Q & A : Terkait Dengan Ekspresi Gen – Bagaimana Mekanisme Regulasi Ekspresi Gen Dilakukan?

Regulation of Gene Expression

Gambar 1. Salah satu model mekanisme regulasi ekspresi gen tanaman (regulasi level translasi). Dalam model tersebut terdapat dua komponen, yaitu: (1) regulatory gene (gen regulator) dan (2) regulated genes (target genes). Regulatory gene menghasilkan polipeptida yang berfungsi sebagai trans-acting factor (TAF) dan di bagian promoter dari regulated genes terdapat cis-acting element (CAE). Interaksi spesifik antara TAF/TF dan CAE merupakan salah satu mekanisme regulasi ekspresi gen target agar hanya terekspresi dalam kondisi permisif saja.

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 “Bagaimana mekanisme regulasi ekspresi gen dilakukan?

Dalam posting sebelumnya telah didiskusikan kelompok gen yang ekspresinya tidak terjadi pada setiap waktu, setiap perkembangan tanaman, atau dalam kondisi apapun. Gen-gen tersebut hanya terekspresi dalam kondisi permisif saja dan tidak terekspresi dalam kondisi non-permisif dan dikenal sebagai gen yang ekspresinya dibawah kontrol mekanisme regulasi tertentu (regulated gene expression). Pertanyaan yang muncul, lantas bagaimana mekanisme regulasi gen-gen tersebut sehingga hanya bisa terekspresi dalam kondisi permisif dan tidak terekspresi dalam kondisi non-permisif?

Dalam konteks kuliah AGH634. Rekayasa Genetika Tanaman – jawaban dari pertanyaan tersebut dapat diilustrasikan dengan model mekanisme regulasi ekspresi gen pada Gambar 1. Dalam model tersebut, terdapat dua komponen yang saling berinteraksi, yaitu: (1) Gen regulator (regulatory genes) dan (2) Gen target (regulated genes).

Gen regulator (regulatory genes) mempunyai fungsi sebagai pengatur (penentu) terjadi tidaknya ekspresi dari gen target (regulated genes). Gen regulator (regulatory genes) sendiri jika terekspresi akan menghasilkan polipeptida yang berfungsi sebagai trans-acting factor (TAF) atau sering juga disebut sebagai transcription factor (TF).

Pada bagian promoter gen target (regulated genes), yang ekspresinya hanya terjadi dalam kondisi permisif saja, umumnya terdapat rangkaian nukleotida unik yang disebut sebagai cis-acting element (CAE). CAE ini merupakan rangkaian nukleotida yang menjadi target binding dari TAF/TF (produk ekspresi dari gen regulator). CAE dengan rangkaian nukleotida tertentu akan mempunyai pasangan TAF/TF yang  spesifik.

TAF atau TF mampu mengendalikan ekspresi gen target (regulated genes) melalui kemampuannya untuk binding dengan CAE yang ada di bagian promoter dari gen target (regulated genes). Interaksi yang terjadi antara TAF/TF dengan CAE menentukan terjadi tidaknya transkripsi (ekspresi) dari gen target (regulated genes) dan sekaligus sebagai salah satu bentuk mekanisme regulasi ekspresi gen. Untuk setiap stimulus eksternal atau internal tertentu maka akan terdapat pasangan antara TAF/TF dan CAE tertentu juga.

Dengan demikian, di dalam genom tanaman terdapat banyak gen regulator penghasil TAF/TF yang mengatur ekspresi gen target tertentu sebagai respons terhadap stimulus eksternal atau internal. Sebaliknya, di dalam genom tanaman juga terdapat banyak gen yang ekspresinya hanya terjadi pada kondisi permisif tertentu dan di bagian promoter gen target tersebut terdapat cis-acting elemen spesifik yang berkaitan dengan respons tanaman terhadap stimulus eksternal dan internal. Akhirnya, melalui interaksi antara TAF/TF dan CAE yang spesifik tersebut, dimungkinkan untuk meregulasi ekspresi gen-gen dalam genom tanaman sebagai respons terhadap stimulus eksternal dan internal tanaman.

Demikianlah sedikit penjelasan tentang bagaimana mekanisme regulasi ekspresi gen (Regulation of Gene Expression) dilakukan dalam hubungannya dengan kuliah 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.

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