Rekombinasi dan Transposisi DNA Part 2

Rekombinasi Genetik Pada Sel Eukariotik 

    Rekombinasi genetik pada sel eukariotik dapat terjadi melalui genetic exchange. 

    Genetic exchange adalah penggabungan sel telur dan sel sperma masing-masing dari 2 kromosom induk yang bergabung (kromosom homolog), kemudian terjadi persilangan dan penyusunan kembali (rearrangement) yang membentuk gen kombinasi baru. 

1. Rekombinasi Homolog 

    Pengertian rekombinasi homolog adalah proses crossing-over atau persilangan antara pasangan-pasangan dari basa nitrogen di DNA yang sudah terbuka pilinannya di daerah identik atau mendekati identik pada dua kromosom yang berbeda. Jika terjadi pada daerah yang heteroduplex maka dapat menciptakan keragaman genetik dan memproduksi berbagai kombinasi. Selain itu, rekombinasi homolog juga dapat memperbaiki cacat DNA dengan merekonstruksi.

Fungsi dari rekombinasi homolog adalah: 

a. Menciptakan perbedaan genetik pada populasi 

b. pada eukariot menyediakan penghubung sementara antara kromatid yang secara nyata mengoreksi urutan segregasi pada kromosom ke sel inang pada divisi sel meiotik pertama 

c. berkontribusi untuk memperbaiki beberapa tipe kerusakan DNA.

Model Robin Holliday Untuk Rekombinasi Homolog adalah: 

a. DNA homolog dibentangkan dengan mekanisme secara umum 

b. salah satu strand dari masing-masing DNA dirusak dan digabung dengan yang lain untuk membentuk struktur penyeberang (crossover) yang disebut Holliday intermediate 

c. daerah dimana strand molekul DNA yang berbeda diperbaiki disebut heteroduplex DNA, diperluas oleh cabang migrasi 

d. dua strand Holliday intermediate dibelah dan yang rusak diperbaiki untuk membentuk produk rekombinan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan di dalam rekombinasi homolog: 

a. Homolog tidak berarti identik.  

b. Dua kromosom homolog yang direkombinasi bisa mengandung gen linear kesatuan yang sama, tetapi bisa memiliki perbedaan susunan basa pada beberapa gen.  

c. Pada manusia, satu kromosom bisa mengandung gen normal untuk hemoglobin, sementara yang lain bisa mengandung gen hemoglobin dengan mutasi sickle sel.  

d. Perbedaan ini menunjukkan tidak ada yang tidak berubah pada sebuah atau dua pasangan basa diantara jutaan pasangan basa yang identik.  Meskipun rekombinan homolog tidak mengubah kesatuan linear gen, rekombinan homolog dapat menentukan yang  mana dari versi berbeda (atau allel) gen dihubungkan bersama dalam kromosom tunggal.

2. Site Specific Recombination (SSR) 

    Pengertian SSR adalah proses pertukaran segmen DNA tertentu pada daerah situs tertentu dari protein yang bekerja memotong dan menyambung. 

Pada SSR terdapat dua jenis yaitu: 

a. Transpositional SSR (Transposisi) 

b. Conservative SSR (CSSR) 

a. Transposisi 

    Transposisi merupakan suatu proses perpindahan elemen genetik dari satu lokus dalam suatu kromosom, plasmid, atau genom virus, ke bagian lain kromosom yang sama, atau bahkan ke suatu lokus dalam kromosom lain. 

    Enzim yang berperan di dalam pemanjangan dan pemotongan adalah Transposase 

    Elemen genetik yang berpindah dapat berupa satu gen atau beberapa gen yang bertaut (linkage) sehingga disebut juga elemen genetik yang dapat bertransposisi disebut transposon. 

Jadi dapat disimpulkan bahwa transposon = movable DNA segment. 

Fungsi transposon adalah: 

1. Pengacakan posisi DNA 

2. Menyebabkan delesi, inversi, dan lain-lain yang berkaitan dengan mutasi gen 

3. Mengakibatkan rearrangement lainnya yang mengubah struktur DNA.

 

Adanya suatu elemen transposon yang mempunyai struktur pendek pada ujungujungnya yang disebut insertion sequence (IS) yang berfungsi menyisipkan fragmen DNA yang akan disisipkan secara enzimatis. 

Ciri-Ciri Elemen IS 

1. Suatu urutan nukleotida yang tidak mempunyai fungsi lain selain untuk proses transposisi sekuens itu sendiri 

2. Merupakan komponen yang sangat penting dari kebanyakan genom bakteri  

3. Transposon paling sederhana  

4. Biasanya terdapat pada kromosom bakteri dan plasmid. 

5. Contoh : satu strain E.coli standar mempunyai 8 duplikat IS1 dan lima duplikat IS2  

6. Jika elemen IS terdapat pada plasmid dan kromosom bakteri, dapat dimungkinkan terjadinya rekombinasi homolog antar DNA yang berbeda. 

Transposon dapat dikategorikan menjadi tiga yaitu:

 a. Transposon Potong Tempel 

b. Transposon Replikatif 

c. Retrotransposon. 

 

a.  Transposon Potong Tempel 

    Transposon potong tempel merupakan transposon yang dapat berpindah dari satu lokus ke lokus lain dengan cara dipotong dari satu lokus pada kromosom dan ditempelkan pada lokus lain yang dapat terletak pada kromosom yang berbeda. Enzim transposase yang dikode oleh elemen genetik tersebut berperan di dalam proses interaksi dengan sisi tempat penyisipan transposon.  

 b. Transposon Replikatif 

Transposon replikatif (replicative transposon) mengalami transposisi dengan melibatkan proses replikasi elemen DNA transposon. 

Dalam interaksi tersebut, elemen DNA transposon direplikasi dan salah satu turunan (copy) disisipkan pada sisi baru, sedangkan elemen DNA aslinya tetap berada di sisi semula (Yuwono, 2005). 

 

c. Retrotransposon

    Lanjut di part 3........