Ekspresi gen prokariotik

1. Ekspresi Gen Pada Sel
Prokariotik
Azka Azalia Azzam 4401420063

2. Regulasi Ekspresi Gen
● Gen konstitutif adalah
gen yang ekspresinya
tidak diatur dan akan
diekspresikan secara
konstan (terus menerus)
● Regulasi ekspresi gen dapat
terjadi pada:
⮚ Transkripsi
⮚ Translasi

3. ❑ Salah satu ciri dari regulasi
ekspresi gen pada sel prokariotik
adalah adanya struktur operon.
❑ Operon adalah sekumpulan gen
yang ekspresinya dikendalikan
oleh satu promotor.
Struktur Gen Prokariot

4. ❑ Struktur gen prokariot: regulatory sekuens (promotor + operator) dan
struktural sekuens (coding region).
Struktur Gen Prokariot

5. ❑ Operon lac merupakan salah satu organisasi gen pada prokariot untuk menghasilkan
enzim β-galaktosidase.
❑ Operon lac terdiri dari 3 gen struktural: lac Z, lac Y, lac A.
❑ Proses transkripsi pada sel prokariot akan menghasilkan satu mRNA yang membawa
kode genetik untuk polipeptida yang berbeda beda, disebut mRNA polisistik.
Ekspresi Gen Pada Sel Prokariotik

6. Operon lac dapat diatur secara transkripsi
– 1. Dengan protein represor
– 2. Oleh protein aktivator
Model mekanisme induksi kontrol negatif
– Melibatkan protein represor lac
– Penginduksinya adalah alolaktosa
• Mengikat represor lac dan menonaktifkannya
Operon lac Diatur Oleh Protein Represor

9. Interaksi antara protein regulator dan rangkaian DNA dapat
menyebabkan:
1. Trans-effect
Regulasi genetik yang dapat terjadi meskipun segmen DNA tidak
berdekatan secara fisik
- Dimediasi oleh gen yang mengkode regulasi protein
Mutan:
lacI-= penekan tidak dibuat
lacIs = super supresor; penginduksi tidak dapat mengikat dan
dengan demikian represor tetap terikat pada operator

10. 2. Cis-effect atau cis-acting element
⮚ Urutan DNA harus berdekatan dengan pengaturan gen
⮚ Dimediasi oleh urutan yang mengikat regulasi protein
Mutan:
• lacOc = Represor tidak dapat mengenali dan mengikat operator
• lacP- = Promotor tidak berfungsi

11. Represi katabolit
• Saat terpapar laktosa dan glukosa
– E. coli menggunakan glukosa terlebih dahulu, dan represi katabolit
mencegah penggunaan laktosa
– Ketika glukosa habis, represi katabolit terjadi diringankan, dan operon lac
diekspresikan
• Penggunaan dua gula secara berurutan oleh bakteri disebut diauxic growth
Operon lac juga Diatur Oleh Protein Aktivator

12. • Regulasi melibatkan molekul kecil, cyclic AMP (cAMP)
– dihasilkan dari ATP melalui enzim adenylyl siklase
– cAMP mengikat protein aktivator yang dikenal sebagai Catabolite Activator
Protein (CAP)
• Kompleks cAMP-CAP adalah contoh regulasi genetik yang dapat diinduksi dan
di bawah control positif
– Kompleks cAMP-CAP mengikat ke CAP site dekat lac promotor dan
meningkatkan transkripsi
• Dengan adanya glukosa, enzim adenylyl siklase dihambat
– Ini menurunkan kadar cAMP dalam sel
– cAMP tidak lagi tersedia untuk mengikat CAP
– Tingkat transkripsi menurun

15. • Operon trp terlibat dalam biosintesis asam amino triptofan
– Gen trpE, trpD, trpC, trpB dan trpA dikodekan enzim yang terlibat dalam
biosintesis triptofan
– Gen trpR dan trpL terlibat dalam regulasi
• trpR mengkodekan protein represor trp
– Berfungsi dalam represi
• trpL mengkodekan peptida pendek yang disebut Leader peptide
– Berfungsi dalam atenuasi
Operon trp

19. • Atenuasi terjadi pada bakteri karena penggabungan transkripsi dan translasi
• Selama atenuasi, transkripsi sebenarnya dimulai tetapi dihentikan sebelum seluruh
mRNA dibuat
– Segmen DNA, disebut attenuator, penting dalam memfasilitasi pemutusan ini
– Dalam kasus operon trp, transkripsi berakhir tidak lama setelah wilayah trpL (Gambar
14.13c)
– Dengan demikian atenuasi menghambat produksi triptofan lebih lanjut
• Segmen operon trp langsung ke hilir dari operator site yang memainkan peran penting
dalam atenuasi
– Gen pertama dalam operon trp adalah trpL
• Ini mengkodekan peptida pendek yang disebut leader peptide

21. • Oleh karena itu, pembentukan stem-loop 3-4 menyebabkan RNA pol menghentikan
transkripsi pada akhir dari gen trpL
• Kondisi yang mendukung formasi 3-4 stem-loop bergantung pada translasi trpL mRNA
• Ada tiga kemungkinan yang terjadi:
– 1. Tidak ada translasi
– 2. Tingkat triptofan yang rendah
– 3. Triptofan tingkat tinggi

25. Terima kasih.