Pengaturan Pada Tahap Prosesing mRNA
Dua jenis sel yang berbeda dapat membuat protein yang sama
tetapi dalam jumlah yang berbeda meskipun transkripsi di dalam kedua sel
tersebut terjadi pada gen yang sama. Fenomena ini seringkali berkaitan dengan
adanya molekul-molekul mRNA yang berbeda, yang akan ditranslasi dengan
efisiensi berbeda pula.
Pada tikus, misalnya, ditemukan bahwa perbedaan sintesis
enzim α-amilase oleh berbagai mRNA yang berasal dari gen yang sama dapat
terjadi karena adanya perbedaan pola pembuangan intron. Kelenjar ludah
menghasilkan α-amilase lebih banyak daripada yang dihasilkan oleh jaringan hati
meskipun gen yang ditranskripsi sama. Jadi, dalam hal ini transkrip primernya
sebenarnya sama, tetapi kemudian ada perbedaan mekanisme prosesing, khususnya
pada penyatuan (splicing) mRNA.
Pengaturan translasi
Berbeda dengan translasi mRNA pada prokariot yang terjadi
dalam jumlah yang lebih kurang sama, pada eukariot ada mekanisme pengaturan
translasi. Macam-macam pengaturan tersebut adalah (1) kondisi bahwa mRNA tidak
akan ditranslasi sama sekali sebelum datangnya suatu sinyal, (2) pengaturan
umur (lifetime) molekul mRNA, dan (3) pengaturan laju seluruh sintesis protein.
Telur yang tidak dibuahi secara biologi bersifat statis.
Akan tetapi, begitu fertilisasi terjadi, sejumlah protein akan disintesis. Hal
ini menunjukkan bahwa di dalam sel telur yang belum dibuahi akan dijumpai
sejumlah mRNA yang menantikan datangnya sinyal
untuk translasi. Sinyal tersebut tidak lain adalah fertilisasi oleh
spermatozoon, sedangkan molekul mRNA yang belum ditranslasi itu dinamakan mRNA
tersembunyi (masked mRNA).
Pengaturan umur mRNA juga dijumpai pada telur yang belum
dibuahi. Sel telur ini akan mempertahankan diri untuk tidak mengalami
pertumbuhan atau perkembangan. Dengan demikian, laju sintesis protein menjadi
sangat rendah. Namun, hal ini bukan akibat kurangnya pasokan mRNA, melainkan
karena terbatasnya ketersediaan suatu unsur yang dinamakan faktor rekrutmen.
Hingga kini belum diketahui hakekat unsur tersebut, tetapi rupanya berperan
dalam pembentukan kompleks ribosom-mRNA.
Sintesis beberapa protein tertentu diatur oleh aktivitas
protein itu sendiri terhadap mRNA. Sebagai contoh, konsentrasi suatu jenis
molekul antibodi dipertahankan konstan oleh mekanisme inhibisi atau
penghambatan diri dalam proses translasi. Jadi, molekul antibodi tersebut
berikatan secara khusus dengan molekul mRNA yang menyandinya sehingga inisiasi
translasi akan terhambat.
Sintesis beberapa
protein dari satu segmen DNA
Pada prokariot terdapat mRNA polisistronik yang menyandi
semua produk gen. Sebaliknya, pada eukariot tidak pernah dijumpai mRNA
polisistronik, tetapi ada kondisi yang dapat disetarakan dengannya, yakni
sintesis poliprotein. Poliprotein adalah polipeptida berukuran besar yang
setelah berakhirnya translasi akan terpotong-potong untuk menghasilkan sejumlah
molekul protein yang utuh. Tiap protein ini dapat dilihat sebagai produk satu
gen tunggal.
Dalam sistem semacam itu urutan penyandi pada masing-masing
gen tidak saling dipisahkan oleh kodon stop dan kodon awal, tetapi dipisahkan
oleh urutan asam amino tertentu yang dikenal sebagai tempat pemotongan
(cleavage sites) oleh enzim protease tertentu. Tempat-tempat pemotongan ini
tidak akan berfungsi serempak, tetapi bergantian mengikuti suatu urutan.