Genom Prokariot dan EukariotTerdapat dua kelompok organisme yaitu 1. Eukariot: merupakan kelompok yang memiliki sel dengan kompartemen yang dikelilingi membrane (membrane-bound compartments) termasuk nukleus, organel-organel seperti mitokondria, kloroplas dan lain-lain. Termasuk ke dalam eukariot adalah hewan, tanaman, fungi dan protozoa. 2. Prokariot: merupakan kelompok yang selnya tidak memiliki kompartemen internal. Terdapat dua kelompok dalam prokariot yang dibedakan berbdasarkan karakteristik gentik dan biokimia yaitu:

Bakteri : termasuk didalam kelompok ini adalah prokariota umum seperti bakteri gram negative (misalnya E. coli), bakteri gram positif (misal Bacillus subtilis), tcyanobacteria (misal Anabaena). Archaea: belum dipelajari secara luas dan intensif dan ditemukan pada lingkungan ekstrim seperti pada sumber air panas, kolam-kolam air asin atau dasar danau anaerobik. Eukariot dan prokariot memliki tipe genom yang berbeda. Gambar berikut menunjukkan perbedaan struktur sel eukariot dan prokariot.

Gambar 1. Struktur sel eukariot dan prokariot Genom eukariot Genom manusia merupakan model yang baik bagi genom eukariot secara umum. Genom nuclear eukariotik memiliki molekul DNA linear yang terdapat di dalam kromosom. Semua eukariot juga memiliki genom yang lebih kecil yang berbentuk sirkular yaitu genom mitokondria. Pada tumbuhan, terdapat genom lain yaitu genom kloroplas. Walaupun struktur dasar eukariot mirip tetapi satu hal penting yang sangat berbeda adalah ukuran genom. Genom eukariot yang terkecil berukuran kurang dari 10Mb panjangnya.

Sedangkan genom yang terbesar berukuran lebih dari 100 000 Mb. Variasi ukuran genom dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 1. Ukuran genom eukariot (Brown, 2002) Spesies Fungi Saccharomyces cerevisiae Aspergillus nidulans Protozoa Tetrahymena pyriformis Invertebrates Caenorhabditis elegans Drosophila melanogaster Bombyx mori (silkworm) Strongylocentrotus purpuratus (sea urchin) Locusta migratoria (locust) Vertebrates Takifugu rubripes (pufferfish) Homo sapiens Mus musculus (mouse) Plants Arabidopsis thaliana (vetch) Oryza sativa (rice) Zea mays (maize) Pisum sativum (pea) Triticum aestivum (wheat) Fritillaria assyriaca (fritillary) Ukuran genom (Mb) 12.1 25.4 190 97 180 490 845 5000 400 3200 3300 125 430 2500 4800 16 000 120 000

Seperti terlihat pada tabel, ukuran genom bervariasi dan berhubungan dengan kekompleksan organisme. Eukariot yang lebih sederhana seperti fungi memiliki genom yang paling kecil, dan eukariot yang lebih tinggi seperti vertebrata dan tanaman berbunga memiliki genome yang lebih besar. Hal ini mungkin terlihat masuk akal, karena kompleksitas organism diharapkan berhubungan dengan jumlah gen dalam genom eukariot yang lebih tinggi memerlukan genom yang lebih besar untuk mengakomodasi gen ekstra. Tetapi korelasi ini jauh dari sempurna, jika korelasinya baik, maka genom nuklear yeast S. cerevisiae, yang berukuran 12 Mb adalah 0.004 kali ukuran genom nuklear manusia, akan mengandung 0.004 35 000 gen yaitu hanya 140. Padahal kenyataannya genom S. cerevisiae mengandung 5800 gen. Tidak adanya korelasi antara kompleksitas suatu organism dengan ukuran genomnya, disebut sebagai C-value paradox. Jawabannya sederhana yaitu: tempat disiapkan di genom organisme

yang kurang kompleks karena gen terpak bersama. Genom S. cerevisiae yang sekuensnya selesai dikerjakan tahun 1996 menggambarkan hal ini seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2. Perbandingan genome manusia, yeast, lalat buah, jagung dan E. coli. (A) Segmen 50kb dari lokus reseptor T-cell manusia.(B) Saccharomycescerevisiae (chromosome III) (C) Drosophila melanogaster (D) jagung dan (E) E. coli K12 Pada gambar di atas, segmen 50-kb dari genom manusia dibandingkan dengan segmen 50-kb genom yeast. Segmen genom yeast yang berasal dari kromosom III memiliki karakteristik sebagai berikut:

Memiliki lebih banyak gen dibandingkan segmen pada manusia. Daerah pada kromosom III yeast ini mengandung 26 gen yang mengkode protein dan dua yang mengkode transfer RNA (tRNA), molekul non-coding RNA terlibat dalam pembacaan kode genetic selama proses sintesis protein. Relatif sedikit gen yeast yang discontinuous. Pada segmen kromosom III ini, tidak ada gen yang discontinuous. Dalam keseluruhan genom yeast hanya terdapat 239 introns, dibandingkan dengan lebih dari 300 000 pada genom manusia. Terdapat lebih sedikit genome-wide repeats. Bagian kromosom III ini mengandung elemen sebuah repeat tunggal long terminal (LTR) element, disebut Ty2, dan empat truncated LTR elements disebut delta sequences. Kelima genome-wide repeats membentuk 13.5% dari segmen 50-kb, tetapi gambaran ini tidak secara keseluruhan khas pada genom yeast secara keseluruhan. Ketika ke-16 kromosom yeast dipertimbangkan, jumlah total sekuens yang diambil oleh genome-wide repeats hanya 3.4% dari total. Pada manusia, genome-wide repeats membentuk 44% genom.

Gambaran yang muncul adalah bahwa organisasi genetik pada genom yeast lebih ekonomis dibandingkan pada manusia. Gen-gen lebih kompak/padat, memiliki lebih sedikit intron dan

ruang antara gen relative pendek, dengan jauh lebih sedikit ruang yang diambil oleh genomewide repeats dan sekuens-sekuens non-coding. Hipotesis bahwa organism yang lebih komples mengandung genom yang kurang kompak juga terdapat pada spesies-spesies lain yang diteliti. Gambar diatas juga menunjukkan segmen 50 kb genom dari lalat buah. Jika kita sependapat bahwa lalat buah lebih kompleks daripada sel yeast tetapi kurang kompleks dibandingkan genom manusia, maka kita akan menduga bahwa organisasi genom lalat buah akan berada di antara yeast dan manusia. Pada gambar, segmen 50 kb genom lalat buah memiliki 11 gen, lebih dari gen pada segmen manusia, tetapi kurang dari gen pada lalat buah. Semua gen ini discontinuous. Hal ini sesuai ketika keseluruhan sekuens genom dari 3 organisme dibandingkan (Tabel 2). Densitas gen pada genom lalat buah adalah intermediet antara densitas genom pada yeast dan manusia. Rata-rata gen lalat buah memiliki lebih banyak intron daripada rata-rata gen yeast tetapi tetap tiga kali lebih sedikit dibandingkan rata-rata gen manusia. Tabel 2. Kekompakan genom yeast, lalat buah dan manusia (Brown, 2002 ) Karakteristik Gene density (average number per Mb) Introns per gene (average) Amount of the genome that is taken up by genome-wide repeats Yeast 479 0.04 3.40% Lalat buah 76 3 12% Manusia 11 9 44%

Perbandingan antara genom yeast, lalat buah dan manusia dapat juga dilihat dari genome-wide repeats. Hal ini membentuk 3.4% dari genom yeast, 12% genom lalat buah dan 44% genom manusia. Genome-wide repeats memainkan peranan penting dalam menentukan kekompakan sebuah genom. Hanya sedikit daerah-daerah pada genom jagung yang telah disekuen, tetapi hasil telah diperoleh yang menunjukkan genom didominasi oleh elemen repetitive. Gambar 2.2D menunjukkan sebuah segmen 50-kb satu anggota dari family gen yang mengkode enzim alcohol dehydrogenase. Gen ini adalah satu-satunya gen dalam daerah 50-kb ini. Walaupun ada gen kedua yang tidak diketahui fungsinya kira-kira 100kb sebelum ujung akhir sekuens yang ditunjukkan disini. Karakteristik dominan segmen genom ini adalah genome segment is the genome-wide repeats. Mayoritas adalah elemen LTR yang terdiri dari bagian non-coding dan diperkirakan membentuk kira-kira 50% genom jagung. Satu atau lebih famili dari genome-wide repeats telah mengalami proliferasi pada genom spesies tertentu. Jadi ukuran genom tidak meningkat dengan semakin kompleksnya organism tetapi organism yang sama dapat berbeda dalam ukuran genomnya. Contohnya pada Amoeba dubia yang merupakan protozoa, diduga memiliki genom 100500 kb, sama dengan protozoa lain seperti Tetrahymena pyriformis (seperti terlihat pada Tabel 1). Tetapi kenyataannya genom Amoeba lebih dari 200 000 Mb. Sama halnya kita menduga jangkrik memiliki genom yang sama dengan insekta lain, tetapi jangkrik memiliki genom berukuran 2000 Mb, yangmana 11 kali lebih besar dari genom lalat buah. Genom prokariot

Genom prokariot berbeda dengan genom eukariot. Terdapat beberapa overlap dalam ukuran antara genom prokariotik terbesar dengan prokariotik terkecil. Tetapi secara keseluruhan prokarotik genom berukuran lebih kecil. Misalnya genom E. coli K12 adalah 4639 kb, hanya 2/5 dari genom yeast dan hanya memiliki 4405 gen. Organisasi fisik genom juga berbeda antara eukariot dengan prokariot. Pandangan tradisional adalah bahwa seluruh prokariot memiliki satu molekul DNA sirkular . Selain kromosom tunggal ini, prokariot juga dapat memiliki gen tambahan yang independen, sirkular yang disebut plasmid (Gambar 3).

Gambar 3. Plasmid adalah DNA sirkular kecil yang terdapat pada sel prokariot Gen yang dibawa oleh plasmid berguna, karena mengkode sifat-sifat ketahanan terhadap antibiotik atau kemampuan untuk memanfaatkan komponen kompleks seperti toluene sebagai sumber karbon. Tetapi prokariot dapat bertahan secara efektif tanpa plasmid. Prokariot menunjukkan keragaman dalam organisasi genom. E. coli memiliki genom unipartite, tetapi prokariot lainnya lebih kompleks. Misalnya Borrelia burgdorferi B31, memiliki kromosom linier 911 kb, membawa 853 gen, dilengkapi dengan 17 atau 18 molekul linier dan sirkuler, yang keseluruhannya menyumbangkan 533 kb dan paling tidak 430 gen. Genom multipartite dikenal pada banyak bacteria dan arkaea. Genom prokariotik lebih kompak dibandingkan genom yeast dal eukariot tingkat bawah lainnya. Seperti terlihat pada Gambar 2.2E yang memperlihatkan segmen 50-kb genom E. coli K12. Terlihat bahwa terdapat lebih banyak gen dan kurang ada ruang diantaranya, dengan 43 gen mengambil tempat 85.9% segmen. Beberapa gen terlihat tidak memiliki ruang diantaranya, thrA dan thrB, misalnya dipisahkan dengan sebuah nukleotida tunggal, dan thrC mulai pada nukeotida segera sesudah nukleotida terakhir pada thrB. Ketiga gen ini adalah contoh dari operon, sebuah kelompok gen yang terlibat dalam sebuah lintasan biokimia (dalam hal ini sintesis asam amino threonine) dan diekspresikan bersama-sama dengan yang lainnya. Operon digunakan sebagai model untuk memahami bagaimana ekspresi gen diatur. Secara umum, gen prokariot lebih pendek dibandingkan eukariot, rata-rata panjang sebauh gen bakteri berkisar 2/3 gen eukariot, bahkan setelah intron dihilangkan dari eukariot. Gen bakteri sedikit lebih panjang dibandingkan gen arkaea. Dua karakteristik genom prokariot yang dapat dilihat dari Gambar 2.2E adalah, pertama, tidak ada intron pada gen pada segmen dari genom E. coli ini. Bahkan E. coli tidak memiliki gen discontinuous. Karakteristik kedua adalah infrequency of repetitive sequences. Genom prokariot tidak memiliki apapun yang ekivalen terhadap high-copy-number genome-wide repeat families yang ditemukan pada genom eukariot. Mereka memiliki sekuen tertentu yang mungkin berulang

di dalam genom. Contohnya adalah insertion sequences IS1 dan IS186yang dapat dilihat pada segmen 50-kb pada Gambar 2.2E. Terdapat contoh transposable elements, yaitu sekuen yang dapat berpindah sekeliling genom. Posisi elemen IS1dan IS186 yang ditunjukkan pada Gambar 2.2E merujuk pada isolate E. coli tertentu. Jika isolate berbeda yang diperiksa, maka sekuen IS dapat berbeda posisi atau dapat pula absen dari genom. Sebagian besar genom prokariot lainnya memiliki sangat sedikit sekuen berulang/repeat sequences secara virtual tidak terdapat pada genom 1.64 Mb dari Campylobacter jejuni NCTC11168 tetapi terdapat perkecualian, pada bakteri meningitis Neisseria meningitidis Z2491, yang memiliki lebih dari 3700 copi dari15 tipe berbeda repeat sequence, secara kolektif membentuk hamper 11% dari genom 2.18 Mb.

Transkripsi adalah proses penyalinan kode2 genetik yang ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA Nah masih inget kan dogma sentral pada biomol? Kan jg nyebutin tentang pembentukan mRNA dari DNA. dimana nantinya akan ada proses lebih lanjut. Trus ntr dimana sih transkripsi itu terjadi? Kan DNA ada 2 untai. yg bisa ditranskripsiin cuma antisense

Mekanisme dasarbaik transkripsi di eukariot maupun prokariot sama2 melalui tahapan berikut:

1. Penempelan faktor2 pengendali transkripsi di promotor, misalnya RNA polimerase (Inisiasi)

2. Pembentukan kompleks promotor terbuka (open promotor complex). G seperti replikasi dmn DNA bener2 dibuka pada transkripsi pilinan DNA dibuka namun masih tetep di dalam RNA polimerase 3. RNA polimerase membaca DNA template dan melakukan pengikatan nukleotida yg komplementer (Elongasi) 4. Setelah pemanjangan untaian RNA, diikuti dengan terminasi yang ditandai dengan lepasnya RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi (Terminasi)

Prinsip pada TranskripsiSelain mekanisme dasar yg hampir sama, pada eukariot dan prokariot keduanya memiliki prinsip sama pada proses transkripsinya:1. Prekursor untuk sintesis RNA ada 4 macam: 5-trifosfat ATP, GTP, CTP, dan UTP ( g ada thymine pada RNA) 2. Reaksi polimerisasi atau pemanjangan RNA sama ama replikasi DNA yaitu dengan arah 5 -> 3 3. Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA template 4. Untai DNA yang berperan sebagai cetakan hanya salah satu untai 5. Hasil transkripsi berupa RNA untai tunggal

Transkripsi pada ProkariotSalah satu ciri dari prokariot adalah adanya struktur operon. Operon adalah organisasi dari beberapa gen yang ekspresinya dikendalikan oleh satu promotor. Misal operon lac, pada metabolisme laktosa pada bakteri E.coli. Pada waktu ditranskripsi operon lac akan menghasilkan satu mRNA yang membawa kode2 genetik untuk polipeptida berbeda yang disebut dengan mRNA polisistronik.

Sesuai gambar di atas, pada operon lac punya 3 gen struktural yaitu lac Z, lac Y dan lac A. Masing2 dr gen itu punya start codon dan stop codon sendiri2 namun ekspresinya tetep dikendaliin ama operon yg sama. Trus waktu ditranskripsi hasilnya 1 mRNA yg bawa kodon2 untuk 3 macam polipeptida yg beda. Trus translasinya? nanti akan jd 3 polipeptida yang independen

Struktur Gen ProkariotPada prokariot gennya secara umum tersusun atas promotor, bagian struktural, dan terminator

Promotor Promotor adalah urutan DNA spesifik yang berperan dalam mengendalaikan transkripsi gen struktural dan terletak di daerah upstream (hulu) dari bagian struktural gen.

Fungsi promotor? Sebagai tempat awal pelekatan enzim RNA polimerase yang nantinya melakukan transkripsi pada bagian struktural

Pada prokariot bagian penting promotornya disebut sebagai Pribnow box pada urutan nukleotida -10 dan -35. Biasanya berupa TATA box.

Apa fungsi dari pribnow box? Pribnow box merupakan daerah tempat pembukaan heliks DNA untuk membentuk kompleks promotor terbuka. Jadi di TATA box itulah DNA dipisahkan dan kalo di luar TATA box helix DNAnya tetep berikatan (beda ama replikasi kan?)

Operator Operator merupakan urutan nukelotida yang terletak di antara promotor dan bagian struktural dan merupakan tempat pelekatan protein represor (penekan atau penghambat ekspresi gen). Jika ada represor yang melekat di operator maka RNA polimerase g bisa jalan trus ekspresi gen tidak bisa berlangsung.

Kalo di gambar di atas operator disimbolkan dengan warna ungu yg berada di antara promotor (merah) dan structural gene (hijau). Selain adanya supresor ada juga yg namanya enhancer. kalo supresor untuk menghambat nah enhancer kebalikannya, dia malah meningkatkan transkripsi dengan meningkatkan jumlah RNA polimerase. Namun letaknya tidak pada lokasi yg spesifik spt operator, ada yg jauh di upstream atau bahkan downstream dari titik awal transkripsi. Coding Region

Gen struktural merupakan bagian yang mengkode urutan nukleotida RNA. Transkripsi dimulai dari sekuens inisiasi transkripsi (ATG) sampai kodon stop (TAA / TGA / TAG). Pada prokariot tidak ada sekuens intron (yg tidak dapat diekspresikan) sehingga semuanya berupa ekson. Namun kadang pada archaebacteria dan bakteriofag ada yg memiliki intron. Terminator Dicirkan dengan struktur jepit rambut / hairpin dan lengkungan yang kaya yang akan urutan GC yang terbentuk pada molekul RNA hasil transkripsi. RNA Polimerase RNA polimerase merupakan enzim yang mengkatalisis proses transkripsi. Kalo susunannya lengkap 2 disebut holoenzim. Kalo g ada cuma 2 disebut core-enzyme. Fungsi subuni2 itu: = diduga berfungsi dalam penyusunan enzim = berfungsi dalam pengikatan nukleotida = berfungsi dalam penempelan DNA = berfungsi untuk mengarahkan agar RNA polimerase menempel pada promotor. Mekanisme Transkripsi Inisiasi

Pembentukan kompleks promoter tertutup

RNA polimerase menuju ke promoter atas bantuan faktor . Lalu kalo kata pak kus sih diibaratkan pesawat, sigma itu antenanya. Trus promotor itu bandaranya. Kan pesawat selalu mendarat di bandara, dibantu ama signal.

Pembentukan kompleks promoter terbuka

Bagian DNA yang berikatan dengan RNA polimerase membentuk struktur gelembung transkripsi (transcription bubble) yang stabil.

Penggabungan beberapa nukleotida awal

Dalam transkripsi nukleotida RNA digabung hingga membentuk transkrip RNA. Pada walanya basa2 RNA yang digabung membentuk ikatan hidrogen dengan basa DNA cetakan

Pelepasan subunit dan perubahan konformasi holoenzim jadi core enzyme

Setelah inisiasi terjadi, subunit terlepas dari enzim inti dan dapat digunakan oleh enzim inti RNA polimerase lain. Elongasi

Dalam elongasi, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3 molekul RNA yg baru terbentuk (RNA baru terbentuk dgn arah 5 -> 3) pake ikatan fosfodiester. Nukleotida RNA yg ditambahkan bersifat komplementer dgn nukleotida untai DNA cetakan. Terminasi Penghentian transkripsi atau terminator ada 2:

1.

Rho-independent yaitu terminasi ditentukan urutan nukleotida. DIcirikan struktur jepit rambut / hairpin yang kaya akan basa GC. Mekanisme pemisahan? Akibat struktur itu, RNA polimerase ntr berhenti dan meruka bagian dari sambungan (hibrid) DNA-RNA. lalu sisa hibridnya merupakan urutan oligo U (rU) yg tidak cukup stabil berpasangan dengan A (dA) -> ikatan hidrogen cuma 2. Akibatnya Lepasnya ikatan lemah tersebut dan RNA hasil transkripsi lepas Rho-dependent yaitu terminasi memerlukan protein rho. Faktor rho terikat pada RNA transkrip kemudian ngikut RNA polimerase sampe ke daerah terminator. Nah baru si faktor rho bikin destabilisasi ikatan RNA-DNA hingga RNA terlepas

2.

Transkripsi pada Eukariot Struktur gen Secara umum hampir sama ama prokariot ada promotor, bagian struktural dan terminator. Yg beda pada bagian strukturalnya Bagian struktural pada eukariot Nah kenapa bagian struktural/coding region nya beda? karena kalo di eukariot ada bagian intron dan ekson.

Intro (intervening sequences) merupakan sekuens yg tidak mengkode asam amino. Kalo di gambar yg warnanya biru muda agak ijo. Ntr bagian ini akan dibuang saat pematangan RNA Ekson sekuens yg nantinya dikode jd asam amino. kalo di gambar warnanya merah

Mekanisme Transkripsi Kalo di eukariot RNA polimerasenya beda2 ada RNA polimerase I, II dan III. Ntr penggunaannya dalam sintesis molekul beda.

Sebelum RNA polimerase nempel di promotor, ada faktor transkripsi yang bantu ng-guide si RNA polimerase. Kalo RNA polimerase I guidenya SL1 dan UBF, RNA polimerase II dibantu ama TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH dan TFIIJ (banyak banget ==). kalo RNA polimerase III dipandu ama TFIIIA, TFIIIB, TFIIIC ama protein TBP. Nah fyi aja faktor TBP merupakan protein yg diperlukan kalo gen2 g punya TATA box. Trus setelah si RNA polimerase dibantu ama faktor transkripsi (TF) ke TATA box baru terjadi proses elongasi dan berhenti sampe ketemu terminator. Proses pasca-transkripsi Yep karena adanya intron pada eukariot, makanya mRNA yg dihasilkan g bisa langsung dikeluarin ke sitosol untuk ditranslasi namun harus diolah dulu. Caranya?

1.

Splicing

Merupakan proses pembuangan intron dan penyambungan ekson. Awalnya RNA hasil transkripsi pd eukariot disebut pre-mRNA karena masih ada intronnya. Trus intron akan dipotong dan ekson2 disambung menjadi mRNA matang (mature mRNA). Untuk lebih jelasnya: Intron dipotong pake spliceosome. lalu penyambungan ekson2 pake enzil ligase. 2. Poliadenilasi Merupakan proses penambahan poliA (rantai AMP) pada ujung 3 nukleotida mRNA. Fungsinya? untuk meningkatkan stabilitas mRNA dan meningkatkan efisiensi translasinya. 3. Capping Penambahan tudung mRNA berupa molekul 7-metilguanosin. Fungsinya ada 4:

Melindungi mRNA dari degradasi Meningkatkan efisiensi translasi mRNA Meningkatkan pengangkutan mRNA dari nukelus ke sitoplasma Meningkatkan efisiensi proses splicing

Struktur DNA Pada tahun 1953, James Watson, and Francis Crick telah membuka wawasan baru tentang penemuan model struktur DNA. Publikasi dari model double heliks DNA ini disusun berdasarkan penemuan : 1. Penemuan struktur asam nukleat dari Pauling dan Corey 2. Pola difraksi DNA (single-crystal X-ray analysis) dari Willkins dan Franklin 3. Pola perbandingan jumlah A-T, G-C (1:1) dari Chargaff atau dikenal Kemudian immature mRNA ini diolah pada proses splicing dengan menggunakan smallnuclearRNA (snRNA) complex yang akan memotong hanya daerah intron, dan semua exon akan disambungkan menjadi satu urutan gen utuh tanpa non-coding area dan disebut sebagai

mature mRNA. Pada tahap berikutnya, mRNA ini diproses lebih lanjut pada proses translasi di dalam ribosom, dalam tiga tahapan pokok yaitu inisiasi sebagai mengawasi sintesis polipeptida dari kodon AUG yang ditranslasi sebagai asam amino dari kodon AUG yang ditranslasi sebagai asam amino methionine. Proses ini berlangsung dengan bantuan initiation faktor (IF-1, IF-2, dan IF3) dan enzim tRNA-methionine synthethase (pada bakteri diawali oleh formylmethionine) sehingga tRNA dan asam amino methionine membentuk ikatan cognate dan bergerak ke ribosom tempat sintesis protein berlangsung. Langkah selanjutnya adalah elongasi atau pemanjangan polpeptida sesuai dengan urutan kodon yang dibawa mRNA Regulasi Gen Sebelum penemuan DNA, telah diketahui bahwa gen adalah unit fisik dan fungsional dari hereditas yang mengandung informasi untuk sintesis protein. Jadi gen mengandung informasi hereditas. Gen-gen membawa informasi yang harus dikopi secara akurat untuk ditransmisikan kepada generasi berikutnya. Sekarang pertanyaannya adalah bagaimana suatu informasi dapat diformulasikan dalam bentuk molekul kimia? Bagaimana molekul tersebut dapat dikopi secara akurat? Pada tahun 1940-an, peneliti menemukan bahwa informasi genetik terutama terdiri dari instruksi untuk membentuk protein. Protein adalah molekul makro yang berperan dalam hampir semua fungsi sel yaitu; sebagai bahan pembangun struktur sel dan membentuk enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia di dalam sel; meregulasi ekspresi gen, memungkinkan sel untuk bergerak dan berkomunikasi antar sel. Jadi fungsi paling penting dari DNA adalah membawa gen yang mengandung informasi yang menentukan jenis protein yang harus disintesis, kapan, dalam tipe sel yang mana, dan seberapa banyak jumlah protein yang harus disintesis. Dengan semakin berkembangnya pengetahuan molekuler maka definisi dari gen adalah:

Keseluruhan sekuen asam nukleat yang dapat ditranskrip menjadi RNA fungsional dan protein, pada waktu dan tempat yang tepat selama pertumbuhan dan perkembangan organisma Komposisi gen adalah; daerah pengkode (exon dan intron) yang mengkode RNA atau protein + sekuen-sekuen pengaturan (regulatory sequences; termasuk. Promoter yang menginisiasi terjadinya transkripsi, enchancer/silencer yang menentukan tinggi rendahnya aktivitas transkripsi, polyadenylation site, splicing sites serta signal terminasi transkripsi) Produk gen:

RNA yang kemudian ditranslasi menjadi protein hanya RNA seperti rRNA, snRNA, snoRNA dan miRNA

Satu gen mempunyai potensi menghasilkan banyak produk karena adanya;

Promoter-promoter yang berbeda alternativesplicing.

Pemulihan DNA merujuk kepada himpunan proses dari mana sel mengenal pasti dan membetulkan kerusakan pada molekul DNA yang mengkodekan genomnya. Dalam sel manusia, kedua-dua aktiviti metabolic normal dan faktor perserikatan seperti cahaya UV mampu menyebabkan kerusakan DNA, menyebabkan sehingga 1 juta lesion molekul individu setiap sel sehari. Banyak luka ini menyebabkan kerusakan struktur kepada molekul DNA dan boleh mengubah atau menghapuskan keupayaan sel untuk mentranskripsikan gen yang menjejalkan pengkod DNA. Luka ini menggalakkan kemungkinan mutasi berbahaya pada genom sel, yang menjejaskan terus hidup sel-sel selanjutnya aktif agar ia mampu bertindak balas dengan pantas kepada apa-apa kerusakan struktur DNA. Kadar pemulihan DNA bergantung kepada banyak faktor, termasuk jenis sel, dan perserikatan extraseluler. Sel yang mengumpulkan sejumlah besar kerusakan DNA, atau tidak lagi mampu memperbaiki kerusakan yang berlaku kepada DNA nya dengan berkesan, boleh menjalani salah satu dari tiga keadaan : 1. Memasuki keadaan bertapa tidak boleh undur, dikenali sebagai senescense 2. Bunuh diri sel, juga dikenali sebagai apoptosis atau kematian sel diprogram 3. Pembagian sel luar kawal, yang boleh mendorong kepada pembentukan tumor yang menjadi barah. Kepunyaan memperbaiki DNA sesuatu sel amat penting bagi keutuhan genomnya dan dengan itu kepada fungsi normalnya dan bagi sesuatu organisma. Banyak gen yang awalnya menunjukkan pengaruh jangka hayat terbukti terbabit dalam perlindungan dan pemulihan kerusakan DNA. (1) kegagalan membaiki luka pada sel yang membentuk gamet boleh memperkenalkan mutasi pada genom anak. Dan dengan itu mempengaruhi kadar evolusi.

Regulasi Ekspresi Gen20-05-2011 10:07:05, pada Biologi

Secara umum dikenal dua sistem pengendalian ekspresi genetik yaitu pengendalian positip dan pengendalian negatif. Pengendalian positif artinya operon dapat diaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator. Sebaliknya , pengendalian negatif berarti operon tersebut dinonaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator. Pengendalian positif dan negatif dapat dibedakan menjadi dua sistem yaitu sistem yang dapat diinduksi ( Inducibel system) dan sistem yang dapat ditekan (repressibel system). Secara skematis sistem yang dapat diinduksi dan sistem yang dapat ditekan digambarkan sebagai berikut.

Pada gambar sebelah atas (a) adalah gambar mengenai pengaturan ekpresi gen pengendalian negatif, sedangkan pada gambar sebelah bawah (b) adalah gambar mengenai pengaturan ekspresi gen pengendalian positif. Pada gambar pertama dari gambar pengendalian negatif menjelaskan bahwa gen regulator menghasilkan suatu protein represor. Represor ini menempel pd daerah operator yg terletak disebelah hilir promoter. . Penempelan menyebabkan RNA polimerase tidak dapat melakukan transkripsi gen-gen struktural sehingga operon mengalami represi. Pada gambar kedua dari pengendalian negatif menjelaskan bahwa induser melekat pada bagian represor dan mengubah struktur (sisi allosterik) dari represor, sehingga mengubah secara allosterik konformasi molekul represor, kemudian represor tidak dapat menempel lagi pada operator dan represor tidak mampu menghambat trankripsi. RNA polimerase akan terus berjalan. Pada gambar ketiga dari pengendalian negatif menjelaskan bahwa represor yang dihasilkan oleh gen regulator tidak berikatan dengan ko-represor akan tidak aktif dan trankripsi pun akan berjalan. Pada gambar keempat pada pengendalian negatif menjelaskan bahwa represor yang berikatan dengan ko-represor pada sisi allosteriknya akan menghambat transkripsi. Pada gambar pertama dari pengendalian positif menjelaskan bahwa gen regulator menghasilkan suatu aktivator yang belum aktif, sehingga transkripsi tidak bisa berjalan. Pada gambar kedua dari pengendalian positif menjelaskan bahwa aktivator yang dihasilkan oleh gen regulator berikatan dengan protein induser sehingga aktivator akan tereaktivasi dan trankripsi pun berjalan. Pada gambar ketiga pada pengendalian positif menjelaskan gen regulator yang menghasilkan suatu aktivator yang sudah aktif dan transkripsi akan berjalan. Pada gambar keempat dari pengendalian positif menjelaskan bahwa aktivator akan berikatan dengan ko-represor sehingga menjadi tidak aktif, maka tidak terjadi transkripsi. Pengendalian Negatif Operon Lac. a. Tanpa laktosa : represi ekspresi gen Pengendalian operon laktosa secara negatif dilakukan oleh protein repressor yang dikode oleh gen Lac I.Repressor LacI adalah suatu protein tetra merik yang tersusun atas empat polipeptida yang identik. Represor ini menempel pada daerah operator (Lac O) yang terletak disebelah hilir dari promoter. Operator lac berukuran sekitar 28 pasangan basa . Penempelan semacam ini menyebabkan RNA Polimerase tidak dapat melakukan transkripsi gengen struktural Lac Z, Lac Y, Lac A. Sehingga operon laktosa dikatakan mengalami represi.Proses penekanan atau represi semacam ini akan terjadi terus menerus selama tidak ada laktosa dalam sel. Inilah yang disebut mekanisme efisiensi selular karena sel tak perlu mengaktifkan operon laktosa jika memang tidak ada laktosa sehingga energi selularnya dapat dihemat. b. Ada laktosa : derepresi ekspresi gen Eksperesi gen didahului oleh proses pengaktifan operon laktosa.Proses pengaktifan operon laktosa disebut sebagai proses induksi. Induksi operon laktosa dapat terjadi jika ada laktosa di dalam sel. Laktosa yang ada di dalam medium pertumbuhan diangkut ke dalam sel dengan menggunakan enzim permease galaktosida. Operon laktosa tidak sepenuhnya ketat karena di dalam sel sel selalu ada produk ekspresi operon ini meskipun pada aras paling dasar ( basal

level). Oleh karena itu, meskipun belum ada induksi sepenuhnya, di dalam sel sudah ada produk enzim permease galaktosida. Enzim inilah yang akan mengangkut laktosa ke dalam sel. Demikian pula halnya dengan enzim - galaktosidase di dalam sel yang selalu ada dalam jumlah yang terbatas, meskipun belum ada induksi sepenuhnya, sehingga dapat mengubah laktosa menjadi allolaktosa. Allolaktosa inilah yang sesungguhnya menjadi induser untuk mengaktifkan operon laktosa. Allolaktosa adalah suatu isomer yang terbentuk dari laktosa , mendepresi operon dengan cara menginaktifkan repressor. Dengan cara ini, enzim untuk metabolisme terinduksi atau transkripsi berjalan. Di bawah ini diberikan gambar skema pola regulasi ekspresi operon Lac pada Eschericaia coli

Penegendalian positif Pengaturan gen diartikan sebagai positif hanya ketika suatu molekul aktivator berinteraksi langsung dengan genom untuk mengubah transkripsi ke keadaan on. Selain dikendalikan secara negatif, operon lac juga dikendalikan secara positif. Dalam sistem semacam ini operon Lac diaktifkan kembali setelah sebelumnya ditekan sampai aras yang paling dasar (basal level). Pengendaliaan ini memberikan keuntungan bagi sel karena operon laktosa tetap dalam

keadaan non-aktif selama masih tersedia glukosa dalam jumlah yang banyak. Dalam kasus operon lac, penghilangan represor dari operator tidak cukup untuk mengaktifkan operon tersebut sehingga diperlukan suatu sistem yang bekerja secara positif (mempercepat) proses pengaktifan operon. Pada saat E.coli ditumbuhkan dalam medium yang mengandung dua macam sumber karbon yang berbeda, yaitu glukosa dan galaktosa, maka sel tidak perlu mengaktifkan operon laktosa jika dalam sel masih tersedia glukosa. Represi katabolit pada operon Lac dilakukan melalui protein regulator yang dikenal sebagai CAP (catabolite activator protein) dan suatu molekul efektor yaitu cAMP. Pada saat konsentrasi cAMP meningkat, yaitu pada saat konsentrasi glukosa rendah, maka cAMP akan berikatan dengan CAP dan mengaktifkan operon lac. Operon lac mempunyai dua sisi pengikatan yang berbeda, yaitu sisi pengikatan untuk RNA polimerase dan sisi pengikatan untuk kompleks CAPcAMP. Kompleks CAP- cAMP terikat pada promoter lac, pengikatan kompleks CAP-cAMP pada promoter membantu RNA polimerase untuk terikat pada promoter. Pengikatan CAP-cAMP pada promoter membentuk kompleks tertutup yang selanjutnya mekjadi kompleks terbuka yang siap melakukan transkripsi. Bagaimana sel E. coli mengetahui konsentrasi glukosa , dan bagaimana informasi itu disampaikan ke genom ? Jawabannya mekanisme tersebut menagandalkan interaksi antara protein pengatur allosterik dengan suatu molekul organik yang berukuran kecil. Molekul itu adalah AMP siklik (cAMP), yang ber akumulasi bila glukosa tidak ada. Protein pengaturnya adalah protein reseptor cAMP (c AMP receptor protein atau CRP), dan protein ini merupakan aktivator transkripsi. Ketika cAMP mengikatkan diri ke lokasi alosterik pada CRP , protein akan berubah ke bentuk aktifnya, dan dapat mengikatkan diri pada suatu tempat tertentu di sebelah promoter lac. Penempelan CRP pada DNA ini membuat RNA polimerase lebih mudah mengikatkan diri pada promoter di dekatnya dan memulai proses transkripsi operon. Karena CRP merupakan protein pengatur yang langsung menstimulasi ekspresi gen. Mekanisme ini dapat disebut sebagai pengaturan positif. Jika jumlah dari glukosa di dalam sel meningkat, konsentrasi cAMP menurun, dan CRP akan lepas dari operon Lac(Yuwono.2005). Kontrol positif , protein reseptor cAMP RNA polimerase memiliki afinitas yang rendah terhadap promoter dari operon lac terkecuali dibantu oleh protein pengatur yang disebut protein reseptor cAMP (CRP), yang mengikatkan diri pada suatu tempat di DNA yang terletak di sebelah promoter.. Molekul CRP dapat menempel pada DNA hanya ketika berasosiasi dengan AMP siklik (cAMP), yang konsentrasinya di dalam sel akan meningkat ketika konsentrasi glukosa menurun. Jika glukosa sedikit , cAMP mengaktifkan CRP , dan operon lac menghasilkan sejumlah besar mRNA untuk jalur laktosa. Tetapi ketika ada g;ukosa, cAMP jarang (sedikit), CRP tidak dapat menstimulasi transkripsi . Oleh karena itu , walau laktosa tersedia , sel cenderung akan mengkatabolis glukosa , menggunakan enzim yang selalu ada. Sistem pengaturan ini memastikan bahwa E. coli akan berpindah untuk mengkonsumsi laktosa dan katabolit-katabolit sekunder lainnya hanya jika glukosa tidak tersedia (Campbell, 2002).

Regulasi Ekspresi Genetik pada Eukaryotik25 Apr

1 Vote

Ekspresi genetik adalah suatu rangkaian proses kompleks yang melibatkan banyak faktor. Proses ekspresi gen adalah proses transformasi informasi genetik melalui transkripsi dan translasi, untuk pembentukan protein dan enzim. Secara umum, proses ekspresi genetik dimulai dan diatur sejak pra-inisiasi transkripsi. Namun, tidak dapat diketahui secara pasti kapan sebenarnya proses regulasi tersebut mulai dilakukan karena sistem biologis adalah suatu sistem siklis yang tidak dapat secara pasti ditentukan titik awalnya (Yusuf, Jurnal Penelitian). Proses ekspresi genetik pada eukaryot diatur oleh banyak molekul yang berinteraksi secara spesifik. Interaksi antar molekul tersebut dapat terjadi melalui ikatan antara DNA dengan protein, protein dengan protein, maupun protein dengan molekul lain, misalnya hormon. Sinyal (molekul) pengendali ekspresi genetik dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu (Yuwono, 2008):1. RNA Polimerase sebagai protein utama yang melakukan proses transkripsi 2. Protein-protein pembantu (auxilliary proteins) yang meliputi: Faktor transkripsi umum, Protein yang berikatan dengan urutan nukleotida spesifik,Protein-protein yang terlibat dalam proses translasi (penerjemahan transkrip/RNA) menjadi polipeptida.

Protein pengendali mempunyai tiga domain fungsional (Yuwono, 2008): 1. Domain pengikat DNA

Domain pengikat DNA adalah bagian protein yang berikatan secara langsung dengan DNA. Domain pengikat DNA dapat dibedakan menjadi beberapa kelas, yaitu;1. Modul yang mengandung atom zinc, misalnya 1). zinc finger pada faktor transkripsi TFIIIA dan Sp1, 2). Modul zinc yang ada pada reseptor glukokortikoid, dan 3). Modul yang mengandung dua atom zinc dan enam asam amino sistein, misalnya pada aktivator GaI4. 2. Homeodomain, mengandung sekitar 60 asam amino yang mirip dengan domain pengikat DNA pada prokaryot, misalnya represor bakteriofag lambda. Domain ini pada awalnya ditemukan

pada protein-protein homeobox yang bertanggung jawab dalam perkembangan lalat buah Drosophila. 3. -barrel adalah suatu domain yang berbentuk tong (barrel). Domain yang mempunyai motif bZIP (leucine zipper) dan HLH (helix-loop-helix) mempunyai domain pengikat DNA yang bersifat sangat basis

2. Domain yang mengaktifkan transkripsi Domain yang mengaktifkan transkripsi adalah bagian struktur protein yang berperanan dalam melakukan aktivasi transkripsi. Domain ini dibagi menjadi tiga kelas, yaitu: a). Domain yang bersifat asam, misalnya adalah 49 domain asam amino pada aktivator Ga14 yang mengandung 11 asam amino yang bersifat asam. b). Domain yang kaya akan glutamin, misalnya Sp1 yang mengandung sekitar 25% glutamin. c). Domain yang kaya akan prolin, misalnya adalah aktivator CTF yang mempunyai domain berupa 84 asam amino yang 19 diantaranya terdiri atas prolin 3. Domain Dimerisasi

Beberapa protein membentuk dimer, baik dalam bentuk homodimer (dua monomer yang identik menjadi satu) atau dalam bentuk heterodimer (dua monomer yang berbeda menjadi satu). Protein-protein yang membentuk dimer semacam ini mempunyai daerah (domain) yang merupakan tempat pengikatan antara satu monomer dengan monomer yang lain. daerah inilah yang disebut dengan domain dimerasasi. Domain semacam ini misalnya terdapat pada monomer protein Gal14 yang membentuk dimer berupa gulungan. Aktivator ini mempunyai domain pengikat DNA yang dihubungkan dengan modul dimerasasi melalui domain penghubung. A. Pengendalian Ekspresi Gen Kelas I

Gen kelas I adalah gen-gen yang mengkode sintesis rRNA. Laju sintesis rRNA berkatan dengan pertumbuhan dan perkembangan sel. Faktor-faktor yang mempengaruhi perbedaan laju sintesis tersebut antara lain adalah:1. Jumlah enzim RNA polimerase 2. Arah fosforilasi RNA polimerase 3. Jumlah dan aktivitas faktor transkripsi

Sintesis rRNA tidak dikendalikan pada arah yang sama pada tiap sel atau organisme. Pada sintesis rRNA pada Achantamoeba castellani, jika sel yang sebelumnya ditumbuhkan dalam medium kaya kemudian dipindahkan ke medium minimal, maka laju sintesis 39S rRNA turun, sedangkan jumlah RNA polimerase I dan faktor transkripsinya tetap. Meskipun demikian, ekstrak sel Achantamoeba yang diisolasi pada kisaran waktu yang berbeda selama pembentukan kista (cyst) menunjukkan kehilangan secara progresif kemampuan untuk melakukan transkripsi rRNA secara in vitro. Hal ini, terjadi karena adanya perubahan RNA polimerase I di dalam kista sehingga menjadi lebih termolabil meskipun tidak ada perubahan komposisi subunitnya. Penurunan kemampuan ini dapat diatasi dengan menambahkan RNA polimerase I dari sel-sel vegetatif.

Selain karena adanya perubahan termolabilitas RNA polimerase I, regulasi gen kelas I juga dapat terjadi karena perbedaan dalam pemrosesan prekursor rRNA (pre-rRNA). Contoh, laju sintesis pre-RNA pada bermacam-macam jaringan sel mamalia secara umum sama tetapi berbeda dalam hal pemrosesannya jika jaringan liver diambil, proses regenarasi dan jumlah ribosomnya meningkat tetapi sintesis per-rRNA tetap. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan dalam pemrosesan pre-rRNA B. Pengendalian Ekspresi Gen Kelas II Pengendalian gen kelas II dapat terjadi pada beberapa aras, yaitu:1. Aras metabolisme mRNA 2. Aras translasi mRNA menjadi polipeptida 3. Aras pasca-translasi

Pada aras metabolisme ini, pengendalian dapat terjadi pada saat sintesis transkrip (mRNA), penggunaan transkrip primer, atau pada saat ada proses stabilisasi/destabilisasi mRNA. Pada saat berlangsung sintesis mRNA, pengendalian ekspresi genetik dapat berupa aktivasi atau represi transkripsi yang umumnya melibatkan suatu sirkuit pengendalian yang kompleks. Dalam beberapa sistem, perbedaan dalam penggunaan transkrip primer, yang dimanifestasikan dalam bentuk pemrosesan yang berbeda, dapat menghasilkan transkrip berbeda yang jika ditranslasikan akan menghasilkan polipepetida yang berbeda. Salah satu contoh model regulasi ekspresi gen kelas II yaitu mekanisme regulasi gen GAL pada khamir Saccharomyces cereviceae. Gen GAL adalah serangkaian gen yang bertanggung dalam metabolisme galaktosa. Sistem regulasi gen GAL melibatkan suatu sirkuit yang terdiri atas aktivasi dan represi transkripsi. Sirkuit ini melibatkan produk ekspresi gen-gen yang terletak pada kromosom yang berbeda. Secara umum, regulasi ekspresi gen-gen Gal ditentukan oleh dua protein utama, yaitu protein Gal4 (dikode oleh gen GAL4 yang terletak pada kromosom XVI), dan protein Gal80. Protein Gal4 berperan sebagai aktivator transkripsi gen-gen GAL2, GAL7, GAL 10, dan MEL1, sedangkan protein Gal80 berperan sebagai represor yang mengeblok protein Gal4 sehingga Gal4 tidak dapat menjalankan fungsinya sebagai aktivator transkripsi. Jika protein Gal4 dalam keadaan bebas maka protein ini akan mengaktifkan gen-gen GAL1, GAL7, dan GAL10 (yang terletak pada kromosom II), gen GAL2 (pada kromosom XII), dan gen MEL1. Jika khamir S.cereviceae ditumbuhkan dalam medium yang mengandung glukosa dan galaktosa, maka glukosa akan berperan sebagai ko-reproser yang akan menekan masuknya galaktosa dari luar sel. Keadaan ini menyebabkan tidak dapat disintesisnya induser. Meskipun, di dalam sel sudah ada induser, maka glukosa akan mengeblok induser. Sebaliknya, jika khamir ditumbuhkan dalam medium yang hanya mengandung galaktosa, maka gen GAL3 akan diekspresikan untuk menghasilkan enzim yang akan membentuk produk metabolik galaktosa yang dapat berfungsi sebagai induser. Induser berperan untuk mengeblok Gal80 sehingga protein ini tidak dapat menghalangi protein Gal4 untuk mengaktifkan rangkaian gen GAL jika di dalam medium pertumbuhan tersebut ada glukosa dan galaktosa, maka glukosa menghalangi

pembentukan induser atau mengeblok induser sehingga induser tidak dapat mengeblok Gal80. Dalam keadaan demikian maka Gal80 akan bebas sehingga dapat mengeblok protein Gal4 C. Pengendalian Ekspresi Gen Kelas III Gen kelas III adalah gen yang mengkode sintesis tRNA dan 5S rRNA. Salah satu model pengendalian ekspresi gen kelas III yang diketahui adalah regulasi sintesis 5S rRNA selama proses oogenesis dan embriogenesis pada Xenopus laevis. Pada jasad ini ada 2 tipe gen 5S rRNA, yaitu gen 5S somatik dan 5S pada oosit. Dalam sel-sel somatik terdapat beberapa ratus kopi gen 5S (pergenom haploid) yang tersebar di daerah telomer pada beberapa kromosom. Laju sintesis 5S rRNA berbeda antara sel-sel somatik dengan sintesis 5S rRNA pada oosit. Gen 5S somatim diketahui juga ditranskripsi di oosit pada aras yang tidak terlalu tinggi, yaitu kurang dari 10% dari 5S RNA total, tetapi gen tersebut tetap aktif selama sel somatik masih hidup. Sebaliknya gen 5S oosit hanya ditranskripsi di oosit. Transkripsi gen tersebut mencapai aras maksimal di dalam oosit yang masih muda dan akan menurun sejalan dengan semakin tuanya oosit. Transkripsi gen 5S oosit tidak terdeteksi pada saat embriogenesis maupun di dalam sel somatik. Penelitian menunjukkan bahwa faktor kunci yang menyebabkan perbedaan dalam pengendalian ekspresi gen 5S rRNA tersebut adalah faktor transkripsi TFIIIA. Diketahui TFIIIA mempunyai daya ikat (affinity) yang lebih besar terhadap gen 5S somatik daripada gen 5S oosit. Selain itu juga diketahui bahwa TFIIIA berikatan dengan 5S rRNA untuk membentuk partikel berukuran 7S. Pada awal proses oogenesis, molekul TFIIIA tersedia dalam jumlah banyak sehingga terjadi akumulasi 5S rRNA. Keadaan ini akhirnya menyebabkan terjadinya proses autoregulasi karena molekul 5S rRNA berikatan dengan TFIIIA. Ikatan antara TFIIIA dengan 5S rRNA menyebabkan TFIIIA tidak tersedia lagi untuk proses transkripsi gen 5S berikutnya. Selain itu, dengan semakin tuanya oosit maka terjadi penurunan aras mRNA yang mengkode TFIIIA sehingga molekul TFIIIA hasil translasi mRNA juga berkurang. Pada keadaan ini molekul TFIIIA yang ada mempunyai kecenderungan untuk berikatan 5S somatik sehingga faktor transkripsi ini tidak tersedia untuk proses transkripsi gen 5S rRNA pada oosit. Akibatnya, gen 5S rRNA pada oosit tidak dapat transkripsi lagi Pengendalian Ekspresi Genetik Pasca Transkripsi Pengendalian ekspresi genetik juga terjadi pada saat transkripsi telah selesai dilakukan. Salah satu aspek pengendalian ekspresi genetik pasca transkripsi adalah pengendalian stabilitas mRNA. Salah satu contoh mengenai hal ini adalah stabilitas mRNA kasein. Jika jaringan glandula mammae dikultur dan distimulasi dengan prolaktin, maka jaringan tersebut akan menghasilkan protein susu kasein. Diketahui bahwa konsentrasi mRNA meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi kasein yaitu sekitar 20 kali dalam waktu 24 jam setelah perlakuan dengan hormon prolaktin. Meskipun demikian, hal ini tidak berarti bahwa laju sintesis mRNA kasein meningkat sebanyak 20 kali karena pada kenyataannya hanya meningkat 2-3 kali. Peningkatan konsentrasi kasein lebih disebabkan oleh peningkatan stabilitas mRNA.

Regulasi Faktor Transkripsi Faktor transkripsi adalah protein yang berperanan di dalam pengaturan ekspresi. Oleh karena itu, faktor transkripsi juga mengalami regulasi yang dapat memengaruhi aktivitasnya. Faktor transkripsi dapat diatur melalui beberapa macam cara, antara lain (Yuwono, 2008):1. Regulasi temporal, misalnya gen c-fos, c-jun, dan egr-1 adalah gen-gen yang mengkode faktor transkripsi yang diatur secara temporal oleh jalur transduksi sinyal (signal transduction pathway). Beberapa faktor yang dapat mengatur ekspresi faktor-faktor transkripsi tersebut antara lain adalah pengikatan nitrogen atau faktor diferensiasi, impuls saraf, dan kerusakan fisik. 2. Regulasi dengan pengikatan ligan. Anggota reseptor hormon steroid adalah contoh faktor transkripsi yang aktivitasnya diatur oleh ligan eksternal. Jika tidak ada ligan, maka faktor transkripsi tersebut menjadi suatu kompleks yang tidak aktif dan berikatan dengan protein heatshock hsp90. Dengan adanya ligan,faktor-faktor transkripsi tersebut akan berdisosiasi dari hsp90, membentuk dimer dan akhirnya dapat mengaktifkan gen-gen yang menjadi target. 3. Regulasi dengan sequestration. Protein NFk-B adalah contoh faktor transkripsi yang diatur dengan mekanisme sequestration (pengasingan) yaitu dengan diikatkan pada protein sitoplasma IkB. Fosforilasi terhadap protein IkB oleh protein kinase C dapat menyebabkan kompleks NFk-BIkB terdisosiasi sehingga menyebabkan NFk-B menjadi aktif. 4. Regulasi dengan modifikasi pasca-translasi. Beberapa faktor transkripsi diketahui diatur aktivitasnya dengan mekanisme yang terjadi setelah translasi. Proses regulasi yang terjadi dapat berupa fosforilasi atau glikosilasi. Sebagai contoh, faktor transkripsi CREB difosforilasi oleh protein kinase PKA yang tergantung pada cAMP. Fosforilasi tersebut menyebabkan pembentukan dimer protein CREB yang bersifat aktif. Selain itu, juga ada mekanisme glikosilasi, yaitu penambahan gugus karbohidrat pada struktur protein. 5. Regulasi dengan pengeblokan tempat ikatan pada DNA. Faktor transkripsi NF-E adalah contoh faktor transkripsi yang dapat melekat pada kotak CCAAT pada gen y pada manusia dan dapat berkompetisi dengan faktor transkripsi lain, y itu CP1 yang juga melekat pada kotak CCAAT. Kompetisi semacam ini dapat memengaruhi aktivitas faktor transkripsi. 6. Regulasi dengan pengeblokan aktivitas. Aktivitas suatu faktor transkripsi juga dapat ditekan oleh protein lain yang mengeblok domain aktivasinya, misalnya faktor transkripsi Gal4 pada Saccharomyces cereviceae dapat ditekan aktivitasnya oleh protein Gal80. 7. Regulasi dengan mekanisme silencing. Silencer adalah suatu sekuens yang berperanan sebagai faktor pengendali negatif ekspresi suatu gen. Sebagai contoh, pada khamir S.cereviceae ada elemen silencer yang dapat menekan aktivitas gen yang bertanggung jawab dalam perubahan tipe kawin (mating type) yaitu gen HMR dan HML.