Ekspresi Gen pada Berbagai Jenis Organisme: Memahami Perbedaan dan Kompleksitasnya

Table of Contents

 

INFOLABMED.COM - Salah satu tantangan utama bagi mahasiswa genetika adalah memahami variasi jalur ekspresi gen yang ditemukan pada berbagai jenis organisme. 

Pada beberapa jenis organisme, jalur ini jauh lebih sederhana dibandingkan dengan yang lain. 

Bagi mereka yang baru mempelajari genetika, ada kecenderungan untuk fokus pada contoh ekspresi gen yang paling sederhana karena lebih mudah diingat. 

Namun, pendekatan ini dapat mengabaikan bagian penting dari jalur yang beroperasi pada manusia dan semua makhluk hidup “tingkat tinggi” lainnya.

Tiga Kelompok Utama Organisme: Prokariota dan Eukariota

Secara tradisional, ahli biologi membagi organisme menjadi dua kelompok besar: prokariota dan eukariota. 

Prokariota dan eukariota dibedakan berdasarkan organisasi selulernya yang sangat berbeda. Prokariota, seperti bakteri, tidak memiliki arsitektur seluler yang rumit dan DNA mereka tidak tertutup dalam struktur tertentu. 

Baca juga : Mengungkap Proses: Bagaimana DNA Diurutkan (How DNA is Sequenced)

Sebaliknya, sel eukariota biasanya lebih besar dan lebih kompleks, memiliki nukleus yang dibatasi membran yang mengandung kromosom, serta memiliki organel membran lain seperti mitokondria, vesikel, dan badan Golgi.

Sebagian besar prokariota bersifat uniseluler, meskipun beberapa spesies dapat bergabung membentuk struktur yang lebih besar, seperti rantai sel yang dibentuk oleh Anabaena. 

Eukariota dapat bersifat uniseluler atau multiseluler dan mencakup semua bentuk kehidupan makroskopis seperti tumbuhan, hewan, dan jamur. Manusia termasuk dalam kelompok eukariota ini.

Hingga tahun 1977, semua prokariota dianggap kurang lebih sama. Meskipun kelompok ini mencakup keragaman organisme yang sangat besar, perbedaannya dianggap hanya sebagai variasi dari tema yang sama. 

Asumsi ini sekarang telah dibantah, dan diakui bahwa prokariota terdiri dari dua kelompok organisme yang berbeda: bakteri dan archaea. 

Bakteri mencakup sebagian besar prokariota yang dikenal manusia dan ilmuwan, seperti Mycobacterium tuberculosis yang menyebabkan tuberkulosis, Vibrio cholerae penyebab kolera, dan Escherichia coli yang sering dipelajari di laboratorium.

Perbedaan Ekspresi Gen pada Bakteri dan Eukariota

Ekspresi gen adalah proses di mana informasi genetik dalam DNA digunakan untuk membuat produk fungsional, seperti protein atau RNA. 

Pada bentuknya yang paling sederhana, ekspresi gen dapat dianggap sebagai proses dua langkah yang dijelaskan sebagai “DNA membuat RNA membuat protein”. 

Baca juga : Pengertian Mikrobiologi Secara Umum - Seri Edukasi Teknologi Laboratorium Medik

Langkah pertama, transkripsi, menghasilkan sintesis mRNA dan RNA non-kode. Langkah kedua, translasi, menggunakan mRNA untuk mengarahkan sintesis protein.

Pada bakteri, ungkapan “DNA membuat RNA membuat protein” adalah deskripsi yang cukup akurat. 

Namun, dalam kenyataannya, transkrip RNA non-kode primer harus dipotong menjadi segmen-segmen untuk melepaskan molekul fungsionalnya, dan kelompok kimia tambahan juga harus ditambahkan ke beberapa dari mereka. 

Proses-proses ini merupakan bagian penting dari jalur ekspresi gen untuk RNA non-kode bakteri.

Di eukariota, ekspresi gen jauh lebih kompleks daripada sekadar “DNA membuat RNA membuat protein”. 

Pada eukariota, langkah awal di mana sekelompok protein, termasuk enzim yang melakukan transkripsi, dirakit pada DNA di dekat gen yang akan diekspresikan, jauh lebih rumit dibandingkan dengan bakteri. 

Ini sebagian besar disebabkan oleh mekanisme yang lebih canggih untuk mengontrol ekspresi gen individual pada eukariota dan karena banyak dari proses kontrol ini beroperasi dengan mengatur perakitan kompleks inisiasi transkripsi ini.

Peran Pemrosesan dalam Ekspresi Gen

Selain transkripsi dan translasi, pemrosesan RNA dan protein merupakan langkah penting dalam ekspresi gen, terutama pada eukariota. 

Misalnya, mRNA eukariota harus diproses untuk menghilangkan intron dari transkrip gen yang terputus-putus. 

Ini sangat penting karena eksin—segmen pengkode—harus dihubungkan bersama sebelum mRNA dapat diterjemahkan.

Selain itu, banyak protein eukariota juga diproses setelah sintesis, termasuk pemotongan menjadi segmen dan modifikasi kimiawi pasca-translasi, seperti penambahan kelompok kimia mulai dari residu metil (-CH3) hingga rantai samping besar yang terdiri dari 5 hingga 10 unit gula. 

Modifikasi-modifikasi ini merupakan bagian integral dari ekspresi gen karena produk akhir, dalam hal ini protein, tidak akan berfungsi sampai setelah diproses.

Ekspresi Gen: Lebih dari Sekadar Sintesis Molekul

Selain sintesis RNA dan protein, kita juga harus mempertimbangkan degradasi, atau turnover, dari molekul-molekul ini. 

Turnover bukan hanya cara untuk menghilangkan molekul yang tidak diinginkan. Ini memainkan peran aktif dalam mengontrol ekspresi gen dengan mempengaruhi jumlah RNA atau protein yang ada dalam sel pada waktu tertentu. 

Dalam banyak hal, pengaturan ketat dari degradasi ini sama pentingnya dengan kontrol sintesis molekul itu sendiri.

Memahami ekspresi gen pada berbagai jenis organisme adalah kunci untuk menggali lebih dalam kompleksitas genetika. 

Dari bakteri sederhana hingga eukariota yang lebih kompleks, perbedaan dalam jalur ekspresi gen menunjukkan bagaimana setiap organisme menyesuaikan diri dengan lingkungannya melalui kontrol genetik yang halus.

Artikel ini hanya untuk tujuan informasi. Untuk nasihat atau diagnosis medis, konsultasikan dengan profesional. *