Pengertian dan Peran Recognition Sequences dalam Inisiasi Transkripsi

Table of Contents

 

INFOLABMED.COM - Transkripsi adalah proses penting dalam ekspresi genetik yang memungkinkan informasi genetik dalam DNA diubah menjadi RNA, yang kemudian dapat diterjemahkan menjadi protein. 

Agar transkripsi terjadi pada posisi yang tepat di sepanjang molekul DNA, enzim RNA polimerase harus memulai proses ini di lokasi yang benar. 

Salah satu elemen kunci yang menentukan di mana transkripsi dimulai adalah keberadaan recognition sequences atau sekuens pengenalan, yang menjadi penanda bagi RNA polimerase untuk memulai inisiasi transkripsi.

Apa Itu Recognition Sequences?

Recognition sequences adalah segmen pendek dalam molekul DNA yang diidentifikasi oleh RNA polimerase atau protein pengikat DNA lainnya, yang berfungsi sebagai titik awal untuk proses transkripsi. 

Baca juga : Struktur Bakteri dan Peran Pentingnya dalam Kehidupan

Posisi-posisi ini biasanya terletak di depan (upstream) gen yang akan ditranskripsi. Dalam sel bakteri seperti Escherichia coli (E. coli), sekuens ini dikenal sebagai promoter.

Promoter dalam Bakteri: Mengatur Titik Awal Transkripsi

Di bakteri, promotor adalah sekuens nukleotida pendek yang dikenal oleh RNA polimerase sebagai titik untuk mengikat DNA dan memulai transkripsi. 

Promoter hanya ditemukan tepat di depan gen, dan keberadaannya tidak terdapat di bagian lain dari genom. 

Dalam E. coli, promoter terdiri dari dua komponen utama: kotak –35 dan kotak –10. Kotak –10 sering disebut juga sebagai Pribnow box, dinamai menurut ilmuwan yang pertama kali menemukannya. 

Nama-nama ini merujuk pada lokasi kotak-kotak ini pada molekul DNA relatif terhadap titik di mana transkripsi dimulai.

Struktur dan Fungsi Promoter dalam E. coli

Studi awal mengenai promoter E. coli dilakukan dengan membandingkan wilayah upstream lebih dari 100 gen. 

Penelitian ini menemukan bahwa promoter dalam E. coli memiliki dua komponen yang berbeda, yaitu kotak –35 dengan urutan 5'-TTGACA-3' dan kotak –10 dengan urutan 5'-TATAAT-3'. 

Baca juga : Mengenal Lebih Dekat Biologi Molekuler: Menyingkap Rahasia Kehidupan di Tingkat Molekuler

Ini adalah sekuens konsensus yang menggambarkan rata-rata dari semua sekuens promoter di E. coli. 

Meskipun sekuens spesifik di depan gen tertentu mungkin sedikit berbeda dari konsensus, variasi ini bersama dengan fitur sekuens di sekitar titik awal transkripsi mempengaruhi efisiensi promoter.

Efisiensi promoter dapat bervariasi hingga 1000 kali lipat antara promoter yang kuat dan lemah. 

Promoter yang paling efisien mampu menghasilkan banyak inisiasi transkripsi produktif per detik, di mana inisiasi produktif adalah yang mengakibatkan RNA polimerase meninggalkan promoter dan mulai mensintesis transkrip RNA penuh.

Promoter dalam Eukariota: Lebih Kompleks dan Beragam

Di eukariota, promoter mencakup semua sekuens yang penting dalam inisiasi transkripsi gen. 

Ini termasuk promoter inti yang merupakan situs di mana kompleks inisiasi yang mengandung RNA polimerase dibentuk, serta satu atau lebih sekuens pendek yang ditemukan di posisi upstream dari promoter inti. 

Setiap jenis RNA polimerase dalam sel eukariota mengenali tipe promoter yang berbeda, dan perbedaan antara promoter inilah yang menentukan gen mana yang ditranskripsi oleh RNA polimerase tertentu.

Untuk RNA polimerase II, enzim yang mentranskripsi gen pengkode protein, promoter bisa sangat panjang, bahkan mencapai beberapa kilobasa upstream dari situs awal transkripsi. 

Baca juga : Genetika di Dunia Modern: Menguak Rahasia DNA dan Perannya dalam Kehidupan Kita

Promoter inti RNA polimerase II biasanya terdiri dari kotak –25 atau TATA box dengan sekuens konsensus 5'-TATAWAAR-3' dan sekuens inisiator (Inr) yang terletak di sekitar nukleotida +1. Dalam mamalia, sekuens konsensus dari Inr adalah 5'-YCANTYY-3'.

Kompleksitas Tambahan pada Promoter Eukariota

Beberapa gen pengkode protein eukariota memiliki promoter alternatif, yang memungkinkan transkripsi gen dimulai di dua atau lebih lokasi berbeda, menghasilkan mRNA dengan panjang yang berbeda. 

Misalnya, gen distrofina pada manusia, yang telah banyak dipelajari karena cacat pada gen ini menyebabkan penyakit distrofi otot Duchenne, memiliki setidaknya tujuh promoter alternatif. 

Promoter-promoter ini aktif di berbagai bagian tubuh, seperti otak, otot, dan retina, memungkinkan varian protein distrofina yang berbeda dibuat di jaringan-jaringan tersebut.

Promoter alternatif juga dapat menghasilkan varian protein terkait pada tahap perkembangan yang berbeda, dan memungkinkan satu gen untuk mengarahkan sintesis dua atau lebih protein pada saat yang sama dalam satu jaringan. 

Lebih dari 10.500 promoter telah terbukti aktif dalam sel fibroblas manusia, namun promoter-promoter ini mendorong ekspresi kurang dari 8000 gen, menunjukkan bahwa sejumlah besar gen dalam sel-sel ini diekspresikan dari dua atau lebih promoter.

Pemahaman tentang recognition sequences untuk inisiasi transkripsi sangat penting dalam biologi molekuler karena memengaruhi bagaimana gen diekspresikan dan diatur. 

Dalam sistem bakteri dan eukariota, berbagai elemen promoter memainkan peran penting dalam memastikan bahwa transkripsi dimulai pada posisi yang tepat dan dengan efisiensi yang sesuai dengan kebutuhan seluler. 

Variabilitas dan kompleksitas promoter, terutama dalam organisme eukariota, menambahkan lapisan regulasi tambahan yang memungkinkan kontrol genetik yang lebih presisi.

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