Multiple Splicing in Eukaryotic RNA: Generating Diversity in Gene Expression

Dalam sel eukariotik, proses transkripsi adalah langkah paling penting dalam regulasi gen pada sebagian besar sel. Namun, ada beberapa titik lain dalam perjalanan dari DNA menjadi protein yang dapat diatur. Salah satunya adalah saat RNA transkrip diproses menjadi mRNA sebelum berpindah ke sitoplasma untuk translasi oleh ribosom. Proses pengolahan RNA meliputi penambahan cap dan ekor, serta penghilangan intron - segmen DNA non-koding yang mengganggu pesan genetik - dan penyambungan ekson yang tersisa. Dalam banyak kasus, sel dapat melakukan penyambungan dalam lebih dari satu cara, menghasilkan molekul mRNA yang berbeda dari transkrip RNA yang sama. Dengan adanya penyambungan RNA alternatif seperti ini, organisme dapat menghasilkan lebih dari satu jenis polipeptida dari satu gen tunggal. Salah satu contoh menarik dari penyambungan dua arah terjadi pada lalat buah Drosophila, di mana perbedaan antara jantan dan betina sebagian besar disebabkan oleh pola penyambungan RNA yang berbeda. Selain itu, peneliti telah menemukan gen pada Drosophila yang, melalui penyambungan alternatif dari banyak ekson, menghasilkan lebih dari 17.500 protein, masing-masing ditemukan dalam membran sel saraf yang berbeda di mana protein tersebut berfungsi sebagai penanda identifikasi. Pada manusia, lebih dari 90% gen yang mengkode protein tampaknya mengalami penyambungan alternatif. Dengan demikian, penyambungan RNA alternatif secara signifikan meningkatkan jumlah protein manusia yang diproduksi sebagai respons terhadap perubahan lingkungan. Dalam gambar 11.4, terlihat bahwa transkrip RNA disambungkan dua cara, sehingga satu molekul mRNA berakhir dengan ekson cokelat dan yang lainnya dengan ekson hijau. Jika setiap mRNA harus mengandung setidaknya 4 ekson, berapa banyak mRNA yang berbeda yang dapat dihasilkan dari DNA yang ditunjukkan dalam gambar 11.4? Dalam penelitian ini, kita akan menjelajahi proses penyambungan RNA alternatif dalam sel eukariotik dan bagaimana hal ini menghasilkan keragaman dalam ekspresi gen. Kita juga akan melihat contoh konkret dari penyambungan RNA alternatif pada lalat buah Drosophila dan dampaknya pada perbedaan antara jantan dan betina. Selain itu, kita akan membahas pentingnya penyambungan RNA alternatif dalam meningkatkan jumlah protein manusia yang diproduksi sebagai respons terhadap perubahan lingkungan.