Regulasi Gen GAL Pada S.cerevisiae [PDF]

Citation preview

Mekanisme Regulasi Gen GAL pada Khamir Saccharomyces cerevisiae Disusun oleh : Dewi Mawaddatus Sholekhah (13018031) TK4007 Metabolisme Mikrobial Program Studi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung 2020 Saccharomyces cerevisiae merupakan jenis khamir atau ragi atau yeast yang memiliki kemampuan mengubah glukosa menjadi etanol dan CO2. S.cerevisiae merupakan mikroorganisme bersel satu, tidak berklorofil, dan termasuk golongan Eumycetes , tumbuh baik pada suhu 30ºC dan pH 4,5-5. Pertumbuhan S.cerevisiae dipengaruhi oleh adanya penambahan nutrisi yaitu unsur C sebagai sumber karbon, unsur N, unsur ammonium dan pepton, unsur mineral dan vitamin (Ahmad, 2005) Sel S.cerevisiae dapat tumbuh pada medium yang mengandung air gula dengan konsentrasi tinggi. S.cerevisiae merupakan golongan khamir yang mampu memanfaatkan senyawa gula yang dihasilkan oleh mikroorganisme selulotik untuk pertumbuhannya. Spesies ini dapat memfermentasikan berbagai karbohidrat dan menghasilkan enzim invertase yang bisa memecah sukrosa menjadi glukosa dan frukosa serta dapat mengubah glukosa menjadi alkohol dan karbondioksida sehingga banyak digunakan dalam industri pembuatan bir, roti ataupun anggur (Agustining, 2012). Pada proses metabolisme S.cerevisiae, terjadi proses ekspresi gen GAL yang bertujuan untuk pembentukan protein atau enzim. Gen GAL adalah serangkaian gen yang bertanggung jawab dalam metabolisme galaktosa. Sistem regulasi gen GAL melibatkan suatu sirkuit yang terdiri atas aktivasi dan represi transkripsi. Sirkuit ini melibatkan produk ekspresi gen-gen yang terletak pada kromosom yang berbeda. Secara umum, regulasi ekspresi gen-gen GAL ditentukan oleh dua protein utama yaitu protein GAL4 (dikode oleh gen GAL4 yang terletak pada kromosom XVI) dan protein GAL80. Protein GAL4 berperan sebagai aktivator transkripsi ge-gen GAL2, GAL7, GAL10, dan MEL1. Sedangkan protein GAL80 berperan sebagai represor yang mengeblok protein GAL4 sehingga GAL4 tidak dapat melakukan fungsinya sebagai aktivator transkripsi.



Jika khamir S.cerevisiae ditumbuhkan dalam medium yang mengandung glukosa dan galaktosa, maka glukosa akan berperan sebagai ko-represor yang akan menekan masuknya galaktosa dari luar sel. Keadaan ini menyebabkan tidak dapat disintesisnya induser. Meskipun di dalam sel sudah ada induser, glukosa akan mengeblok induser. Jika khamir ditumbuhkan dalam medium yang hanya mengandung galaktosa, maka gen GAL3 akan diekspresikan untuk menghasilkan enzim yang akan membentuk produk metabolit galaktosa yang dapat berfungsi sebagai induser. Induser berperan untuk mengeblok GAL80 sehingga protein ini tidak dapat menghalangi protein GAL4 untuk mengaktifkan rangkaian gen GAL. Jika di dalam medium hanya ada glukosa dan tidak ada galaktosa, GAL80 akan terikat pada GAL4, mencegah GAL4 untuk mengaktivasi transkripsi. Berikut adalah sirkuit regulasi ekspresi gen GAL pada khamir Saccharomyces cerevisiae.



Gambar 1. Sirkuit regulasi gen GAL pada khamir Saccharomyces cerevisiae



Sumber : Yuwono, Triwibowo. 2005. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga.