EKSPRESI GEN I. Pengertian Ekspresi Gen Ekspresi gen merupakan suatu proses manifestasi informasi genetik yang dikode oleh DNA untuk menghasilkan produk berupa protein yang memiliki efek pada sel dan organisme. Ekspresi gen memiliki keterkaitan dengan sintesis protein yang melibatkan transkripsi dan translasi. DNA akan mengkode informasi genetik sesuai dengan kebutuhannya. Pada prokariotik seperti bakteri akan mengekspresi gen secara selektif. Sebagai contoh terkait dengan ketersedian bahan makanan di lingkungannya, bakteri akan mengaktifkan (switch on) dan menonaktifkan (switch on) gen yang mengkode enzim yang berperan dalam mencerna makanan. Sedangkan pada eukariotik, mekanisme ekspresi gen dikontrol oleh sistem yang lebih kompleks. Ekpresi gen sangat penting dalam proses spesifikasi sel pada organisme multiseluler, sebagai contoh neuron (sel saraf) dan limfosit (sel darah merah) yang memiliki struktur dan fungsi yang berbeda. Dapatkah kita membayangkan bagaimana perbedaan karakter ini terbentuk? Selama masa perkembangan organisme hingga organisme tersebut dewasa kemungkinan ada gen yang aktif dikontrol dan sebagian hilang ketika suatu sel telah terspesialisasi. Perubahan ekspresi gen yang demikian menyebabkan terjadinya differensiasi sel. Meskipun perubahan ekspresi gen pada sel yang spesifik itu berbeda, namun keadaan ini tidak disertai dengan perubahan susunan sekuens nukleotida DNA mereka. DNA pada sel yang telah terspesialisasi masih memiliki keseluruhan set informasi dan instruksi genetik bagi semua sel pada organisme tersebut. Maka dapat dikatakan bahwa, sel yang memiliki karakter yang berbeda pada suatu organism itu bukan disebabkan karena susunan DNA yang berbeda tetapi karena ekspresi gen yang berbeda. Perbedaan ekspresi gen pada sel yang berbeda menyebabkan protein spesifik yang dihasilkan juga berbeda. Selain housekeeping protein seperti protein structural kromosom; RNA polymerase; enzim pada DNA repair; protein ribosom; enzim yang terlibat pada glikolisis; protein sitoskeleton; dan sejumlah protein yang berperan dalam metabolik dasar sel, sel memproduksi protein yang tidak diproduksi oleh sel lain. Sebagai contoh hemoglobin, hanya diproduksi oleh sel retikulosit dan tidak diproduksi oleh sel yang lain. Teknik yang digunakan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
EKSPRESI GEN
I. Pengertian Ekspresi Gen
Ekspresi gen merupakan suatu proses manifestasi informasi genetik yang dikode oleh
DNA untuk menghasilkan produk berupa protein yang memiliki efek pada sel dan organisme.
Ekspresi gen memiliki keterkaitan dengan sintesis protein yang melibatkan transkripsi dan
translasi. DNA akan mengkode informasi genetik sesuai dengan kebutuhannya. Pada prokariotik
seperti bakteri akan mengekspresi gen secara selektif. Sebagai contoh terkait dengan ketersedian
bahan makanan di lingkungannya, bakteri akan mengaktifkan (switch on) dan menonaktifkan
(switch on) gen yang mengkode enzim yang berperan dalam mencerna makanan. Sedangkan
pada eukariotik, mekanisme ekspresi gen dikontrol oleh sistem yang lebih kompleks.
Ekpresi gen sangat penting dalam proses spesifikasi sel pada organisme multiseluler,
sebagai contoh neuron (sel saraf) dan limfosit (sel darah merah) yang memiliki struktur dan
fungsi yang berbeda. Dapatkah kita membayangkan bagaimana perbedaan karakter ini
terbentuk? Selama masa perkembangan organisme hingga organisme tersebut dewasa
kemungkinan ada gen yang aktif dikontrol dan sebagian hilang ketika suatu sel telah
terspesialisasi. Perubahan ekspresi gen yang demikian menyebabkan terjadinya differensiasi sel.
Meskipun perubahan ekspresi gen pada sel yang spesifik itu berbeda, namun keadaan ini tidak
disertai dengan perubahan susunan sekuens nukleotida DNA mereka. DNA pada sel yang telah
terspesialisasi masih memiliki keseluruhan set informasi dan instruksi genetik bagi semua sel
pada organisme tersebut. Maka dapat dikatakan bahwa, sel yang memiliki karakter yang berbeda
pada suatu organism itu bukan disebabkan karena susunan DNA yang berbeda tetapi karena
ekspresi gen yang berbeda.
Perbedaan ekspresi gen pada sel yang berbeda menyebabkan protein spesifik yang
dihasilkan juga berbeda. Selain housekeeping protein seperti protein structural kromosom; RNA
polymerase; enzim pada DNA repair; protein ribosom; enzim yang terlibat pada glikolisis;
protein sitoskeleton; dan sejumlah protein yang berperan dalam metabolik dasar sel, sel
memproduksi protein yang tidak diproduksi oleh sel lain. Sebagai contoh hemoglobin, hanya
diproduksi oleh sel retikulosit dan tidak diproduksi oleh sel yang lain. Teknik yang digunakan
untuk mengetahui keteradaan protein spesifik tersebut dapat dilakukan dengan teknik
electrophoresis gel atau cell mass spectrometry.
Lingkungan merupakan salah satu faktor penting dalam mengontrol ekspresi gen.
Lingkungan yang berbeda akan direspon dengan cara yang berbeda oleh sel yang sama, atau
lingkungan yang sama akan direspon dengan cara berbeda oleh sel yang berbeda. Sebagai contoh
pada kondisi lapar hormon glucocorticoid akan meningkat. Peningkatan hormon kortikoid akan
menyebabkan sel liver tingginya produksi asam amino yang mengontrol produksi glukosa, dan
memproduksi enzim tyrosin aminoacyltransferase yang mengubah tirosin menjadi glukosa.
Sedangkan pada sel lemak, peningkatan hormon glucocorticoid tidak direspon sama sekali sebab
hormon ini tidak bisa menginduksi terjadinya ekspresi gen yang menyebakan produksi enzim
tyrosine aminoacyltransferase pada sel lemak.
II. Regulasi Ekspresi Gen
Ekspresi gen diregulasi dan dikontrol oleh beberapa tahapan selama proses sintesis
protein berlangsung. Berikut ini merupakan gambar skematik beberapa tahapan regulasi ekspresi