dewy2

Struktur Fungsi Sentromer dan Telomer

» Nama : Endah Novya Dewi
» NIM : B1J006127
» Kelas : A2
» Email : dewy_myu@yahoo.com
» Blog : http://dewydewy.wordpress.com
» Jenis Topik : A2-AG3

*RINGKASAN

Sentromer merupakan tempat bersatunya dua kromatid kembar pada saat metafase yaitu kromosom hasil dari replikasi, juga merupakan daerah pada kromosom eukariot yang mengalami penyempitan. Kromatid kembar akan dipisahkan oleh mikrotubulus pada saat anafase. Oleh karena itu, dengan adanya sentromir, segregasi kromatid kembar ke masing-masing kutub sel dapat berlangsung dengan tepat. Dan di dalam sentromir terjadi perakitan Kinetokor yaitu suatu kompleks protein yang berikatan dengan mikrotubulus dari benang spindel.

DNA pada sentromir mamalia berupa sekuens yang agak lebih panjang dan diapit oleh sejumlah besar sekuens repetitif yang disebut dengan DNA satelit. Sementara itu, DNA pada sentromir khamir diketahui hanya terdiri atas suatu sekuens pendek / 88 pb yang kaya akan AT dan diapit oleh dua sekuens konservatif yang sangat pendek.

Telomir adalah ujung kromosom eukariot yang sekaligus juga merupakan ujung molekul DNA. Sebuah telomir terdiri atas beratus-ratus salinan sekuens pendek repetitif yang disintesis oleh enzim telomerase dengan mekanisme yang tidak bergantung kepada replikasi DNA biasa. Pada manusia misalnya, sekuens ini berupa 5’-TTAGGG-3’.
DNA telomerik membentuk struktur sekunder tertentu, yang fungsinya untuk melindungi ujung kromosom dari degradasi. Sintesis DNA telomerik yang bersifat independen dari replikasi DNA lainnya akan mengimbangi terjadinya pemendekan kromosom secara bertahap. Pemendekan itu sendiri terjadi karena ketidakmampuan replikasi biasa untuk menyintesis bagian yang paling ujung pada suatu molekul DNA linier.
Heterokromatin yaitu bagian kromatin yang selama interfase tetap nampak sangat kompak meskipun tidak sekompak ketika metafase. Jika diamati di bawah mikroskop, heterokromatin terlihat sebagai daerah yang gelap di bagian tepi nukleus. Selama ini telah diketahui bahwa heterokromatin berisi sejumlah sekuens repetitif yang secara genetik tidak aktif atau tidak banyak mengalami transkripsi. Diyakini bahwa kebanyakan heterokromatin terdiri atas DNA satelit yang letaknya berdekatan dengan sentromer. Meskipun demikian, dalam kasus tertentu seluruh kromosom bisa saja berupa heterokromatin, misalnya salah satu dari dua kromosom X pada mamalia betina.
Eukromatin adalah bagian kromatin yang berisi sekuens-sekuens nonrepetitif yaitu tunggal / tidak berulang yang secara genetik sangat aktif atau banyak mengalami transkripsi. Kenampakan eukromatin tidak sejelas heterokromatin. Meskipun demikian, eukromatin tidaklah homogen sempurna. Masih banyak juga daerah-daerah yang secara genetik relatif inaktif. Hanya sekitar 10% di antaranya merupakan daerah dengan gen-gen yang sedang dan akan ditranskripsi. Di daerah semacam ini serabut 30 nm mengalami disosiasi menjadi struktur seperti tasbih. Bahkan, beberapa bagian di antaranya kehilangan nukleosom. Diduga hal ini dimaksudkan untuk memudahkan pengikatan faktor-faktor transkripsi dan protein lainnya.
Sensitivitas kromatin terhadap enzim DNase I, yang memotong tulang punggung molekul DNA kecuali jika DNA tersebut terlindungi oleh protein yang terikat padanya, telah digunakan untuk memetakan daerah-daerah yang aktif mengalami transkripsi. Daerah-daerah pendek yang hipersensitif terhadap DNase I dianggap menggambarkan daerah yang serabut 30 nm-nya diselingi oleh pengikatan suatu protein regulator tertentu sehingga memperlihatkan DNA yang tebuka dan mudah diserang oleh DNase I. Sementara itu, daerah sensitif yang lebih panjang menggambarkan sekuens-sekuens yang mengalami transkripsi. Daerah-daerah tersebut bevariasi di antara jenis sel yang berbeda, sesuai dengan tempat gen yang akan diekspresikan pada sel tertentu.
Suatu modifikasi kimia penting yang diduga terlibat dalam sinyal pengemasan kromosom di tempat gen-gen yang diekspresikan pada sel-sel mamalia adalah metilasi atom C ke 5 pada basa sitosin (C) dengan sekuens 5’-CG-3’, yang biasa dikenal sebagai metilasi CpG. Keberadaan CpG biasanya relatif jarang karena 5-metil sitosin secara spontan akan mengalami deaminasi menjadi timin. Metilasi CpG berkaitan dengan daerah-daerah kromatin yang tidak aktif mengalami transkripsi. Akan tetapi, ada daerah sepanjang lebih kurang 2 kb yang dinamakan kepulauan CpG, yang berisi CpG yang tidak mengalami metilasi dan ternyata sensitif terhadap DNase I. Kepulauan CpG menjadi tempat pengikatan promoter gen-gen yang akan ditranskripsi.
Genom organisme eukariot dapat mengandung jumlah DNA lebih dari 1000 kali jumlah yang ada pada genom prokariot seperti E. coli. Akan tetapi, banyaknya protein pada eukariot, misalnya manusia, tidaklah 1000 kali jumlah protein pada E. coli. Dengan demikian, dapat dipastikan bahwa tidak semua sekuens DNA eukariot menyandi pembentukan protein. Sekuens DNA eukariot yang tidak menyandi sintesis protein ini dinamakan intron.
Intron akan menginterupsi daerah penyandi protein (coding sequence) di dalam gen-gen eukariot sehingga sekuens gen-gen tersebut dapat mencakup panjang beberapa kilobasa tetapi tidak semuanya merupakan coding sequence. Hingga sekarang fungsi intron, kalau pun ada, tidak diketahui. Hal yang pasti adalah bahwa kebanyakan intron terdiri atas sejumlah pengulangan salinan beberapa macam sekuens yang serupa atau sama. Salinan sekuens tersebut dapat dijumpai berurutan (tandemly repeated) seperti pada DNA satelit yang ada di dekat sentromir, atau tersebar (interspersed) di sepanjang genom, misalnya pada elemen Alu pada genom manusia.

Sebelum teknik sekuensing DNA dalam skala besar ditemukan, kompleksitas genom eukariot dipelajari berdasarkan atas kemampuan penggabungan kembali (reasosiasi/renaturasi) untai DNA tunggal hasil denaturasi. Hal pertama yang dilakukan pada teknik analisis ini adalah melakukan pemotongan molekul DNA kromosom menjadi fragmen-fragmen yang relatif sama panjangnya, yaitu sekitar 400 pb. Kemudian, fragmen-fragmen tersebut didenaturasi menggunakan pemanasan pada suhu tinggi sehingga akan terbentuk sejumlah fragmen DNA untai tunggal. Fragmen DNA untai tunggal selanjutnya didinginkan secara perlahan-lahan agar terjadi renaturasi di antara sekuens-sekuens yang komplemeter. Makin banyak sekuens repetitif dengan sendiriya makin banyak sekuens yang komplementer. Akibatnya, renaturasi dapat berlangsung lebih cepat.

Daftar Pustaka
Brown, T.A (2002) DNA in Genomes, 2nd ed.,
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.chapter.5449 diakses tanggal 25 September 2008
Situs Terkait
http://biomolfaunsoed.files.wordpress.com/2008/03/pendahuluan.ppt