Upload
realhaikalwiz
View
262
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 1/24
EKSPRESI GEN &PENGENDALIANNYA
1
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 2/24
2
Ekspresi gen dan mekanisme
pengendaliannya
A. Operon dan regulonB. Pengendalian pasca transkripsi
C. Pengendalian pasca translasi dan modifikasi
proteinD. Pengendalian global dan sinyal transduksi
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 3/24
Dari Gen ke Protein
3
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 4/24
Ekspresi Gen
4
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 5/24
Animasi Translasi
5
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 6/24
Regulasi Gen pada Bakteri
• Bakteri mempunyai beribu-ribu gen
– Tidak semua ditranskripsi pada waktu yang sama
– Bila itu dilakukan maka akan membuang energiyang banyak
– Namun beberapa gen ditranskripsi sepanjangwaktu Siapa dia ?
• “housekeeping” genes
– Gen lain diekspresikan sebagai tanggapan(respon) akibat terjadinya perubahan lingkungan
6
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 7/24
Regulasi Gen pada Bakteri
• Regulasi transkripsi
– Jika suatu protein (yang dikodekan oleh gen)
diperlukan, maka gen akan ditranskripsi – Jika suatu protein (yang dikodekan oleh gen)
Tidak diperlukan, maka gen akan Tidak akan
ditranskripsi
7
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 8/24
Unit Transkripsi pada Bakteri
8
Operon
promoter
operator
-35 TTGACA
-10 TATAAT (Pribnow box)
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 9/24
Regulasi pada Transkripsi
• Kontrol Positif atau Negatif
– Positif - membutuhkan suatu protein untuk
terjadinya transkripsi – Negatif - protein dibutuhkan untuk mem block
transkripsi
• Model operon pada bakteri
– Lac operon
9
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 10/24
Regulasi Lac operon
• Merupakan Kontrol Negatif
• Repressor protein (lac I gene product)
• Berikatan pada operator region dari Lac operon
• Mencegah terjadinya proses transkripsi
10
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 11/24
Induksi repressed operon
11
o
(can’t bind) (lac repressor)
(allolactose)
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 12/24
Regulasi Lac operon
• Repressor berikatan pada operator
– TIDAK terjadi transkripsi
• Effector berikatan pada Repressor – Repressor tidak dapat berikatan dengan operator
– Terjadi Transkripsi
• Berkurangnya konsentrasi Effector
– Repressor akan bebas untuk berikatan denganoperator
– TIDAK terjadi transkripsi
12
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 13/24
Regulasi Lac operon
• Satu gen yang berekspresi dari lac operon
– b-galactosidase
– Memecah laktosa (dan allolactose) menjadiglukosa dan laktosa
13
LACTOSE
(allolactose)
(effector)
Glucose
&
Galactose
b-gal
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 14/24
Repressi Operon Bakteri
14
co-repressor (tryptophan)Repressor
complex
Biosynthetic
Operons(Trp Operon)
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 15/24
Aktivasi & Deaktivasi Operon
15
Activator
effector inactive
complex
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 16/24
Regulasi Transkripsi Eukariotik
• Beberapa gen ditranskripsi pada hampir semua sel
– “housekeeping” genes
• Sifat unik dari sel itu disebabkan oleh ekspresi gen-
gen spesifik yang terkandung dalam sel tersebut
– cell-specific expression – tissue-specific expression
16
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 17/24
Regulasi Transkripsi Eukariotik
• Kemampuan untuk aktivasi dan penekanan
gen menjadi bagian yang esensial untuk
memelihara kespesifikan sel
17
skin
hepatocyteneuron
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 18/24
Regulasi Transkripsi Eukariotik
• Lebih kompleks dibanding bakteri
• Pengendalian dimediasi oleh protein-protein
yang diklasifikasikan sebagai TranscriptionFactors - TF :
– Basal TF - diperlukan oleh semua gen
– Specific TF - menentukan spesifitas ekspresi
– Activator - meningkatkan ekspresi
– Repressor - menurunkan ekspresi
18
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 19/24
Skema Promoter Gen Eukariot
19
Hampir semua mempunyai TATA box pada -25
Posisi TF binding sites lebih upstream“GC box” “CCAAT box” etc.
SP1 TFIID
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 20/24
Penerapan
• Merekayasa promoter yang berbeda di
depan coding sequences yang diinginkan,
dapat menghasilkan:
20
a. Regulasi yang berbeda
b. Meningkatkan laju ekspresi
c. Mengubah waktu ekspresid. Ekspresi terjadi di jaringan yang berbeda
e. Ekspresi pada organisme yang berbeda
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 21/24
Animasi Regulasi
21
Operon Lac
Eukariotik Control Expr. Operon
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 22/24
Signal Transduksi
22
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 23/24
• signal transduction refers to any process by which a cell converts one kind ofsignal or stimulus into another, most often involving ordered sequences ofbiochemical reactions inside the cell, that are carried out by enzymes, activated bysecond messengers resulting in what is thought of as a "signal trandusctionpathway". Such processes are usually rapid, lasting on the order of milliseconds inthe case of ion flux, minutes for the activation of protein and lipid mediated kinasecascades, or hours and days in terms of gene expression. In many signaltransduction processes, the number of proteins and other molecules participatingin these events increases as the process emanates from the initial stimulus,resulting in a "signal cascade" and often results in a relatively small stimuluseliciting a large response. This is referred to as amplification of the signal.
• In bacteria and other single-cell organisms, the variety of a signal transduction aprocesses of which the cell is capable influences how many ways it can react andrespond to its environment. In multicellular organisms, a multitude of differentsignal transduction processes are required for coordinating the behavior ofindividual cells to support the function of the organism as a whole. As may beexpected, the more complex the organism, the more complex the repertoire ofsignal transduction processes the organism must possess. Thus, sensing of boththe external and internal environment at the cellular level, relies on signaltransduction. Many disease processes such as diabetes, heart disease,autoimmunity and cancer arise from defects in signal transduction pathways,
further highlighting the critical importance of signal transduction to biology as wellas medicine.
23
7/27/2019 Dasar2 Genetika (Ekspresi Gen)
http://slidepdf.com/reader/full/dasar2-genetika-ekspresi-gen 24/24
24