Home >Documents >Regulasi Ekspresi Gen

Regulasi Ekspresi Gen

Date post:26-Dec-2015
Category:
View:319 times
Download:5 times
Share this document with a friend
Description:
m
Transcript:

Pengendalian Ekspresi Gen

Regulasi Ekspresi GenPendahuluanApa itu gen?

Apa pengertian dari ekspresi gen?

Kapan gen diekspresikan?

Mengapa ekspresi gen harus dikendalikan?

GenEkspresi GenProses transformasi atau pengubahan informasi genetik melalui serangkaian tahapan transkripsi dan translasi untuk membentuk suatu protein.Gen diekspresikan ketika...Gen diekspresikan pada kondisi tertentu, misal pada medium pertumbuhan bakteri E.coli terdapat glukosa dan laktosa, maka yang lebih dulu aktif adalah sistem ekpresi gen atau gen-gen yang bertanggung jawab terhadap metabolisme glukosa. Sedangkan sistem ekspresi gen yang bertanggung jawab terhadap metabolisme laktosa baru akan aktif setelah metabolisme glukosa selesai.Ekspresi gen harus dikendalikan karena...Agar tercipta sistem efisiensi selular.Secara umum, baik prokaryot maupun eukaryot ada 2 sistem pengaktifan ekspresi gen, yaitu ekspresi gen secara konstitutif dan ekspresi gen secara induktif.Ekspresi gen secara konstitutif berarti gen selalu diekspresikan dalam keadaan apapun. Kelompok gen yang diekspresikan secara konstitutif pada umumnya kelompok gen yang bertanggung jawab terhadap metabolisme dasar, misal metabolisme energi dan sintesis komponen selular.

Ekspresi gen secara induktif berarti gen diekpresikan jika ada keadaan yang memungkinkan atau ada proses induksi (misal pada sistem efisiensi selular)

OperonDi dalam sel prokaryot, ada beberapa gen struktural yang diekspresikan secara bersama-sama dengan menggunakan promoter yang sama.

Kelompok gen tersebut dinamakan operon

Pada eukaryot, sistem organisasi operon tidak ada.Pengendalian gen atau operon melibatkan aktivitas suatu gen regulator.

Pengendalian positif operon dapat diaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator (aktivator)Pengendalian negatif operon dapat dinonaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator (represor)

Pengendalian positif membutuhkan protein untuk terjadinya transkripsi, sedangkan pengendalian negatif membutuhkan protein untuk menghambat terjadinya transkripsi.

Aktivator atau represor bekerja dengan cara menempel pada sisi pengikatan protein regulator pada daerah promoter gen yang diaturnya.Pengikatan aktivator/represor ditentukan oleh keberadaan molekul efektor (ex : asam amino, glukosa, metabolit)Molekul efektor yang mengaktifkan ekspresi gen induserMolekul efektor yang menekan ekspresi gen represor

RNA polimeraseefektor(induser/korepresor)represorsisi pengenal RNA polimeraseGen represordaerah promotordaerah operator

Promotor represorkelompok gen strukturalOPERONGS1GS2GS311Pengendalian positif maupun negatif dapat dibedakan lagi menjadi :Sistem yang dapat diinduksi (inducible system)Sistem yang dapat ditekan (repressible system)

Sistem Induksi dan Represi pada ProkaryotRegulasi negatif pada sistem ekspresi gen prokaryotRegulasi positif pada sistem ekspresi gen prokaryot

Operon Laktosa (lac)Sistem operon lac sistem pengendalian ekspresi gen yang bertanggung jawab dalam metabolisme laktosa.

Operon lac terdiri atas tiga macam gen struktural yang mengkode tiga macam enzim yaitu, gen lacZ (mengkode enzim galaktosidase), gen lacY (mengkode permease galaktosida) dan gen lacA (mengkode trans-asetilase thiogalaktosida ). Ketiga macam gen tersebut diatur ekspresinya oleh satu promoter yang sama dan menghasilkan satu mRNA yang bersifat polisistronik.

Enzim galaktosidase enzim utama untuk memotong ikatan galaktosida sehingga dihasilkan 2 monosakarida yaitu glukosa dan galaktosa)Enzim permease galaktosida enzim yang berperan dalam pengangkutan dari luar ke dalam selEnzim trans-asetilase thiogalaktosida peranan dalam metabolisme laktosa belum diketahui secara pasti.

Pengendalian Negatif Operon Lac

Proses pengaktifan operon laktosa = proses induksi

Operon lac: represorKontrol negatif: bila represor terikat DNA (operator), tidak terjadi transkripsiTidak ada laktosa represor terikat operator tidak terjadi transkripsiAda laktosa laktosa terikat represor represor tidak dapat terikat operator transkripsi

Operon lac: aktivatorKontrol positif: bila aktivator terikat DNA, baru terjadi transkripsiTidak ada glukosa ATP menjadi cAMP cAMP terikat CAP (catabolite activator protein) CAP terikat DNA transkripsiAda glukosa CAP tidak dapat terikat DNA tidak terjadi transkripsi

Pengendalian Positif Operon LacPengendalian Operon Lainnya pada E.coliSelain pengendalian operon laktosa (operan lac) , terdapat pula pengendalian operon triptofan ; operon arabinosa ; dan operon galaktosa.Pengendalian Ekspresi Gen pada Eukaryot25Pengendalian ekspresi genetik dapat ditinjau dari 3 sisi, yaitu : sinyal pengendali ekspresi; level pengendalian ekspresi; mekanisme pengendalianSinyal pengendali ekspresi meliputi semua molekul yang berperanan dalam proses pengendalian ekspresi, misalnya faktor transkripsi dan protein regulator khususLevel pengendalian ekspresi terjadi pada tahapan : inisiasi transkripsi dan perpanjangan transkrip; pengakhiran (terminasi) transkripsi; pengendalian pasca-transkripsi dan pengendalian selama proses translasi dan pasca translasi2526

2627Mekanisme pengendalian ekspresi membahas proses rinci pengendalian ekspresi genetik yang meliputi interaksi antar sinyal pengendali ekspresiSinyal pengendali ekspresi genetik pada eukariotProses ekspresi genetik pada eukariot diatur oleh banyak molekul yang berinteraksi secara spesifikInteraksi antar molekul tersebut dapat terjadi melalui ikatan antara DNA dengan protein, protein dengan protein maupun protein dengan molekul lain, misalnya hormon

2728Sinyal (molekul) pengendali ekspresi genetik dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu RNA polimerase sebagai protein utama yang melakukan proses transkripsi; dan protein-protein pembantu (auxilliary protein) yang meliputi faktor transkripsi umum; protein yang berikatan dengan urutan nukleotida spesifik dan protein yang terlibat dalam proses translasi2829Secara umum, protein pengendali mempunyai 3 domain fungsional, yaitu : domain pengikat DNA, domain yang mengaktifkan transkripsi dan domain dimerisasi2930Telah dijelaskan sebelumnya bahwa gen kelas I pada eukariot mengkode sintesis rRNAFaktor yang mempengaruhi laju sintesis pada gen kelas I adalah jumlah enzim RNA polimerase, level fosforilasi RNA polimerase dan jumlah serta aktivitas faktor transkripsi.Pada gen kelas II, pengendalian terjadi pada beberapa level, yaitu level metabolisme mRNA; level translasi mRNA menjadi polipeptida dan pasca-translasi3031Gen kelas III adalah gen yang mengkode sintesis tRNA dan 5SrRNASalah satu model pengendalian ekspresi gen ini adalah regulasi sintesis 5SRNA selama proses oogenesis dan embriogenesis Ada 2 tipe gen 5SrRNA, yaitu gen 5S somatik dan 5S pada oosit. Laju sintesis keduanya berbeda3132Pengendalian ekspresi genetik juga terjadi pada saat transkripsi telah selesai dilakukan (pasca-transkripsi). Contoh : pengendalian stabilitas mRNA

Faktor transkripsi adalah protein yang berperanan di dalam pengaturan ekspresi sehingga faktor transkripsi juga mengalami regulasi yang dapat mempengaruhi aktivitasnya

3233Faktor transkripsi diatur dengan melalui beberapa cara, yaitu :Regulasi temporal. Regulasi dengan pengikatan ligan. Regulasi dengan sekuestrasi (pengasingan). Regulasi dengan modifikasi pasca-transkripsi. Regulasi dengan pengeblokan tempat ikatan pada DNARegulasi dengan pengeblokan aktivitas. Regulasi dengan mekanisme silencing.

33 TERIMA KASIH

Embed Size (px)
Recommended