Mengenal RNA Polimerase IV & V

      Selama ini kita hanya mengetahui 3 jenis RNA  polimerase kan, ada RNA Pol I, RNA Pol II dan RNA Pol III dan tentu sudah kita ketahui bersama tentang struktur letak dan fungsinya dalam mekanisme ekspresi gen pada eukariotik. Nah ada RNA Pol IV & V loh yang ada pada tumbuhan. mungkin baru dengar yah. tapi RNA Pol IV & V ini selain bisa dibaca pada artikel diatas juga ada pada buku "Non Coding RNAs in Plants yang ditulis oleh Volker A. Erdmann & Jan Barciszewski halaman 421 dst".

             Pol IV dan Pol V, yang memainkan peran penting dalam jalur pembungkaman gen yang dimediasi RNA (Katshiko S, etc. 2014. Nucleic Acid Polymerase. USA: Springer hal: 5). 

        Proses purifikasi afinitas yang dilakukan pada pol IV dan Pol V pada arabidopsis thaliana, kembang kol, dan jagung menunjukkan perbedaan yang signifikan pada komposisinya terutama pada subunit subunitnya. ("RNA Pol IV and V in Gene Silencing: Rebel Polymerases Evolving Away From Pol II’s Rules" )

        Selain itu ditemukan juga ada yang mirip dari 12 subunit pada Pol IV & V dengan 12 subunit pada Pol II. Beberapa subunit Pol IV dan Pol V dikodekan oleh gen yang sama dengan subunit Pol II yang sesuai, tetapi yang lain berasal dari duplikasi gen subunit Pol II yang telah berubah seiring waktu. Secara keseluruhan, empat subunit Pol IV berbeda dengan Pol II, enam subunit Pol IV berbeda dengan Pol II, dan empat subunit berbeda antara Pol IV dan Pol V. Namun, semua subunit Pol IV dan Pol V adalah "apel yang belum jatuh jauh dari pohon Pol II". (https://source.wustl.edu/2009/01/plant-polymerases-iv-and-v-are-special-forms-of-polymerase-ii/).

        Meskipun telah berevolusi dari Pol II, Pol IV dan V tampaknya tidak terlibat dalam sintesis protein, atau sangat penting bagi kehidupan. Sebaliknya, mereka telah mengambil peran khusus dalam pembungkaman gen pada tumbuhan. Hal ini penting untuk mencegah ekspresi gen yang berpotensi membahayakan, seperti "gen pelompat" yang diturunkan dari virus yang dikenal sebagai retrotransposon, dan asam nukleat yang menyerang, seperti genom virus yang mereplikasi. Laboratorium Pikaard telah menunjukkan bahwa Pol IV diperlukan untuk produksi small interfering RNAs (disingkat siRNA) yang menentukan pembungkaman urutan DNA yang kompelementer, sedangkan Pol V membuat RNA yang lebih panjang yang diperkirakan berpasangan dengan siRNA di situs kromosom yang terpengaruh.(https://source.wustl.edu/2009/01/plant-polymerases-iv-and-v-are-special-forms-of-polymerase-ii/).

Clamp Connection (Klem Penyambung) Basidiomycota

 Tulisan ini saya terjemahkan dengan bahasa sendiri dari buku "The Fungal Kingdom" yang ditulis oleh Joseph Heitman, Pedro W. Crous, Neil A.R. Gow, Barbara J Howlett, Timothy Y. James, dan Eva H. Stukenbrock. 

Kita ketahui bahwa Badisiomycota dikenal dengan hifa dikariotik. Kebanyakan basidiomycetes memiliki miselium vegetatif yang dikariotik, artinya setiap kompartemen hifa mengandung dua inti. Clamp Connection terjadi di dikaryon dan berfungsi dalam pemeliharaan keadaan inti dikariotik. Clamp Connection adalah cabang hifa pendek yang terbentuk di dekat ujung hifa dan menjauhi ujung hifa dan mengalami fusi dengan hifa utama tempat mereka terbentuk. 

Clamp Connection hanya ditemukan di Basidiomycota tetapi tidak ditemukan di semua spesies atau semua jenis jaringan (misalnya, monokaryon versus dikaryon, vegetatif hifa versus sporokarp, dll.).

Proses terbentuknya Clamp Connection (Klem Penyambung) pada Basidiomycota adalah:

1. Terjadi fusi antar dua hifa, kemudian inti memasuki miselium pasangan lainnya dan bermigrasi sampai ujung sel hifa

2. Selama pemanjangan ujung hifa, dua jeni inti haploid (digambarkan warna putih dan hitam yang mewakili genotif yang berbeda) berpasangan doiujung sel 

3. lokasi dimana mitosis akan berlangsung,struktur clamp akan terbentuk

4. Struktur clamp terbentuk dan  Dua inti (inti putih dan inti hitam )membelah secara serempak: salah satu inti (inti hitam) membelah ke arah sel penjepit yang tumbuh ke belakang menuju hifa utama, sedangkan yang lain membelah sepanjang sumbu hifa utama

5. terbentuk sekat diantara hifa utama dan hifa yang tumbuh membentuk clamp sehinga satu inti akan tetap terperangkap sementara dalam sel clamp sementara satu inti (inti hitam) berada dalam sel subapikal yang baru terbentuk bersama-sama dengan satu inti yang dipertahankan tetap pada ujung hifa tadi. 

6. Sel Clamp menyatu dengan sel subapikal  dan melepaskan inti yang terperangkap dalam sel clamp tadi dan memulihkan keadaan sel dikariotik pada sel subapikal. 

7. clamp connection terbentuk dan hifa dikariotik tetap dipertahankan 

Pembahasan Soal IBO 2016 Nomor 1

01.   Aktivitas Wee1 kinase dan Cdc25 fosfatase menentukan keadaan fosforilasi tirosin 15 dalam komponen Cdk1 dari M-Cdk. Ketika tirosin 15 difosforilasi, M-Cdk tidak aktif; ketika tirosin 15 tidak terfosforilasi, M-Cdk aktif (Gambar Q.IA). Aktivitas Wee1 kinase dan Cdc25 phosphatase juga dikendalikan oleh fosforilasi. Pengaturan kegiatan ini dapat dipelajari dalam ekstrak oosit katak. Dalam ekstrak tersebut, Wee1 kinase aktif dan Cdc25 fosfatase tidak aktif. Akibatnya, M-Cdk tidak aktif karena komponen Cdk1-nya terfosforilasi pada tirosin 15. M-Cdk dalam ekstrak ini dapat diaktifkan dengan cepat dengan menambahkan asam okadaik, yang merupakan inhibitor kuat fosfatase protein serin / protein treonin. Menggunakan antibodi spesifik untuk Cdk1, Wee1 kinase, dan Cdc25 fosfatase, dimungkinkan untuk memeriksa keadaan fosforilasi mereka dengan perubahan mobilitas pada elektroforesis gel (Gambar Q.IB). Bentuk-bentuk protein yang difosforilasi umumnya bermigrasi lebih lambat daripada yang tidak terfosforilasi.

Gambar Q.1

(A) Kontrol aktivitas M-Cdk oleh Weel kinase dan Cdc25 Phosphatase;

(B) Efek asam okadaik pada keadaan fosforilasi Cdk, Wee1 kinase, dan Cdc25 phosphatase

A.  Wee1 kinase aktif jika difosforilasi.

SALAH,

Wee1 kinase : Menghambat aktivitas CDKs

1)   Wee1 kinase menghambat aktivitas Cdk dengan memfosforilasi dua situs pada bagian situs aktif Cdk.

2)   Cdc 25 Fosfatase meningkatkan aktivitas Cdk dengan mendefosforilasi Fosfat.

+ Asam Okadaik : Migrasi Protein Lambat = Terfosforilasi

-  Asam Okadaik  : Migrasi Protein Cepat    = Non-fosforilasi

BERARTI,

Wee1 Kinasi AKTIF ketika tidak Terfosforilasi

B.   Protein kinase dan fosfatase yang mengontrol fosforilasi Wee1 kinase dan Cdc25 fosfatase spesifik untuk rantai samping tirosin.

SALAH,

Protein kinase dan fosfatase yang mengendalikan fosforilasi Wee1 kinase dan Cdc25 fosfatase harus spesifik untuk rantai samping serin / treonin karena dipengaruhi oleh asam okadaik, yang hanya menghambat fosfatase serin / treonin.

C.  Asam Okadaik secara langsung mempengaruhi aktivasi Cdk1.

SALAH,

+ Asam Okadaik = TIDAK MEMPENGARUHI Aktivasi CDK1 secara langsung.

                                       

Memforforilasi pada rantai samping Serin / Theronin.

                                  

CDK1 difosforilasi pada rantai samping Tirosinnya.

                                            

Hanya mengontrol aktivitas Wee1 Kinase dan Cdc25 Fosfatase

D.  Jika M-Cdk mampu memfosforilasi Wee1 kinase dan Cdc25 phosphatase, sejumlah kecil M-Cdk aktif akan mengarah pada aktivasi yang cepat dan lengkap.

BENAR,

M-Cdk yang aktif dapat melakukan feedback positif dengan mengaktifkan Cdc25 dan menghambat aktivtas Wee1

Gambar 02. Regulasi Aktivasi M-Cdk

a)   Cdk1 berasosiasi dengan M-Cyclin secara bertahap

b)  Kompleks M-Cdk yang terbentuk terfosforilasi oleh aktivitas CAK dan Wee1

c)   Kompleks m-Cdk yang dihasilkan tidak aktif kemudian diaktifkan pada akhir G2 oleh Cdc25 fosfatase.

d)  Cdc25 lebih lanjut distimulasi oleh M-Cdk aktif, menghasilkan umpan balik positif.

e)   Umpan balik ini ditingkatkan oleh kemampuan M-Cdk untuk menghambat Wee1