REGULASI EUKARIOT

8/20/2019 REGULASI EUKARIOT

http://slidepdf.com/reader/full/regulasi-eukariot 1/7

Nama : Nurlaily Lavianti

NIM : 307342410436

Off : G

Tanggal : 3 Mei 2009

Tugas Geneti a

!esume "#a$ter 1%

!&G'L()I &*)+!&)I G&N +(,( &'*(!IOT

,iferensiasi )eluler +a-a &u ari.t Ting at Tinggi

Selama perkembangan cukariot tingkat tinggi, sebuah sel tunggal zigot-

mengalami pembelahan mitosis dan membentuk tipe-tipe sel (pada hewan; sel-sel

kulit, sel-sel saraf, sel-sel tulang, sel-sel darah, dan lain sebagainya) dengan

morfologi yang berbeda dan tersusun atas komposisi makromolekul yang berbeda

pula. Tipe tipe sel yang berbeda ini sangat terspesialisasi, dan hanya meiliki

fungsi metabolik tertentu.



!kspresi gen-gen ini dikontrol, setidak-tidaknya pada tingkat transkripsi

dan pada tingkat pemrosesan hasil transkripsi. "iferensiasi ter#adi melalui regulasi

ekspresi gen, dibandingkan melalui perubahan komposisi genom. $al ini telah

didemonstrasikan melalui berbagai macam teknik pada beberapa organisme yang

berbeda. "%& yang berasal dari nucleus sel-sel yang terdiferensiasi menun#ukkan

bahwa genom-genom tersebut mengandung set sekuen pasangan nukleotida yang

sama.

Selama perkembangan tanaman dan hewan, ekspresi gen kelihatannya

diregulasi pada beberapa le'el yang bebeda, yaitu pada saat transkripsi,

pemrosesan pre- %&d, transport %&d, stabilitas %&d, translasi, pemrosesan

protein post-translasi, stabilitas protein, dan fungsi enzim. &kan tetapi, data-data

yang ada pada saat ini menun#ukkan bahwa ekspresi gen pada dasarnya diregulasi

pada le'el transkripsi dan pemrosesan pre- %&d.

eberapa proses perkembangan pada eukariot tinggi dikontrol melalui

preprogrammed circuis of gene expression . "alam hal ini, beberapa peristiwa

(misalnya pelepasan hormone dalam aliran darah atau fertilisasi telur) akan

merangsang ekspresi sekelompok gen tertentu. $asil dari satu atau lebih gen-gen

ini merupakan fungsi dari turning off transkripsi dari sekelompok gen-gen pertama dan atau turning on transkripsi dari sekelompok gen kedua. *ada

gilirannya, satu atau lebih produk dari kelompok gen kedua dihasilkan dari

turning on kelompok gen ketiga, dan begitu seterusnya. *ada eukariot kita ketahui

bahwa hormone-hormon dapat merangsang ekspresi sekelompok gen. sebagai

tambahan, kita #uga mengetahui bahwa gen-gen regulatori #uga dilibatkan dalam

pengontrolan pola-pola diferensiasi. "alam beberapa kasus, kita ketahui bahwa

elemen-elemen regulatori disebut sebagai + enhancers" dan + silencers" yangmengatur ekspresi gen dari promoter terdekatnya.

Trans ri$si *r.m.s.n Lam$/rus# $a-a Ousit (m$#i/#i

a#ian yang dilakukan terhadap organisme tingkat tinggi hingga saat ini

menun#ukkan bahwa fertilisasi telur yang matang oleh sperma akan merangsang

peningkatan sintesis protein, yang kemudian diikuti oleh pembelahan inti dan

pembelahan sel pada tahap pembelahan awal embryogenesis. *ada sebagian besar



eukariot, sintesis protein tidak diikuti oleh sintesis %&. ahkan, semua

komponen yang diperlukan untuk sintesis protein selama embryogenesis awal

sudah ada ditelur hingga ter#adinya fertilisasi. en-gen hasil transkripsi, dalam

bentuk %&d atau molekul-molekul pre- %&d harus disimpan dalam telur dalam

keadaan dorman. Translasi molekul-molekul %&d dirangsang oleh peristiwa-

peristiwa yang berasosiasi dengan fertilisasi. leh karena itu, molekul-molekul

informasional yang terkait dengan sintesis protein Selama tahap pembelahan awal

harus disintesis selama oogenesis. en hasil transkripsi dari kromosom lampbrush

kelihatannya merupakan produk yang diperlukan selama tahap awal

embryogenesis.

en-gen hasil transkripsi yang disintesis selama oogenesis harus disimpan

dalam keadaan inakif tetapi tetap dalam bentuk yang stabil (kemungkinan sebagai

kompleks %&-protein) hingga ter#adinya proses fertilisasi. /elasnya, mekanisme

regulasi yang dilibatkan ter#adi0berlangsung pada tahap post-transkripsi

(pemrosesan %&-protein) pada le'el translasi.

(m$lifi asi Gen !N(r $a-a O.sit (m$#i/i

1eskipun inisiasi sintesis protein secara cepat mengikuti fertilisasi, akantetapi tidak ter#adi sintesis %&r pada embrio amphibi hingga tahap gastrula.

&rtinya, se#umlah besar %&r #uga harus disintesis selama oogenesis. *ada oosit

amphibian, gen-gen %&r secara selektif diamplifikasi sekitar seribu kali untuk

memfasilitasi sintesis se#umlah %&r yang disimpan dalam telur yang matang.

en-gen secara normal hadir sebagai kopi berulang yang acak (tandem) yang

terletak di % kromosom. ". rown /. urdon dkk menun#ukkan bahwa

terdapat sekitar 233 kopi gen r %& pada tiap-tiap 4 % di inti diploid Xenopuslaevis . *recursor r %& disintesis dan diproses di nucleolus. ". rown dan 5.

"awid menun#ukkan bahwa nucleus dari oosit X. laevis mengandung ratusan

nucleolus, masing-masing mengandung molekul "%& sirkuler yang membawa

kopi berulang secara tandem dari gen r %&. 1olekul "%& ekstrakromosomal ini

bereplikasi melalui rolling circle mechanism .



+.$ulasi Gen Transcript er/e-a $a-a Ti$e )el yang er/e-a

*ada eukariot tingkat tinggi, hanya sebagian kecil proporsi genom yang

direpresentasikan diantara molekul %&d dalam suatu tipe sel tertentu. $al ini

telah dibuktikan melalui eksperimen hibridasi pen#enuhan %&-"%&. %&

diekstrak dari tipe sel tertentu dan dibiarkan berhibridisasi dengan "%& inti total

(di denaturasikan). %& ditambahkan ke reaksi hibridisasi dalam #umlah yang

banyak (relatif terhadap konsentrasi "%&) sehingga sekuen "%&

berkomplementer dengan sekuen-sekuen yang representatif pada pada populasi

%& dan akan membentuk hybrid "%&- %&. 6angkah berikutnya yaitu

menentukan proporsi "%& genomic total yang hadir sebagai hybrid "%&- %&;

hasil penentuan tersebut akan dipakai sebagai data pendukung perkiraan terhadap

proporsi genom yang direpresentasikan melalui sekuen-sekuan dalam populasi

%&d pada tipe sel tertentu tersebut (proses kuantifikasi biasanya dilakukan

dengan melabeli "%& secara radioaktif, meskipun beberapa prosedur lainya #uga

digunakan.

Sekelompok gen yang berbeda ditranskripsikan dan hasil transkripsi

primer diproses men#adi %&d dengan cara yang berbeda pada sel-sel yang telah

terdiferensiasi. iasanya, beberapa gen yang sama dan beberapa gen yang berbedaditranskripsikan pada #aringan yang berbeda. !7periment hibridisasi kompetitif

%&-"%& mengindikasikan bahwa sekuen %& yang hadir dalam populasi %&

yang diambil dari #aringan 0tipe sel yang berbeda ber'ariasi antara 83 sampai

dengan 8339. Telah diketahui bahwa lebih dari :39 sekuen-sekuan "%& dalam

genom tidak direpresentasikan diantara populasi %&d pada berbagai tipe sel, dan

berdasarkan hal tersebut maka dihipotesiskan bahwa gen-gen eukariotik dikemas

dalam kromatin pada tahap ter-represi secara non spesifik, dan regulasi transkripsidan atau pemrosesan hasil transkripsi ter#adi melalui mekanisme positif yang

melibatkan acti'ator gen yang spesifik. &cti'ator ini berperan dalam turning on

atau mengaktifasi transkripsi gen-gen spesifik (sekelompok gen) pada waktu yang

tepat dan pada sel yang tepat pula. *ada beberapa kasus, akti'asi ini melibatkan

sekuen-sekuen regulatori dalam pola cis yang disebut sebagai enhancers. ukti-

bukti mengindikasikan bahwa protein kromosomal non histon tertentu berfungsi

sebagai acti'ator spesifik pada proses transkripsi. ukti lain mengindikasikan



bahwa regulasi pemrosesan hasil transkripsi %& merupakan hal yang penting

dalam pengontrolan proses diferensiasi pada mahkluk hidup eukariot.

Me anisme !egulasi Trans ri$si +a-a &u ari.t Ting at Tinggi

*ada ! coli, holoenzim, %& polymerase (dengan factor sigma)

mengandung semua informasi yang dibutuhkan untuk inisiasi transkripsi dengan

memberikan sinyal promoter yang sesuai (- 2 recognition se<uence plus -83

pribnowbo7). &kan tetapi, %& polymerase 55 pada eukariot yang

mentranskripsikan sebagian besar gen-gen inti pengkode protein, tidak dapat

menginisiasi transkripsi secara tepat dalam keadaan in viro tanpa adanya

penambahan = protein asesori0 factor transkripsi pada umumnya. ebutuhan

terhadap transkripsi ini membutuhkan tapak tapak tambahan regulasi transkripsi.

)e/agian esar 'nit Trans ri$si &u ari.t ersifat M.n.geni

*ada !ukariot tingkat tinggi, terlihat sangat #elas bahwa operon tidak

penting #ikalau mereka ada. 1eskipunterdapat bukti untuk operon0unit serupa

operon pada eukariot tingkat rendah (misalnya #amur), operon sepertinya #arang

ditemui pada eukariot tingkat tinggi. Sebagian besar %&d eukariot tingkat tinggi berkarakteristik monogenic (mengandung sekuen pengkode yang terdiri atas satu

gen structural). *ada beberapa kasus hasil transkripsi primer bersifat poligenik

dan dipotong-potong untuk menghadilkan %&d monogenik.

&n#an er -an )ilen er Mengatur Trans ri$si $a-a &u ari.t



en-gen eukariotik #uga diregulasi oleh elemen-elemen cis-acting yang

disebut enhancer dan silencer , seperti namanya, enhancer meningkatkan

transkripsi dan silencer menurunkan transkripsi gen-gen yang diregulasi.

ambaran mendasar tentang enhancer yang membedakannya dari promoter

adalah sebagai berikut>

8. !nhancer dapat beker#a pada #arak yang relati'e #auh-yaitu lebih dari

beberapa ribu pasang nukleotida dari gen yang diregulasi.

4. rientasi enhancer bebad mereka dapat berfungsi dengan berbagai

orientasi, baik itu normal atau bolak balik.

. *osisi enhancer bebas-mereka dapat berfungsi dengan baik pada posisi

upstream (2?) atau downstream ( ?) dari gen 0 hadir dalam intron gen.

!nhancer merupakan elemen yang besar, dengan pan#ang lebih dari

ratusan pasang nukleotida. Terkadang mereka mengandung urutan berulang yang

memiliki aktifitas enhancer bagi diri mereka sendiri. Sebagian besar elemen

enhancer berfungsi untuk melengkapi 0 men#adi bagian dari ker#a suatu #aringan,

sehingga mereka lebih sering hanya berfungsi untuk meningkatkan transkripsinya

gen-gen pada #aringan target spesifik (#aringan yang produk gen-gennya

dibutuhkan).eberapa enhancer dikarakterisasikan memegang peranan dalam regulasi

ekspresi gen. gambaran yang #elas tentang karakteristik enhancer yaitu bahwa

mereka menun#ukkan spesifisitas #aringan. !nhancer yang meregulasi sintesis

rantai berat immunoglobulin terletak dalam intron kompleks gen rantai berat.

@actor-faktor yang berikatan pada sekuen enhancer0promoter dapat beker#a secara

kooperatif, secara positif0negati'e. $al ini mengindikasikan bahwa ada

kemungkinan protein ini saling berhubungan, dan mengindikasikan bahwa lipatan"%& memungkinkan ter#adinya kontak tersebut. 1odel ker#a enhancer dan

silencer ini mirip dengan mekanisme regulasi operon ara pada E. Coli , kecuali

bahwa pada eukariot tingkat tinggi melibatkan protein regulatori.

!egulasi +a-a Level Trans ri$si melalui Metilasi ,N(



ugus metal pada atom A no.2 pirimidin menempati posisi terluar dari

ma#or groo'es molekul "%& dan memegang peranan penting dalam

mempengaruhi interaksi "%& dengan protein spesifik. enyataannya, ka#ian

terhadap ikatan repressor (pada operon lac E. Coli ) ke "%& operator lac

menun#ukkan bahwa penambahan0penghilangan gugus metal tunggal secara ta#am

dapat merubah afinitas repressor untuk "%&.

*endapat-pendapat yang mengikuti metilasi pada control regulasi gen pada

organisme eukariot didasarkan pada bukti secara tidak langsung.

8. anyak ka#ian yang mendemonstrasikan hubungan antara le'el ekspresi

gen dan tingkat metilasi; misalnya metilasi rendah maka ekspresi gen #uga

men#adi rendah,

4. *ola metilasi bersifat spesifik pada setiap #aringan, setidak-tidaknya pada

beberapa kasus,

. bat-obatan (analog basa) 2-azacytidine, yang tidak dapat termetilasi

setelah bergabung dengan "%& telah menun#ukkan hasil ekspresi gen

pada #aringan dimana secara normal maka tidak terekspresi.

&spek penting dari pola metilasi yaitu bahwa mereka terwariskan secara

klonal. "engan adanya metilasi "%& yang spesifik untuk sekuen yang termetilasiseparo, pola metilasi tersebut akan diwariskan secara klonal sehingga sekali

terbentuk pola tersebut akan diwariskan keturunannya. unci utama model

regulasi ekspresi gen0 diferensiasi melalui metilasi "%& melibatkan pembentukan

pola metilasi yang spesifik pada suatu #aringan.

REGULASI EUKARIOT

Documents

Transcript of REGULASI EUKARIOT