Jelaskan Situs regulator lac operon dari Operon lac

Situs regulator laktosa memiliki satu gen struktural (lacI) dan satu situs pengontrolan (lacP2), dimana gen strukturalnya berperan untuk mengkodekan subunit tetramer represor laktosa, sementara situs pengontrolan berperan sebagai situs pengikatan RNA polimerase. Pada keadaan tidak ada inducer, represor mengikat pada lacO secara sterik dan memblokir pengikatan RNA polimerase ke lacP2 dan menghambat insiasi transkripsi dari operon laktosa. Represor juga berperan dalam pemblokiran transkripsi operon regulator laktosa, beserta dengan produksi dirinya sendiri atau disebut sebagai autorepresi.

Regulasi lac operon tanpa inducer maupun substrat

Pada keadaan tidak ada laktosa ataupun inducer lainnya, represor tetap akan mengikat lacO dan menghalangi terjadinya transkripsi karena pengikatan RNA polimerase diblokir pada situs lacP, tetapi konsentrasi represor akan menurun karena terjadi protein turnover atau mengalami degradasi dan dilusi oleh pertumbuhan dan pembelahan sel, sehingga lacO akan dilepas oleh represor secara berkala, dan RNA polimerase dapat mengikat pada lacP dan menginiasasi transkripsi. Sintesis mRNA yang terjadi seperti ini dinamakan sebagai sneak synthesis. Translasi mRNA polisistronik yang terjadi akan menghasilkan ketiga enzim yang menjadi stuktural dari lac operon dengan konsentrasi yang rendah. Enzim pada konsentrasi rendah ini dinamakan sebagai level basal dari enzim, sehingga sel tidak akan pernah kehilangan enzim untuk katabolisme laktosa.

Regulasi lac operon dengan inducer IPTG

Ketika terdapat inducer, seperti isopropil-β-D-tiogalaktosida (IPTG) ditambahkan kedalam media yang terdapat populasi bakteria pengkatabolit laktosa, operon laktosa akan aktif. Laju pembentukan β-galaktosidase, permease, dan transasetilase akan meningkat pesat sampai pada keadaan jenuh atau maksimum selama kondisi lingkungan tidak berubah. IPTG dapat diambil oleh bakteri, akibat aktivitas permease yang terbentuk karena level basal dari enzim dan akan tetap terkonsentrasi di membran plasma. IPTG akan mengikat represor dan mengalami perubahan konformasi, sehingga represor akan berada pada keadaan inaktifnya, dan tidak dapat mengikat ke operator lagi, sehingga RNA polimerase akan dengan mudah mengikat pada lacP dan menginisiasi transkripsi tanpa adanya represor. Segera setelah RNA polimerase menginisiasi transkripsi, RNA polimerase yang lain akan langsung mengikat ke promoter dan memulai transkripsi lagi, sehingga akan terdapat banyak mRNA dari operon laktosa, tetapi translasi yang terjadi tidak dapat dilakukan seperti halnya pada transkripsi. Translasi yang terjadi setelah mRNA pertama hanya akan dimulai ketika mRNA pertama selesal ditranslasi, tetapi masing-masing mRNA dapat ditranslasi berulang, sekitar 40-50 kali sehingga konsentrasi enzim yang terbentuk akan makin besar.