Regulasi gen

Manusia memiliki berbagai jenis sel yang memiliki DNA yang sama. Namun, hal itu dapat menjadi berbeda dikarenakan sel tersebut mensintesis dan membentuk seperangkat RNA yang berbeda. Selain itu kadang-kadang gen dapat mengubah ekspresinya sebagai respon sinyal dari luar seperti pada hormon glukokortikoid. Hormon ini akan merangsang sel liver untuk menginduksi enzim tirosin aminotransferase. Enzim ini akan mengubah tirosin menjadi glukosa. Hormon ini hanya akan bekerja pada saat tubuh kekurangan glukosa. Kontrol ekspresi gen terjadi baik pada eukariot dan prokariot, hanya kontrol ekspresi gen yang terjadi pada eukariot bersifat lebih kompleks.

Kontrol ekspresi gen pada prokariot

Pada bakteri terdapat gen polisistronik yaitu kumpulan beberapa gen yang diatur oleh satu gen regulator. Hal ini menyebabkan saat proses transkripsi akan langsung dihasil pada posisi basa -10 yang sekuennya TATAAT. Sekuen ini berperan sebagai promotor. Kontrol ekspresi yang terjadi dapat berupa represi dan atenuasi. Sebagai contoh kontrol ekspresi gen yang terjadi dengan represi pada operon lac pada Escherichia coli. Pada operon ini, gen lacI akan mengkodekan protein reseptor dan menempel pada daerah operator sehingga transkripsi terhenti. Namun apabila terdapat inducr berupa laktosa dalam jumlah banyak, laktosa mampu berikatan dengan represor sehingga represor terlepas dari daerah operator dan RNA polimerase dapat melakukan transkripsi. Sedangkan contoh kontrol ekspresi gen dengan atenuasi pada operon triptofan. Apabila triptofan banyak, maka translasi oleh ribosom akan terjadi dengan cepat sehingga terbentuk loop yang akan menahan RNA polimerase untuk berhenti. Sedangkan ketika triptofan telah menjadi sedikit, ribosom akan berjalan lambat dan RNA polimerase akan melakukan transkripsi dengan cepat sehingga banyak hasil transkripsi dan triptofan.

Kontrol ekspresi gen pada eukariot

Kontrol ekspresi gen yang terjadi pada eukariot diawali pada tahap:

1. Inisiasi transkripsi. Dengan adanya pengaruh enhancer yang akan berikatan dengan daerah promotor untuk meningkatkan aktivitas RNA polimerase.
2. Proses transkripsi dan modifikasi. Hal ini berupa adanya proses intron splicing sehingga hanya tersisi bagian ekson.
3. Kestabilan transkripsi. Saat hasil transkripsi dibawa dari inti sel menuju sitosol akan terjadi pemendekan ekor poli-A oleh enzim (DAN) pada 3' ke 5' yang berasosiasi dengan 5'cap.
4. Modifikasi translasi. Modifikasi ini terjadi dalam bentuk modifikasi kovalen disebabkan adanya modifikasi kimia seperti asetilasi, metilasi, dan disulfida bond formation. Contoh, molekul insulin dihasilkan dalam bentuk inaktif yang terdiri dari satu polipeptida dan untuk aktivasinya polipeptida tersebut akan dipotong menjadi dua bagian dan dihubungkan dengan jembatan disulfida.