Operon : Pengertian dan Struktur

Mungkin banyak dari pembaca yang masih asing dengan kata operon, karena memang pembahasan tentang operon baru diberikan di perguruan tinggi tingkat akhir. Pada kesempatan ini, saya akan sedikit menjelaskan tentang apa dan bagaimana operon itu. Bila kita membahas operon kita berarti membicarakan tentang suatu struktur khusus pada DNA makhluk hidup.

Operon adalah sekumpulan gen bersebelahan yang kerjanya diatur oleh sebuah promoter. 

Sebelum menjelajah lebih jauh tentang operon saya akan sedikit mengingatkan tentang struktur suatu gen. Di awal suatu gen akan terdapat sturktur yang disebut promoter dan diakhir gen tersebut terdapat terminator. Jadi urutannya adalah promoter – gen – terminator. Promomoter merupakan tempat yang akan dikenali oleh enzim RNA polimerase sebagai tanda dimulainya transkripsi. Sedangkan terminator merupakan bagian yang akan dikenali DNA polimerase sebagai tanda berakhirnya transkripsi.

Bagi anda yang belum paham apa itu transkripsi, silahkan baca artikel berikut.
Langkah Sintesis Protein

Awalnya diketahui bahwa tiap satu gen akan diatur satu promoter dan terminator, namun belakangan ditemukan adanya beberapa gen yang diatur satu promoter dan terminator saja yang kemudian disebut dengan istilah operon. Ibaratnya adalah satu tombol yang akan menghidupkan beberapa televisi sekaligus. Tombol ini saya ibaratkan dengan promoter dan televisi saya ibaratkan dengan gen.
Bagian lengkap suatu operon adalah sebagai berikut.

Struktur suatu operon, contoh di atas merupakan operon trp pada bakteri. Suatu operon tersusun atas promoter, operator, gen-gen, dan terminator (disini terminator tidak ditunjukkan). Di awal promoter terdapat gen pengatur (regulatory gene) yang akan menghasilkan protein repressor.

Penjelasan:

• Operon akan diawali oleh promoter yang menjadi tempat yang dikenali enzim RNA polimerase untuk memulai proses transkripsi.
• Selanjutnya di dalam promoter atau setelah promoter akan terdapat operator yang menentukan aktif tidaknya transkripsi.
• Selanjutnya terdapat beberapa gen dalam operon tersebut.
• Di akhir gen terdapat terminator yang menjadi tanda berakhirnya transkripsi.

Proses transkiripsi akan berlangsung apabila RNA polimerase dapat bekerja di sepanjang gen yang terdapat pada operon tersebut. RNA polimerase awalnya akan menempel pada bagian promoter, namun RNA polimerase baru dapat aktif apabila operator memperbolehkan RNA polimerase tersebut bekerja. Operator akan mengatur kapan boleh dilakukan transkripsi dan kapan tidak boleh dilakukan transkripsi.

Sebagai contoh adalah operon trp yang terdapat pada bakteri Escherichia coli. Operon ini mengandung gen-gen yang berperan dalam sintesis asam amino triptophan. Operon ini aktif ketika bakteri hidup di tempat yang miskin kandungan triptophan.

Kurangnya kadar triptophan akan mengaktifkan operon ini, sedangkan kelebihan triptophan akan menonaktifkan-nya. Dalam keadaan miskin triptophan, operator aktif sehingga akan memperbolehkan DNA polimerase untuk bekerja mentranskripsi gen-gen agar dapat dibentuk enzim pensintesis triptophan. Namun ketika kadar triptophan dalam sel tinggi, triptophan itu sendiri yang akan menjadi penyebab transkripsi berhenti dengan cara bergabung dengan repressor dan menempel pada operator.

Kelebihan kadar triptophan akan membuat operon trp tidak aktif. Repressor akan menyatu dengan corepressor dan membuat bagian operator tidak aktif.

Triptophan berperan sebagai co-repressor yang akan bergabung dengan protein khusus yang disebut repressor dan menempel pada operator. Karena menempelnya repressor inilah, RNA polimerase menjadi terhalang sehingga transkripsi terhenti dan pembentukan triptophan secara otomatis terhenti.
Contoh di atas merupakan mekanisme umpan balik negatif yang mengatur kerja dari operon. Tidak adanya triptophan akan mengaktifkan operon trp, dan kadar triptophan yang berlebhan akan menonaktifkan operon tersebut.

Contoh lainnya adalah operon lac pada bakteri. Pada operon tersebut terdapat gen-gen yang berperan dalam katabolisme laktosa. Bakteri sebenarnya lebih menyukai gluosa dibandingkan dengan laktosa. Namun dalam kondisi glukosa langka dan banyak laktosa, bakteri akan menghasilkan enzim-enzim untuk mencerna laktosa tersebut.

Ketika tidak terdapat laktosa, operon lac tidak aktif karena bagian operator ditempeli oleh repressor. Repressor akan lepas apabila ada laktosa yang bergabung dengan repressor tersebut.

Dalam keadaan normal (banyak glukosa), operator akan ditempeli oleh repressor yang menghalangi proses transkripsi. Namun ketika kadar laktosa meningkat dan glukosa berkurang, laktosa yang masuk ke dalam sel bakteri akan menempel pada repressor sehingga membuatnya terlepas dari operator. Lepasnya repressor dari operator ini akan menjadikan proses transkripsi dapat berlangsung untuk membentuk enzim-enzim yang diperlukan dalam mencerna laktosa.

Sekilas penjelasan tentang operon, semoga pembaca dapat memahami.

Apabila ada pertanyaan silahkan tinggalkan pada bagian komentar di bawah artikel.