Perbedaan Utama – mRNA vs tRNA
Messenger RNA (mRNA) dan transfer RNA (tRNA) adalah dua jenis RNA utama yang berfungsi dalam sintesis protein. Gen pengkode protein dalam genom ditranskripsi menjadi mRNA oleh enzim RNA polimerase. Langkah ini adalah langkah pertama dalam sintesis protein, dan dikenal sebagai penyandian protein. mRNA yang dikodekan protein ini diterjemahkan di ribosom menjadi rantai polipeptida. Langkah ini adalah langkah kedua dalam sintesis protein, dan dikenal sebagai decoding protein. TRNA adalah pembawa asam amino spesifik yang dikodekan dalam mRNA. Perbedaan yang menonjol antara mRNA dan tRNA adalah mRNA berfungsi sebagai pembawa pesan antara gen dan protein sedangkan tRNA membawa asam amino tertentu ke dalam ribosom untuk memproses sintesis protein.
Artikel ini menjelaskan,
- Apa itu mRNA – Struktur, Fungsi, Sintesis, Degradasi 2. Apa itu tRNA – Struktur, Fungsi, Sintesis, Degradasi 3. Apa perbedaan antara mRNA dan tRNA
Yang perlu anda ketahui tentang mRNA
Messenger RNA adalah jenis RNA yang ditemukan dalam sel yang mengkode gen pengkode protein. MRNA dianggap sebagai pembawa pesan protein ke dalam ribosom yang memfasilitasi sintesis protein. Gen pengkode protein ditranskripsi menjadi mRNA oleh enzim RNA polimerase selama peristiwa yang dikenal sebagai transkripsi , yang terjadi di nukleus. Transkrip mRNA setelah transkripsi disebut sebagai transkrip primer atau pra-mRNA. Transkrip utama mRNA mengalami modifikasi pasca-transkripsi di dalam nukleus . MRNA yang matang dilepaskan ke dalam sitoplasma untuk diterjemahkan . Transkripsi diikuti oleh terjemahan adalah dogma sentral biologi molekuler, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1 .
Gambar 1: Dogma sentral biologi molekuler
Struktur mRNA
mRNA adalah molekul untai tunggal linier. Sebuah mRNA matang terdiri dari daerah pengkodean, daerah yang tidak diterjemahkan (UTR), tutup 5′ dan ekor poli-A 3′. Wilayah pengkodean mRNA berisi serangkaian kodon , yang melengkapi gen pengkode protein dalam genom. Wilayah pengkodean berisi kodon awal untuk memulai terjemahan. Kodon awal adalah AUG, yang menentukan asam amino metionin dalam rantai polipeptida. Kodon yang diikuti oleh kodon awal bertanggung jawab untuk menentukan urutan asam amino dari rantai polipeptida. Terjemahan berakhir pada kodon stop . Kodon, UAA, UAG dan UGA bertanggung jawab atas akhir terjemahan. Selain menentukan urutan asam amino polipeptida, beberapa daerah dari daerah pengkodean pra-mRNA juga terlibat dalam pengaturan pemrosesan pra-mRNA dan berfungsi sebagai penguat/peredam splicing eksonik.
Daerah mRNA yang ditemukan sebelumnya dan terakhir ke daerah pengkodean disebut sebagai 5′ UTR dan 3′ UTR, masing-masing. UTR mengontrol stabilitas mRNA dengan memvariasikan afinitas untuk enzim RNase yang mendegradasi RNA. Lokalisasi mRNA dilakukan di sitoplasma oleh 3′ UTR. terjemahannya _ efisiensi mRNA ditentukan oleh protein yang terikat pada UTR. Variasi genetik di wilayah 3′ UTR menyebabkan kerentanan penyakit dengan mengubah struktur translasi RNA dan protein.
Gambar 2: Struktur mRNA matang
Tutup 5′ adalah nukleotida guanin yang dimodifikasi, 7-metilguanosin yang mengikat melalui ikatan 5′-5′-trifosfat. Ekor 3’poli-A adalah beberapa ratus nukleotida adenin yang ditambahkan ke ujung 3′ transkrip primer mRNA.
MRNA eukariotik membentuk struktur melingkar dengan berinteraksi dengan protein pengikat poli-A dan faktor inisiasi translasi, eIF4E. Protein pengikat eIF4E dan poli-A mengikat dengan faktor inisiasi translasi, eIF4G. Sirkulasi ini mendorong translasi yang efisien waktu dengan mengedarkan ribosom pada lingkaran mRNA. RNA utuh juga akan diterjemahkan.
Gambar 3: Lingkaran mRNA
Sintesis, Pemrosesan, dan Fungsi mRNA
mRNA disintesis selama peristiwa yang dikenal sebagai transkripsi , yang merupakan langkah pertama dari proses sintesis protein. Enzim yang terlibat dalam transkripsi adalah RNA polimerase. Gen pengkode protein dikodekan ke dalam molekul mRNA dan diekspor ke sitoplasma untuk diterjemahkan. Hanya mRNA eukariotik yang mengalami pemrosesan, yang menghasilkan mRNA matang dari pra-mRNA. Tiga peristiwa besar terjadi selama pemrosesan pra-mRNA: penambahan 5′ cap, penambahan 3′ cap dan penyambungan intron.
Penambahan tutup 5′ terjadi secara ko-transkripsi. Tutup 5′ berfungsi sebagai perlindungan dari RNase dan sangat penting dalam pengenalan mRNA oleh ribosom. Penambahan ekor/poliadenilasi 3′ poli-A segera terjadi setelah transkripsi. Ekor poli-A melindungi mRNA dari RNase dan mendorong ekspor mRNA dari nukleus ke sitoplasma. mRNA eukariotik terdiri dari intron antara dua ekson. Dengan demikian, intron ini dikeluarkan dari untai mRNA selama penyambungan . Beberapa mRNA diedit untuk mengubah komposisi nukleotidanya.
Translasi adalah peristiwa di mana mRNA matang didekodekan untuk mensintesis rantai asam amino. MRNA prokariotik tidak memiliki modifikasi pasca-transkripsi dan diekspor ke sitoplasma. Transkripsi prokariotik terjadi di sitoplasma itu sendiri. Maka dari itu, transkripsi dan translasi prokariotik dianggap terjadi secara bersamaan, mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk sintesis protein. MRNA dewasa eukariotik diekspor ke sitoplasma dari nukleus setelah diproses. Translasi difasilitasi oleh ribosom yang mengambang bebas di sitoplasma atau terikat pada retikulum endoplasma pada eukariota.
Degradasi mRNA
MRNA prokariotik umumnya memiliki masa hidup yang relatif lama. Tapi, mRNA eukariotik berumur pendek, memungkinkan regulasi ekspresi gen. MRNA prokariotik didegradasi oleh berbagai jenis ribonuklease termasuk endonuklease, 3′ eksonuklease dan 5′ eksonuklease. RNase III mendegradasi RNA kecil selama interferensi RNA. RNase J juga mendegradasi mRNA prokariotik dari 5′ menjadi 3′. MRNA eukariotik terdegradasi setelah translasi hanya oleh kompleks eksosom atau kompleks pengurai. MRNA eukariotik yang tidak diterjemahkan tidak terdegradasi oleh ribonuklease.
Yang perlu anda ketahui tentang tRNA
tRNA adalah jenis RNA kedua yang terlibat dalam sintesis protein. Antikodon secara individual ditanggung oleh tRNA yang melengkapi kodon tertentu pada mRNA. tRNA membawa asam amino tertentu oleh kodon mRNA ke dalam ribosom. Ribosom memfasilitasi pembentukan ikatan peptida antara asam amino yang ada dan yang masuk.
Struktur tRNA
tRNA terdiri dari struktur primer, sekunder dan tersier. Struktur utama adalah molekul linier tRNA. Panjangnya sekitar 76 hingga 90 nukleotida. Struktur sekunder adalah struktur berbentuk daun semanggi. Struktur tersier adalah struktur 3D berbentuk L. Struktur tersier dari tRNA memungkinkan untuk cocok dengan ribosom.
Gambar 4: Struktur sekunder mRNA
Struktur sekunder tRNA terdiri dari gugus fosfat terminal 5′ . Ujung 3′ dari akseptor lengan berisi ekor CCA yang melekat pada asam amino. Asam amino terhubung dengan baik ke gugus 3′ hidroksil dari ekor CCA oleh enzim, aminoasil tRNA sintetase. Asam amino dimuat tRNA dikenal sebagai aminoasil-tRNA. Ekor CCA ditambahkan selama pemrosesan tRNA. Struktur sekunder tRNA terdiri dari empat loop: D-loop, TΨC loop, variabel loop dan antikodon lingkaran . Loop antikodon berisi antikodon yang merupakan ikatan komplementer dengan kodon mRNA di dalam ribosom. Struktur sekunder tRNA menjadi struktur tersiernya dengan penumpukan heliks secara koaksial. Struktur tersier dari aminoasil-tRNA ditunjukkan pada Gambar 5 .
Gambar 5: Aminoasil tRNA
Fungsi tRNA
Antikodon terdiri dari triplet nukleotida, yang mengandung secara individual di setiap molekul tRNA. Ia mampu memasangkan basa dengan lebih dari satu kodon melalui pasangan basa goyangan . Nukleotida pertama antikodon digantikan oleh inosin. Inosin mampu mengikat hidrogen dengan lebih dari satu nukleotida spesifik dalam kodon. Antikodon berada pada arah 3′ sampai 5′ agar basa berpasangan dengan kodon. Maka dari itu, nukleotida ketiga dari kodon bervariasi dalam kodon redu
ndan yang menentukan asam amino yang sama. Sebagai contoh,
kode-kode kodon, GGU, GGC, GGA dan GGG untuk asam amino glisin. Jadi, tRNA tunggal membawa glisin untuk semua empat kodon di atas. Enam puluh satu kodon yang berbeda dapat diidentifikasi pada mRNA. Namun, hanya tiga puluh satu tRNA berbeda yang diperlukan sebagai pembawa asam amino karena pasangan basa yang goyah.
Kompleks inisiasi translasi dibentuk oleh perakitan dua unit ribosom dengan tRNA aminoasil. tRNA aminoasil mengikat ke situs A dan rantai polipeptida mengikat ke situs P dari subunit besar ribosom. Kodon inisiasi translasi adalah AUG yang menentukan asam amino metionin. Proses translasi melalui translokasi ribosom pada mRNA dengan membaca urutan kodon. Rantai polipeptida tumbuh dengan membentuk ikatan polipeptida dengan asam amino yang masuk.
Gambar 6: Terjemahan
Selain perannya dalam sintesis protein, ia juga berperan dalam regulasi ekspresi gen, proses metabolisme, transkripsi balik priming, dan respons stres.
Degradasi tRNA
tRNA diaktifkan kembali dengan menempel pada asam amino kedua yang spesifik untuknya setelah melepaskan asam amino pertamanya selama translasi. Selama kontrol kualitas RNA, dua jalur pengawasan terlibat dalam degradasi pra-tRNA yang dimodifikasi dan salah diproses dan tRNA matang yang tidak dimodifikasi. Dua jalur tersebut adalah jalur pengawasan nuklir dan jalur peluruhan tRNA cepat (RTD). Selama jalur pengawasan nuklir , pra-tRNA yang dimodifikasi atau hipo-modifikasi dan tRNA matang dikenai poliadenilasi ujung 3 oleh kompleks TRAMP dan mengalami pergantian yang cepat. Ini pertama kali ditemukan dalam ragi, Saccharomyces cerevisiae. Jalur peluruhan tRNA cepat (RTD) pertama kali diamati pada strain mutan ragi trm8∆trm4∆ yang sensitif terhadap suhu dan tidak memiliki enzim modifikasi tRNA. Sebagian besar tRNA terlipat dengan benar di bawah kondisi suhu normal. Namun, variasi suhu menyebabkan tRNA hipo-modifikasi dan mereka terdegradasi oleh jalur RTD. TRNA yang mengandung mutasi pada batang akseptor serta batang T terdegradasi selama jalur RTD.
Perbedaan Antara mRNA dan tRNA
Nama
mRNA: m adalah singkatan dari utusan; RNA pembawa pesan
tRNA: t adalah singkatan dari transfer; mentransfer RNA
Fungsi
mRNA: mRNA berfungsi sebagai pembawa pesan antara gen dan protein.
tRNA: tRNA membawa asam amino tertentu ke dalam ribosom untuk memproses sintesis protein.
Lokasi Fungsi
mRNA: Fungsi mRNA di nukleus dan sitoplasma.
tRNA: tRNA berfungsi di sitoplasma.
Kodon/Antikodon
mRNA: mRNA membawa urutan kodon yang melengkapi urutan kodon gen.
tRNA: tRNA membawa antikodon yang komplementer dengan kodon pada mRNA.
Kontinuitas Urutan
mRNA: mRNA membawa urutan kodon berurutan.
tRNA: tRNA membawa antikodon individu.
Membentuk
mRNA: mRNA linier, molekul beruntai tunggal. Terkadang mRNA membentuk struktur sekunder seperti jepit rambut.
tRNA: tRNA adalah molekul berbentuk L.
Ukuran
mRNA: Ukurannya tergantung pada ukuran gen pengkode protein.
tRNA: Panjangnya sekitar 76 hingga 90 nukleotida.
Keterikatan pada Asam Amino
mRNA: mRNA tidak menempel dengan asam amino selama sintesis protein.
tRNA: tRNA membawa asam amino spesifik dengan menempel pada lengan akseptornya.
Takdir setelah Berfungsi
mRNA: mRNA dihancurkan setelah transkripsi.
tRNA: tRNA diaktifkan kembali dengan menempelkannya ke asam amino kedua yang spesifik untuknya setelah melepaskan asam amino pertamanya selama translasi.
Kata terakhir
Messenger RNA dan transfer RNA adalah dua jenis RNA yang terlibat dalam sintesis protein. Keduanya terdiri dari empat nukleotida: adenin (A), guanin (G), sitosin (C) dan timin (T). Gen pengkode protein dikodekan menjadi mRNA selama proses yang dikenal sebagai transkripsi. MRNA yang ditranskripsi didekodekan menjadi rantai asam amino dengan bantuan ribosom selama proses yang dikenal sebagai translasi. Asam amino tertentu yang diperlukan untuk penguraian kode mRNA menjadi protein dibawa oleh tRNA yang berbeda ke dalam ribosom. Enam puluh satu kodon yang berbeda dapat diidentifikasi pada mRNA. Tiga puluh satu antikodon berbeda dapat diidentifikasi pada tRNA berbeda yang menentukan dua puluh asam amino esensial. Maka dari itu, Perbedaan yang menonjol antara mRNA dan tRNA adalah mRNA adalah pembawa pesan protein tertentu sedangkan tRNA adalah pembawa asam amino tertentu.
Referensi: 1. “RNA Messenger.” Wikipedia, ensiklopedia gratis. Np: Wikimedia Foundation, 14 Februari. 2017. Web. 5 Maret 2017.2.“Transfer RNA.” Wikipedia, ensiklopedia gratis. Np: Wikimedia Foundation, 20 Februari. 2017. Web. 5 Maret 2017. 3. “Biokimia struktural/asam nukleat/RNA/transfer RNA (tRNA) – Wikibooks, Open Books for an Open World.” dan Web. 5 Maret 2017 4.Megel, C. et al “Pengawasan dan Pembelahan tRNA Eukariotik”. Jurnal Internasional Ilmu Molekuler, . Wahyu 2015, 16, 1873–1893; doi:10.3390/ijms16011873. Situs web. Diakses 6 Maret 2017
Gambar Courtesy: 1. “Interaksi MRNA” – pengunggah asli: Swordrup di Wikipedia bahasa Inggris. (Domain Publik) melalui Commons Wikimedia Commons 2. “Mature mRNA” (CC BY-SA 3.0) melalui Wikimedia Commons 3. “MRNAcircle” Oleh Fdardel – Karya sendiri (CC BY-SA 3.0) melalui Commons Wikimedia 4. “TRNA-Phe ragi en” Oleh Yikrazuul – Karya sendiri (CC BY-SA 3.0) melalui Wikimedia Commons 5. “Peptide syn”Oleh Boumphreyfr – Karya sendiri (CC BY-SA 3.0) melalui Commons Wikimedia Commons 6. “Aminoacyl-tRNA”Oleh Scientific29 – Karya sendiri (CCBY-SA 3.0) melalui Commons Wikimedia Commons
