Proses, Jenis, Faktor, dan Dampak Transkripsi pada Genetik

Transkripsi adalah proses di mana informasi genetik dari DNA ditransfer ke RNA. Transkripsi merupakan langkah pertama dalam ekspresi gen, yaitu penggunaan informasi genetik untuk menghasilkan protein. Transkripsi terjadi di dalam inti sel eukariotik dan di sitoplasma sel prokariotik.

Mekanisme Transkripsi

Mekanisme transkripsi melibatkan tiga tahap utama: inisiasi, elongasi, dan terminasi. Pada tahap inisiasi, enzim RNA polimerase mengenali dan berikatan dengan urutan spesifik pada DNA yang disebut promotor. Promotor menandai awal dari gen yang akan ditranskripsikan. RNA polimerase kemudian membuka heliks DNA dan memulai sintesis untai RNA komplementer dari salah satu untai DNA.

Pada tahap elongasi, RNA polimerase bergerak sepanjang untai DNA yang digunakan sebagai cetakan (template) dan menambahkan nukleotida RNA sesuai dengan pasangan basa. Urutan nukleotida RNA yang dihasilkan disebut transkrip primer. Transkrip primer memiliki urutan basa yang sama dengan untai DNA non-template, kecuali bahwa basa timin (T) digantikan oleh basa urasil (U).

Pada tahap terminasi, transkripsi berhenti ketika RNA polimerase mencapai urutan spesifik pada DNA yang disebut terminator. Terminator menandai akhir dari gen yang ditranskripsikan. RNA polimerase kemudian melepaskan transkrip primer dan heliks DNA kembali bergabung.

Jenis-Jenis Transkripsi

Ada tiga jenis transkripsi yang terjadi pada sel eukariotik, yaitu transkripsi mRNA, transkripsi rRNA, dan transkripsi tRNA. Ketiga jenis transkripsi ini melibatkan enzim RNA polimerase yang berbeda.

• Transkripsi mRNA: Transkripsi mRNA adalah proses pembentukan molekul RNA yang mengandung informasi untuk menyusun asam amino menjadi protein. Transkripsi mRNA dilakukan oleh enzim RNA polimerase II. Transkrip primer mRNA mengalami modifikasi pasca-transkripsi sebelum keluar dari inti sel, seperti penambahan ekor poli-A, penambahan tutup 5’, dan pemotongan intron.
• Transkripsi rRNA: Transkripsi rRNA adalah proses pembentukan molekul RNA yang menjadi komponen utama ribosom. Transkripsi rRNA dilakukan oleh enzim RNA polimerase I. Transkrip primer rRNA diproses menjadi subunit-subunit ribosom di nukleolus.
• Transkripsi tRNA: Transkripsi tRNA adalah proses pembentukan molekul RNA yang berfungsi sebagai pengantar asam amino ke ribosom. Transkripsi tRNA dilakukan oleh enzim RNA polimerase III. Transkrip primer tRNA juga mengalami modifikasi pasca-transkripsi, seperti pemotongan ujung 5’ dan 3’, penambahan basa CCA, dan modifikasi basa spesifik.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Transkripsi

Transkripsi dipengaruhi oleh berbagai faktor, baik internal maupun eksternal. Faktor internal meliputi struktur dan ketersediaan DNA, jenis dan aktivitas RNA polimerase, serta interaksi dengan protein-protein pengatur. Faktor eksternal meliputi kondisi lingkungan, seperti suhu, pH, konsentrasi garam, dan sinyal-sinyal kimia.

Faktor-faktor ini dapat meningkatkan atau menghambat laju transkripsi, sehingga mempengaruhi ekspresi gen. Misalnya, suhu tinggi dapat meningkatkan laju transkripsi karena memudahkan pembukaan heliks DNA. Namun, suhu terlalu tinggi dapat merusak struktur DNA dan RNA polimerase, sehingga menghentikan transkripsi. Sementara itu, protein-protein pengatur dapat berikatan dengan promotor atau enhancer untuk meningkatkan transkripsi, atau dengan silencer untuk menghambat transkripsi.

Dampak Transkripsi pada Kehidupan

Transkripsi memiliki dampak yang sangat besar pada kehidupan, karena merupakan proses dasar yang menentukan ekspresi gen. Ekspresi gen adalah proses di mana informasi genetik digunakan untuk menghasilkan fenotip, yaitu ciri-ciri fisik dan fungsional dari organisme. Ekspresi gen dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan dan interaksi antara gen-gen.

Dengan demikian, transkripsi memungkinkan organisme untuk menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan yang berubah-ubah, serta untuk menghasilkan variasi genetik yang penting untuk evolusi. Transkripsi juga berperan dalam proses-proses biologis lainnya, seperti diferensiasi sel, pertumbuhan, perkembangan, reproduksi, dan respon imun.

Transkripsi juga dapat menyebabkan gangguan pada fungsi sel dan organisme jika terjadi kesalahan atau mutasi. Kesalahan transkripsi dapat menyebabkan perubahan urutan basa pada RNA, yang dapat mengubah struktur dan fungsi protein yang dihasilkan. Mutasi transkripsi dapat disebabkan oleh faktor-faktor internal, seperti kesalahan replikasi DNA atau kesalahan perbaikan DNA, atau oleh faktor-faktor eksternal, seperti radiasi, zat kimia, atau virus.

Beberapa contoh penyakit yang disebabkan oleh gangguan transkripsi adalah kanker, sindrom Down, sindrom Fragile X, dan sindrom Williams. Kanker adalah penyakit yang ditandai dengan pertumbuhan sel yang tidak terkendali akibat mutasi pada gen-gen pengatur siklus sel. Sindrom Down adalah penyakit yang ditandai dengan adanya kromosom 21 ekstra pada setiap sel tubuh akibat kesalahan pembelahan sel induk. Sindrom Fragile X adalah penyakit yang ditandai dengan gangguan perkembangan intelektual dan fisik akibat mutasi pada gen FMR1 yang mengatur sintesis protein di sinaps. Sindrom Williams adalah penyakit yang ditandai dengan gangguan perkembangan sosial dan emosional akibat delesi pada sebagian kromosom 7 yang mengandung gen ELN yang mengatur sintesis elastin.