LAC OPERON (pemahaman otak kecil ku)

Operon adalah sekelompok gen yang diapit secara bersamaan oleh sepasang terminator dan promotor. Operon merupakan sekelompok gen yang produk-produknya memiliki fungsi-fungsi yang berhubungan dan ditranskripsi bersama-sama sebagai suatu kesatuan. Daerah operon merupakan daerah yang berperan dalam regulasi ekspresi gen. Sistem regulasi yang pertama diketahui adalah sistem regulasi operon laktosa pada bakteri E. coli oleh Yacob dan Monod. E. coli mempunyai kekhasan dari prokariot yang lain. Regulasi yang paling umum dilakukan oleh bakteri yaitu sistem operon lactosa (operon lac) dan sistem operon tryptophan (operon trp).

Regulasi ekspresi gen banyak dimengerti melalui mekanisme yang dipalajari pada bakteri. Sistem regulasi yang pertama dimengerti ialah sistem regulasi operon laktosa pada bakteri E. coli oleh Jacob dan Monod. Regulasi ini berperan dalam mengatur produksi enzim B-galaktosidase, ketika bakteri harus memilih menggunakan laktosa atau glukosa sebagai sumber karbonnya.

Berikut ini akan dijelaskan sistem regulasi yang paling umum dilakukan pada bakteri, yaitu sistem operon laktosa (operon lac). Pada operon lac ekspresi gen diatur pada tingkat promoter, yaitu mengatur kontak kontak antara promoter dengan enzim transkiptase (pengendali transkipsi).

ANALISIS

           Di dalam sel prokaryot, ada beberapa gen struktural yang diekspresikan secara bersama-sama dengan menggunakan satu promoter yang sama. Kelompok gen semacam ini disebut sebagai operon.
Gen-gen semacam ini pada umumnya adalah gen-gen yang terlibat di dalam suatu rangkain reaksi metabolisme yang sama, misalnya metabolisme laktosa, arabinosa, dan lain-lain. Pengelompokan gen-gen semacam ini dalam suatu operon membuat sel menjadi lebih efisien, di dalam melakukan proses ekspresi. Sebaliknya, di dalam sistem jasad eukaryot, sistem organisasi operon semacam ini tidak ada karena setiap gen (struktural) di atur oleh satu promoter tersendiri.

Laktosa adalah gula bisakarida yang tersusun atas glukosa dan galaktosa. Laktosa dapat diuraikan menjadi glukosa dan galaktosa dengan bantuan enzim  β-galaktosidase. Bakteri E. coli dalam hidupnya dapat memanfaatkan baik laktosa maupun glukosa tergantung gula mana yang tersedia dilingkungan. Bakteri E. coli mempunyai kemampuan mensintesis  β-galaktosidase sehingga bila laktosa yang dimanfaatkan sebagai sumber karbon maka bakteri tersebut akan mampu mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Namun bila tersedia laktosa dan glukosa maka bakteri akan memilih glukosa sebagai sumber karbon, karena glukosa merupakan gula yang lebih langsung dimanfaatkan dalam proses metabolisme.

Dalam penjelasannya Jacob dan Monod memperkenalkan istilah operon, yang mempunyai pengertian sekelompok gen yang diapit secara bersamaan oleh sepasang promotor dan terminator. Gen-gen pada satu operon akan diekspresikan secara bersamaan melalui inisiasi transkripsi pada promotor yang sama dan berakhir pada terminator yang sama. Pada operon laktosa terdapat tiga gen yaitu lacZ, lacY, dan  lacA. yang masing-masing menyandikan beta-galaktosidase, permease, dan transasetilase. Gen-gen yang berada pada satu operon mempunyai hubungan fungsi dalam metabolisme.

            Secara umum dikenal dua sistem pengendalian ekpresi genetik yaitu pengendalian positif dan pengendalian negatif. Pengendalian (regulasi) pada suatu gen atau operon melibatkan aktivitas suatu gen regulator. Pengendalian positif pada suatu operon artinya operon tersebut dapat diaktifkan oleh produk ekpresi gen regulator. Sebaliknya, pengendalian negatif berarti operon tersebut dinonaktifkan oleh produk ekspresi gen regulator. Produk gen regulator ada dua macam yaitu aktivator, yang berperan dalam pengendalian secara positif, dan represor yang berperan dalam pengendalian negatif. Produk gen regulator (aktivator atau represor) bekerja dengan cara menempel pada sisi pengikatan protein regulator pada daerah promoter gen yang diaturnya. Pengikatan aktivator yang biasanya berupa molekul kecil, misalnya asam amino, gula, atau metabolit serupa lainnya. Molekul efektor yang mengaktifkan ekspresi suatu gen disebut disebut induser (inducer), sedangkan yang bersifat menekan ekspresi suatu gen disebut represor.