genetika mikroorganisme

5. GENETIKA MIKROORGANISME
1) PENDAHULUAN
 GENOM
 seluruh gen yang ada pada sel atau virus
 prokariot biasanya mempunyai satu kumpulan gen (haploid) sebaliknya mikroba eukariot
biasanya mempunyai dua kumpulan gen (diploid)
 GENOTIP
 kumpulan gen spesifik suatu organisme
 FENOTIP
 koleksi karakteristik suatu organisme yang dapat diamati
2) DNA SEBAGAI MATERI GENETIK
a) GRIFFITH (1928) mendemonstrasikan fenomena transformasi: bakteri nonvirulent dapat menjadi
virulen ketika hidup, bakteri nonvirulent ketika dicampur dengan bakteri virulen yang mati
b) AVERY, MacLEOD, AND McCARTY (1944) mendemonstrasikan bahwa yang mendasari
transforming (materi yang bertanggung jawab dalam transformasi virulensi pada percobaan
Griffithís) adalah DNA
c) HERSHEY AND CHASE (1952) menunjukkan bahwa untuk bakteriofag T2, hanya DNA yang
dibutuhkan untuk kemampuan infeksi; oleh karena itu, mereka membuktikan bahwa DNA adalah
materi genetic
3) STRUKTUR ASAM NUKLEAT
a) STRUKTUR DNA
i.
DNA dibentuk dari nukleosida purin dan pirimidin yang mengandung gula 2'-deoxyribose
dan digabung oleh jembatan fosfodiester
ii.
DNA biasanya double helix yang terdiri dari dua rantai nukleotida berpilin mengelilingi
satu sama lainnya
iii.
adenine (A) purine pada salah satu untai DNA selalu berpasangan dengan thymine (T)
pyrimidine pada untai yang lain, sementara guanine (G) purine selalu dipasangkan dengan
cytosine (C) pyrimidine; jadi, dua untai dikatakan komplementer
iv.
Dua untai tidak diposisikan secara langsung berlawanan satu dengan lainnya; oleh karena
itu, lekukan major dan lekukan kecil minor dibentuk olwh kerangka double helix
v.
Dua rantai polynucleotida antiparallel (yaitu, kerangaka gula fosfat mereka diorientasikan
secara langsung berlawanan)
b) STRUKTUR RNA
i.
RNA berbeda dengan DNA dalam hal komposisi gula ribosa yaitu 2'-deoxyribose
ii.
RNA berbeda dengan DNA dalam hal kandungan pyrimidine uracil (U) sebagai pengganti
thymine
iii.
RNA berbeda dengan DNA dalam hal biasanya mengandung untai tunggal yang dapat
berpilin dibaliknya, daripada untai ganda yang berpilin mengelilingi satu dengan lainnya
iv.
Tiga macam perbedaan nyata RNA: ribosomal (rRNA), transfer (tRNA), dan messenger
(mRNA); mereka berbeda satu dengan lainnya dalam hal fungsinya, sisi sintesis pada sel
eucaryotic , dan strukturnya
c)
ORGANISASI DNA PADA SEL
i.
Pada procaryotes, DNA ada sebagai sirkular tertutup, molekul supercoiled bergabung
dengan protein dasar (seperti histon)
ii.
Pada eucaryotes, DNA lebih terorganisasi; ini bergabung dengan potein dasar (histon) dan
terpilin kedalam unit yang berulang-ulang dikenal sebagai nukleosom
4) REPLIKASI DNA
a) POLA SINTESIS DNA
i.
Replikasi DNA adalah semiconservative: masing-masing untai DNA dibentuk, namun dua
untai terpisah satu dengan lainnya dan bertindak sebagai template untuk produksi untai
lainnya (berdasarkan aturan pasangan basa yang sudah diterangkan didepan)
ii.
Garpu Replikasi adalah daerah pada molekul DNA dimana terjadinya untai terpisah dan
sintesis DNA baru
iii.
Replikon terdiri dari replikasi asli dan DNA yang direplikasi sebagai unit dari yang aslinya
iv.
v.
Kromosom bakteri biasanya replikon tunggal
Molekul kecil DNA sirkuler tertutup, seperti plasmid dan beberapa gen virus, bereplikasi
melalui mekanisme putaran lingkaran
vi.
Molekul besar DNA linier eukariot menggunakan multiple replikon untuk replikasi yang
efisien relatif molekul besar dalam masa waktu yang memungkinkan
b) MECHANISME REPLIKASI DNA –YANG DIAMATI DI E. coli
i.
Protein DnaA mengikat pada sumber replikasi
ii.
Helicases membuka dua untai DNA dan seperti yang mereka lakukan topoisomerases
(misalnya, DNA gyrase) mengurangi tekanan yang disebabkan oleh proses pembukaan
untai
iii.
Single-stranded DNA binding proteins (SSBs) menjaga untai tunggal berpisah
iv.
Primases mensintesis molekul kecil RNA (kira-kira 10 nucleotida) yang akan berperan
sebagai primer pada sintesis DNA
v.
DNA polymerase III mensintesis untai komplemen DNA berdasarkan aturan pasangan
basa; pada satu untai (the leading strand), synthesis secara terus menerus, sementara pada
untai lainnya (the lagging strand), fragmen-fragmen berseri dihasilkan melalui sintesis
tidak terus menerus; komplek multiprotein disebut replisom mengatur semua proses ini
vi.
DNA polymerase I memindahkan primer dan mengisi celah-celah yang dihasilkan dari
delesi RNA
vii.
DNA ligase bergabung dengan fragmen DNA untuk membentuk untai komplit DNA
viii.
Replikasi DNA replication sangat komplek; sedikitnya 30 protein dibutuhkan untuk
replikasi kromosom E. Coli
ix.
Kecepatan sintesis DNA adalah 750 hingga 1,000 pasang basa per detik pada procaryotes,
dan 50 hingga 100 pasang basa per detik pada eucaryotes
5) KODE GENETIK
a) UNTUK GEN PENGKODE POLYPEPTIDE, SEQUENCE BASA DNA DAPAT
DISAMAKAN DENGAN SEQUENCE ASAM AMINO POLYPEPTIDE (COLINEARITY)
b) PENYUSUNAN KODE GENETIK
i.
Setiap kodon yang spesifik bagian asam amino harus berupa tiga basa panjang untuk setiap
20 asam amino memiliki sedikitnya satu kodon;
ii.
Jadi kode genetik terdiri dari 64 kodon
c) ORGANISASI KODE
i.
DEGENERACY – banyak asam amino dikode oleh lebih dari satu kodon
ii.
KODON SENSE - 61 codons spesifik asam amino
iii.
KODON STOP (NONSENSE) – tiga kodon (UGA, UAG, UAA) yang bukan asam amino
spesifik, dan digunakan pada translasi (sintesis protein) signal terminasi
iv.
WOBBLE – menggambarkan bagaimana bebasnya basa berpasangan antikodon tRNA
menjadi kodon mRNA; wobble mengeliminasi kebutuhan unique tRNA untuk setiap kodon
karena dua posisi pertama cukup untuk menyusunikatan hidrogen antara mRNA dan
aminoacyl-tRNAs
6) STRUKTUR GEN
a) GEN:
SEQUENCE LINEAR DARI NUCLEOTIDA YANG ADA DALAM GEN MOLEKUL
ASAM AMINO, DAN TELAH DIPERBAIKI POIN AWAL DAN AKHIRNYA
i.
Mengkode polypeptida, tRNA, atau rRNA
ii.
Memiliki elemen pengontrol (seperti, promoters) yang mengatur ekpresi gen; dapat
dipertimbangkan sebagai bagian dari gen itu sendiri, atau dapat dipertimbangkan sebagai
sequence pengatur terpisah
iii.
Dengan beberapa pengecualian, gen tidak overlapping
iv.
Segment yang mengkode polipeptida tunggal juga disebut cistron
v.
Pada procaryotes-informasi berkode biasanya kontinyu meskipun beberapa gen bakteri
diinterupsi; pada eucaryotes-kebanyakan gen memiliki sequences berkode (exons) yang
diinterupsi oleh sequences tidak berkode (introns)
b) GEN YANG MENGKODE PROTEIN
i.
TEMPLATE STRAND – satu untai yang mengandung informasi berkode dan mengatur
sintesis RNA
ii.
PROMOTER - sequence dari basa yang biasanya terletak di upstream dari daerah
berkode; sebagai sisi yang dikenal/diikatan oleh RNA polymerase
 SISI PENGENALAN - sisi dari assosiasi inisial dengan RNA polymerase (35
basa upstream dari sisi inisiasi transcripsi)
c)
 SISI PENGIKAT (PRIBNOW BOX) - sequence yang menyukai pembukaan
DNA sebelum transkripsi mulai (kira-kira 10 basa upstream dari sisi insiasi
transkripsi)
 CONSENSUS SEQUENCES – idealnya sequences basa ditemukan paling sering
ketika membandingkan sequences dari bacteri yang berbeda
iii.
LEADER SEQUENCE
 sequence terekam yang tidak diterjemahkan;
 Mengandung consensus sequence yang dikenal sebagai sequence Shine-Dalgarno,
yang bertindak sebagai sisi pengenalan untuk ribosom
iv.
DAERAH BERKODE
 sequence yang segera memulai downstream dari leader sequence;
 dimulai dengan sequence template 3'TAC5', dimana menyebabkan terbentuk
codon 5'AUG3‘ mRNA, kodon pertama yang ditranslasikan (pada bakteri spesifik
N-formylmethionine, methionine pada archaea dan eucaryotes)
v.
DAERAH TRAILER
Daerah yang tidak diterjemahkan berlokasi secara langsung didownstream sekuen
terminator translasi dan sebelum terminator transkripsi
vi.
SISI REGULATOR
Sisi dimana protein regulator pengenal DNA mengikat stimulus lain atau menghambat
ekspresi gen
GENE YANG MENGKODE tRNA DAN rRNA
i.
GEN tRNA
 promoters, pemimpin, daerah berkode, dan daerah trailer ditemukan;
 daerah tidak berkode dipindahkan setelah transkripsi;
 Lebih dari satu tRNA dapat dibentuk dari transkripsi tunggal;
 tRNAs dipisahkan oleh daerah spacer tidak berkode, yang dipindahkan setelah
transkripsi
ii.
GEN rRNA
 Memiliki promoters, leaders, daerah berkode dan daerah trailer;
 Semua molekul rRNA digambarkan sebagai transkripsi tunggal besar yang
dipotong setelah transkripsi, menghasilkan produk akhir rRNA
Struktur DNA, Replikasi, Transkripsi, dan Translasi
A. Struktur DNA
 Dua untai DNA saling melilit (double helix) dan dihubungkan oleh ikatan hidrogen di antara basa
nitrogen didasarkan atas aturan pemasangan basa:
 Sitosin-Guanin dihubungkan oleh tiga ikatan hidrogen (C G)
 Timin-Adenin dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen (A T)
 Pemasangan basa dua untai DNA di atas disebut komplemen
 Dua untai DNA adalah antiparalel satu satu sama lain, karena orientasi (polaritas) dua untai DNA
saling berlawanan.
B. Replikasi DNA
 Pola replikasi
1. Replikasi DNA, disebut juga sintesis DNA, adalah semikonservatif: masing-masing untai induk
digunakan sebagai templat pembentukan untai baru sesuai aturan pemasangan basa
2. Replikasi DNA dimulai pada tempat-tempat khusus yang disebut pangkal replikasi (origin of
replication, ori)
3. Kromosom prokariot hanya mempunyai satu ori, sedangkan kromosom eukariot mempunyai
beberapa ori
4. Setiap untai DNA baru disintesis melalui dua mekanisme:
a. Sintesis kontinyu oleh DNA polimerase III dengan arah 5’ ke 3’ menghasilkan Leading
strand
b. Sintesis diskontinyu oleh DNA polimerase III dengan arah 5’ ke 3’ menghasilkan fragmen
pendek (± 1000 nukleotida) yang disebut fragmen Okazaki pada Lagging strand



1.
Pola replikasi
Protein yang berperan dalam replikasi dan mekanisme replikasi
Tipe RNA dan Fungsinya:
mRNA: Messenger RNA, membawa informasi untuk sintesis protein
2.
3.

1.
2.
3.
4.
5.
C.



rRNA: Ribosomal RNA, membentuk bagian ribosom.
tRNA: Transfer RNA, membawa asam amino ke ribosom
Tahap-tahap Transcription
RNA polimerase mengikat urutan DNA yang disebut promotor.
RNA polymerase mensintesis RNA diarahkan oleh satu untai DNA cetakan
DNA cetakan yang telah ditranskripsi dipilin kembali
Sintesis RNA berakhir ketika RNA polimerase mencapai urutan DNA yang disebut terminator.
Molekul RNA baru dan RNA polimerase terlepas dari DNA cetakan
Translasi
mRNA digunakan untuk membuat protein.
mRNA dibaca pada kodon atau nucleotide triplets.
Kode Genetic:
Ada 64 kemungkinan kodon, 20 asam amino.
AUG: Start codon (Methionine)
UAA, UGA, UAG: Stop codons
 Translasi terjadi di ribosom, yang tersusun dari dua subunit (besar dan kecil).
 Molekul tRNA memiliki anticodon, yang mengenali kodon. Mereka membawa asam amino spesifik
pada pertumbuhan rantai protein
 Langkah-langkah Translasi
1. Start codon (AUG) mengikat pada tRNA dengan methionine.
2. Elongasi/ pemanjangan: Subsequent asam amino ditambahkan dengan mentranslasi satu kodon
saat itu juga.
3. Ribosomes menyerang asam amino supaya rantai protein tumbuh dengan formasi ikatan
peptida.
4. Terminasi: Ketika stop codon tercapai, translasi berhenti, dan kompleks ribosome-mRNA
berpisah
Inisiasi pada Start Codon
Selama Elongasi satu Asam Amino ditambahkan saat itu juga
Elongasi: Ribosom mendekati mRNA, membaca satu kodon saat itu juga
Terminasi: satu Stop Codon tercapai, komplek tidak berkumpul
I.
GEN: EKSPRESI DAN REGULASI
a. TRANSKRIPSI – sintesis RNA di bawah arahan DNA
i.
Produk RNA komplementer dengan template DNA
ii.
Nukleotida adenin pada template DNA mengatur penggabungan nukleotida uracil di RNA;
sebaliknya, aturan pasangan basa sama seperti pada replikasi DNA
iii.
Tiga tipe RNA diproduksi melalui transkripsi
 mRNA membawa pesan yang mengatur sintesis protein
 tRNA membawa asam amino selama sintesis protein
 Molekul rRNA adalah komponen ribosom
b. TRANSKRIPSI DI PROCARYOTES
i.
mRNA Procaryotic dapat mengkode satu polypeptida (monogenic) atau banyak
polypeptides (polygenic); pada penambahan ke daerah berkode, molekul mRNA molecules
dapat memiliki daerah yang tidak diterjemahkan
 Sekuens pemimpin terdiri dari 25 hingga 150 basa pada akhir 5' mRNA, dan
mendahului kodon inisiasi
 Daerah Spacer memisahkan segmen-segmen yang mengkode polipeptida individu
pada mRNAs polikgenik
 Daerah Trailer ditemukan pada akhir 3' mRNA setelah kodon terminasi terakhir
ii.
RNA polymerase (enzim subunit besar multi) bertanggung jawab pada sintesis RNA
 Inti enzim (subunit 2,, ') mengkatalisis sintesis RNA
 Subunit sigma (faktor sigma) tidak katalitik, namun membantu inti enzim
mengikat DNA pada sisi yang cocok
iii.
Promoter adalah daerah pada DNA dimana RNA polymerase terikat pada saat inisiasi
transkripsi; sequences dipusatkan pada 35 dan 10 pasangan basa sebelum titik pemula
transkripsi penting pada pengaturan RNA polymerase ke promotor
iv.
Terminator adalah daerah pada DNA dimana sinyal terminasi dari proses transkripsi
c. TRANSKRIPSI DI EUCARYOTES
i.
Ada tiga RNA polymerases utama
 RNA polymerase II-mengkatalisis sintesis mRNA; ini membutuhkan beberapa
faktor inisiasi dan pengenalan promoter yang memiliki beberapa elemen penting
(daripada hanya dua seperti yang terlihat pada procaryotes)
 RNA polymerase I-mengkatalisis sintesis rRNA (5.8S, 18S, dan 28S)
 RNA polymerase III-mengkatalisis tRNA dan sintesis 5S rRNA
ii.
Transkripsi menghasilkan prekusor RNA monogenik besar (heterogeneous nuclear RNA;
hnRNA) yang harus diproses melalui modifikasi posttranscriptional untuk memproduksi
mRNA
 Asam Adenylic ditambahkan pada akhr 3' untuk memproduksi sekuen polyA kirakira panjangnya 200 nukleotida (ekor polyA)
 7-methylguanosine ditambahkan pada akhir 5' melalui sambungan tri-phosphate
linkage (tudung 5')
 Dua modifikasi ini dipercaya untuk melindungi mRNA dari digesti eksonukleus
iii.
Gen Eucaryotic dirobek atau disisipi sedemikian rupa sekuen diekspresikan (exons)
dipisahkan dari satu dengan lainnya melalui sekuen terhalang (introns); introns diwakilkan
pada transkripsi primer namun kemudian dipindahkan melalui proses disebut pemecahan
RNA; beberapa pemecahan dikatalisis sendiri oleh molekul RNA disebut ribozim; gen
tersisipi telah ditemukan pada cyanobacteria dan archaea, namun tidak pada procaryotes
2) TRANSLASI (SINTESIS PROTEIN)
a. Translasi-sintesa rantai polipeptida diatur oleh sekuen nukleotida pada molekul mRNA
i.
Ribosom-Sisi translasi
ii.
Polyribosome-komplek mRNA dengan beberapa ribosom
b. Transfer RNA dan aktivasi asam amino
i.
Tahap pertama sintesis protein adalah penyerangan asam amino pada molekul tRNA
(dikatalisis oleh aminoacyl-tRNA synthetase); proses ini berhubungan seperti aktivasi asam
amino
ii.
Setiap tRNA memiliki akseptor terakhir dan hanya dapat membawa asam amino spesifik;
ini juga memiliki triplet antikodon yang komplementer dengan triplet kodon mRNA
iii.
Ribosom-organella komplek dibangun dari beberapa molekul rRNA dan banyak
polipeptida; memiliki dua subunits (pada prokariot: 50S dan 30S)
c. Ribosom-organela komplek dibangun dari beberapa molekul rRNA dan banyak polipeptida;
memiliki dua subunits (pada prokariot: 50S dan 30S)
d. Inisiasi sintesis protein
i.
fMet-tRNA (pada bakteri, Met-tRNA pada archaea dan eukariot) mengikat subunit kecil
ribosom; mereka mengikat mRNA pada kodon inisiator khusus (AUG); kemudian subunit
besar ribosome mengikat
ii.
Tiga protein faktor inisiator juga dibutuhkan pada (eukariot membutuhkan lebih banyak
faktor inisiator)
e. Elongasi rantai polipeptida
i.
Elongasi melibatkan penambahan sekuen asam amino untuk pertumbuhan rantai
polipeptida; beberapa faktor perpanjangan polipeptida dibutuhkan untuk proses ini
ii.
Ribosom memiliki tiga sisi untuk pengikatan molekul tRNA: sisi peptidyl (sisi P), sisi
aminoacyl (sisi A), dan sisi exit (sisi E)
iii.
Setiap asam amino baru diposisikan pada sisi A oleh tRNA ini, dimana memiliki antikodon
yang komplementer dengan kodon molekul mRNA
iv.
Enzim ribosomal peptidyl transferase mengkatalisis pembentukan ikatan peptida antara
asam amino berdekatan; 23S rRNA adalah komponen utama dari enzim ini
v.
Setelah setiap asam amino ditambahkan pada rantai, translokasi terjadi dan dengan cara
memindahkan ribosom pada posisi kodon selanjutnya pada sisi A
f. Terminasi sintesis protein
i.
Berlangsung saat salah satu dari tiga kodon spesial ada (UAA, UAG, atau UGA)
ii.
Tiga polipeptida melepaskan faktor pembantu dalam pengenalan kodon-kodon tersebut
iii.
Ribosom menghidrolisis ikatan antara protein komplit dan tRNA akhir, dan protein
dilepaskan dari ribosom, yang kemudian dipisahkan menjadi dua komponen subunit
g. Sintesis Protein boros, menggunakan lima energi ikatan tinggi untuk menambahkan satu
asam amino pada rantai
h. Pelipatan Protein dan pengawal molekuler
i.
Pengawal Molekuler-protein penolong khusus yang membantu polipeptida baru dalam
pelipatan menjadi bentuk yang tepat; telah banyak diidentifikasi dan mereka termasuk
protein kejut panas dan protein tertekan; pada penambahan untuk membantu lipatan
polipeptida, pengawal penting dalam transport atau protein melalui membran
ii.
Penyesuaian Protein adalah fungsi langsung sekuen asam amino; protein memiliki
pelipatan sendiri, secara struktural daerah bebas disebut domain
i. Pemecahan Protein-sebelum pelipatan, bagian polipeptida dipindahkan; seperti pemecahan
memindahkan sekuen campur tangan (inteins) dari sekuen (exteins) yang tetap dalam produk
akhir
3) REGULASI SINTESIS mRNA
a. Regulasi sintesis mRNA (dan dengan cara demikian sintesis enzim) menyediakan mekanisme
regulasi masa lama yang sangat efektif dalam menghemat energi dan bahan dasar dan memelihara
keseimbangan protein sel dalam merespon perubahan besar kondisi lingkungan; ini komplemen
namun sedikit cepat daripada regulasi aktivitas enzim
b. Induksi dan represi
i.
Sintesis enzim melibatkan jalur katabolik yang dapat diinduksi, dan substrat inisial dari
jalur (atau beberapa turunannya) biasanya merupakan induser; induksi meningkatkan
jumlah mRNA yang mengkode enzim
ii.
Sintesis enzim melibatkan jalur anabolik adalah represibel dan produk akhir dari jalur
biasanya bertindak sebagai korepresor; represi menurunkan jumlah mRNA yang mengkode
enzim
c. Kontrol Negatif
i.
Kecepatan sintesis mRNA dikontrol oleh protein represor, yang terikat pada sisi DNA yang
disebut operator
ii.
Pada sistem yang dapat diinduksi, protein represor aktif hingga loncatan ke induser
(pengikatan induser menginaktifkan represor) dimana pada sistem represibel, represor tidak
aktif hingga loncatan ke korepresor (pengikatan korepresor mengaktifkan represor)
iii.
Pada bakteri, satu set gen struktural dikontrol oleh operator partikular dan promoter yang
disebut operon
iv.
Operon laktosa adalah contoh unggul regulasi negatif; pengikatan represor lac ke operator
lac selain dapat menghambat pengikatan RNA polimerase atau mengeblok perpindahan
RNA polimerase
d. Kontrol Positif
i.
Kontrol Positif terjadi ketika operon dapat berfungsi hanya saat ada faktor pengontrol
ii.
Operon lactosa diregulasi melalui protein aktifator katabolit/catabolite activator protein
(CAP); aktivitas CAP diregulasi oleh cAMP; cAMP mengaktifkan CAP jadi ini mengikat
sisi khusus DNA, menstimulasi transkripsi
4) ATENTUASI
a. Ada dua titik penentuan untuk regulasi transkripsi dari jalur anabolik: inisiasi dan kontinuasi
transkripsi; attenuasi mengatur kontinuasi transkripsi
b. Pada sistem dimana transkripsi dan translasi rapat dipasangankan, peran ribosom pada daerah
pemimpin mRNA dapat mengontrol kontinuasi transkripsi
i.
Jika ribosom secara aktif menerjemahkan daerah pemimpin (attenuator), yang terdiri dari
beberapa kodon untuk produk asam amino dari operon, terminator transkripsi terbentuk dan
transkripsi tidak akan diteruskan
ii.
Jika ribosom memperlambat selama translasi daerah pemimpin karena penyerangan tepat
aminoacyl-tRNA tidak ada, terminator tidak terbentuk dan transkripsi tidak akan diteruskan
5) SISTEM REGULASI GLOBAL
a. Ringkasan
i.
Sistem Regulasi Global-sistem yang mempengaruhi banyak gen dan jalur-jalur secara
simultan, memperbolehkan untuk kedua regulasi bebas operon sama baiknya dengan
kooperasi operon.
ii.
Regulasi Global dapat didukung dengan beberapa mekanisme, termasuk penggunaan
protein single regulastor (repressor atau activator) untuk meregulasi beberapa operon,
penggunaan faktor sigma yang berbeda, dan penggunaan regulator nonprotein
iii.
Regulon-kumpulan gen atau operon yang dikontrol oleh protein regulator biasa
b. Represi Katabolit
i.
Pertumbuhan Diauxic-pola pertumbuhan biphasic yang terlihat ketika bakteri tumbuh pada
dua gula yang berbeda (misalnya, glukosa dan laktosa)
ii.
Pada E. coli, adanya glukosa (karbon yang disuka dan sumber energi) menyebabkan
turunnya tingkat cAMP levels, menyebabkan deaktifnya CAP (regulator positif beberapa
jalur katabolik, termasuk laktosa operon); deaktivasi CAP menyebabkan bakteri lebih
memilih mengunakan glukosa daripada gula lain ketika keduanya ada di lingkungan
c. Regulasi oleh faktor sigma dan kontrol sporulasi
i.
Bakteri memproduksi sejumlah faktor sigma; masing-masing memungkinkan RNA
polymerase untuk mengenali dan mengikat promotor spesifik
ii.
Perubahan faktor sigma dapat menyebabkan RNA polymerase merubah ekspresi gen
iii.
Ini telah didemonstrasikan pada sejumlah sistem termasuk respon kecutan panas di E. coli
dan sporulasi pada B. subtilis
d. Regulasi oleh antisense RNA dan kontrol protein porin-RNA antisense komplementer dengan
molekul RNA dan secara spesifik mengikat pada ini, dengan demikian menghalangi replikasi
DNA, sintesis mRNA, atau translasi, bergantung pada alamiah target RNA
6) DUA-KOMPONEN SISTEM FOSFORILASI
Sistem transduksi signal yang menggunakan transfer grup phosphoryl untuk mengkontrol transkripsi gen dan
aktivitas protein
a. Pada sistem regulasi sporulasi, transfer secara sekuen grup phosphoryl dari kinase sensor
untuk regulator transkripsi, melalui dua protein lain, memperbolehkan bakteri merespon
kondisi lingkungan
b. Kemotaxis-pada sistem ini, attractants (atau repellants) dideteksi oleh protein kemotaksis,
mengatur transfer grup phosphoryl ke protein yang meregulasi arah rotasi flagela bakteri
7) PENGENDALIAN SIKLUS SEL
a. Sekuen lengkap peristiwa perpanjangan dari pembentukan sel baru hingga pembelahan berikutnya
disebut siklus sel: ini membutuhkan koordinasi ketat replikasi DNA dan pembelahan sel
b. Muncul menjadi kontrol terpisah dalam siklus sel, yang satu sensitif pada massa sel dan lainnya
peka pada panjang sel
c. Pada E. coli, regulasi replikasi DNA melibatkan protein DnaA, yang mengikat pada origin replikasi
untuk replikasi inisiasi
d. Inisiasi pembentukan septa membutuhkan terminasi replikasi DNA dan pencapaian panjang yang
diharapkan; bagaimana ini terjadi tidak diketahui
e. Pada pertumbuhan cepat kultur bakteri, inisiasi rentetan replikasi DNA dapat berlangsung sebelum
rangkaian replikasi selesai