REGULASI PADA PROKARIOTIK | GENETIKA

REGULASI PADA PROKARIOT

Gen ditranskripsikan menjadi RNA, yang mana keseluruhan bagiannya selanjutnya diterjemahkan ke dalam protein. Mekanisme kontrol  selalu dilatih sepanjang waktu. Tanpa pengontrolan ekspresi gen, satu sel Escherichia coli misalnya, akan memproduksi proteinnya dalam jumlah besar sepanjang waktu, dan semua sel dalam organisme eukariotik akan identik. Meskipun kebanyakan mekanisme kontrok adalah negatif (mencegah sesuatu terjadi), kontrol juga bisa bersifat positif (menyebabkan beberapa aksi untuk terjadi atau meingkatkan suatu aksi).

Model Operon

Tidak semua protein prokariot yang bisa diproduksi diperlukan dalam semua keadaan dalam jumlah yang sama. Misalnya, beberapa metabolit, seperti gula, yang di hancurkan oleh sel untuk menjadi energi dan sebagai sumber karbon, tidak selalu tersedia dalam lingkungan sel. Jika metabolit yang diberikan tidak tersedia, enzim yang digunakan untuk menghancurkannya tidak akan berguna, dan sintesis enzim ini menjadi boros/sia-sia.  Jika sel memproduksi enzim untuk degradasi sumber karbon yang khusus hanya ketika sumber karbon ini tersedia di lingkungan, sistem enzim in dikenal dengan inducible system. Enzim inducible disintesis ketika lingkungan mengandung subtrat untuk enzim ini. Kemudian enzim ini akan mengahancurkan subtrat ini.

Repressible system merupakan sistem enzim yang kehadirannya represi, menghentikan produksi produk akhir ketika tidak lagi diperlukan. Repressible system direpresi oleh kelebihan produk akhir dari jalur ssintesisnya.

Di dalam sel prokaryot, terdapat beberapa gen struktural yang diekspresikan secara bersama-sama dengan menggunakan suatu promotor yang sama. Kelompok gen semacam ini disebut sebagai “operon”. Misalnya metabolisme laktosa, arabinosa, dan lain-lain.

LAC OPERON (INDUCIBLE SYSTEM)

Metabolisme Laktosa

Laktosa (gula susu – disakarida) adalah β-galaktosida yang E. Coli bisa gunakan untuk energai dan sebagai sumber karbon setelah dipecah menjadi glukosa dan galaktosa.  Enzim yang memecahnya adalah β-galaktosidase. Ketika sintesis β-galaktosidase diinduksi, produksi dua enzim tambahan juga diinduksi: β-galaktosida permease dan β-galaktosida asetiltranferase. Permease dilibatkan dalam transfor laktosa ke dalam sel. Transferase dipercaya untuk melindungi sel dari penambahan produk racun yang dibuat oleh β-galaktosidase pada galaktosida lainnya. 

Gen Regulator

Tidak hanya tiga gen lac (z, y, a) induksi bersama-sama, tetapi mereka berdekatan satu sama lain dalam kromosom E. coli, mereka, pada kenyataannya, ditranskripsi pada, utusan tunggal polisistronik RNA (gbr. 14.2) . Induksi melibatkan produk protein dari gen lain, yang disebut gen regulator, atau i gen (Laci). Meskipun gen regulator yang terletak berdekatan dengan tiga gen lac lain, itu adalah entitas transkripsi benar-benar independen. Regulator menetapkan protein, disebut represor, yang mengganggu transkripsi gen yang terlibat dalam metabolisme laktosa.

Operator

Untuk protein represor untuk mengerahkan pengaruhnya terhadap transkripsi, harus ada elemen kontrol (situs reseptor) yang terletak dekat dengan awal gen galaktosidase-(lacZ) Elemen kontrol ini merupakan wilayah yang disebut sebagai operator, atau situs operator. Situs operator adalah urutan DNA yang merupakan produk dari gen regulator, represor, mengakui.

Induksi Lac Operon

Sistem Regulasi Operon Trp

Pada operon trip terdapat lima gen struktural yaitu trp-E, trp-D, trp-C, trp-B, dan trp-A, dan satu yen pengawal yaitu trp-L yang berfungsi dalam regulasi. Gen trp-E sampai trp-A keseluruhannya menyediakan enzim yang berperan dalam satu lintasan metabolisme tripofan. trp-L merupakan gen yang paling dekat pada promotor.

Regulasi ekspresi operon trp berbeda dengan regulasi operon lac; pada operon lac regulasi dilakukan pada tingkat inisiasi atau pada tingkat promotor, sedangkan regulasi operon trp berlangsung pada tingkat RNA hasil transkripsi. Pada operon trp satu gen pengawal (trp-L) yang terletak tepat di belakang promotor, berfungsi sebagai regulator. Inisiasi transkripsi, pada promotor, akan berjalan tanpa hambatan dan transkriptase masuk ke ruas trp-L.

Regulasi berlangsung pada saat enzim transkriptase berada pada ruas trp-L, yang akan menentukan apakah transkripsi akan berhenti pada trp-L atau dilanjukkan ke ruas gen yang ada di belakangnya (trp-E sampai trp-A)