Ékspresi gén

Éksprési gén nyaéta runtuyan prosés ngagunakeun informasi tina hiji gén pikeun nyintésis produk gén anu fungsional. Produk éta bisa mangrupa protéin, atawa ogé gén panyandi non-protéin saperti transfer RNA (tRNA) jeung gén RNA inti leutik (snRNA), anu duanana mangrupa produk RNA fungsional.

Prosés éksprési gén dipaké ku sakabéh mahluk hirup, kaasup éukaryota, prokaryota (baktéri jeung arkéa), sarta ogé dimangpaatkeun ku virus, pikeun ngahasilkeun mesin makromolekul anu diperlukeun pikeun ngajaga kalangsungan hirupna.

Sababaraha tahapan dina prosés éksprési gén di antarana transkripsi, nyambungkeun RNA atawa splicing, translasi, jeung modifikasi pascatranslasi protéin. Régulasi gén méré kadali ka sél kana struktur jeung fungsi, sarta jadi dasar pikeun diférénsiasi sél, morfogénésis, ogé rupa-rupa kamampuh jeung daya adaptasi unggal organisme. Régulasi gén ogé bisa jadi substrat pikeun parobahan évolusionér, sabab kadali kana waktu, tempat, jeung jumlah ékspresi gén bisa boga pangaruh anu gedé kana fungsi (aksi) gén dina sél atawa dina organisme multisélulér.

Dina élmu génétika, éksprési gén mangrupa tingkat anu paling dasar, tempat génótípe nimbulkeun fénótípe, nyaéta sipat anu bisa diperhatikeun. Kode génétik anu disimpen dina DNA “ditafsirkeun” ku prosés éksprési gén, sarta sipat-sipat tina éksprési éta ngawangun fénótípe hiji organisme. Fénótípe kawas kitu ilaharna ditepikeun ku sintésis protéin anu ngatur wangun organisme, atawa anu jalan minangka énzim pikeun ngagancangkeun lintasan métabolisme husus anu jadi ciri hiji organisme. Ku kituna, régulasi éksprési gén jadi hal anu kacida pentingna pikeun kamekaran hiji organisme.

Régulasi éksprési gén

Régulasi ékspresi gén nuduhkeun kana kadali kana jumlah jeung waktu mucunghulna produk gén anu fungsional. Kadali kana ékspresi gén kacida pentingna sangkan sél bisa ngahasilkeun produk gén anu diperlukeun dina waktos anu luyu. Ku cara kitu, sél miboga kaluwesan pikeun nyaluyukeun diri kana lingkungan anu robah-robah, sinyal ékstérnal, karuksakan sél, sarta rupa-rupa rangsangan séjénna. Sacara umum, régulasi gén méré kadali ka sél kana sakabéh struktur jeung fungsi, sarta jadi dasar pikeun diférénsiasi sél, morfogénésis, ogé kaserbagunaan jeung kamampuh adaptasi unggal organisme.

Loba istilah dipaké pikeun ngajéntrékeun jinis-jinis gén dumasar kana cara pangaturanana, di antarana:

Gén konstitutif nyaéta gén anu terus-terusan ditranskripsi, sabalikna tina gén fakultatif anu ngan ditranskripsi lamun diperlukeun.
Gén housekeeping nyaéta gén anu diperlukeun pikeun ngajaga fungsi sélulér dasar sarta biasana diekspresikeun dina sakabéh jinis sél dina hiji organisme. Contona di antarana aktin, GAPDH, jeung ubiquitin. Sababaraha gén housekeeping ditranskripsi dina tingkat anu relatif konstan, ku kituna gén ieu sok dipaké minangka titik rujukan dina panalungtikan pikeun ngukur tingkat éksprési gén séjén.
Gén fakultatif nyaéta gén anu ngan ditranskripsi lamun diperlukeun, sabalikna tina gén konstitutif.
Gén anu diinduksi nyaéta gén anu ékspresina ngaréaksikeun kana parobahan lingkungan atawa gumantung kana posisi dina siklus sél.

Unggal léngkah dina ékspresi gén bisa dimodulasi, mimiti ti léngkah transkripsi DNA jadi RNA nepi ka modifikasi protéin pascatranslasi. Stabilitas produk ahir gén, boh éta RNA boh protéin, ogé mangaruhan kana tingkat ékspresi gén—produk anu teu stabil bakal ngahasilkeun tingkat ékspresi anu handap. Sacara umum, ékspresi gén diatur ngaliwatan parobahan^[1] dina jumlah jeung jinis interaksi antar molekul^[2] anu babarengan mangaruhan kana transkripsi DNA^[3] jeung translasi RNA.^[4]

Sababaraha conto basajan anu némbongkeun pentingna ékspresi gén di antarana:

Kadali ékspresi insulin pikeun méré sinyal dina régulasi kadar glukosa dina getih.
Inaktivasi kromosom X dina mamalia bikang pikeun nyegah “kaleuwihan dosis” gén anu dikandungna.
Tingkat ékspresi cyclin anu ngadalikeun kamekaran ngaliwatan siklus sél éukariotik.

Sumber rujukan

↑ Zaidi, Sayyed K.; Young, Daniel W.; Choi, Je-Yong; Pratap, Jitesh; Javed, Amjad; Montecino, Martin; Stein, Janet L.; Lian, Jane B.; Wijnen, Andre J. van (2004-10-15). "Intranuclear Trafficking: Organization and Assembly of Regulatory Machinery for Combinatorial Biological Control *". Journal of Biological Chemistry (Dina basa English). 279 (42): 43363–43366. doi:10.1074/jbc.R400020200. ISSN 0021-9258. PMID 15277516. Pemeliharaan CS1: Bahasa yang tidak diketahui (link) Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link)
↑ Mattick, John S.; Amaral, Paulo P.; Dinger, Marcel E.; Mercer, Tim R.; Mehler, Mark F. (2009). "RNA regulation of epigenetic processes". BioEssays (Dina basa Inggris). 31 (1): 51–59. doi:10.1002/bies.080099. ISSN 1521-1878.
↑ Martinez, Natalia J.; Walhout, Albertha J. M. (2009). "The interplay between transcription factors and microRNAs in genome-scale regulatory networks". BioEssays (Dina basa Inggris). 31 (4): 435–445. doi:10.1002/bies.200800212. ISSN 1521-1878. PMC 3118512. PMID 19274664.
↑ Martinez, Natalia J.; Walhout, Albertha J. M. (2009). "The interplay between transcription factors and microRNAs in genome-scale regulatory networks". BioEssays (Dina basa Inggris). 31 (4): 435–445. doi:10.1002/bies.200800212. ISSN 1521-1878. PMC 3118512. PMID 19274664.

[1] Zaidi, Sayyed K.; Young, Daniel W.; Choi, Je-Yong; Pratap, Jitesh; Javed, Amjad; Montecino, Martin; Stein, Janet L.; Lian, Jane B.; Wijnen, Andre J. van (2004-10-15). "Intranuclear Trafficking: Organization and Assembly of Regulatory Machinery for Combinatorial Biological Control *". Journal of Biological Chemistry (Dina basa English). 279 (42): 43363–43366. doi:10.1074/jbc.R400020200. ISSN 0021-9258. PMID 15277516. Pemeliharaan CS1: Bahasa yang tidak diketahui (link) Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link)

[2] Mattick, John S.; Amaral, Paulo P.; Dinger, Marcel E.; Mercer, Tim R.; Mehler, Mark F. (2009). "RNA regulation of epigenetic processes". BioEssays (Dina basa Inggris). 31 (1): 51–59. doi:10.1002/bies.080099. ISSN 1521-1878.

[3] Martinez, Natalia J.; Walhout, Albertha J. M. (2009). "The interplay between transcription factors and microRNAs in genome-scale regulatory networks". BioEssays (Dina basa Inggris). 31 (4): 435–445. doi:10.1002/bies.200800212. ISSN 1521-1878. PMC 3118512. PMID 19274664.

[4] Martinez, Natalia J.; Walhout, Albertha J. M. (2009). "The interplay between transcription factors and microRNAs in genome-scale regulatory networks". BioEssays (Dina basa Inggris). 31 (4): 435–445. doi:10.1002/bies.200800212. ISSN 1521-1878. PMC 3118512. PMID 19274664.

[1]

[2]

[3]

[4]