Pengendalian Operon Triptofan

Operon merupakan kelompok gen struktural yang diekspresikan secara terkoordinasi dan simultan dibawah kontrol suatu sinyal regulasi tunggal (promotor). Umumnya, kelompok gen struktural ini terlibat dalam suatu rangkaian reaksi metabolisme yang sama. Hal ini menjadikan proses ekspresi genetik di dalam sel menjadi lebih efisien. Adapun sistem pengendalian ekspresi genetik terdiri atas dua jenis, yaitu: pengendalian positif dan negatif yang melibatkan aktivitas suatu gen regulator. Apabila suatu operon dapat diaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator (aktivator) maka digolongkan sebagai pengendalian positif. Sebaliknya, pengendalian negatif terjadi ketika suatu operon dinonaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator (represor). Produk gen regulator (aktivator atau represor) bekerja dengan cara menempel pada sisi pengikatan protein regulator pada daerah promotor gen yang diaturnya. Pengendalian ekspresi gen umumnya dipelajari pada suatu organisme prokariot, seperti bakteri E. coli. Salah satu sistem pengendalian yang umum pada suatu bakteri yaitu: sistem operon triptofan (operon trp).

Operon trp adalah operon yang digunakan atau ditranskripsikan secara bersama-sama untuk mengkode komponen yang diperlukan dalam produksi asam amino triptofan. Operon trp memiliki lima gen struktural, yaitu: trpE, trpD, trpC, trpB, dan trpA. Selain itu, terdapat pula promotor yang berikatan dengan RNA polimerase, gen represor (trpR) yang mensintesis protein spesifik, serta pengarah peptida (trpL) dan urutan atenuator yang memungkinkan terjadinya regulasi. Operon trp, dikendalikan melalui dua macam mekanisme, yaitu: penekanan (represi) oleh produk akhir ekspresi dan pelemahan (attenuation).

Struktur operon trp

Gambar 1. Struktur operon trp

Continue reading

Teknologi DNA Rekombinan pada Produksi Insulin

Sejak Frederick Banting dan Charles Best menemukan hormon insulin pada tahun 1921, pasien diabetes yang mengalami gangguan produksi insulin dan mengakibatkan  peningkatan kadar gula darah, telah berhasil diobati dengan insulin yang diisolasi dari kelenjar pankreas hewan, seperti: sapi dan babi. Insulin hasil isolasi ini memiliki kemiripan dengan insulin manusia, meskipun komposisinya sedikit berbeda. Hal ini diduga akan mengakibatkan berbagai efek samping alergi, respon inflamasi pada tempat injeksi serta kekhawatiran komplikasi jangka panjang. Faktor-faktor ini menyebabkan para peneliti mempertimbangkan aplikasi dari teknik DNA rekombinan pada produksi insulin, dengan menyisipkan gen insulin ke dalam vektor yang sesuai (plasmid) yang kemudian diekspresikan pada host cell (E. coli), untuk menghasilkan insulin identik dengan yang diproduksi secara alami oleh manusia normal.

Continue reading

Komunikasi Antar Bakteri

Sebuah pertanyaan terlintas difikiran apakah makhluk hidup paling sederhana seperti bakteri juga saling berkomunikasi diantara sesamanya? Ternyata, aktivitas komunikasi memang ada di setiap makhluk hidup termasuk bakteri yang tergolong sebagai mikroorganisme. Bakteri-bakteri saling berkomunikasi dengan mengekskresikan senyawa tertentu. Fenomena ini pertama kali ditemukan oleh A.S. Khokhlov pada tahun 1970. Kholklov menemukan bahwa Streptomycetes mengeksresikan senyawa dengan berat molekul rendah yang jika terakumulasi pada medium akan menginduksi pembentukan spora dan biosintesis antibiotik oleh Streptomycetes tersebut.

Fenomena tersebut dikenal pula sebagai “Quorum Sensing” yang merupakan mekanisme regulasi biosintesis metabolisme yang dipengaruhi kepadatan populasi bakteri. Mekanisme regulasi melibatkan dua komponen utama, yaitu senyawa sinyal dan protein aktivator transkripsional. Senyawa sinyal biasanya memiliki berat molekul rendah dan terakumulasi dengan meningkatnya kepadatan populasi bakteri. Jika konsentrasi molekul sinyal mencapai konsentrasi tertentu, molekul sinyal akan berikatan dengan protein aktivator. Kompleks yang terbentuk kemudian mengaktifkan metabolisme tertentu pada bakteri dan menginduksi biosintesis molekul sinyal dan protein aktivator. Molekul sinyal dan protein aktivator yang terbentuk akan menginduksi lebih lanjut biosintesis metabolit bakteri.

Continue reading

Manis, Dari Lidah Hingga ke Otak

Proses pengecapan rasa oleh manusia merupakan suatu hal yang sangat kompleks dan luar biasa. Proses pengecapan berlangsung di suatu sel khusus yang terdapat di lidah. Sel-sel ini biasanya disebut sebagai sel-sel pengecap atau taste bud, yaitu : suatu kumpulan sel yang berbentuk seperti bunga cengkih. Terdapat tiga bagian pada lidah yang mengandung taste bud dalam jumlah yang sangat banyak, yaitu: papila circumvallate, papila foliate dan papila fungiform. Papila circumvallate terletak pada bagian ujung lidah dan mengandung ribuan taste bud. Folliate papilae terletak pada bagian tepi mendekati bagian belakang lidah dan mengandung ratusan taste bud. Papila fungiform terletak pada bagian pangkal dan mengandung hanya beberapa taste bud.

Secara garis besar, proses pengecapan rasa berlangsung melalui 3 tahap, yaitu: resepsi, tranduksi sinyal dan respon. Tahap resepsi merupakan tahap pengenalan sinyal yang memiliki rasa tertentu (tastan) oleh suatu reseptor. Tranduksi sinyal meliputi reaksi bertahap dalam sel akibat adanya sinyal rasa. Respon merupakan respon akhir sel-sel pengecap yang mengirimkan sinyal tersebut menuju sistem saraf.

Tahap resepsi menentukan jenis rasa dari suatu zat. Suatu zat yang memiliki rasa tertentu akan mampu berikatan dengan molekul-molekul reseptor yang terdapat di lidah.  Sebagai contoh, konsumsi sukrosa akan menyebabkan sukrosa terikat oleh reseptor rasa manis yang terdapat di lidah. Begitu pula jika yang di konsumsi adalah molekul natrium glutamat maka natrium glutamat ini akan terikat pada reseptor rasa gurih.

Pics1

Continue reading

Manis, Asam, Asin, Ramai Rasanya

Masih ada yang ingat dengan jingle salah satu iklan permen yang berbunyi “manis, asam, asin, ramai rasanya”. Jingle ini memang sangat ampuh untuk mempromosikan brand dari permen nano-nano. Buat anak-anak yang tumbuh di era tahun 90an awal, permen ini menjadi primadona. Keunikannya karena permen ini dianggap dapat mewakili semua rasa yang ada, manis, asam, dan asin, yang kemudian mencampurnya dengan baik dalam sebuah produk makanan. Manis, asam, asin memang merupakan tiga dari lima kategori rasa mendasar yang dapat dikecap oleh lidah manusia.

Continue reading