Ekspresi Gen: Definisi Regulasi Analisis

By On Saturday, February 25th, 2017 Categories : Sains

Apa itu gen? Bagaimana gen diekspresikan? Apa arti istilah ekspresi gen ? Bisakah kita menganalisis ekspresi gen? Pertanyaan-pertanyaan ini akan dibahas dalam artikel ini.

Definisi Ekspresi Gen

Gen adalah sepotong kecil materi genetik ditulis dalam kode dan disebut DNA. Setiap gen memiliki di dalamnya satu set instruksi untuk membuat molekul yang organisme butuhkan untuk bertahan hidup. Gen itu sendiri tidak dapat digunakan oleh organisme. Sebaliknya mereka harus berubah menjadi produk gen. Ekspresi gen adalah proses dimana informasi yang terkandung dalam gen menjadi produk yang bermanfaat.

Regulasi Ekspresi gen

Gen dapat dinyatakan baik sebagai RNA atau protein. Namun, tidak setiap produk gen yang dibutuhkan sepanjang waktu, mereka juga tidak dibutuhkan dalam jumlah yang sama. Bahkan, akan sangat penuh semangat menuntut untuk sel untuk mengekspresikan setiap gen sepanjang waktu. Selanjutnya, beberapa produk gen berbahaya bagi sel dan dengan demikian hanya diekspresikan pada akhir kehidupan sel. Karena alasan ini, kita mengatur ekspresi gen kita.

Bagaimana kita tahu apa produk gen yang dibutuhkan, ketika dibutuhkan, dan berapa banyak yang dibutuhkan? Sel-sel kita benar-benar memiliki sistem yang sangat rumit mekanisme untuk memonitor diri dan lingkungannya. Mereka mengambil sinyal internal dan eksternal, menganalisis mereka, dan kemudian memutuskan apakah produk gen yang dibutuhkan. Setelah diputuskan bahwa produk gen yang dibutuhkan, sel memiliki proses untuk menciptakan produk gen.

Langkah pertama dalam membuat produk gen adalah untuk membuat salinan dari gen. Gen tidak bisa meninggalkan inti, jadi kita perlu membuat salinan, yang disebut RNA (mRNA). MRNA dapat meninggalkan inti. Jadi, bagaimana kita membuat mRNA? Langkah pertama adalah untuk faktor transkripsi untuk mengikat DNA pada titik hulu ke gen sasaran. Titik inisiasi ini adalah urutan DNA yang disebut daerah promotor.

Transkripsi adalah proses dimana transkrip (mRNA) dari gen dibuat. Faktor transkripsi dapat merekrut sisa mRNA menciptakan mesin untuk gen sasaran. Jumlah dan jenis faktor lain bervariasi pada spesies, jenis sel, dan bahkan apa gen target. Salah satu komponen penting yang selalu hadir adalah RNA polimerase. Ini adalah mesin yang benar-benar membaca kode DNA dan membuat RNA. Faktor transkripsi yang mempromosikan ekspresi gen yang disebut aktivator. Gambar 1 menunjukkan faktor-faktor transkripsi dan RNA polimerase (RNAP) membuat salinan mRNA dari DNA.

Menariknya, faktor transkripsi juga dapat mencegah transkripsi gen. Jadi, setelah dianalisis, sinyal sel menerima mungkin mengatakan ke sel yang ada cukup atau bahkan terlalu banyak produk gen yang dihasilkan. Dalam kegiatan ini, sel mengirimkan berbagai jenis faktor transkripsi pada gen over-diekspresikan. Faktor transkripsi ini masih mengikat promotor, tetapi mereka memblokir akses ke gen. Dengan demikian, RNA polimerase tidak dapat mengikat gen dan mRNA tidak dibuat. Faktor transkripsi yang menghalangi transkripsi disebut represor. Gambar 2 menunjukkan represor (hijau) mengikat DNA untuk memblokir transkripsi.

Analisis Ekspresi Gen

Sains dapat menggunakan banyak teknik untuk menganalisis ekspresi gen, yaitu untuk mengetahui seberapa tinggi atau rendah suatu ekspresi gen. Salah satu metode yang paling sederhana adalah dengan menghitung jumlah produk protein dari gen tersebut. Ada beberapa masalah dengan teknik ini. Misalnya, protein dapat diekspor keluar dari sel atau mungkin hadir dalam sel meskipun gen tersebut tidak aktif diekspresikan (ditranskripsi menjadi mRNA). Masalah lain adalah bahwa Anda harus melisiskan sel untuk mendapatkan protein. Dengan demikian, mengamati sel utuh atau organisme tidak mungkin.

Sebuah metode alternatif untuk analisis adalah dengan melihat berapa banyak mRNA hadir dalam sel. Teknik ini juga dapat digunakan untuk menentukan di mana pada suatu organisme gen tertentu diekspresikan. Gambar 3 menunjukkan mRNA untuk Bongkok, sebuah protein yang mengatur perkembangan embrio lalat buah. Gambar pertama adalah awal pengembangan sementara yang lain kemudian dalam perkembangannya. Perubahan pola ekspresi mRNA Bongkok menunjukkan bahwa gen untuk Bongkok sedang dihidupkan dan dimatikan dalam sel yang berbeda sebagaimana lalat berkembang.