DNA Microarray

Ekspresi Gen
• Functional genomik: studi ekspresi gen
dari seluruh genom
• Transcriptome: semua protein yang dikode
oleh genom
• Metabolome: semua jalur metabolisme
dalam suatu organisme
DNA microarray?
Perubahan ekspresi gen sangat penting dalam
hal:
–
–
–
–
Perkembangan
Kanker
Penyakit
Adaptasi lingkungan
DNA microarrays merupakan cara “high
throughput” untuk mempelajari perubahan ini
Yeast Gene on Microarray
• Yeast open reading frame
(ORF) diamplifikasi
dengan PCR.
• DNA microarray
mengandung 6400 gen
pada kaca mikroskop (18
mm x 18 mm)
• Pelacak bertanda yang
mengandung merupakan
produk PCR dari pustaka
cDNA yang dihibridisasi
pada microarray.
• Ragi mempunyai dua fasa pertumbuhan:
fermentasi (anaerob) dan respirasi (aerob)
• Dalam medium kaya glukosa, ragi tumbuh
dengan cepat yang disertai dengan fermentasi
untuk menghasilkan etanol.
• Ketika glukosa menurun, ragi menggunakan
etanol sebagai sumber karbon untuk tumbuh.
Perubahan dari anaerob ke respirasi aerob
disebuh dengan ‘diauxic shift’ yang berkaitan
dnegan perubahan ekspresi gen yang terlibat
dalam metabolisme karbon, sintesis protein dan
penyimpanan karbohidrat.
Exploring the Metabolic and
Genetic Control of Gene
Expression on a Genomic Scale
DeRisi et al., 1997.
Science, 278, 680
Yeast Genome Microarray
• Yeast open reading frame
(ORF) diamplifikasi
dengan PCR.
• DNA microarray
mengandung 6400 gen
pada kaca mikroskop (18
mm x 18 mm)
• Pelacak bertanda yang
mengandung merupakan
produk PCR dari pustaka
cDNA yang dihibridisasi
pada microarray.
• Selama pertumbuhan pada medium kaya
glukosa: hanya 0.3% gen yang mempunyai
perbedaan level mRNA 2 kali atau lebih tinggi
• Penurunan kadar glukosa: mRNA level 710
gene mengalami peningkatan 2 kali lipat dan
mRNA level 1030 gen menurun 2 kali. mRNA
level 183 gen meningkat 4 kali lipat dan mRNA
level 203 gen mengalami penurun 4 kali lipat.
Pertumbuhan ragi vs Penurunan kadar glukosa
7 gen mengalami peningkatan ekspresi yang
signifikan
• Ketujuh gen, kecuali
IDP2, mempunyai
CSRE (carbon source
response elemen)
UAS
• 7 gen mengalami
induksi awal.
• Setiap gen
mengandung motif
STRE (stress
response elemen)
sebelum promoter,
kecuali HSP42.
• Mempunyai stress
responsive CCCCT
motif.
• Sitokrom c oksidase,
ubiquinol sitokrom c
reduktase.
• Gen mengandung
motif pengikat
transcriptional
activator, HAP2,3,4,
yaitu CCAAT
• Gen protein ribosom
mengandung UAS
yang dikenal oleh
Rap1 DNA-binding
protein.
• Penurunan level
Rap1 ketika deplesi
glukosa
menyebabkan
penurunan ekspresi
protein ribosom
Figure 7-40c