1

Pengontrolan Ekspresi Gen pada Prokariot Kompetensi Setelah mempelajari topik bahasan ini, mahasiswa diharapkan mampu:

1. Menjelaskan konsep operon 2. Menjelaskan fungsi operator, repressor, dan corepressor 3. Menjelaskan keuntungan adaptif pengelompokan gen-gen bakteri ke dalam operon 4. Menjelaskan perbedaan operon repressible dan operon inducible 5. Menjelaskan bagaimana perbedaan operon repressible dan operon inducible menggambarkan

perbedaan jalur yang dikontrol 6. Menjelaskan perbedaan pengaturan gen negatif dan positif

Pengontrolan ekspresi gen memungkinkan individu bakteri untuk dapat menyesuaikan metabolismenya dengan perubahan lingkungan Mutasi dan berbagai tipe transfer genetik yang telah dan masih kita pelajari sampai saat ini, menyebabkan timbulnya variasi genetik, yang memungkinkan terjadinya seleksi alam. Dan seleksi alam, yang terjadi dari generiasi ke generasi dapat meningkatkan proporsi individu di dalam suatu populasi bakteri, yang telah beradaptasi dengan beberapa kondisi lingkungan yang baru. Tetapi bagaimana individu bakteri, yang terkunci di dalam genom yang telah diwarisinya, mengatasi fluktuasi lingkungan.

Kontrol metabolisme terjadi pada dua tingkatan (Gamabar 18.18). Pertama, sel dapat mengubah-ubah jumlah molekul enzim spesifik yang dibuat; artinya, sel dapat mengatur ekspresi suatu gen. Kedua, sel dapat menyesuaikan aktivitas enzim yang telah ada. Cara pengontrolan yang terakhir, yang bersifat lebih segera, tergantung pada sensitivitas berbagai enzim terhadap isyarat-isyarat kimiawi yang meningkatkan atau menurunkan aktivitas katalitiknya (lihat bab 6). Misalnya, aktivitas enzim pertama dari jalur sintesis-triptofan diinhibisi oleh produk-akhir jalur tersebut. Jika triptofan berakumulasi di dalam suatu sel, ia akan menghentikan sintesisnya sendiri. Inhibisi balik seperti ini, umum terjadi pada jalur anabolik (biosintetik), membuat suatu sel dapat beradaptasi dengan fluktuasi jangka-pendek, berkaitan dengan kadar substansi yang dibutuhkannya.

Gambar 18.18 Pengaturan jalur metabolisme. Sel dapat menyesuaikan laju jalur metabolisme spesifik dengan mengatur aktivitas katalitik dan enzim yang sudah ada. Pada jalur untuk sintesis triptofan, jumlah triptofan yang melimpah dapat (a) menekan ekspresi gen untuk semua enzim yang dibutuhkan jalur tersebut, dan (b) menginhibisi aktivitas enzim pertama pada jalur tersebut (inhibisi umpan-balik)

2

Coba pikirkan, misalnya, sebuah sel E. coli yang hidup di lingkungan yang tedak menentu di dalam kolon manusia, menggantungkan nutriennya pada kebiassan makan yang tidak menentu dari inang-nya. Jika bakteri ini tidak mendapat asam amino triptofan, yang dibutuhkannya untuk tetap hidup, ia akan merenspons hal ini dengan cara mengaktifkan jalur metabolisme untuk membuat triptofannya sendiri dari bahan lain. Kemudian, jika inang manusia memakan makanan yang banyak mengandung triptofan, sel bakteri ini berhenti memproduksi triptofan untuk dirinya sendiri, dengan begitu sel tidak menghambur-hamburkan sumberdayanya untuk memproduksi substansi yang dapat diambil dari larutan sekitranya dalam bentuk yang belum jadi. Ini hanya salah satu contoh bagaimana bakteri menyesuaikan metabolisme terhadap perubahan lingkungan. Pada contoh kita ini, jika lingkungan terus-menerus menyediakan seluruh triptofan yang dibutuhkan sel, pengaturan ekspresi gen juga mulai ikut berperan serta: Sel berhenti membuat enzim-enzim yang terdapat pada jalur triptofan. Pengontrolan produksi enzim ini terjadi pada tingkat transkripsi, sintesis mRNA yang mengkode enzim-enzim ini. Lebih umum lagi, banyak gen dari genom bakteri ini di-on-kan atau di-off-kan oleh perubahan status metabolisme sel tersebut. Mekanisme dasar untuk pengontrolan ekspresi gen pada bakteri ini, dijelaskan sebagai model operon, ditemukan pada tahun 1961 oleh Franois Jacob dan Jacques Monod yang bekerja di Pasteur Institute, Paris. Mari kita melihat apa itu operon dan bagaimana kerjanya, dengan menggunakan pengontrolan sintesis triptofan sebagai contoh. OPERON: Konsep Dasar E. coli mensintesis triptofan dari sebuah molekul prekursor dalam serangkaian langkap, setiap reaksi dikatalisis oleh enzim yang spesifik (lihat GAMBAR 18.18). Kelima gen yang mengkode rantai polipeptida yang membentuk enzim-enzim ini dikelompokkan menjadi satu di dalam kromosom. Satu promoter tunggal bekerja untuk lima gen ini semua, yang menbentuk sebuah unit transkripsi (Ingat kembali dari BAB 17 bahwa promoter merupakan tempat di mana RNA polimerase dapat mengikatkan diri pada DNA dan memulai proses transkripsi gen). Jadi, transkripsi menghasilkan satu molekul mRNA panjang yang mewakili kelima gen untuk jalur tripfofan. Sel dapat mentranslasi transkrip ini menjadi polipeptida-polipeptida yang terpisah karena mRNA ini ditandai dengan kodon mulai (start) dan kodon berhenti (stop) yang memberikan sinyal di mana urutan pengkode untuk setiap polipeptida dimulai dan berhenti. Satu keuntungan penting dari pengelompokkan gen-gen yang fungsinya berhubungan menjadi satu unit transkripsi adalah bahwa satu saklar on-off dapat mengontrol keseluruhan kelompok yang berisi gen-gen yang fungsinya berhubungan. Ketika sel E. coli harus membuat triptofan untuk dirinya sendiri karena medium nutrien tidak mengandung asam amino ini, semua enzim untuk jalur metabolisme tersebut disintesis pada saat yang bersamaan. Saklar tersebut adalah sebuah segmen DNA yang disebut operator. Operator terletak di dalam promoter atau di antara promoter dan gen-gen pengkode enzim. Operator mengontrol akses RNA polimerase ke gen-gen. Semuanya secara bersama-sama, operator, promoter, dan gen-gen yang dikontrolnya-keseluruhan bentangan DNA yang diperlukan untuk produksi enzim bagi jalur triptofan-disebut sebagai operon (GAMBAR 18.19; FLASH 1). Di sini kami mengurai salah satu dari banyak operon yang telah ditemukan pada E. coli: operon trp (trp untuk triptofan). Jika operator merupakan titik kontrol bagi transkripsi, apa yang menentukan operator berada dalam posisi on atau off? Secara alamiah, operator berada dalam keadaan on; RNA polimerase dapat mengikatkan diri pada promoter dan mentranskripsi gen-gen operon. Operon dapat diubah menjadi off oleh suatu protein yang disebut represor. Represor ini mengikatkan diri pada operator dan menghalangi penempelan RNA polimerase pada promoter, mencegah transkripsi gen-gen. Protein-protein represor adalah protein yang spesifik; artinya, protein tersebut mengenali dan mengikatkan diri hanya pada operator dari operon tertentu. Represor yang mengubah operon trp menjadi off, tidak memiliki pengaruh terhadap operon lain di dalam genom E. coli. Represor merupakan produk suatu gen yang disebut gen pengatur. Gen pengatur yang mengkode represor trp, yaitu trpR, terletak beberapa jauh dari operon yang dikontrolnya dan memiliki promoternya sendiri. Transkripsi trpR menghasilkan molekul mRNA yang ditranslasi menjadi protein represor, yang kemudian dapat mencapai operator pada operon trp dengan cara difusi. Gen-gen pengatur ditranskripsi secara kontinu, walaupun dalam laju yang rendah, dan beberapa molekul represor trp selalu ada di dalam sel. Kalau begitu, mengapa operon trp tidah berubah menjadi off secara permanen? Pertama-tama, pengikatan represor pada operator bersifat reversibel. Operator berada di

3

perbatasan antara posisi on dan off, dengan lama waktu relatif dari setiap keadaan bergantung pada jumlah molekul represor aktif di sekitarnya. Yang kedua, represor trp, seperti kebanyakan protein pengatur, merupakan protein alosterik, dengan dua bentuk alternatif, aktif dan inaktif. Represor trp disintesis dalam bentuk inaktif dengan afinitas yang kecil terhadap operator trp. Hanya jika triptofan mengikatkan diri pada represor di bagian alosterik barulah protein represor bisa berubah ke bentuk aktif yang dapat menempel pada operator. Fungsi triptofan dalam sistem ini adalah sebagai korepresor, molekul kecil yang bekerja sama dengan protein represor untuk mengubah operon ke keadaan off. Pada saat triptofan berakumulasi, makin banyak molekul triptofan berasosiasi dengan molekul represor trp, yang kemudian dapat mengikatkan diri pada operator trp dan menghentikan produksi triptofan. Jika kadar triptofan pada sel ini menurun, maka gen-gen operon akan ditranskripsi kembali. Ini merupakan salah satu contoh bagaimana ekspresi gen dapat merespons dengan cepat perubahan di dalam dan di luar lingkungan sel.

GAMBAR 18.19 Operon trp: sintesis enzim represibel yang teratur. (a) Triptofan merupakan asam amino yang diproduksi oleh jalur anabolik yang dikatalisis oleh enzim represibel. Akumulasi triptofan, produk-akhir jalur itu, menekan sisntesis enzim tersebut. Mekanisme untuk pengaturan ini pada sel E. coli diperlihatkan di sini. Lima gen yang mengkode polipeptida yang membentuk enzim-enzim jalur tersebut dikelompokkan ke dalam suatu operon; bersama dengan promoter dan operator. (Operator trp sebenarnya berlokasi di dalam promoter trp). Ketika operon berada dalam keadaan on, molekul RNA polimerase menempel pada DNA di daerah promoter dan mentranskripsikan gen-gen operon tersebut. Gen pengatur, terletak di luar operon, mengkode protein represor (gen tersebut memiliki promoternya sendiri, tidak diperlihatkan). Represor dapat mengubah operon trip ke keadaan off dengan mengikatkan diri pada operaotr dan mencegah masuknya RNA polimerase ke promoter. Walaupun demikian, protein represor disintesis dalam bentuk tidak aktif dan tetap inaktif pada keadaan tidak ada triptofan. (b) Pada saat triptofan berakumulasi di dalam sel. Ia akan menghambat produksinya sendiri dengan cara mengaktifkan protein represor. Triptofanmengikatkan diri ke suatu tempat alosterik pada protein tersebut, menyebabkan konformasinya berubah. Represor sekarang dapat mengikatkan diri pada operator dan mengubah operon ke keadaan off.

4

FLASH 1. The Tryptophan Repressor

Narration: In the bacterium Escherichia coli, a group

of five genes code for enzymes required to synthesize the amino acid tryptophan. All five genes are transcribed together as a unit called operon.

An operon is a group of genes is under the control of a single operator site. A regulatory protein called a repressor can bind to the operator site and prevent transcription.

When tryptophan is lacking in the environment, the repressor is made, but is unable to bind to the DNA and block transcription.

RNA polymerase binds to the promoter site and then proceeds down the DNA, transcribing the genes for the tryptophan biosynthesis enzymes.

When tryptophan is present in the environment, the organism no longer needs to make tryptophan. Tryptophan binds to the repressor and activiates it.

The activated repressor now binds to the operator, located within the tryptophan promoter, and blocks transcription.

Pengaturan Gen Negatif Operon represibel versus operon indusibel adalah dua jenis pengaturan-gen yang negatif. Operon trp dikatakan sebagai operon represibel karena transkripsinya diinhibisi ketika suatu molekul kecil yang spesifik (triptofan) mengikatkan diri secara alosterik pada protein pengatur (FLASH 1). Kebalikannya, operon indusibel akan distimulasi ketika suatu molekul kecil yang spesifik berinteraksi dengan suatu protein pengatur (FLASH 2). Mari kita pelajari sebuah contoh (GAMBAR 18.20). Disakarida laktosa (gula susu) akan tersedia bagi E. coli apabila manusia inangnya minum susu. Bakteri dapat menyerap laktosa dan memecahnya sebagai sumber karbon organik untuk memperoleh energi atau menggunakannya sebagai sumber karbon organik untuk mensintesis senyawa lain. Metabolisme laktosa dimulai dengan hidrolisis disakrida menjadi dua komponen monosakaridanya, glukosa dan galaktosa. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini disebut -galaktosidase. Hanya sedikit molekul enzim ini yang terdapat pada sel E. coli yang selama ini tumbuh dalam keadaan tanpa laktosa-misalnya di usus seseorang yang tidak minum susu. Tetapi jika laktosa ditambahkan pada medium nutrien bakteri tersebut, hanya dalam 15 menit jumlah molekul -galaktosidase di dalam sel ini akan meningkat ribuan kali lipat. Gen untuk -galaktosidase merupakan bagian dari sebuah operon, operon lac (lac untuk metabolisme laktosa), yang mencakup dua gen lain yang mengkode protein yang berfungsi di dalam metabolisme laktosa (GAMBAR 18.20; FLASH 2). Keseluruhan unit transkripsi ini berada di bawah perintah satu operator dan satu promoter. Gen pengatur, lacI, terletak di luar operon, mengkode protein represor alosterik yang dapat mengubah operon lac ke keadaan off dengan cara mengikatkan diri pada operator. Sejauh ini, hal ini tampaknya persis seperti regulasi operon trp, tetapi ada satu perbedaan penting. Ingat bahwa represor trp sifat dasarnya inaktif dan memerlukan triptofan sebagai korepresor agar dapat mengikatkan diri pada operator. Represor lac, kebalikannya, aktif dengan sendirinya, mengikatkan diri pada operator dan mengubah operon lac ke keadaan off. Dalam keadaan ini, suatu molekul kecil yang spesifik, disebut induser, menginaktifkan represor. Untuk operon lac, indusernya adalah alolaktosa, sebuath isomer dari laktosa yang terbentuk dalam jumlah kecil dari laktosa yang masuk ke dalam sel. Pada keadaan tidak ada laktosa (sehingga alolaktosa juga tidak ada), represor lac akan berada dalam konfigurasi aktifnya, dan gen-gen operon lac akan berada dalam keadaan diam. Jika laktosa ditambahkan ke medium nutrien sel tersebut, alolaktosa akan mengikatkan diri pada represor lac dan

5

mengubah konformasinya, menghilangkan kemampuan represor untuk mengikatkan diri pada operator. Sekarang, karena dituntut oleh kebutuhan, operon lac menghasilkan mRNA untuk enzim-enzim jalur laktosa. Dlam konteks pengaturan gen, enzim-enzim ini dipandang sebagai enzim indusibel, karena sintesisnya dipengaruhi oleh sinyal kimiawi (alolaktosa, dalam kasus ini). Dengan alasan yang hampir sama, enzim untuk sintesis triptofan dianggap bersifat represibel.

GAMBAR 18.20 Operon lac: sintesis enzim indusibel yang teratur. E. coli menggunakan tiga enzim untuk mengambil dan memetabolisasi laktosa. Gen-gen untuk tiga enzim ini terkumpul di dalam operon lac. Satu gen, lacZ, mengkode -galaktosidase, yang menghidrolisis laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Gen kedua, lacY, mengkode permease, protein membran yang mengangkut laktosa ke dalam sel. Gen ketiga, lacA, mengkode suatu enzim yang disebut transasetilase, yang fungsinya dalam metabolisme laktosa masih belum jelas. Gen untuk represor lac, lacI, ternyata berada di sebelah operon lac, ini merupakan hal yang jarang terjadi. (Fungsi DNA yang terletak di antara lacI dan promoter akan diterangkan pada GAMBAR 18.21) (a) Represor lac sifat dasarnya, dan dengan tidak adanya laktosa represor ini akan mengubah operon ke keadaan off dengan cara mengikatkan diri pada operator. (b) Alolaktosa, suatu isomer yang terbentuk dari laktosa, mendepresi operon dengan cara menginaktifkan represor. Dengan cara ini, enzim untuk metabolisme laktosa terinduksi.

6

FLASH 2. Lac Operon Narration:

The expression of genes can be transcriptionally regulated. Such regugalation is a critical feature of both eukaryotic and prokaryotic organisms.

One of the classical systems used to investigate transcriptional regulation was originally investigated by Jacob, Monod, and Pardee.

Their studies involved the transcriptional regulation of the genes used to ferment lactose in the bacterium Escherichia coli.

Three genes clustered together on the chromosome are required for the bacterium to utilize lactose.

These were determined to be the lacZ gene that codes for the enzyme, beta-galactosidase.

The lacY gene that codes for a lactose permease; and the lacA gene that codes for the enzyme galactoside transacetylase

The lacP is the promoter that is needed to transcribe the lacZ, lacY and lacA genes as a single, polycistronic mRNA The lacO region is an operator site that is involved in the transcriptional regulation of the lac operon. The unit consisting of the lac promoter, lac operator, and the lacZ, lacY, and lacA genes is called the lac operon. Located near, but not in tandem with, the lac operon is the lacI regulatory gene that codes for an mRNA that is translated to

produce a protein referred to as the lac repressor. In the absence of lactose inside the cell, the lac repressor protein is active. In its active state the lac repressor recognizes

and binds to the lac operator site. When the lac repressor is bound to the lac operator site, RNA polymerase is prohibited from recognizing the lac promoter,

and the lacZ, lacY, and lacA genes are not transcribed. When lactose enters the cell, a small amount of it is converted to allolactose via beta-galactosidase. Allolactose binds to the lac repressor. This causes a conformational change in the lac repressor protein that prevents it from

binding to the lac operator site. Inactive lac repressor is unable to bind to the lac operator site. Without an active lac repressor bound to the lac operator site, RNA polymerase is able to bind to the promoter, and a polycistronic messenger RNA is transcribed that includes the lacZ, lacY, and lacA genes. This polycistronic messenger RNA is then translated to produce the beta-galactosidase, lactose permease, and galactoside

transacetylase proteins. Therefore, the induction of the lac operon enables the bacterium to efficiently transport lactose into the cell and

metabolize it. Mari kita membandingkan enzim represibel dengan enzim indusibel dari sisi efisiensi metabolisme sel E. coli. Enzim represibel biasanya berfungsi dalam jalur anabolik, yang mensintesis produk-akhir penting dari bahan mentah (prekursor). Dengan menghentikan produksi suatu produk akhir apabila jumlah produk yang ada sudah mencukupi, sel dapat mengalokasikan prekursor organik dan energinya untuk keguanaan lain. Kebalikannya, enzim indusibel biasanya berfungsi dalam jalur katabolik, yang memecah nutrien menjadi molekul yang lebih sederhana. Dengan memproduksi enzim-enzim yang cocok hanya ketika nutriennya tersedia, sel menghindari pembuatan protein yang tidak diperlukan. Mengapa susah-susah, misalnya, membuat enzim yang memecah gula susu kalau susunya tidak ada? Sewaktu membandingkan enzim represibel dan indusibel, ada satu hal penting lagi: kedua sistem merupakan contoh yang berhubungan dengan kontrol negatif-gen-gen, karena operon-operonnya diubah ke keadaan off oleh bentuk protein represor yang aktif. Mungkin akan lebih mudah melihat ini dalam kasus yang berhubungan dengan operon trp, tetapi ini juga berlaku untuk operon lac. Alolaktosa menginduksi sintesis enzim bukan dengan langsung bekerja pada genom, melainkan dengan cara membebaskan operon lac dari pengaruh negatif represor. Secara teknis, alolaktosa lebih banyak bertindak sebagai derepresor gen daripada sebagai induser gen. Pengaturan gen diartikan sebagai positif hanya ketika suatu molekul aktivator berinteraksi langsung dengan genom untuk mengubah transkripsi ke keadaan on. Mari kita melihat sebuah contoh, sekali lagi melibatkan operon lac. Pengaturan Gen Positif Agar enzim yang memecah laktosa dapat disintesis dalam jumlah layak, tidak cukup dengan hanya adanya laktosa di dalam sel bakteri. Persyaratan lainnya adalah pasokan gula glukosa seserhanan harus rendah. Apabila harus memilih antara substrat-substrat untuk glikolisis dan jalur katabolik lain, E. coli lebih senang menggunakan glukosa, gula yang biasanya selalu ada di lingkungan.

7

Bagaimana sel E. coli mengetahui konsentrasi glukosa ini, dan bagaimana informasi ini disampaikan ke genom? Sekali lagi, mekanisme tersebut mengandalkan interaksi antara protein pengatur alosterik dengan suatu molekul organik yang berukuaran kecil. Molekul kecil itu adalah AMP siklik (cAMP), yang berakumulasi bila glukosa tidak ada (lihat GAMBAR 11.11 struktur cAMP). Protein pengaturnya adalah catabolite activator protein (CAP), dan protein ini merupakan aktivator transkripsi. Ketika cAMP mengikatkan diri ke lokasi alosterik pada CAP, protein akan berubah ke bentuk aktifnya, dan dapat mengikatkan diri pada suatu tempat tertentu di sebelah promoter lac (GAMBAR 18.5). Penempelan CAP pada DNA ini membuat RNA polimerase lebih mudah mengikatkan diri pada promoter di dekatnya dan memulai proses transkripsi operon. Karena CAP 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 CAP akan lepas dari operon lac. Oleh karena itu, operon lac berada di bawah kontrol ganda: kontrol negatif oleh represor lac (sudah dijelaskan sebelumnya) dan kontrol positif oleh CAP. Kondisi represor lac (dengan atau tanpa alolaktosa) menentukan terjadi atau tidaknya transkripsi dari gen-gen operon lac, kondisi CAP (dengan atau tanpa cAMP) mengontrol laju transkripsi jika operonnya bebas dari represor. Yang tampak adalah operon seakan-akan memiliki saklar on-off dan kontrol volume kedua-duanya sekaligus. Walaupun kita telah menggunakan operon lac misalnya, CAP, tidak seperti protein represor, berkeja pada beberapa operon yang berbeda yang mengkode enzim yang digunakan pada jalur katabolik. Ketika glukosa ada dan CAP inaktf, terjadi penuruan yang merata dari sintesis untuk enzim-enzim yang dibutuhkan untuk katabolisme senyawa-senyawa selain glukosa. Kemampuan sel untuk mengkatabolis bahan-bahan lain, seperti laktosa, menyediakan sistem cadangan sehingga sel yang kekurangan glukosa dapat bertahan hidup. Senyawa-senyawa spesifik yang terdapat pada saat itu menentukan operon mana yang akan diunah ke keadaan on. Mekanisme-mekanisme kondisi daruat ini cocok dengan organisme yang tidak dapat mengontrol apa yang dimakan inangnya.

GAMBAR 18.5 Kontrol positif operon lac oleh catabolite activator protein (CAP). RNA polimerase memiliki afinitas tinggi terhadap promoter hanya jika catabolite activator protein (CAP) terikat pada situs DNA di sebelah promoter. CAP terikat pda situs DNA tesebut hanya jika berasosiasi dengan cyclic AMP (cAMP), yang konsentrasinya di dalam sel jika konsentrasi glukosa rendah. (b) Jika glukosa ada, bahkan ketika laktosa ada, sel lebih cenderung menggunakan glukosa dan membuat sangat sedikit enzim-enzim yang digunakan untuk memecah laktosa.

8

FLASH 3. The Lac Operon (Induction) Narration:

Many bacteria grow on glucose before they utilize other compounds such as lactose as a growth substrate, when both are present in the medium.

Transcription of the lactose operon is controlled by two regulatory proteins.

The catabolite activator protein can bind to the activator binding site and facilitate transcription, and the lac repressor protein can bind to the operator site and block transcription.

The catabolite activatior protein can bind to the activator binding site only if cyclic AMP is bound to it. When glucose is present, the concentration of cyclic AMP in the cell is low.

RNA polymerase cannot bind efficiently to the promoter and transcription does not occur unless the catabolite binding protein is bound to the activator binding site.

Therefore, transcription of the lac operon does not occur in the presence of glucose. In addition, if there is no lactose in the medium, the lac repressor binds to the operator site and this blocks transcription.

When both glucose and lactose are present, there is insufficient cyclic AMP to bind to the catabolite activator protein, which therefore cannot bind to the activator binding site.

Without the bound activator protein, RNA polymerase cannot bind to the promoter and initiate transcription, even though lactose binds to the repressor and prevents it from binding to the operator site.

When neither glucose nor lactose is present, the concentration of cyclic AMP is high and the catabolite activator protein is bound to the activator binding site.

RNA polymerase can bind to the promoter, but it is blocked by the repressor on the operator site. When glucose is absent and lactose is present in the medium, cyclic AMP is present and binds to the catabolite

activator protein which in turn binds to the acivator binding site and facilitates transcription. Lactose binds to the repressor and prevents it from binding to the operator site. RNA polymerase can now bind

to the promoter and carry out transcription.

Pustaka: Campbell, N.A., J.B. Reece, dan L.G. Mitchell (2002), Biologi, Edisi 5, Jlid 1, hal. 360-364, Erlangga,

Jakarta Campbell, Reece, Urry, Cain, Wasserman, Minorsky, and Jackson. 2009. Biology 8th Edition. Benjamin

Cummings. San Fransisco.