TELOMER

Terlepas dari kemampuan DNA polimerase yang mengagumkan, ada sebagian kecil DNA yang tidak bisa di replikasi atau di perbaiki oleh DNA polimerase. Untuk DNA lurus, misalnya DNA kromosom eukariota, fakta bahwa DNA polimerase hnya dapat menambahkan nukleotida ke ujung 3’ polinukleotida yang sudah ada sebelumnya menyebabakan masalah. Mekanisme replikasi yang biasa tidak mrmberikan cara untuk menyelesaikan ujung ujung 5’ untai DNA anakan. Meskpun fragmen okazaki bisa dimulai dengan primer RNA yang berikatan dengan ujung dari ujung untai cetakan, begitu di buang primer tidak dapat di gantikan oleh DNA karena tidak ada ujung 3’ yang tersedia untuk penambahan nukleotida. Akibatnya putaran demi putaran replikasi yang beruklang ulang menghasilkan molekul molekul DNA yang semakin pendek.

Pemendekan DNA tidak terjadi pada sebagian besar prokarita karena DNA prokariota berbentuk melingkar, sehingga tidak memiliki ujung. Namun apa yang mencegah gen gen eukariota terkikis habis meskipun replikasi DNA terjadi berulang ulang? Ternyata molekul DNA kromosom eukariota  memiliki sekuens nukleotida khusus yang di sebut dengan telomer di bagian ujung. Telomer tidak mengandung gen. Sebagai gantinya, DNA ini memiliki sekuens repetitif pendek. Pada setiap telomer manusia, misalnya sekuens enam nukleotida TTAGG di ulang ulang sebanyak 100 sampai 1000 kali. DNA telomer melindungi gen gen organisme. Selain itu protein spesifik yang terkait dengan DNA telomer  mencegah ujung somplak dari untai anakan mengaktivasi sistem sel untuk mengawasi kerusakan DNA .

Telomer tidak mencegah pemendekan DNA akbat putaran replikasi melainkan hanya menunda pengikisan gen di dekat ujung ujung molekul DNA. Telomer menjadi semakin pendek pada sel sel somatik yang sudah tua dan dalam sel sel kultur yang telah membelah berkali kali. Ilmuwan telah mengajukan  bahwa pemendekan telomer terkait dengan prose penuaan jaringan jaringan tertentu dan bahkan terkait dengan penuaan organisme secara keseluruhan.

Bagaiman dengan sel sel yabg genomnya harus tetap tidak berubah dari organisme keturunanya selam bebrapa geberasi? Jika kromosom dari sel sel nutfah (embrionik) semakin pendek dalam setiap siklus sel, gen gen yang essensial akhirnya akan hilang dari gamet yang di hasilkan. Akan tetapi hal ini tidak terja di. ENZIm telomerase mengkatalisis pemanjangan telomer dalam sel sel nutfah eukariota, sehingga menghasilkan panjang awal dan mengompemsasi pemendekan selam replikasi DNA. Telomerase tidak aktif pada sebagian besar sel somatik manusia, namun aktivitasnya dalam sel nutfah menghasilkan telomer dengan panjang maksimum pada sel zigot.

Pemendekan normal telomer mungkin melindungi organisme dari kanker dengan cara membatasi jumlah pembelahan yang dapat dialami oleh sel somatik. Sel sel dari tumor besarseringkali memilki telomer yang panjangnya tidak biasa sperti yang ada di dalam sel nutfah. Para peneliti telah menemukan aktivitas telomerasedalam sel sel somatik yang telah menjadi kanker. Hal tersen=ut menunjukan bhwa aktivitas enzim tersebut tampaknya menstabilkan pam=njang telomer sehingga sel sel kanker dapat terus membelah.Jika memang telomerase memang faktor penting pada banyak kanker, mungkin telomerase dapat menjadi target yang berguna untuk diagnosis maupun kemoterapi pada kanker. 

Read More

TRANSPOSON

Prokarota maupun eukariota memiliki rentangan DNA yan dapat bergerak dari satu lokasi ke lokasi lain di dalam suatu genom. Rentangan DNA ini di kenal sebagai unsur transposabel. Selama proses yang di sebut transposisi  unsur trabsposabel berpindahdari

Read More

Sekuens Sekuens yang Terkait Dengan Unsur Transposabel

Banyak salinan unsur transposabel dan sekuens sekuens yang berkaitan tersebar di seluruh genom eukariotik. Satu satuan tunggal bisa memiliki panjang ratusan sampai ribuan pasang basa, dan salinan salinan yang tersebar tampak mirip namun biasanya tidak identik satu sama lain. Sebagian di antaranya merupakan unsur transposabel yang bisa berpindah. Enzim enzim yang di butuhkan untuk perpindahan ini mungkin  di kodekan oleh unsur transposabel apa saja, termasuk yang berpindah. Yang lain adalah sekuens yang terkait yang telah kehilangan kemampuan berpindah. Unsur transposabel dan sekuens terkait menyusun 25%-50% dari sebagian besar genom mamalia, dan presentase yang lebih besar lagi terdapat pada amfibia dan banyak tumbuhan.

Pada manusia dan primata lain sebagian besar DNA terkait unsur transposabel terdiri atas famili sekuens serupa yang di sebut unsur Alu . Sekuens sekuens ini saja menyusun sekitar 10% genom manusia. Unsur unsur Alu panjangnya sekitar 300 nukleotida, jauh lebih pendek daripada unsur transposabel fugsional, dan tidak mengodekan protein apapun. Akan tetapi banyak unsur Alu yang di transkripsikan menjadi RNA, yang fungsi selularnya jika ada belum di ketahui sampai saat ini. Presentase yang lebih besar lagi (17%) dari genom manusia tersusun atas sejenis retrotransposon yang di sebut LINE-1 atu L1. Sekuens sekuens ini lebih panjang daripada unsur alu sekitar 6.500 pasang basa dan memiliki laju transposisi yang rendah. Penelitian terbaru telah mengungkapakan keberadaan sekuens sekuens dalam L1 yang memblokir gerakan maju RNA polimerase, yang di perlukan dalam transposisi. Analisis genom yang menyertai penelitian ini menemukan sekuens sekuens L1 di dalam intron dari hampir 80% gen manusia yang di analisis. Ini menunjukan bahwa L1 tampaknya membantu meregulasi ekspresi gen. Para peneliti lain telah mengajukan bahwa retrotransposon L1 mungkin memilki efek diferensial terhadap ekspresi gen dalam neuron yang sedang berkembang , turut berperan menyebabkan keanekaragaman yang luar biasa dari tipe tipe sel neuron..

Walaupun banyak unsur transposabel mengodekan protein, protein protein ini tidak melaksanakan fungsi sel normal. Oleh karena itu unsur transposabel seringkali di golongkan ke dalam kategori DNA bukan pengode bersama dengan sekuens repetitif lainya.

Read More

Bagaimana Unsur Transposabel Turut Berperan Dalam Evolusi Genom

Dipertahankanya unsur transposabel sebagai bagian besar dari sebagian genom eukariota secara konsisten dengan gagasan bahwa unsur unsur tersebut berperan penting dalam membentuk genom dalam proses evolusi Unsur unsur ini dapat turut berperan dalam evolusi genom melalui sejumlah cara. Unsur transposabel mungkin mendorong rekombinasi, menyela gen gen selular atau unsur kontrol dan membawa keseluruhan gen atau ekson individual ke lokasi lokasi baru.

Unsur transposbel dari sekuens yang sama yang tersebar di seluruh genom memfasilitasi rekombinasi antara kromosom kromosom berbeda dengan cara menyediakan wilayah wilayah homolog untuk pindah silang. Sebagian besar perubahan semacam itu mungkin letal bagi organisme. Namun selama kelangsungan evolusi peristiwa rekombinasi macam ini terkadang menguntungkan bagi organisme.

Perpindahan unsur transposabel juga bisa memiliki akibat langsung. Misalnya jika sekuens  unsur transposabel melompat ke tengah tengah  sekuens pengode protein unsur itu akan mencegah produksi transkrip normal gen. Jika unsur transposabel menyisip ke sekuens peregulasi, transposisi mungkin menyebabkan peningkatan atau penurunan produksi satu jenis protein atau lebih. Transposisi menyebabkan kedua macam efek tersebut pada gen gen pengode enzim penyintesis pigmen dalam bulir bulir jagung. Lagi lagi meskipun perubahan semacam itu biasanya berbahaya, dalam jangka panjang sebagian diantaranya mungkin terbukti menguntungkan karena memberikan keunggulan dalam hal kesintasan.

Selama transposisi, unsur transposabel mungkin mengangkut sebuah gen atau sekelompok gen ke posisi yang baru dalam genom. Barangkali mekanisme inilah yang bertanggung jawab atas lokasi famili gen α globin dan β globin pada kromosom manusia yang berbeda beda, dan ketersebaran gen gen dari sejumlah famili gen lain. Melalui proses menyeret yang serupa ekson dari sebuah gen mungkin tersisipkan ke gen lain dalam mekanisme yang serupa dengan pengocokan ekson saat rekombinasi. Misalnya ekson mungkin disisipkan oleh transposisi ke dalam intron gen pengode protein.Jika ekson yang disisipkan tetap terdapat pada transkrip RNA selama penyuntingan RNA, protein yang disintesis akan mengandung sebuag domain tambahan yang mungkin memberikan fungsi baru pada protein.

Sebuah penelitian terbaru mengungkapkan cara lain bagi unsur transposabel untuk memunculkan sekuens pengode baru. Penelitian ini menunjukan bahwa unsur Alu mungkin melompat ke dalam intron dengan cara menciptakan situs penyuntinan alternatif lemah dalam transkrip RNA. Selama pemrosesan transkrip, situs situs penyuntingan yang biasa lebih sering digunakan, sehingga protein aslilah yang dibuat. Akan tetapi, terkadang penyuntingan terjadi pada situs baru yang lemah, sehingg unsur Alu akhirnya terdapat dlam mRNA, mengodekan bagian baru dari protein. Dengan cara ini kombinasi alternatif mungkin dapat ‘dicoba-coba’ sedangkan fungsi gen baru tetap di pertahankan

Jelaslah semua proses yang di bahas sering menghasilkan efek yang berbahaya, yang mungkin letal ataupun tidak berfek sama sekali. Pada sedikit kasus, perubahan sekecil apapun yang menguntungkan  mungkin terjadi. Selm beberapa generasi , keaneka ragaman genetik yang di hasilkan menyediakan bahan mentah yang berharga untuk seleksi alam. Diversifikasi gen dan produk produknya merupakan faktor penting dalam evolusi spesies baru. Dengan demikian, akumulasi perubahan dalam genom setipa spesies menyediakan catatan sejarah evolusidari spesies tersebut. Untuk membaca catatn ini kita harus mampu mengidentifikasi perubahan genom. Pembandingan genom dari spesies spesies yang berbeda memungkinkan untuk melakukan hal itu, dan meningkatkan pemahaman tentang bagaimana genom berevolusi.

Read More

Aplikasi Praktis Teknologi DNA Memengaruhi Kehidupan Kita Dalam Berbagai Cara

Teknologi DNA muncul hampir setiap hari dalam berita. Topik yang di bahas paling sering adalah aplikasi baru dan menjanjikan dalam bidang

Read More