resume genetika ke 1

7/23/2019 Resume Genetika Ke 1

1/7

REGULASI EKSPRESI GEN PROKARYOT

Resume 1

DISUSUN UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH

Genetika II

yang dibina ole !a"ak Moamad Amin

Disusun #le$

Kelom"ok 1

Destik %idiya&ati '1()*+1+(1,-,.

Koi/um Ma&a/ti '1()*+1+(1,0-.

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI

Agustus 2014


2/7

Regu!s" E#s$%es" Ge& $!'! P%(#!%)(t

!akte/i se"e/tiE.colliadala mik/oo/ganisme yang sea/a langsung te/eks"os dalam

lingkungan yang be/beda2beda dan memiliki kemam"uan yang lua/ biasa untuk be/ada"tasi3

4a/a me/eka be/ada"tasi be/gantung "ada kemam"uan untuk mengakti5kan dan mematikan

eks"/esi set gen yang s"esi5ik sebagai suatu /es"on s"esi5ik te/ada" "e/ubaan te/tentu "ada

lingkungan ekst/aselule/nya3 Dalam al ini da"at dinyatakan ba&a o/ganisme "/oka/yotik

'E.colli. memiliki kemam"uan untuk mengatu/ eks"/esi gen te/tentu sebagai /es"on da/i

sinyal "e/ubaan lingkungan3 Dalam kondisi te/tentu6 eks"/esi da/i gen te/tentu akan

diakti5kan anya ketika "/oduk da/i eks"/esi gen te/sebut di"e/lukan untuk tumbu "ada

lingkungan yang ditem"atinya3 Kebalikannya adala a"abila "/oduk da/i eks"/esi suatu gen

s"esi5ik tidak lagi di"e/lukan untuk tumbu "ada lingkungan yang ditem"atinya6 maka

eks"/esi da/i gen te/sebut akan dimatikan 'dientikan.3 Kemam"uan ini akan sangat

meningkatkan daya taan idu" da/i suatu 'koloni. bakte/i3 Dengan mematikan eks"/esi suatu

gen "ada saat "/oduk da/i eks"/esi gen te/sebut tidak lagi dibutukan6 maka o/ganisme

"/oka/yotik da"at mengemat ene/gi yang dimilikinya dan da"at menggunakan 7umla ene/gi

yang sea/usnya digunakan untuk eks"/esi gen te/sebut ke akti8itas selule/ lain6 misalnya

untuk "e/tumbuan3

9/oses eks"/esi gen o/ganisme "/oka/yotik di/egulasi menggunakan mode /egulasi

t/ansk/is"si 'regulation of transcription mode.3 Te/da"at dua ti"e mekanisme yang te/masuk

ke dalam mode /egulasi t/ansk/i"si6 yaitu$

13 Hidu"2mati eks"/esi gen sebagai /es"on e"at te/ada" "e/ubaan lingkungan 'rapid

turn-on and turn-off of gene expressions in response to environmental changes.

me/u"akan mekanisme dimana suatu set "/otein /egulato/ da"at be/"e/an sea/a instan

sebagai sakla/ yang mengidu"kan atau mematikan eks"/esi suatu gen be/dasa/kan

/angsang kima&i atau 5isis yang dite/imanya da/i lingkungan ekst/aselule/3

(3 Si/kuit "/a2"em"/og/aman eks"/esi gen 'preprogrammed circuit of gene expression.adala mekanisme dimana "/oduk eks"/esi da/i suatu gen sea/a be/gantian saling

mematikan dan menyalakan t/ansk/i"si gen yang lain3

9ada "/oka/yot al ini se/ing te/7adi a"abila "/oka/yot te/sebut te/in5eksi ole 8i/us6

sedangkan "ada euka/yotik kususnya yang multiselule/6 al ini me/u"akan al yang no/mal

dan biasa te/7adi3


3/7

I&'u#s" '!& Re$%es" $!'! P%(#!%)(t"#

9ada tubu suatu o/ganime "/oka/yotik te/da"at gen2gen yang sea/a te/us mene/us

te/eks"/esi dan ada "ula gen yang te/eks"/esi "ada saat2saat te/tentu sa7a3 Gen yang

te/eks"/esi sea/a te/us mene/us disebut sebagai gen :"en7aga /uma; 'housekeeping genes.3

Sedangkan gen yang te/eks"/esi "ada saat2saat te/tentu atau sea/a konstituti5 disebut sebagai

gen konstituti5 'constitutive genes.3 Gen konstituti5 ini mengkodekan "/oduk gen yang anya

dibutukan "ada saat2saat te/tentu sa7a3Melalui e8olusi alam6 o/ganisme "/oka/yotik tela

da"at me/egulasi gen2gen konstituti5 ini seingga gen te/sebut anya akan te/eks"/esi "ada

saat dibutukan sa7a3

#/ganisme "/oka/yotik ini mengembangkan dua a/a untuk mengendalikan eks"/esi

gen konstituti5 ini sea/a alami6 yaitu melalui mekanisme indusibel dan mekanisme

/e"/esibel3 Mekanisme indusibel adala "e/isti&a dimana eks"/esi suatu gen dinyalakan

sebagai akibat adanya suatu senya&a subst/at te/tentu "ada lingkungan ekst/aselule/6

demikian seingga eks"/esi gen te/sebut akan dimatikan 7ika dan anya 7ika senya&a subst/at

yang dimaksud tela ilang da/i lingkungan ekst/aselule/3 Sedangkan mekanisme /e"/esibel

adala "e/isti&a eks"/esi suatu gen diakti5kan sebagai akibat da/i tidak adanya suatu senya&a

subst/at te/tentu "ada lingkungan ekst/aselule/6d emikian seingga eks"/esi gen te/sebut akan

dimatikan 7ika dan anya 7ika senya&a subst/at yang dimaksud tela ditemukan

'te/da"at


4/7

Ketika "/otein /e"/esso/ be/ikatan dengan o"e/ato/ maka menyala dan matinya "/oses

t/ank/i"si suatu gen ditentukan ole ada dan tidaknya molekul keil yang disebut sebagai

molekul e5ekto/3 Kebe/adaan dan ketiadaan molekul e5ekto/ "ada lingkungan int/a mau"un

ekst/aselule/ akan sangat be/"enga/u te/ada" akti5 atau tidaknya "/otein /e"/esso/3 A"abila

/e"/esso/ ditemukan dalam kondisi akti5 7ika tidak ada molekul e5ekto/ "ada lingkungan int/a

dan ekst/aselule/6 maka "/otein /e"/esso/ te/sebut beke/7a dengan "/insi" indusibel3 A/tinya

"/otein /e"/esso/ anya mam"u be/ikatan dengan o"e/ato/ 7ika dia ditemukan dalam kondisi

bebas 'tidak be/ikatan dengan molekul e5ekto/.6 a"abila ia ditemukan be/ikatan dengan

molekul e5ekto/ maka ia tidak da"at be/ikatan dengan o"e/ato/3 #"e/on yang memiliki

"/otein /e"/esso/ yang beke/7a sea/a indusibel disebut sebagai o"e/on indusibel3Sedangkan

a"abila /e"/esso/ ditemukan dalam kondisi akti5 7ika ada molekul e5ekto/ "ada lingkungan

int/a dan ekst/aselule/6 maka "/otein /e"/esso/ te/sebut beke/7a dengan "/insi" /e"/esibel3

A/tinya "/otein /e"/esso/ anya mam"u be/ikatan dengan o"e/ato/ 7ika dia diketemukan

dalam kondisi be/ikatan dengan molekul e5ekto/6 a"abila ia ditemukan tidak be/ikatan dengan

molekul e5ekto/ maka ia tidak da"at be/ikatan dengan o"e/ato/3 #"e/on yang memiliki

"/otein /e"/esso/ yang beke/7a sea/a /e"/esibel disebut sebagai o"e/on /e"/esibel34onto

da/i o"e/on indusibel adala o"e/on la 'latose.6 sedangkan onto da/i o"e/on /e"/esibel

adala o"e/on t/" 't/y"to"an.3

O$e%(& L!*+ Se,u!- O$e%(& I&'us",e

>aob dan Monod melakukan "enelitian mengenai o"e/on la "adaE.colli3 #"e/on la

te/susun atas sebua "/omote/6 sebua o"e/ato/ dan tiga bua gen st/uktu/al yakni gen z, y,

dana,dimana ketiga gen ini mengkodekan en@im 2galaktosidase6 2galaktosidase "e/mease

dan 2galaktosidase t/ansasetilase32galaktosidase be/5ungsi untuk memea laktosa men7adi

glukosa dan galaktosa6 2galaktosidase "e/mease me/u"akan "om"a "/otein yang

memasukkan laktosa kedalam sel6 sedangkan 2galaktosidase t/ansasetilase6 memiliki 5ungsi

yang belum diketaui3 #"e/on la ini memiliki gen /egulato/ yang disebut dengan gen i3

9/otein /e"/eso/ da/i o"e/on la yang dikodekan ole gen I akan men7adi inakti5 a"abila

be/ikatan dengan allolatosa sebagai molekul e5ekto/nya 'induse/.3 Allolatosa me/u"akan

de/i8at laktosa yang diasilkan da/i /eaksi "emeaan laktosa ole en@im2galaktosidase3

Saat be/ikatan dengan alolatosa "/otein /e"/esso/ akan inakti5 dan mele"askan ikatannya

dengan o"e/ato/ seingga "/oses t/ansk/i"si gen st/uktu/al o"e/on la da"at dilakukan3


5/7

Regu!s" #(.$e#s '!%" (($e%(& ara.

Arabinose o"e/on "ada E3 4oli memiliki /egulasi yang lebi kom"leks dibanding dua

o"e/on lain3 9/otein /egulasi "ada o"e/on ara me/angsang baik /egulasi "ositi5 mau"un

negati8e6 te/gantung kondisi lingkungan3 #"e/on "ada E34oli menaku" tiga gen st/utu/al

'araA6 ara!6 araD. mengkodekan tiga en@im yang be/"e/an dalam katabolisme da/i

arabinose3 Ketiga gen ini di"/oduksi da/i t/ansk/i" yang menginisiasi "/omote/ 3 ara4

adala /egulato/ negati8e da/i AraA6 ara !3sebaliknya araD adala "ositi8e /egulato/nya

ketika am" dan arabinose adi/3 Induksi "ositi5 da/i o"e/on arabe/gantung da/i dua al6

ara4 "/otein dan 4A93 Kedua al ini te/letak "ada araI3Re""/esi te/7adi a"abila ara4 "/otein

be/ikatan sebagai dime/ dengan araI dan ara#(3

Re$$%es" !.,'! $%($-!ge&) se!.! $%(ses )s(ge&)

Re""/esi "ada lambda "age yang mengkont/ol lyti dengan ikatan antara4I "/oduk

gen '/e""/eso/. dengan dua se?uene o"e/ato/ '#/ dan #l. yang mengkont/ol t/ansk/i"si

keara ki/i mau"un kanan3 T/ansk/i"si da/i 41 sendi/i keara ki/i3

/(&t%( $!'! ($e%(& t%$ 'e&g!& !tte&ut"(&

Attenuation adala mekanisme untuk mengatu/ eks"/esi gen dengan "engentian

t/ansk/i"si sebelum &aktunya dalam %ilaya bagian yang dit/ansk/i"si t/ansk/i"3 Dalam

kasus t/i"to5an 't/". o"e/on E3 oli6 misalnya6 ada atau tidaknya da/i "/oduk aki/6 t/i"to5an6

menentukan ada atau tidaknya attenuation yang te/7adi3 Rantai &ilaya mRNA yang memiliki

u/utan yang da"at be/ikatan dengan basa untuk membentuk st/uktu/ ai/"in alte/nati56 sala

satunya adala t/ans/i"tion2 kas sinyal te/minasi3 Ada atau tidaknya ai/"in te/gantung

"ada te/7emaan da/i /antai "e"tida yang mengandung dua /esidu t/i"to5an3 Ketika

/endanya tingkat t/y"to"an adi/6 te/7emaan be/enti di kodon T/"6 yang menega

"embentukan t/ansk/i"si te/minasi ai/"in3 Ketika t/i"to5an yang uku"6 asil te/7emaan

mele&ati kodon T/" ke kodon te/7emaan te/minasi6 mengganggu ai/"in "e/tama3

Selan7utnya6 memungkinkan ai/"in t/ansk/i"si te/minasi untuk membentuk dan attenuation

'te/minasi t/ansk/i"si "ada attenuato/. te/7adi3 Attenuation mengu/angi sintesis da/i

biosintesis t/i"to5an en@im se"ulu kali li"at3 9elemaan ini mungkin di "/oka/iota ka/ena

t/ansk/i"si dan t/anslasi yang digabungkan6 seingga "e/isti&a yang te/7adi selama

"ene/7emaan da"at mem"enga/ui t/ansk/i"si

I&-","s" ee',!*# '!& !(ste%"* e&".

Keadi/an konsent/asi "/oduk aki/ da/i 7alu/ biosintesis yang uku"6 se/ing

menyebabkan "engambatan en@im "e/tama dalam 7alu/3 =enomena ini disebut um"an balik

inibitiono/2inibisi "/oduk aki/3 Um"an balik "engambatan te/7adi am"i/ seketika da/i


6/7

sintesis "/oduk aki/ ketika ditambakan ke media3 >alu/ biosintesis t/i"to5an di E3 oli

menyediakan ilust/asi yang baik untuk inibisi um"an balik3 "/oduk aki/ t/i"to5an2

ant/anilate dan bena/2bena/ menaan kegiatannya6 mengentikan sintesis t/i"to5an dengan

sege/a3 Um"an inibisi sensiti5 en@im be/isi dae/a yang be/ikatan dengan "/oduk aki/ 3"ada

kasus en@imm multime/i6 /egulato/ tem"at be/ikatan "/oduk aki/ bebeda dengan tem"at

be/ikatan subst/at3be/gantung "ada tem"at be/ikatan subst/at aki/6 bebe/a"a en@im

melakukan t/aansisi alloste/i3

t/ansisi alloste/i mengakti5kan en@im6 yang te/7adi ketika sebua en@im be/ikatan

dengan bebe/a"a subst/at3 bebe/a"a en@im mengakibatkan "engakti8an mau"un

"engambatan te/gantung "ada molekul e5ekto/3

Seue&*e se.e&tarae#s$%es" ge&et"* se!.! $%(ses "&e#s" ,!#te%"($-!ge

Regulasi da/i eks"/esi gen selama dau/ litik dalam bakte/i25ae be/beda dengan

karakte/istik o"e/on on2o553 Namun gen be/eks"/esi dengan "e/inta yang am"e/ sama

dengan "ada bakte/i3 9/oduk da/i eks"/esi gen yang lebi a&al6 be/tnggung 7a&ab untuk

mengentikan eks"/esi gen te/daulu dan mengakti5kan eks"/esi gen yang selan7utnya3


7/7

Pe%t!&)!!& 3

13 !agaimanaka kemungkinan yang te/7adi a"abila te/7adi mutasi "ada sekuens

o"e/ato/ dan sekuens gen /egulato/ da/i suatu o"e/onB

(3 !agaimana mekanisme "engatu/an "ositi5 dan negati5 da"at dibedakanB

J!!,!& 3

13 Mutasi "ada sekuens gen o"e/ato/ "ada suatu o"e/on akan mengakibatkan sekuens

te/sebut tidak da"at dikenali ole "/otein /e"/esso/ seingga t/ansk/i"si da/i gen

st/uktu/al yang dimiliki ole o"e/on te/sebut be/langsung sea/a te/us mene/us3Mutasi

"ada sekuens gen /egulato/ da"at menyebabkan dua kemungkinan3 Kemungkinan

"e/tama yakni mutasi "ada gen /egulato/ te/sebut akan menyebabkan te/bentuknya

"/otein /e"/esso/ dengan st/uktu/ kon5igu/asi dan kon5o/masi yang tidak be/ligan

kom"lemen dengan sekuens o"e/ato/ seingga "/otein /e"/esso/ tidak da"at be/ikatan

dengan o"e/ato/ dan menyebabkan gen st/uktu/al da/i suatu o"e/on te/us2 mene/us

te/eks"/esi3 Kemungkinan kedua adala "/otein /e"/esso/ memiliki ligan yang

be/kom"lemen dengan sekuens o"e/ato/6 namun demikian "/otein /e"/esso/ te/sebut

tidak memiliki ligan yang be/kom"lement dengan molekul e5ekto/ seingga molekul

e5ekto/ tidak da"at be/ikatan dengan "/otein /ese"to/6 yang mengakibatkan o"e/on

te/sebut selalu dalam kondisi inakti53

(3 Mutasi "ada gen /egulato/ yang mengasilkan non5ungsional "/oduk akan memiliki

e5ek yang sangat be/beda dalam kont/ol "ositi5 dan kont/ol negati53 Dalam /angkaian

kont/ol "ositi56 mutasi akan membuat tidak mungkin untuk mengakti5kan eks"/esi gen

"engatu/6 sedangkan "ada kont/ol negati5 si/kuit6 mutasi ini akan membuat tidak

mungkin untuk mematikan eks"/esi gen "engatu/

resume genetika ke 1

Documents