aktifitas Gen pada Tahapan
Inisiasi Transkripsi: interaksi promotor -RNA polymerase; (2) Operon; (3) Pengendalian Aktifitas
Gen melalui Struktur RNA: Terminasi dan Antiterminasi; (4) Pengendalian fase litik dan
lisogenik pada infeksi bakteriofage. Pada organisme eukariotik, karena DNAnya dipackage
bersama-sama oleh protein histon sebagai nukleosom, posisi DNA terhadap nukleosom
merupakan target penting pengendalian ekspresi gen.
Pengendalian Aktifitas Gen pada Tahapan Transkripsi
Dalam proses transkripsi, salah satu pilin dari pilin ganda DNA yang mengandung satuan
transkripsi disalin kedalam urutan spesifik RNA. "Disalin" disini berati bahwa gen yang berada
dalam urutan asam nukleat DNA disalin ke dalam urutan basa nukleat RNA. Pilihan DNA yang
menjadi sumber penyalinan dinamakan "cetakan" (template) sedangkan pilinan
komplementernya, yang karena merupakan representasi urutan RNA yang dihasilkan dari proses
menyalin, disebut "rantai pengkode" (coding strand) (Lihat Ilustrasi).
Sintesis RNA dipercepat reaksinya oleh enzim RNA polymerase. Transkripsi dimulai
ketika enzim tersebut berinteraksi dengan suatu daerah khusus berlokasi di pangkal suatu gen.
Daerah khusus ini disebut promotor. Promotor melingkupi (surrounds) pasangan basa pertama
yang akan disalin ke dalam urutan RNA, dan oleh karenanya disebut titik pengawalan
(startingpoint). Dari titik ini, enzim RNA polymerase bergerak sepanjang rantai cetakan,
mensintesis RNA, sampai mencapai suatu urutan pengakhiran (terminator). Mulai dari titik
pengawalan transkripsi sampai pada pengakhiran adalah satuan transkripsi. Dari sekali proses
penyalinan informasi dari titik pengawalan ke titik pengakhiran dihasilkan satu molekul tunggal
RNA, yang dapat mengandung satu atau lebih gen.
Urutan DNA sebelum satuan transkripsi disebut daerah hulu (upstream), sedangkan
daerah setelah titik pengawalan disebut daerah hilir (downstream). Arah transkripsi bergerak dari
daerah hulu ke daerah hilir searah dengan biosintesis RNA dari ujung 5' ke ujung 3'. Pasangan
basa pengawalan transkrispi ke arah hilir biasanya ditandai dengan bilangan + dan diawali dengan
+1 dari titik pengawalan. Sebaliknya pasasangan basa sebelum titik berangkat ditandai dengan
bilangan negatif dan dimulai dengan -1 dan menjadi semakin negatif ke arah hulu.
Hasil pertama dari proses penyalinan satuan transkripsi adalah transkrip primer.
Transkrip ini memiliki ujung 5' dan ujung 3' dan bersifat sangat tidak mantap, sehingga sulit
dikarakterisasi secara in vivo. Pada prokariotik, molekul ini dengan cepat dihancurkan (mRNA)
atau dipotong menjadi molekul yang matang (rRNA dan tRNA). Pada eukariotik, transkrip primer
dimodifikasi di kedua ujungnya (mRNA) dan/atau dipotong menghasilkan molekul yang matang
untuk semua tipe RNA (mRNA, rRNA, dan tRNA).
Transkripsi secara ekslusif dikerjakan oleh RNA polimerase, namun demikian gen
ditranskripsi bukan tanpa diskriminasi oleh enzim tersebut. Protein-protein lain, yang disebut
4
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
faktor transkripsi, bertindak mengatur transkripsi. Mereka menentukan apakah suatu gen siap
ditranskripsi atau tidak.
Transkripsi merupakan tahapan utama suatu gen dikendalikan. Tahap pengawalan
merupakan titik kritis bahkan untuk beberapa gen merupakan satu-satunya titik pengendalian
apakah suatu gen akan ditranskripsi atau tidak. Namun karena tahapan transkripsi itu sendiri
terdiri dari beberapa tahapan, sejumlah tahapan itu dapat menjadi titik-titik pengendalian
transkripsi.
Ada dua hal penting yang patut diperhatikan sehubungan dengan pengendalian
transkripsi: (1) Bagaimana RNA polimerase menemukan daerah promotor dan protein-protein
lain melakukan pengikatan spesifik dengan urutan tertentu basa nukleotida di daerah promotor;
(2) Bagaimana protein-protein regulator berinteraksi dengan RNA polimerase dan dengan protein
pengatur yang lain mengaktifkan atau merepresi tahapan-tahapan spesifik dalam pengawalan,
pemanjangan, dan pengakhiran dari tahapan-tahapan transkripsi?
Interaksi promotor-RNA polymerase pada prokariotik
Transkripsi berlangsung pada gelembung transkripsi, di daerah mana DNA untuk
sementara membentuk dua rantai tunggal. Salah satu rantai, oleh RNA polimerase digunakan
sebagai cetakan. Sambil RNA polimerase bergerak sepanjang DNA menyalin/mengimlah urutan
spesifik DNA ke dalam urutan spesifik molekul baru RNA (sintesis RNA), gelembung tersebut
juga bergerak bersama. RNA yang baru dibentukpun semakin panjang.
Bergeraknya gelembung transkripsi bersamaan dengan gerakan maju RNA polimerase
karena sambil RNA polimerase bergerak sepanjang DNA cetakan, iapun turut mendenaturasi
pilin ganda DNA dibagian depan gelembung dan merenaturasi kembali dibagian belakang
gelembung. Panjang gelembung transkripsi kurang lebih 18 pb, tetapi panjang daerah hibrida
RNA-DNA di dalam gelembung itu lebih pendek. Pandangan klasik, melalui pembuktian tidak
langsung, adalah sekitar 12 pb, walaupun belum pemah diukur secara langsung. Bukti yang lebih
baru menunjukkan bahwa basa pada RNA sedekat 3 pb dari titik pemanjangan dapat dipotong
oleh ribonuklease yang mengenal RNA rantai tunggal. Dengan demikian, RNA masih berasosiasi
dengan DNA hanya sepanjang 2-3 basa dari titik pertumbuhan rantai, setelahnya RNA berikatan
sangat kuat dengan RNA polimerase. Jadi hibrida RNA-DNA sangat pendek, bersifat sementara,
dan hanya cukup untuk memberikan stabilitas bagi reaksi reaksi perpasangan basa yang
menentukan spesifitas penambahan nukleotida diujung pemanjangan RNA.
RNA polimerase bakteri memiliki ukuran -90 x 95 x 160Å. Pada Yeast ukurannya lebih
besar (-140 x 136 x 110Å). Analisis struktural menunjukkan bahwa keduanya memiliki
kesamaan, yaitu bahwa terdapat suatu saluran atau alur dipermukaan protein dengan lebar 25 Å
dan kedalaman 5 - 10Å, yang dapat saja sebagai alur lintasan DNA. Panjang alur dapat
menampung 16 pb pada enzim bakteri, dan 25 pb pada enzim yeast, namun panjang demikian
hanya merepresentasi sebagian dari seluruh DNA yang terikat selama transkripsi berlangsung.
Dibagian yang melintang alur tersebut terdapat alur lain yang lebih sempit berukuran lebar 12 15 Å dengan kedalaman -20 Å, yang dapat menampung molekul RNA.
Enzim RNA polimerase pertama kali dikenal dari kemampuannya memasukkan
nukleotida-nukleotida ke dalam RNA dibawah arahan DNA cetakan. Sekarang, RNA polimerase
dilihat sebagai bagian dari suatu alat yang lebih kompleks yang terlibat dalam transkripsi.
Kemampuan mengkatalisis sintesis RNA mendefinisikan komponen minimum yang dapat
diderskripsikan sebagai RNA polimerase.
5
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Operon
Pengendalian aktifitas gen melalui struktur RNA: Terminasi dan Antiterminasi
Pengendalian fase litik dan lisogenik pada infeksi bakteriofage.
Struktur kristal partikel inti nukleosom pada resolusi 28Å (Luger et al., 1997)
Modifikasi protem histon yang mempengaruhi ekspresi gen
Histon adalah protein yang terdapat pada inti sel, sebagai bagian struktural kromosom
sel-sel prokariotik. Protein histon terdiri atas H2A, H2B, H3, dan H4, mengepak DNA
sedemikian ropa sehingga teijadi mampatan dengan faktor kurang lebih 10000 kali. Dalam
pengepakan DNA, protein histon membentuk bak' kelereng yang dililiti oleh benang-benang
DNA. Modifikasi protein histon yang mempengaruhi ekspresi gen
• Asetilasi/deasetilasi
• Fosforilasi
• Metilasi (Methylation)
• Ubiquitilasi (Ubiquitylatyion)
• Sumoilasi (Sumoylation)
III. KESIMPULAN
Dalam proses transkripsi, RNA disintesis menggunakan DNA sebagai cetakan. Karena
RNA bukan sebagai molekul pekerja utama sistem sel, maka penyalinan DNA ke RNA belum
mampu menerangkan bahwa informasi genetik dalam bentuk DNA telah diekspresikan. Jauh
sebelum DNA diidentifikasi sebagai pembawa informasi genetik, telah diketahui bahwa protein
dalam bentuk enzim merupakan mesin-mesin sel yang terlibat dalam berbagai reaksi biokemis.
Setelah penelitian Jacob dan Monod (1961) mengidentifikasi peranan molekul antara yang labil
keberadaannya maka terbangun suatu hubungan konsepsional penterjemahan informasi dari
urutan basa DNA ke dalam urutan asam amino protein, atau struktur primer protein.
6
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Barton, K.A., Brill, H.J. 1984. Prospects in Plant Genetic Engineering, Dalam P.H. Abelson (ed).
Biotechnology & Biological Frontiers. Washington. DC, American Association for the
Advancement of Science.
Bowen. G.D, and A.D. Rovira. 1981. The effect ofmicroorganisms on plant growth. I.
Development ofroot hairs in sand and agar. Plant soil, 15: 166 - 186.
Burr, T.J, M.N. Schroth, and T.W. Suslow. 1978. Increased potato yield by treatment of
seedpieces with specific strain of Pseudomonas fluorescens and P. pulida. Phytopathol.
68: 1377-1383.
Chaleff, R. S. 1984. Isplation of Agronomically Useful Mutans from Plant Cell Culture, Dalam
P.H. Abelson (ed.) Biotechnology & Biological Frontiers, Washington. DC : American
Association for the Advancement of Science.
Dekeyser, R. D. Inze, dan Van Montagu. 1990. Transgenic plant. P. 273 - 250 dalam J.P.
Gustafson (ed) Gene Manipulation in plant improvement II. Plenum Press, New York.
Hull. R. 1990. Non - conventional resistance to viruses in plants concepts and risks. p. 289 - 303
dalam J.P. Gustafson (ed) Gene Manipulation in plant improvement II. Plenum Press,
New York.
7
e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara