Regulasi Ekspresi Gen Prokariot: Regulasi Operon Triptofan

Presentasi berjudul: "Regulasi Ekspresi Gen Prokariot: Regulasi Operon Triptofan"— Transcript presentasi:

1 Regulasi Ekspresi Gen Prokariot: Regulasi Operon Triptofan
Bahan Kuliah Biologi TPB-IPB Bahan Kuliah Biologi TPB-IPB Regulasi Ekspresi Gen Prokariot: Regulasi Operon Triptofan Home Full Text Regulasi Ekspresi Gen Bagaimanakah Struktur dan Ekspresi Operon Triptofan ? Pada operon trp terdapat lima gen struktural yaitu trp-E, trpD. trpC, trp-B, dan trp-A, dan satu gen pengawal, trp-L. Gen pengawal terdapat disebelah hulu, dibelakang promotor, dan berfungsi sebagai ruas untuk regulasi, untuk mengatur ekspresi gen struktural tersebut di atas. Gen trp-E sampai trp-A keseluruhannya menyandikan enzim yang berperan dalam satu lintasan metabolisme triptofan, akhir dari ekspresi akan dihasilkan triptofan. Triptofan Melakukan Feedback Inhibition Dalam keadaan sel kekurangan triptofan, gen-gen pada operon trp diekspresikan sehingga terjadi peningkatan kuantitas triptofan dalam sel. Kuantitas tiptofan dalam sel akan mengendalikan ekspresi gen-gen pada operon ini, yaitu pada konsentrasi tertentu triptofan akan menghentikan ekspresi gen- gen tersebut. Regulasi oleh triptofan berhubungan dengan ruas trp-L.

2 Bagaimanakah Meknisme Regulasi Operon Triptofan ?
Apakah Attenuator ? 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, dan berfungsi sebagai regulator. Inisiasi transkripsi, pada promotor, akan berjalan tanpa hambatan dan trans-kriptase 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 dilanjutkan ke ruas gen yang ada di belakangnya (trpE sampai trpA). Bagaimanakah Meknisme Regulasi Operon Triptofan ? Kuantitas tiptofan dalam sel akan mengendalikan ekspresi gen-gen pada operon ini, yaitu pada konsentrasi tertentu triptofan akan menghentikan ekspresi gen-gen tersebut. Regulasi oleh triptofan berhubungan dengan ruas trp-L. Pada ruas trp-L terdapat dua kodon yang berhubungan dengan asam amino triptofan yaitu kodon yang terletak pada basa 54 sampai 59. Saat transkripsi sedang berjalan pada ruas gen trp-L, RNA yang dihasilkan transkripsi tersebut juga mulai dibaca oleh ribosom atau ditranslasikan. Ribosom akan berjalan membaca kodon-kodon yang terdapat RNA tersebut dan merangkaikan berbagai asam amino yang sesuai. Pergerakan ribosom akan berjalan lancar selama tersedia amino-asil-tRNA yang cocok dengan kodon yang dibaca ribosom tersebut. Pada saat kuantitas triptofan dalam sel belum mencukupi tidak akan terbentuk triptofal-tRNA (amino- asil-tRNA untuk triptofan), sehingga ketika ribosom mencapai kodon trp, basa 54 sampai basa 59, tidak akan ada tRNA yang berasosisasi pada ribosom, dan ribosom akan berhenti pada kodon tersebut. Ketika jumlah triptofan sudah mencukupi maka akan terbentuk triptofal-tRNA dan ribosom dapat membaca kedua kodon trp tersebut (basa 54 sampai basa 59) dan melanjutkan translasi kodon- kodon selanjutnya. Kejadian berhenti atau berjalannya ribosom pada kodon trp akan menentukan apakah proses transkripsi operon trp akan berjalan masuk ke gen trp-E atau berhenti pada ruas gen trp-L.

3 berpasangan dengan ruas-2.
Ruas gen pengawal trp-L terbagi atas 4 ruas, pada Gambar ditunjukan sebagai ruas 1, 2, 3, dan 4. Keempat ruas tersebut homolog satu dengan yang lainnya, sehingga ruas-ruas RNA yang ditranskripsikannya dapat membentuk pasangan satu sama lain. Pada Gambar terlihat bahwa ruas-2 dapat berpasangan dengan ruas-1 dan ruas-3, sedang-kan ruas-3 selain berpasangan dengan ruas-2 juga dapat berpasangan dengan ruas-4. Ruas-3 dan ruas-4 merupakan bentuk dari terminator dari gen trp-L, sehingga bila pada RNA kedua ruas ini berpasangan (pasangan 3-4) maka akan terbentuk struktur jepit rambut, yang merupakan signal akhir transkripsi, yang akan berakibat transkripsi berhenti. Regulasi pada tingkat RNA berlangsung melalui pengaturan pembentukan pasangan 3.4 (struktur jepit rambut terminator). Terjadinya perpasangan 3-4 dapat dicegah seandainya ruas-3 berpasangan dengan ruas-2. Telah dijelaskan pada alenea terdahulu bahwa keberadaan ribosom pada basa (pada trp-L) akan menentukan apakah transkripsi operon trp akan berhenti pada ruas trp-L atau berlanjut ke trp-E. Bila kuantitas triptofan di dalam sel belum mencukupi maka tidak akan terbentuk triptofal-tRNA, sehingga ribosom akan berhenti pada basa 54-59, ruas-2 akan terbebas dari ribosom sehingga dapat berpasangan dengan ruas-3 (pasangan 2.3). Pada kondisi ini tidak akan terbentuk pasangan 3.4 atau struktur jepit rambut terminator, sehingga transkripsi tidak berhenti pada ujung trp-L; melainkan terus dilanjutkan ke ruas gen trp-E dan seterusnya. Bila triptofan dalam sel telah mencukupi maka ribosom tidak akan berhenti pada basa 54-59, karena akan tersedia triptofal-tRNA; ribosom akan bergerak masuk ke ruas-2. Akibat kehadiran ribosom pada ruas-2 maka ruas-3 terbebas dari perpasangan dengan ruas-3, dan akan berpasangan dengan ruas-4 membentuk pasangan 3-4 atau struktur jepit rambut. Dalam kondisi ini maka transkripsi akan berakhir pada ujung trp-L, sehingga ruas trp-E dan yang lainnya tidak akan tertranskripsikan. Home ---- Glossary ---- Reproduksi Sel Hereditas Struktur Gen Regulasi & Ekspresi Gen Teknologi DNA ---- Genom Manusia Disusun oleh: Muhammad Jusuf , Aris Tjahjoleksono , Alex Hartana , Suharsono

4