Regulasi Ekspresi Gen Prokariot
Summary
TLDRThis script discusses gene expression control in prokaryotic organisms, focusing on operons. It explains structural genes, regulatory genes, and control sites, detailing how regulatory proteins like repressors and activators influence transcription. Examples include the lac operon, which is regulated by lactose, and the trp operon, controlled by tryptophan levels. The concept of catabolite repression and attenuation, which fine-tune gene expression, are also covered.
Takeaways
- ๐งฌ Prokaryotic gene expression is controlled by a group of structural genes and control sites known as an operon.
- ๐ Regulatory genes and control sites are crucial for regulating the transcription rate of structural genes.
- ๐ Regulatory proteins can either activate or repress the transcription process, with activators promoting transcription and repressors inhibiting it.
- ๐ Negative control involves repressor proteins that inhibit transcription, with two types: constitutive and repressible operons.
- ๐ Positive control involves activator proteins that stimulate transcription, with two types: inducible and repressible operons.
- ๐ผ The lac operon in E. coli is a well-studied model for understanding gene regulation in prokaryotes, consisting of three structural genes and associated control sites.
- ๐ซ Catabolite repression is a form of positive control where the presence of glucose represses the transcription of other sugar-metabolizing genes.
- ๐ Attenuation is an additional level of control that affects the continuation of the transcription process beyond initiation.
- ๐ The trp operon is an example of a negatively repressible operon that controls the biosynthesis of the amino acid tryptophan.
- ๐ Antisense RNA can regulate gene expression by binding to mRNA and inhibiting ribosome binding, as seen with the regulation of the UMP gene in E. coli.
Q & A
What is the role of the operator in prokaryotic gene expression?
-The operator is a short sequence of nucleotides in DNA that controls the expression of structural genes. It is part of the regulatory region of an operon and is where RNA polymerase binds to initiate transcription.
What are the two main types of regulatory proteins involved in gene expression in prokaryotes?
-The two main types of regulatory proteins are repressors and activators. Repressors inhibit transcription, while activators stimulate it.
How does the lac operon regulate the metabolism of lactose in E. coli?
-The lac operon is composed of structural genes that code for enzymes involved in lactose metabolism. It is regulated by the presence of lactose, which can bind to the repressor protein, changing its conformation and allowing RNA polymerase to bind to the promoter and initiate transcription.
What is meant by the term 'catabolite repression' in the context of gene regulation?
-Catabolite repression is a form of positive control where the presence of glucose represses the transcription of genes necessary for the metabolism of other sugars. This is because glucose is a preferred carbon source and requires less energy to metabolize.
What is the function of the CAP protein in E. coli?
-The CAP protein, or cAMP receptor protein, binds to cAMP and helps in the regulation of gene expression in response to glucose levels. When glucose levels are high, CAP binds to DNA and stimulates transcription of genes involved in carbohydrate metabolism.
What is the role of the trp operon in the biosynthesis of tryptophan?
-The trp operon controls the biosynthesis of tryptophan by regulating the transcription of genes involved in its synthesis. When tryptophan levels are high, it binds to the repressor protein, which then binds to the operator and inhibits transcription.
What is attenuation and how does it control gene expression?
-Attenuation is a regulatory mechanism that controls gene expression at the level of transcription elongation. It involves the formation of secondary structures in the mRNA that can lead to premature termination of transcription.
How does the presence of tryptophan affect the trp operon?
-When tryptophan levels are high, it binds to the repressor protein, activating it and allowing it to bind to the operator site, which inhibits transcription of the trp operon and thus the synthesis of tryptophan biosynthetic enzymes.
What is the role of the regulatory gene in an operon?
-The regulatory gene produces RNA that can be transcribed into regulatory proteins, which help control the transcription of structural genes within an operon.
How does the lac operon respond to the presence of lactose?
-In the presence of lactose, the lac operon is activated. Lactose binds to the repressor protein, changing its conformation and allowing RNA polymerase to bind to the promoter and initiate transcription of the lac operon.
What is the significance of the CRP binding site in the lac operon?
-The CRP binding site is a regulatory site that interacts with the cAMP receptor protein (CRP). When bound to cAMP, CRP can stimulate the transcription of the lac operon by enhancing the binding of RNA polymerase to the promoter.
Outlines
๐งฌ Gene Expression Control in Prokaryotes
This paragraph discusses the mechanisms of gene expression control in prokaryotic organisms. It introduces the concept of the operon, which includes structural genes and regulatory sites that control the rate of transcription. The paragraph explains how regulatory genes, which consist of promoters and can be transcribed into mRNA and then translated into regulatory proteins, help control the transcription of structural genes. These proteins can either activate or repress transcription. The paragraph also covers the two types of transcription control in prokaryotes: negative control and positive control, with examples of how these controls work in different operons.
๐ฌ The lac Operon: A Model for Gene Regulation
The second paragraph delves into the lac operon in E. coli as a model for gene regulation in prokaryotes. It describes the structure of the lac operon, which includes three structural genes and several control sites. The paragraph explains how the lac operon is regulated by the presence of lactose and how the regulatory proteins interact with the operator to either allow or inhibit transcription. It also discusses the role of the lac repressor and how it can be converted from an inactive to an active state by binding with lactose, thus controlling the transcription of the lac operon.
๐ Catabolite Repression and the Trp Operon
This section explores the concept of catabolite repression, a form of positive control in gene regulation, which is influenced by the presence of glucose. It explains how the presence of glucose can repress the transcription of genes involved in metabolizing other sugars, such as the trp operon, which controls the biosynthesis of the amino acid tryptophan. The paragraph also discusses the role of the trp repressor and how it can be converted from an inactive to an active state by binding with tryptophan, thereby inhibiting the transcription of the trp operon.
๐ Attenuation: A Post-Initiation Control Mechanism
The final paragraph discusses attenuation, a post-initiation control mechanism that affects the continuation of the transcription process beyond initiation. It provides an example of how attenuation occurs in the trp operon, with a focus on the leader region and the role of ribosomes in controlling transcription. The paragraph explains how the presence of tryptophan can influence the formation of secondary structures in the mRNA, which in turn can lead to premature termination of transcription. It also touches on the control of translation by antisense RNA and provides an example of how this mechanism regulates gene expression in E. coli.
Mindmap
Keywords
๐กProkaryotic
๐กGene Expression
๐กOperon
๐กRegulatory Genes
๐กPromoter
๐กTranscription
๐กRegulatory Proteins
๐กActivator
๐กRepressor
๐กCatabolite Repression
๐กLac Operon
๐กAttenuation
Highlights
Pengontrol ekspresi gen pada organisme prokariotik melalui struktural gen dan kontroling site yang dikenal sebagai operon.
Struktural gen adalah sekwen nukleotida dari DNA yang digunakan sebagai template untuk sintesis RNA.
Regulatory operon terdiri dari regulatory gen dan kontroling site yang membantu meregulasi transkripsi sukral gen.
Regulator gen memiliki promotor dan ditranskripsikan menjadi mRNA pendek yang kemudian ditranslasikan menjadi protein kecil yang dikenal sebagai regulatory proteins.
Simulator protein membantu ekspresi sukral gen dengan cara terikat pada kontroling site, dapat mengaktivasi atau menghambat transkripsi.
Regulatory protein yang menstimulasi transkripsi gen disebut activator, sementara yang menghambat disebut represor.
Terdapat dua tipe pengontrolan transkripsi yaitu negatif kontrol dan positif kontrol.
Negatif kontrol melibatkan regulatory protein sebagai represor yang menghambat transkripsi.
Positif kontrol melibatkan regulatory protein sebagai activator yang menstimulasi terjadinya transkripsi.
Operon polisistronik terdiri dari beberapa situr algen atau systron dan kontroling site.
Regulon adalah sekelompok operon yang dikontrol oleh satu regulatory protein.
Laktosa operon pada E. coli merupakan model yang baik untuk menjelaskan regulasi gen pada prokariotik.
Katabolit repression merupakan kontrol positif terhadap keberadaan glukosa yang melibatkan peran di merek protein.
Triptofan operon atau Trp operon mengontrol biosintesis asam amino triptofan.
Transkripsi dimulai pada start site, tetapi terminasi terjadi secara prematur, yaitu sebelum RNA polimerase mencapai struktural gen.
Attenuation adalah kontrol lebih lanjut dari proses transkripsi yang mempengaruhi kelanjutan proses transkripsi dari inisiasi.
Regulasi gen UMP pada E. coli menunjukkan bagaimana antisense RNA dapat menghambat pengikatan ribosom dan mengontrol translasi.
Transcripts
Mi4 lagi dengan saya kesempatan kali ini
kita akan membahas tentang bagaimana
pengontrol ekspresi gen pada organisme
prokariotik Mari kita sambut jeruk
organisasi gen pada prokariotik terdiri
atas sekelompok struktural gen dan
kontroling site yang meregulasi laju
transkripsi yang dikenal sebagai operon
struktural gen adalah sequin nukleotida
dari DNA yang digunakan sebagai template
untuk sintesis RNA selain itu juga
terdapat regulatory operon yang tersusun
atas regulatory gen dan kontroling site
nya regulator gen membantu meregulasi
transkripsi sukral gen dari suatu operon
regulator gen memiliki promotor dan
ditranskripsikan menjadi MrNa pendek
kemudian ditranslasikan menjadi protein
kecil yang dikenal sebagai regulatory
proteins in
simulator impro Tein adalah protein yang
membantu ekspresi syukur algen dengan
terikat pada kontrol Insight dapat
mengaktivasi atau menghambat transkripsi
regulatory protein yang menstimulasi
transkripsi gen disebut activator
sementara yang menghambat proses
transkripsi disebut represor dan yang
menghentikan transkripsi dinamakan
Terminator controlling site atau dikenal
dengan operator adalah sequin nucleotide
pendek dari DNA dengan panjang kurang
lebih 15-30 nukleotida yang mengontrol
ekspresi dari struktural game hampir
semua operon pada bakteri terdiri dari
beberapa situr algen atau systron dan
kontroling site sehingga disebut
polisistronik operon polisistronik
operon ini ditranskripsikan menjadi 1m
Rema regulon adalah sekelompok koploan
yang
bawah kontrol sebuah regulatory proteins
pada organisme prokariotik secara umum
terdapat dua tipe pengontrolan
transkripsi yaitu negatif kontrol dan
positif kontrol negatif kontrol
regulatory protein berperan sebagai
represor yang menghambat transkripsi ada
dua jenis yaitu negatif industri Bello
peron dan negatif repressible operon
tipe kontrol kedua adalah positif
kontrol pada positif kontrol regulatory
protein berperan sebagai activator yang
menstimulasi terjadinya transkripsi ada
dua yaitu positif indusibel operon dan
positif reversible operon pada sistem
indusibel operon transkripsi normalnya
of tapi akan di on-kan sementara pada
repressible Opera
Hai transkripsi nol Mania on dan harus
di offkan pada gambar berikut
merepresentasikan Bagaimana tipe
pengontrolan negatif repressible operon
terjadi pada negatif repressible operon
regulatory protein berupa inaktif
represor karena inaktif represor maka
represor tidak bisa menempel pada daerah
operator atau controlling site sehingga
transkripsi tetap berjalan dan produk
dihasilkan namun jika keberadaan produk
sudah berlebih didalam sel produk dapat
berperan sebagai Core processor yang
dapat berikatan dengan inaktif regulator
protein atau represor sehingga represor
yang awalnya inaktif menjadi represor
yang aktif represent yang aktif ini akan
mampu menempel pada daerah operator dan
terjadinya transkripsi disini kita
melihat pada tipe pengontrolan negatif
repressible operon regulatory protein
berupa represor dan karena repressible
operon keras skripsi yang awalnya on
menjadi off sedangkan pada tipe negatif
industri Bello peron regulatory protein
merupakan aktif represor karena aktif
represor maka bisa menempel pada daerah
operator dan menyebabkan transfusi tidak
berjalan namun keberadaan prekursor
dapat menempel pada aktif represor dan
menyebabkan represor menjadi inaktif
represor yang inaktif tidak lagi mampu
menempel kepada operator sehingga proses
transkripsi dapat berjalan nah disini
kita melihat pada negatif industri Bello
peron regulatory proteinnya merupakan
represor dan karena induk
dengan peron maka transkripsi yang
awalnya of kini menjadi on seperti
dirangkumkan pada tabel berikut pada
tipe pengontrolan negatif industri beli
transkripsi normalnya of regulator
protein berupa aktif represor dan dampak
dari regulator ikutin tersebut adalah
menghambat transkripsi substrat dapat
menyebabkan represor menjadi inaktif
pada tipe negatif repressible operon
transkripsi normalnya on keberadaan
regulatory protein berupa inaktif Resort
dan efek glato dapetin tersebut adalah
menghambat transkripsi produk dapat
menyebabkan represor menjadi aktif
sebaliknya pada tipe pengontrolan
positif indusibel transkripsi normalnya
of regulator protein
ngapain aktif activator efek dari
regulatory protein adalah menstimulasi
terjadinya transkripsi dan substrat
dapat menyebabkan activator menjadi
aktif pada positif repressible
transkripsi normalnya on regulatory
protein berupa aktif activator dan
dampak dari regulatory protein adalah
menstimulasi transkripsi produk dapat
menyebabkan activator menjadi inaktif
salah satu contoh negatif industri bloon
dapat kita jumpai pada waktu sopron atau
luck operon pada ecoli merupakan model
yang baik untuk menjelaskan beberapa
konsep regulasi gen pada prokariotik
luck operon terdiri dari tiga struktural
gen yaitu lockset laki.dan laka serta
tiga control
Faith metulak CRP blok P1 dan laku suku
Rogen lockset mengkode sintesa enzim
beta galaktosidase laki mengqadha
sintesis enzim permease laka mengkode
sintesis enzim trust tilase katabolisme
laktosa tergantung pada keberadaan
enzim-enzim tersebut controlling site
lab CRP luck P1 dan laku adalah by ding
site untuk cbto protein karena
polimerase dan lactus represor lactus
regulatory operon terdiri atas satu
struktural gen yaitu Lucky dan satu
kontrol website yaitu luck V2 Gambar
berikut menunjukkan Bagaimana Erna
polimerase menempel pada daerah promotor
dan luck represor menempel pada daerah
operator laktosa adalah disakarida yang
banyak terdapat pada susu laktosa dapat
dimetabolisme oleh
pai laktosa tidak mudah terdifusi masuk
ke dalam membran sehingga diperlukan
enzim permease yang berfungsi
mentransport lactus ke dalam sel untuk
menggunakan laktosa sebagai sumber
energi ekonomi harus memecahnya menjadi
glukosa dan galactose reaksi ini
dikatalisis oleh enzim beta
galaktosidase enzim ini juga
mengkonversi laktosa menjadi Allah
lactus Senyawa yang berperan dalam
regulasi metabolisme laktosa enzim yang
ketiga geografo sidasat transaksi tilase
juga disintesis oleh Lako front namun
fungsinya belum diketahui seperti kita
lihat pada gambar ini padalah cover on
regulator greenlake akan menghasilkan
aktif represor yang mampu menempel pada
level operator dan menghambat terjadinya
transkripsi namun keberadaan laktosa
sebagai substrat dapat diubah
beta galaktosidase menjadi Alul actors
Alula kesini akan menempel pada aktif
represor dan membuat represor menjadi
hina aktif sehingga Repsol tidak lagi
mampu menempel pada level operator dan
RNA polimerase tetap bisa menempel pada
daerah promotor dan transkripsi berjalan
sehingga dapat disimpulkan saat tidak
ada laktosa maka represor akan menempel
pada daerah operator sehingga Erna
polimerase Tidak bisa menempel pada
promoter sementara pada saat terdapat
laktosa laktosa dapat menyebabkan
perubahan struktur pada represor
sehingga represor tidak lagi menempel
pada operator sehingga arena polimerase
bisa menempel dan transkripsi berjalan
pada he couldn't banyak bakteri lain
lebih memilih memetabolisme glukosa
daripada
Hai Kompleks lainnya mengapa hal ini
terjadi karena glukosa dapat langsung
masuk ke dalam siklus I call ISIS
sehingga membutuhkan energi lebih rendah
untuk memetabolisme nya jika
dibandingkan gula lain yang lebih
kompleks jika terdapat glukosa gen yang
berperan untuk memetabolisme Jenis gula
lain akan ditekan fenomena ini dikenal
sebagai katabolit repression katabolit
repression merupakan kontrol positif
terhadap keberadaan Glukosa yang
melibatkan peran di merek protein yang
disebut katabolit activator protein atau
capjikia12 ra absri melekin dan tanpa
cap penempelan Erna polimerase pada DNA
kurang efisien sebelum ciap menempel
pada DNA terlebih dahulu harus membentuk
kompleks dengan kfpb menghasilkan
Kompleks kyb siap pada ecoli
sentra sijb sangat dipengaruhi oleh
adanya glukosa jika konsentrasi glukosa
dalam sel tinggi maka akan menurunkan
jumlah camp sehingga sedikit kompleks
ypkb yang menempel pada DNA akibatnya
karena polimerase memiliki afinitas yang
rendah untuk menempel pada luck promoter
dan hanya terjadi sedikit transkripsi
pada luck operon sedangkan pada
konsentrasi glukosa rendah akan
menstimulasi peningkatan jumlah camp
sehingga meningkatkan kompleks ksccb
yang menempel pada DNA hal ini akan
mengintensifkan penempelan Erna
polimerase pada promotor dan
meningkatkan transkripsi laggen sampai
50 kali lipat salah satu contoh negatif
repressible operon dapat kita jumpai
pada triptofan operon atau TWRP operon
yang mengontrol bio
Yesus asam amino triptofan pada operon
ini transkripsi normalnya on dan akan
diri press atau ditekan pada TWRP operon
terdiri atas lima suku oralgen yaitu
tetra4d crbc trp b&t RPA yang
memproduksi komponen dari tiga enzim2
enzim terdiri dari dua rantai
polipeptida enzim ini mengkonversi
kortsmit menjadi triptofan padat Rp
operon regulator gen TR PR akan
menghasilkan inaktif represor yang tidak
mampu menempel pada daerah operator
sehingga saat triptofan di dalam sel
rendah karena polimerase dapat menempel
pada promoter dan transkripsi trp operon
dapat terjadi sehingga enzim-enzim untuk
metabolisme korslet menjadi triptofan
dapat dihasilkan 6
pun saat triptofan di dalam sel berlebih
triptofan akan menempel pada represor
menyebabkan represor yang awalnya in
aktif menjadi aktif dan mampu menempel
pada daerah operator dan menghambat
terjadinya transkripsi beberapa operan
memiliki additional level control yang
mempengaruhi kelanjutan proses
transkripsi lebih dari proses inisiasi
proses ini disebut attenuation
transkripsi dimulai pada start site
tetapi terminasi terjadi secara prematur
yaitu sebelum Erna polimerase mencapai
struktural gen contoh dari proses
atenuasi ini dapat dilihat secara jelas
padat TWRP operon Yanofsky menemukan
region sepanjang 162 nukleotida yang
disebut ujung 5 OTR MrNa yang merupakan
hasil transkripsi TWRP opron ujung 5 UTS
terdiri atas empat regions
Hai region 1 merupakan komplemen dari
region 2 region 2 merupakan komplemen
dari region 3 region 3 merupakan
komplemen dari region 4 daerah comment
ini memungkinkan ujung 5 OTR terlipat
membentuk struktur sekunder struktur
sekunder inilah yang menyebabkan proses
attenuation terjadi kemungkinan
secondary struktur pada ujung 5 OTR
seperti kita lihat pada gambar ini
Apabila terjadi komplemen antara region
1 dan 2 serta komplemen antara region 3
dan 4 akan menghasilkan struktur
sekunder yang menyebabkan terjadinya
atenuasi sementara Apabila terjadi suatu
sekunder antara region 2 dan 3 maka
tidak menyebabkan terjadinya atenuasi
seperti kita lihat pada gambar ini pada
region 1 terdapat TWRP kodon awalnya
karena
merasa mulai mentranskripsikan region 1
kemudian terus bergerak dan
mentransfusikan region 2 pada saat
karena polimerase mentranskripsikan
region 2000 semula I mentranskripsikan
region 1 dan terus bergerak ketika er
Napoli merasa mentranskripsikan region 3
tribusono terus bergerak memasuki region
2 nah saat ribosom bergerak region 2
region 4 telah selesai ditranskripsikan
sehingga terjadi hairpin antara region 3
dan region 4 Apabila terjadi struktur
sekunder antara region 3 dan keempat
maka terjadi atenuasi yang dapat
menyebabkan terjadinya terminasi
transkripsi sementara ketika triptofan
di dalam sel rendah awalnya er
ini merasa mentransfusikan region 1
kemudian terus bergerak region 2
sementara ribosom sudah mulai
mentranslasikan region 1 saat ribose
mencapai TWRP kodon ribosom akan
tertahan sementara waktu karena
rendahnya kadar triptofan di dalam sel
sementara Erna polimerase sudah
mentransfusikan region 2 dan 3 sehingga
terbentuklah struktur sekunder antara
region 2 dan 3 kondisi ini tidak
menyebabkan terjadinya attenuation
pengontrolan attention pada TWRP operon
dapat disimpulkan pada tabel berikut
pada saat kejar triptofan di dalam sel
tinggi Maka ribosom tidak tertahan pada
TWRP kodon pada saat region 3
ditranskripsikan ribosom meng-cover
region 2 sehingga struktur sekunder yang
terbentuk adalah hair
Sragen 3 dan 4 yang dapat menyebabkan
terminasi transkripsi sementara saat
kadar triptofan di dalam intrasel rendah
ribosom tertahan pada TWRP kodon pada
saat region 3 ditranskripsikan ribosom
meng-cover region 1 sehingga struktur
sekunder yang dihasilkan adalah hairpin
antara region 2 dan 3 yang tidak
menyebabkan terjadinya terminasi
transkripsi kontrol translasi oleh
antisense Rena dapat dilihat dari
regulasi gen UMP pada ecolife gen pada
ecolife UMP dan UMK memproduksi protein
Hotel membran yang berfungsi untuk
lubang difusi yang merupakan proses
adaptasi bakteri terhadap osmolalitas
lingkungannya ketika osmolaritas dari
media meningkat regulator gen yaitu mix
Hai menjadi aktif Mike srna merupakan
anti sense UMP sirna yang dapat terikat
pada ujung 5 Hut er dari UMP Emma dan
menghambat pengikatan ribosom
penghambatan ini akan menurunkan proses
translasi sehingga semakin sedikit
protein PMP footer membran yang
terbentuk dan menurunkan laju
perpindahan senyawa melalui membran Kita
Sedang membahas Bagaimana pengontrolan
ekspresi gen pada organisme prokariotik
terjadi terlebih pasca membahas
Bagaimana kasus padalah operon dan
terminologi semoga kuliah hari ini
bermanfaat sampai jumpa di
hai hai
Browse More Related Video
5.0 / 5 (0 votes)