Pengertian Protein Ekspresi Gen

By On Friday, February 17th, 2017 Categories : Sains

Melalui lensa biologi sel, studi ekspresi gen terkait erat dengan pemahaman kita tentang protein. Sejak karya awal Kristen Anfinsen pada 1950-an, kita tahu bahwa urutan asam amino dalam protein menentukan struktur akhir tiga dimensi.

Setelah dari itu, para ilmuwan telah berulang kali mengamati bahwa struktur protein menentukan di mana ia akan bertindak dan apa yang akan dilakukannya. Ada tempat yang hal ini lebih nyata dari yang dengan fungsi enzim. Bentuk dan struktur protein merupakan aspek penting dari ekspresi gen dan biologi menghubungkan pemahaman kita tentang ekspresi gen untuk biologi sel.

Meskipun terutama berkaitan dengan molekul protein yang bekerja pada DNA dan urutan RNA, seperti faktor transkripsi dan histon, studi ekspresi gen juga berfokus pada tempat dalam ekspresi sel dimodulasi. Bahkan, modulasi ekspresi gen dapat terjadi dalam inti, sitoplasma, atau bahkan pada membran sel akibat dampak dari protein pada RNA pada mereka subregional seluler.

Bagaimana ilmuwan mempelajari bentuk dan fungsi protein? Sebuah teknik yang disebut spektrometri massa memungkinkan para ilmuwan untuk sequence asam amino dalam protein. Setelah urutan diketahui, membandingkan urutan asam amino dengan database memungkinkan ilmuwan untuk mengetahui apakah ada protein terkait yang fungsinya sudah diketahui. Sekuens asam amino yang sering sama akan memiliki fungsi yang sama dalam sel.

Urutan asam amino juga memungkinkan para ilmuwan untuk memprediksi muatan molekul, ukuran, dan kemungkinan struktur tiga-dimensi. Muatan dan ukuran nantinya bisa dapat dikonfirmasikan secara eksperimen (melalui SDS-PAGE dan double-dimensi gel). Untuk menyimpulkan seluk-beluk struktur tiga dimensi, para ilmuwan akan mencoba untuk mengkristal protein untuk mengkonfirmasi struktur molekul melalui kristalografi sinar-X dan / atau spektroskopi resonansi magnetik nuklir (pNMR).

Bagaimana para ilmuwan mempelajari dampak dari protein pada gen atau protein lain? Cara yang baik untuk mempelajari fungsi protein adalah untuk melihat apa yang terjadi di dalam sel ketika protein tidak hadir. Untuk ini ilmuwan menggunakan model sistem, seperti kultur sel atau organisme keseluruhan, dimana mereka dapat menguji fungsi protein tertentu atau gen dengan memodifikasi atau pemutasian mereka. Tingkat ekspresi gen dapat dihitung dengan mengukur mRNA ditranskripsi (noda utara), protein diekspresikan (nodaBarat), atau dengan langsung pewarnaan protein atau mRNA ketika masih dalam sel. Teknik-teknik baru telah mengubah cara kita mempelajari ekspresi gen – microarray DNA, analisis serial ekspresi gen (SAGE), dan high-throughput sequencing memungkinkan layar yang lebih besar dari beberapa molekul secara bersamaan dan telah membuka kemungkinan jenis baru dan lebih luas dari pertanyaan. Untuk menganalisis dataset besar dan melihat bagaimana jaringan molekul berinteraksi, disiplin baru yang disebut sistem biologi memberikan kerangka untuk pemahaman ini lebih besar dan lebih terintegrasi jaringan peraturan.

Menariknya, protein bukan satu-satunya regulator gen. Molekul pengatur datang dalam bentuk RNA dan bertindak pada asam nukleat lain dengan mengubah atau mengganggu mereka. Salah satu contoh adalah keluarga riboswitches, molekul asam ribonukleat yang membentuk struktur tiga dimensi yang menghentikan atau mengganggu transkripsi, mengingat sinyal eksternal yang tepat. Contoh lain dari RNA yang bekerja pada RNA lain adalah mekanisme interferensi RNA (RNAi), dimana molekul RNA untai ganda menurunkan mRNA sebelum terjemahan, sehingga secara efektif mengganggu ekspresi protein. Para diseksi mekanisme ini dan imitasi eksperimen selanjutnya telah menjadi keuntungan untuk mereka yang tertarik dalam memanipulasi fungsi gen.

Pada akhirnya, hasil dari jenis penelitian memiliki relevansi mendasar, dari pemahaman dasar tentang fungsi sel normal, seperti diferensiasi sel, pertumbuhan, dan pembagian, untuk menginformasikan radikal pendekatan baru untuk mengobati penyakit. Bahkan, beberapa penyakit manusia dapat muncul hanya dari cacat dalam struktur protein tiga dimensi. Melalui studi ekspresi gen dan protein, mudah untuk melihat bagaimana perubahan menit pada tingkat molekuler memiliki dampak yang keras.

6189423, 6189424, 6189425, 6189426, 6189427, 6189428, 6189429, 6189430, 6189431, 6189432, 6189433, 6189434, 6189435, 6189436, 6189437, 6189438, 6189439, 6189440, 6189441, 6189442, 6189443, 6189444, 6189445, 6189446, 6189447, 6189448, 6189449, 6189450, 6189451, 6189452, 6189453, 6189454, 6189455, 6189456, 6189457, 6189458, 6189459, 6189460, 6189461, 6189462