Dogma sentral biologi molekuler

Dogma sentral biologi molekuler menjelaskan mengenai proses perubahan gen dari DNA menjadi RNA, dan RNA menjadi protein.^[1]^[2]^[3] Dogma ini menjelaskan bagaimana proses pembacaan materi genetik menjadi protein yang berperan di setiap tahap metabolisme di dalam tubuh suatu organisme.^[2]

Sejarah

Frasa ini pertama kali dicetuskan oleh Francis Crick pada tahun 1958.^[1]^[2]

Mekanisme

Dogma sentral biologi molekuler terbagi atas 3 tahapan besar, yaitu replikasi, transkripsi, dan translasi.^[1] Ketiga tahap ini memungkinkan penyalinan materi genetik menjadi protein.^[1]^[2]^[3]

Replikasi

Replikasi merupakan proses duplikasi DNA menjadi DNA dengan bantuan DNA polimerase.^[1]^[3] DNA memiliki struktur antiparalel. Beberapa jenis protein dan enzim yang terlibat dalam replikasi DNA adalah helikase, single strand DNA-binding protein, primase, DNA polimerase, girase, dan ligase.^[1]^[2] Pada tahap awal, kompleks helikase-primase akan membuka rantai ganda DNA menjadi 2 rantai tunggal leading strand dan lagging strand.^[4]^[5] Namun, DNA merupakan struktur yang stabil sehingga memiliki kecenderungan untuk kembali ke struktur rantai ganda.^[4]^[5] single strand DNA-binding protein berperan untuk mencegah kedua rantai tunggal yang telah terpisah kembali menyatu.^[4]^[5] Selanjutnya, DNA polimerase tidak dapat mulai bekerja bila tidak ada daerah RNA yang dikenalinya.^[4] Daerah primer RNA ini akan dibuat oleh primase.^[4]^[5] Ketika primase telah memasang daerah primer yang dikenali DNA polimerase, maka DNA polimerase akan memulai sintesis DNA baru dengan arah 5'->3'. Karena DNA memiliki struktur antiparalel, maka pada rantai utama, pola sintesis rantai ganda akan berjalan dari arah 3'->5' (terjadi pada leading strand).^[4]^[5] Tidak seperti leading strand yang proses replikasi langsung dilakukan, pada lagging strand yang memiliki konformasi 5'->3', DNA polimerase tidak dapat langsung bekerja karena akan menghasilkan struktur DNA yang paralel.^[4]^[5] Oleh karena itu, diperlukan fragmen Okazaki. Fragmen ini akan diletakkan oleh primase pada jarak beberapa basa di depan sehingga replikasi dapat dilakukan dengan arah 5'->3'.^[4]^[5] Hal ini akan terus berulang, sehingga replikasi DNA berjalan secara setahap demi setahap.^[4]^[5] Enzim ligase berperan untuk menyambungkan fragmen Okazaki dengan hasil replikasi DNA.^[4]^[5] Fungsi utama dari replikasi adalah untuk menggantikan sel yang tua dengan sel yang baru dan segar. Selain itu, replikasi juga berperan dalam penurunan sifat dari orang tua ke anaknya.^[6]

Transkripsi

Transkripsi merupakan proses perubahan DNA menjadi RNA dengan bantuan RNA polimerase.^[1]^[7] Transkripsi terjadi di nukleus dan hasil RNA akan dibawa menuju sitoplasma untuk tahap translasi.^[7] Perbedaan DNA dan RNA adalah keberadaan gugus basa Timin (T) pada DNA yang digantikan oleh gugus basa Urasil (U).^[7] Tiga tahapan utama transkripsi adalah:

Penempelan RNA polimerase pada DNA (Inisiasi)
RNA polimerase akan menempel pada bagian DNA yang diikat oleh promotor. strand yang akan menjadi cetakan adalah rantai anti-sense sedangkan rantai sense tidak akan mengalamin proses transkripsi.^[7] Dari lokasi inilah transkripsi akan berlangsung dan cetakan RNA dibuat.^[7]
Elongasi
Proses elongasi membutuhkan beberapa jenis faktor transkripsi. Pada proses ini akan terjadi pemanjangan hasil transkripsi DNA.^[7]
Terminasi^[7]
Transkripsi akan berakhir bila RNA polimerase bertemu dengan terminator yang menyebabkan lepasnya RNA polimerase dari rantai anti-sense DNA.^[7]

Translasi

Translasi merupakan proses sintesis RNA menjadi protein dengan bantuan ribosom.^[1]^[2]^[3] Pada eukariot, proses ini terjadi di retikulum endoplasma sedangkan pada prokariot proses ini terjadi di sitoplasma.^[1]^[2]^[3] Tidak semua RNA dapat disintesis menjadi protein, salah satu jenis RNA yang tidak dapat ditranslasi adalah mRNA.^[1]^[2]^[3]

Referensi

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j (Inggris) Fitzgerald-Hayes M, Reichman F. 2010. DNA and Biotechnology. London:Elsevier.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h (Inggris) Bettelheim F, Brown W, Campbell M, Farrell S. 2010. Introduction to General, Organic and Biochemistry. Belmont:Cengage Learning.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f (Inggris) Golan DW, Tashjian AH, Armstrong EJ, Armstrong AW. 2012. Principles of Pharmacology: The Pathophysiologic Basis of Drug Therapy. Philadelphia:Lippincott Williams and Wilkins.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j (Inggris) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26850/
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ (Inggris) Kornberg A, Baker TA. 2005. DNA Replication, Second Edition. University Science Books.
^ (Inggris) Nasheuer HP. 2009. Genome Stability and Human Diseases, Fifth Edition. New York:Springer.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h (Inggris) Beljanski M. 2013. The Regulation of DNA Replication and Transcription. New York:DemosMedical.