Penjelasan Lengkap Tentang Ekspresi Genetik

Pengertian Tentang Ekspresi Genetik

Ekspresi gen merupakan rangkaian proses penerjemahan informasi genetik (dalam bentuk urutan basa pada DNA atau RNA) menjadi protein, dan lebih jauh lagi: fenotipe. Informasi yang dibawa bahan genetik tidak bermakna apa pun bagi suatu organisme apabila tidak diekspresikan menjadi fenotipe.

Fenotipe adalah suatu karakteristik (baik struktural, biokimiawi, fisiologis, dan perilaku) yang dapat diamati dari suatu organisme yang diatur oleh genotipe dan lingkungan serta interaksi keduanya.
Pengertian fenotipe mencakup berbagai tingkat dalam ekspresi gen dari suatu organisme. Pada tingkat organisme, fenotipe adalah sesuatu yang dapat dilihat/diamati/diukur, sesuatu sifat atau karakter. Dalam tingkatan ini, contoh fenotipe misalnya warna mata, berat badan, atau ketahanan terhadap suatu penyakit tertentu. Pada tingkat biokimiawi, fenotipe dapat berupa kandungan substansi kimiawi tertentu di dalam tubuh. Sebagai misal, kadar gula darah atau kandungan protein dalam beras. Pada taraf molekular, fenotipe dapat berupa jumlah RNA yang diproduksi atau terdeteksinya pita DNA atau RNA pada elektroforesis.

Fenotipe ditentukan sebagian oleh genotipe individu, sebagian oleh lingkungan tempat individu itu hidup, waktu, dan, pada sejumlah sifat, interaksi antara genotipe dan lingkungan. Waktu biasanya digolongkan sebagai aspek lingkungan (hidup) pula. Ide ini biasa ditulis sebagai

P = G + E + GE,

dengan P berarti fenotipe, G berarti genotipe, E berarti lingkungan, dan GE berarti interaksi antara genotipe dan lingkungan bersama-sama (yang berbeda dari pengaruh G dan E sendiri-sendiri.

Pengamatan fenotipe dapat sederhana (masalnya warna bunga) atau sangat rumit hingga memerlukan alat dan metode khusus. Namun, karena ekspresi genetik suatu genotipe bertahap dari tingkat molekular hingga tingkat individu, seringkali ditemukan keterkaitan antara sejumlah fenotipe dalam berbagai tingkatan yang berbeda-beda.

Fenotipe, khhususnya yang bersifat kuantitatif, seringkali diatur oleh banyak gen. Cabang genetika yang membahas sifat-sifat dengan tabiat seperti ini dikenal sebagai genetika kuantitatif. Genetika merupakan ilmu yang mempelajari pewarisan sifat dari individu induk kepada keturunannya.

Genetika Molekular Beserta Cabang-Cabangnya
COPY CODE SNIPPET

Ekspresi genetik beserta dinamika yang mempengaruhinya dipelajari dalam genetika molekular beserta cabang-cabangnya seperti genomika, transkriptomika, proteomika, serta metabolomika.

1. Genomika adalah cabang biologi yang mempelajari genom dari suatu organisme atau virus. Genomika dapat dikatakan sebagai cabang genetika apabila dilihat secara historik, meskipun dalam genomika digunakan banyak metode yang berasal dari cabang biologi lain, seperti bioinformatika dan biologi molekuler. Genomika tidak mungkin berdiri sebagai cabang ilmu tanpa bantuan bioinformatika karena objek kajiannya sangat besar (urutan basa nitrogen) dan memerlukan manajemen data yang rumit.

Termasuk yang dikaji adalah struktur, organisasi serta fungsinya. Objek kajiannya adalah DNA secara keseluruhan (DNA nuklear/inti, cpDNA, dan mtDNA) maupun sebagian ("gen"). RNA sebagai bahan genetik atau DNA yang dibuat berdasarkan RNA (cDNA) juga menjadi objek kajian genomika.

2. Transkriptomika (bahasa Inggris: transcriptomics) merupakan bagian dari biologi molekular yang mengkaji tentang produk transkripsi secara keseluruhan (transkriptom). Produk transkripsi hanyalah RNA, sehingga transkriptomika bisa juga disebut sebagai ilmu tentang RNA dalam suatu organisme. Meskipun demikian, karena dinamika RNA dalam sel dipelajari pula, sejumlah protein (vis a vis enzim) dan beberapa zat lain juga dipelajari dalam kaitan dengan modifikasi RNA.

Dalam transkriptomika, peran PCR dan penggunaan cDNA sangat vital. RNA bersifat tidak stabil dan sangat mudah terpengaruh keadaan lingkungan sel. Pengubahan RNA hasil ekspresi menjadi cDNA menggunakan PCR membuat komposisi hasil ekspresi gen dapat diamati dengan lebih baik.

3. Proteomika merupakan kajian secara molekular terhadap keseluruhan protein yang dihasilkan dari ekspresi gen di dalam sel, terutama mengenai struktur dan fungsinya. Keseluruhan protein di dalam sel diistilahkan sebagai proteom. Istilah proteomik pertama kali dikenal pada tahun 1997, yang juga dibuat berdasarkan analogi genetika untuk ilmu yang mempelajari mengenai gen. Untuk istilah proteom sendiri berasal dari gabungan istilah protein dan genom yang dikemukakan oleh Marc Wilkins pada tahun 1994 pada saat mengambil gelar PhD. Salah satu alat yang umumnya digunakan untuk ilmu ini adalah matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI).

4. Metabolomika (dari bahasa Inggris metabolomics) merupakan satu disiplin kajian dalam biologi molekular yang memusatkan perhatian pada keseluruhan produk proses enzimatik yang terjadi di dalam sel. Proses enzimatik dalam sel merupakan proses biokimiawi yang saling berkaitan dan menghasilkan karbohidrat, asam lemak, alkohol, protein, dan berbagai senyawa metabolit sekunder lainnya, yang semuanya disebut sebagai metabolom, termasuk di dalamnya senyawa perantara reaksi enzimatiknya. Metabolomika sulit dipelajari mengingat banyaknya jumlah dan jenis senyawa metabolit yang dapat ada walau hanya di dalam 1 reaksi metabolisme sederhana. Nuclear magnetic resonance (NMR) merupakan salah satu alat yang awalnya digunakan untuk menganalisa suatu sampel dengan menggunakan C13-glukosa. Akan tetapi, penggunaan metode ini masih memiliki banyak keterbatasan, terutama dari sensitivitas dan jumlah senyawa yang dapat diidentifikasi dalam suatu sampel. Berdasarkan keterbatasan ini, dikembangkan metode lain yang memiliki sensitivitas yang tinggi dan dapat mendeteksi berbagai jenis senyawa (protein), yaitu spektrometri massa. Metode ini menggunakan resolusi massa yang sangat tinggi yang mampu mendeteksi massa atom (satuan masaa atom, Dalton). Selain itu, spektrometri massa ini juga mampu membedakan isomer dari suatu senyawa berdasarkan pola fragmentasinya. Data yang didapat kemudian dianalisis dengan menggunakan bioinformatika.


Referensi : Wikipedia Indonesia

Share this post