Memahami Proses Inisiasi Transkripsi pada Bakteri dan Eukariota

Table of Contents

 

INFOLABMED.COM - Transkripsi merupakan salah satu proses krusial dalam ekspresi gen yang terjadi di dalam sel. 

Proses ini dapat dibagi menjadi tiga fase utama: inisiasi, elongasi, dan terminasi. Dari ketiga fase tersebut, fase inisiasi adalah yang paling penting karena menjadi titik kendali utama dalam jalur ekspresi gen. 

Regulasi inisiasi transkripsi sering kali menentukan apakah suatu gen akan aktif atau tidak dalam sel tertentu pada waktu tertentu.

Proses Inisiasi Transkripsi pada Bakteri

Pada bakteri, seperti Escherichia coli (E. coli), proses inisiasi transkripsi melibatkan interaksi langsung antara RNA polimerase dan urutan promoter pada DNA. 

RNA polimerase bakteri memiliki subunit khusus yang disebut subunit σ (sigma), yang berperan penting dalam mengenali urutan promoter. 

Baca juga : Ekspresi Gen pada Berbagai Jenis Organisme: Memahami Perbedaan dan Kompleksitasnya

Subunit ini memungkinkan RNA polimerase untuk membuat kontak spesifik dengan urutan promoter dan membentuk kompleks promoter tertutup.

Setelah terbentuknya kompleks promoter tertutup, langkah berikutnya adalah konversi menjadi kompleks promoter terbuka. 

Proses ini melibatkan pemutusan beberapa pasangan basa di sekitar situs inisiasi transkripsi, yang memungkinkan akses RNA polimerase ke untaian DNA yang akan ditranskripsi. 

Subunit β’ dan σ dari RNA polimerase berperan dalam membuka heliks DNA ini, khususnya pada kotak –10 yang kaya akan pasangan basa A-T. 

Pasangan basa A-T memiliki ikatan hidrogen yang lebih lemah dibandingkan pasangan basa G-C, sehingga lebih mudah untuk dipisahkan selama inisiasi.

Setelah heliks terbuka, RNA polimerase memulai sintesis RNA, bergerak menjauh dari promoter. Namun, tidak semua upaya RNA polimerase untuk meninggalkan promoter berhasil. 

Ada kalanya upaya ini menghasilkan transkrip pendek yang kemudian terdegradasi. 

Inisiasi transkripsi dianggap lengkap ketika RNA polimerase telah menempel secara stabil pada DNA dan memulai sintesis transkrip RNA panjang.

Proses Inisiasi Transkripsi pada Eukariota

Berbeda dengan bakteri, inisiasi transkripsi pada eukariota, terutama yang melibatkan RNA polimerase II, jauh lebih kompleks dan melibatkan lebih banyak protein. 

Salah satu perbedaan utama adalah bahwa RNA polimerase eukariota tidak langsung mengenali urutan promoter intinya. 

Baca juga : Konsep Biologi Sel,Biologi Molekuler dan Penggolongan Sel

Untuk gen yang ditranskripsi oleh RNA polimerase II, kontak awal dengan promoter dilakukan oleh faktor transkripsi yang disebut TFIID. 

TFIID adalah kompleks multisubunit yang terdiri dari TATA-binding protein (TBP) dan setidaknya dua belas faktor yang terkait dengan TBP (TBP-associated factors atau TAFs).

TBP memiliki bentuk seperti pelana yang membungkus sebagian heliks ganda DNA, membentuk platform untuk perakitan kompleks inisiasi transkripsi lainnya. 

TAFs membantu dalam penempelan TBP ke kotak TATA dan, bersama dengan protein lain yang disebut kofaktor yang bergantung pada TAF dan inisiator (TICs), berperan dalam pengenalan urutan Inr pada promoter yang tidak memiliki kotak TATA.

Setelah TBP dan TAFs menempel pada DNA, faktor transkripsi lain seperti TFIIB dan TFIIF direkrut untuk membantu RNA polimerase II mengenali kompleks ini dan mencegahnya menempel pada DNA di tempat yang salah. 

Faktor transkripsi tambahan, TFIIE dan TFIIH, juga dibutuhkan untuk menyelesaikan pembentukan kompleks inisiasi. 

TFIIH, sebagai enzim helikase, memainkan peran penting dalam membuka pasangan basa DNA, memungkinkan transisi dari kompleks promoter tertutup ke bentuk terbuka.

Sebelum transkripsi dapat dimulai, kompleks inisiasi harus diaktifkan dengan penambahan gugus fosfat ke subunit terbesar RNA polimerase II, khususnya pada domain C-terminal (CTD).

Fosforilasi ini memungkinkan polimerase untuk meninggalkan kompleks inisiasi dan mulai mensintesis RNA. 

Setelah RNA polimerase II meninggalkan promoter, beberapa faktor transkripsi terlepas dari promoter inti, tetapi TFIID dan TFIIH tetap ada untuk memungkinkan inisiasi ulang yang lebih cepat tanpa perlu membangun ulang seluruh kompleks.

Inisiasi Transkripsi oleh RNA Polimerase I dan III

RNA polimerase I dan III juga berperan dalam transkripsi eukariota, tetapi lebih sedikit diketahui tentang bagaimana inisiasi transkripsi diatur pada promoter mereka. 

Meskipun begitu, beberapa mekanisme serupa dengan yang terlihat pada RNA polimerase II. 

Salah satu kesamaan yang mencolok adalah keterlibatan TBP dalam kompleks inisiasi transkripsi yang terbentuk dengan RNA polimerase I dan III.

Kompleks inisiasi RNA polimerase I terdiri dari polimerase itu sendiri dan empat protein multisubunit tambahan, salah satunya mengandung TBP. 

Protein-protein ini membantu menemukan promoter inti dan elemen kontrol di hulu, sehingga mengarahkan RNA polimerase I ke titik pelekatan yang tepat. 

Dalam RNA polimerase III, TBP adalah subunit dari faktor transkripsi TFIIIB, yang berperan dalam perakitan kompleks inisiasi transkripsi. 

TFIIIB membuat kontak awal dengan komponen inti setiap promoter dan, melalui subunit TBP-nya, menyediakan platform untuk menempelkan RNA polimerase III.

Proses inisiasi transkripsi pada bakteri dan eukariota menunjukkan kompleksitas yang beragam, dari interaksi langsung RNA polimerase dengan DNA pada bakteri hingga peran berbagai faktor transkripsi dan kofaktor pada eukariota. 

Memahami mekanisme ini penting untuk memperdalam pengetahuan tentang ekspresi gen dan regulasi seluler.

Artikel ini hanya untuk tujuan informasi. Untuk nasihat atau diagnosis medis, konsultasikan dengan profesional.***