Language
Country/Area
No result found
Misteri kotak TATA: Bagaimana ia memulai keajaiban transkripsi gen?
Dalam biologi molekuler, kotak TATA, yang juga dikenal sebagai kotak Goldberg-Hogness, adalah urutan DNA yang terletak di wilayah inti promotor gen pada archaea dan eukariota. Kotak ini dianggap sebagai urutan DNA non-coding dan tampaknya bertindak sebagai elemen pengatur. Namanya berasal dari kemunculan berulang adenilat (A) dan timidina (T) dalam urutan konsensusnya. Penemuan kotak TATA terkait dengan penelitian David Hogness dan Michael Goldberg pada tahun 1980-an, yang pertama kali menentukan struktur ini saat menganalisis urutan genom tikus. Sejak pertama kali diidentifikasi sebagai komponen promotor eukariota pada tahun 1978, kotak TATA telah memainkan peran penting dalam transkripsi gen.
Inisiasi transkripsi biasanya terjadi di kotak TATA, yang menjadikan kotak TATA sebagai mata rantai penting dalam mekanisme transkripsi.
Transkripsi gen oleh RNA polimerase II bergantung pada promotor inti yang diatur oleh elemen pengatur jarak jauh seperti penguat dan peredam. Tanpa regulasi transkripsi yang tepat, organisme eukariotik tidak dapat merespons lingkungannya dengan tepat. Bergantung pada urutan dan mekanisme inisiasi kotak TATA, mutasi seperti penyisipan, penghapusan, dan mutasi titik dapat menyebabkan perubahan fenotip atau bahkan menyebabkan penyakit. Penyakit yang terkait dengan mutasi kotak TATA meliputi kanker lambung, ataksia tulang belakang serebelum, penyakit Huntington, kebutaan, dan β-thalassemia.
Sejarah
Temukan
Kotak TATA pertama kali diidentifikasi pada tahun 1978 oleh ahli biokimia Amerika David Hogness, yang menemukan urutan tersebut bersama mahasiswa pascasarjana Michael Goldberg selama penelitian mereka di Universitas Basel di Swiss. Tim peneliti tersebut terutama menganalisis urutan promotor lalat buah, mamalia, dan gen virus. Kotak TATA ditemukan dalam gen pengkode protein yang ditranskripsi oleh RNA polimerase II.
Sejarah Evolusi
Sebagian besar penelitian kotak TATA difokuskan pada genom ragi, manusia, dan lalat buah, tetapi elemen serupa juga ditemukan pada archaea dan eukariota purba. Pada spesies archaea, promotornya mengandung urutan kaya AT yang terletak sekitar 24 pasangan basa di hulu dari situs awal transkripsi. Urutan ini, yang awalnya disebut Kotak A, sekarang diketahui berinteraksi dengan homolog protein pengikat TATA (TBP) archaea.
Fitur
Lokasi
Kotak TATA terletak pada posisi tertentu dalam urutan promotor, dan posisi dasarnya bervariasi untuk organisme yang berbeda. Pada eukariota, kotak TATA terletak sekitar 25-30 pasangan basa di hulu situs awal transkripsi, sedangkan pada ragi dapat bervariasi antara 40 dan 100 pasangan basa di hulu situs awal transkripsi. Penelitian terkini menunjukkan bahwa 40% gen yang mengkode sitoskeleton aktin dan aparatus kontraktil mengandung kotak TATA di promotor intinya.
Fungsi
Kotak TATA berperanperan yang tak tergantikan dalam proses transkripsi. Ini adalah situs utama untuk pembentukan kompleks prainisiasi, langkah pertama dalam memulai transkripsi pada eukariota. Transkripsi dimulai ketika faktor transkripsi multi-subunit II D (TFIID) mengikat kotak TATA. Protein pengikat TATA (TBP) mengikat biomakromolekul melalui segmen β antiparalelnya, sehingga membengkokkan DNA dan menyebabkan DNA terurai.
Pengikatan TBP ke kotak TATA dapat meningkatkan pengikatan faktor transkripsi lain dan RNA polimerase II, sehingga dapat memulai transkripsi secara efektif.
Pada jenis sel tertentu atau pada promotor tertentu, TBP dapat digantikan oleh beberapa faktor terkait TBP. Interaksi faktor-faktor ini dengan kotak TATA memengaruhi transkripsi gen. Selain itu, elemen pengatur jarak jauh seperti penambah dapat meningkatkan aktivitas promotor, sementara peredam dapat menekan aktivitas promotor.
Mutasi
Mutasi pada kotak TATA dapat berkisar dari penghapusan atau penyisipan hingga mutasi titik, dengan efek yang bervariasi tergantung pada gen yang bermutasi. Mutasi ini akan mengubah kapasitas pengikatan TBP dan dengan demikian memengaruhi fenotipe.
Signifikansi klinisTeknologi
Banyak penelitian yang dilakukan secara in vitro, yang hanya dapat memberikan prediksi daripada perilaku sel secara real-time. Namun, penelitian terkini telah mendeteksi aktivitas pengikatan TATA secara in vivo, yang sangat penting untuk memahami peran kotak TATA.
Terapi KankerSaat para ilmuwan mencari target molekuler khusus kanker, motif pengikatan TATA telah menjadi fokus. Misalnya, obat-obatan tertentu dapat secara khusus menargetkan kompleks DNA-TBP, sehingga menurunkan inisiasi transkripsi, yang memberikan ide-ide baru untuk pengobatan kanker.
Dalam dunia transkripsi gen yang kaya ini, peran kotak TATA tidak diragukan lagi tidak boleh diabaikan. Bagaimana ia mengatur ekspresi gen secara tepat dan meningkatkan adaptasi organisme terhadap lingkungan?
