Q & A : Terkait Dengan Ekspresi Gen – Apa yang Dimaksud Dengan Ekspresi Gen yang Diregulasi (Regulated Gene Expression)?

Karena kegiatan kuliah AGH634. Rekayasa Genetika Tanaman sedang berjalan, ada baiknya diulas (review) pertanyaan-pertanyaan dan diskusi yang berkembang di dalam kelas. Salah satunya adalah “Terkait ekspresi gen – apa yang dimaksud dengan Regulated Expression?

Dalam konteks kuliah AGH634. Rekayasa Genetika Tanaman – yang dimaksud dengan ekspresi yang diregulasi (regulated expression) adalah terkait dengan ekspresi gen yang hanya terjadi dalam kondisi tertentu (kondisi permisif) dan tidak terekspresi pada kondisi yang lain (kondisi non-permisif). Sudah menjadi pemahaman umum bahwa meskipun setiap sel yang ada dalam tanaman mempunyai genom, jumlah dan macam gen yang sama, tidak semua gen yang ada dalam genom akan terekspresi di semua sel atau jaringan tanaman atau di semua kondisi

Namun demikian, karena ada fungsi-fungsi fisologis yang sama dalam setiap sel yang masih hidup – berarti juga ada kelompok gen yang selalu terekspresi dalam kondisi lingkungan eksternal dan internal apapun yang dihadapi oleh tanaman, di jaringan dan sel apa saja di dalam tanaman selama sel/jaringan/tanamannya masih hidup. Pola ekspresi dari kelompok gen yang demikian itu disebut sebagai pola ekspresi konstitutif (constitutive expression). Sejumlah gen yang termasuk sebagai kelompok house keeping genes merupakan gen-gen yang ekspresinya konstitutif. Beberapa contoh gen yang tergolong sebagai house keeping genes antara lain gen penyandi rRNA, gen penyandi ubiquitin, dan gen penyandi protein histone.

Dalam kaitannya dengan regulated genes, pada sel atau jaringan tanaman tertentu – hanya sejumlah gen tertentu yang akan terekspresi. Sebaliknya, pada sel atau jaringan tanaman yang lain – sejumlah gen lain yang berbeda yang akan terekspresi. Kelompok gen yang demikian itu seringkali dikenal dengan gen yang ekspresinya diregulasi oleh sel (cell specific expression), jaringan (tissue specific expression), atau perkembangan (developmentally regulated expression) tanaman.

Gen yang hanya terekspresi di sel epidermis dan tidak di sel yang lainnya merupakan salah satu contoh ekspresi yang cell specific expression. Sedangkan gen yang hanya terekspresi di jaringan bunga (jaringan generatif) dan tidak terekspresi di jaringan lainnya (jaringan vegetatif) merupakan contoh gen yang ekspresinya tissue specific. Ekspresi gen yang hanya ditemukan pada jaringan yang masih bersifat juvenil dan tidak dijumpai di jaringan dewasa merupakan contoh gen yang ekspresinya developmentally regulated expression.

Di dalam genom tanaman juga terdapat sejumlah gen yang sifatnya responsif terhadap stimulus eksternal atau stimulus internal. Sebagai contoh, terdapat sejumlah gen yang ekspresinya terinduksi (inducible expression) oleh kondisi stres (stress inducible) atau cahaya (light inducible), atau hormon (hormone inducible) atau kondisi penginduksi lainnya.

Gen yang hanya terekspresi ketika tanaman menghadapi stres dehidrasi dan tidak terekspresi dalam kondisi lingkungan yag optimum merupakan salah satu contoh ekspresi yang dehydration stress inducible. Sedangkan gen yang hanya terekspresi ketika sel atau jaringan tanaman terekspose dengan cahaya dan tidak terekspresi dalam kondisi gelap merupakan contoh gen yang ekspresinya light inducible. Ekspresi gen yang meningkat ketika jaringan tanaman terekspose dengan hormon tanaman tertentu dan tidak terekspresi jika hormonnya tidak tersedia merupakan contoh gen yang ekspresinya hormone inducible.

Di dalam genom tanaman juga terdapat sejumlah gen yang mempunyai pola ekspresi temporal (temporal expression) atau spasial (spatial expression). Kelompok gen yang ekspresinya diregulasi dengan pola temporal (temporal expression) atau spasial (spatial expression) juga tergolong sebagai gen yang ekspresinya diregulasi (regulated expression).

Ketika sel atau jaringan tanaman terekspose dengan induser tertentu, gen yang regulasinya inducible bisa saja ekspresinya langsung meningkat dengan cepat. Namun demikian, dengan berjalannya waktu – ekpresi gen yang bersangkutan cenderung menurun dan menghilang setelah suatu periode waktu tertentu dari induksi. Berarti gen yang dilustrasikan mempunyai pola regulasi ekspresi temporal (temporal expression).

Dalam contoh lain, pada satu jaringan tertentu yang dievaluasi (i.e. jaringan akar) – dapat dibuat irisan melintang untuk memperlihatkan bagian-bagian atau macam-macam sel yang menyusun jaringan akar. Pada berbagai macam sel penyusun jaringan akar tersebut, ternyata ada gen tertentu yang ekspresinya hanya terjadi di sel-sel epidermis dan akar rambut saja. Sel-sel lainnya di jaringan akar yang dievaluasi ternyata tidak mengekspresikan gen tertentu yang dievaluasi. Berarti gen yang dilustrasikan mempunyai pola regulasi ekspresi spasial (spatial expression).

Demikianlah sedikit penjelasan tentang apa yang dimaksud dengan ekspresi yang diregulasi (Regulated Expression) dalam rekayasa genetika tanaman. Semoga sedikit penjelasan yang diuraikan diatas dapat membantu menambah pemahaman bagi kolega yang membacanya. Semoga juga dapat menjadi sepotong kecil ‘gading atau belang yang dapat ditinggalkan bagi rekan sejawat sekalian. Feedback dan masukan dari teman-teman sangat diharapkan untuk meningkatkan pemahaman bersama, silakan berikan feedback dan masukan di kolom komentar.

Related articles

About PMB Lab: Prof. Sudarsono

This blog is dedicated as a communication media among alumni associated with PMB Lab, Dept. of Agronomy and Horticulture, Fac. of Agriculture, IPB, Bogor – Indonesia. It contains various information related to alumni activities, PMB Lab’s on going activities and other related matters.
This entry was posted in Kuliah (Courses), Q & A, Serbaneka Info and tagged , , , , , . Bookmark the permalink.

One Response to Q & A : Terkait Dengan Ekspresi Gen – Apa yang Dimaksud Dengan Ekspresi Gen yang Diregulasi (Regulated Gene Expression)?

  1. suskandari says:

    Assalamu’alaikum wr wb.

    Terima kasih infonya. Saya dari PBT 2008. Dalam penelitian saya, di kultur anter dan ovul, menghadapi gen2 pembungaan yang terekspresi sebelum waktunya, yang diduga karena selama pencahayaan terkontrol, pernah mengalami periode gelap akibat mati lampu.

    Akibat dari kejadian tersebut, kultur saya semua berbunga langsung dari kalus (in vitro flowering). Hal tersebut berlanjut dengan terekspresinya gen2 pengontrol pembungaan yg abnormal seperti yang terjadi di Arabidopsis, misalnya: bunga hanya mempunyai sepal saja, petal saja, atau seperti yang dijelaskan terkait dengan ABC model.

    Bagaimana cara untuk menghentikan terjadinya premature in vitro flowering tersebut? Karena akibat terjadinya pembungaan in vitro membuat sy kesulitan mendapatkan bagian vegetatif tanaman. Sudah saya coba dengan pemberian GA supaya terjadi pemanjangan batang dan memanipulasi unsur makro di media. Sebagian usaha tersebut berhasil, sehingga bisa didapat stek in vitro tetapi sebagian yang lain gagal. Akibatnya, saya lama kelamaan kehabisan materi, karena selesai berbunga planlet atau regeneran tersebut mati.

    Yang berhasil di stek, setelah buku ke 3-4 kembali keluar lagi bunga. Mohon penjelasan untuk memperkuat pembahasan saya. Terima kasih.

    Wassalamu’alaikum wr wb.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s