Pengaturan Ekspresi Gen
Produk-produk gen tertentu seperti protein ribosomal, rRNA,
tRNA, RNA polimerase, dan enzim-enzim yang mengatalisis berbagai reaksi
metabolisme yang berkaitan dengan fungsi pemeliharaan sel merupakan komponen
esensial bagi semua sel. Gen-gen yang menyandi pembentukan produk semacam itu
perlu diekspresikan terus-menerus sepanjang umur individu di hampir semua jenis
sel tanpa bergantung kepada kondisi lingkungan di sekitarnya. Sementara itu,
banyak pula gen lainnya yang ekspresinya sangat ditentukan oleh kondisi
lingkungan sehingga mereka hanya akan
diekspresikan pada waktu dan di dalam jenis sel tertentu. Untuk gen-gen
semacam ini harus ada mekanisme pengaturan ekspresinya.
Pengaturan ekspresi gen dapat terjadi pada berbagai tahap,
misalnya transkripsi, prosesing mRNA, atau translasi. Namun, sejumlah data
hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaturan ekspresi gen, khususnya pada
prokariot, paling banyak terjadi pada tahap transkripsi.
Mekanisme pengaturan transkripsi, baik pada prokariot maupun
pada eukariot, secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua kategori utama,
yaitu (1) mekanisme yang melibatkan penyalapadaman (turn on and turn off)
ekspresi gen sebagai respon terhadap perubahan kondisi lingkungan dan (2)
sirkit ekspresi gen yang telah terprogram (preprogramed circuits). Mekanisme
penyalapadaman sangat penting bagi mikroorganisme untuk menyesuaikan diri
terhadap perubahan lingkungan yang seringkali terjadi secara tiba-tiba. Sebaliknya,
bagi eukariot mekanisme ini nampaknya tidak terlalu penting karena pada
organisme ini sel justru cenderung merespon sinyal-sinyal yang datang dari
dalam tubuh, dan di sisi lain, sistem sirkulasi akan menjadi penyangga bagi sel
terhadap perubahan kondisi lingkungan yang mendadak tersebut. Pada mekanisme
sirkit, produk suatu gen akan menekan transkripsi gen itu sendiri dan sekaligus
memacu transkripsi gen kedua, produk gen kedua akan menekan transkripsi gen
kedua dan memacu transkripsi gen ketiga, demikian seterusnya. Ekspresi gen yang
berurutan ini telah terprogram secara genetik sehingga gen-gen tersebut tidak
akan dapat diekspresikan di luar urutan. Oleh karena urutan ekspresinya berupa
sirkit, maka mekanisme tersebut dinamakan sirkit ekspresi gen.