Ekspresi gen pada Eukariot

Pada dasarnya sistem transkripsi maupun translasi pada prokariot maupun eukariot sama. Sama-sama memerlukan DNA templat, RNA polimerase, NTP (ribonukleotida) dan molekul protein regulator. Bahkan keduanya pula terdapat tahapan inisiasi, elongasi, dan terminasi. Tapi di sini saya akan menjelaskan lebih banyak tentang eukariot. Pada proses transkripsi, perbedaan yang paling mendasar antara prokariot dan eukariot adalah tempatnya. Pada eukariot terdapat di inti sel dan pada prokariot di sitoplasma. Hal ini dikarenakan menurut struktur selnya, eukariot mempunyai membran inti dan prokariot tidak. Sehingga diketahui pula pada eukariot gen-gennya tersebar pada kromosom. Selain itu eukariot bersifat monosistronik, artinya satu transkrip yang dihasilkan hanya mengkode satu macam produk ekspresi. Sedangkan pada prokariot bersifat polysistronik yang dalam satu transkrip mengkode beberapa macam produk ekspresi. Pada struktur gen eukariot pun berseling-seling : Intron (sekuen mengkode tidak spesisifik) – Ekson (sekuen mengkode spesifik) – Intron, dan pada prokariot tidak. Produknya pun pada eukariot terdapat tiga macam RNA polimerase yaitu tRNA, rRNA, dan mRNA. Sedangkan pada prokariot menghasilkan produk satu macam RNA saja. Pada proses inisiasi pada eukariot, tipe enzim RNA polimerase pada eukariota lebih kompleks. Dari 3 tipe enzim yang paling banyak dipelajari adalah polimerase yang akan menghasilkan mRNA. mRNA harus mengalami pemasakan terlebih dahulu yang melibatkan proses yang kompleks disebut prosesing.  Prosesing meliputi penambahan ‘tudung’ pada ujung 5’ dan ‘ekor’ pada ujung 3’, dan pemotongan (splicing) hasil awal transkrip mRNA (pre-mRNA) berukuran sangat besar. Ada 3 elemen yang ditambahkan dalam polimerisasi tersebut, yaitu: • TATA box (Goldberg-Hogness box) Posisinya 30 pasang basa (pb) sebelum titik transkripsi (-30). Konsensus urutan ini adalah heptanukleotida (tersusun atas 7 nukleotida) yang hanya mengandung A dan T (TATAAAA). TATA box bertanggung jawab terhadap penempelan awal supaya terjadi denaturasi pita ganda DNA. Hal ini didukung oleh kenyataan bahwa pasangan A-T tidak sestabil pasangan G-C, karena pasangan A-T hanya mempunyai dua ikatan hidrogen dan G-C mempunyai tiga ikatan hidrogen. • CAAT box Terletak sebelum promoter, pada beberapa gen sekitar 80 nukleotida sebelum titik transkrip (-80). Urutan nukleotidanya adalah GGCCAATCT. CAAT bersama dengan TATA box mempengaruhi efisiensi promoter. • DNA enhancer Lokasinya bervariasi (jauh di hulu gen, sesudah gen, bahkan di dalam gen itu sendiri). Selain enhancer, elemen pengatur lain yang dapat mempengaruhi ekspresi suatu gen adalah silencer, yang dapat menghambat ekspresi suatu gen. Suatu elemen dapat bersifat sebagai enhancer maupun sebagai silencer, tergantung pada protein yang menempel. Contohnya saja sistem hormon tiroid, elemen yang menentukan tanggapan hormon tiroid akan bersifat sebagai silencer jika receptor hormon tiroid terikat pada elemen tersebut tanpa bersama-sama dengan ligannya (hormon tiroid). • Faktor lain yang disebut trans-acting factors Perlengkapan ini memfasilitasi penempelan (tahap inisiasi) trans-acting factor berupa protein, pada manusia faktor transkripsi ini diberi nama TFIIA, TFIIB, dst. Salah satu TF yaitu TFIID terikat pada TATA box disebut TATA-binding protein (TBP). Pada proses translasi mRNA eukariota berumur lebih panjang (jam) dibanding mRNA prokariota (menit). Pada ujung 5’ mRNA eukariota ditambahkan ‘tudung’ yaitu 7-metilguanosin. Fungsi tudung ini adalah untuk efisiensi translasi. mRNA eukariota mempunyai urutan pengenal 5’-ACCAUGG disekitar kodon inisiasi AUG. Urutan ini disebut urutan Kozak (Marilyn Kozak). Pada prosesnya tidak memerlukan amino acid formylmethionine pada waktu inisiasi, tetapi kodon startnya tetap AUG, sehingga tRNA awal adalah tRNA-met. Faktor protein untuk inisiasi, elongasi dan terminasi sama dengan pada prokariota, tetapi jumlah yang diperlukan lebih banyak. Pada eukariota mempunyai ER. Struktur ER memungkinkan ribosom menyalurkan proein yang baru disintesis ke dalam saluran yang ada pada ER. Lain halnya dengan prokariot yang tidak mempunyai ER.