kab-2014-5,6,7

Pertanyaan no. 5-7 berdasarkan keterangan di bawah ini.

Suatu sel Escherichia coli diketahui memiliki operon lac yang menyebabkan ia dapat tumbuh pada medium yang mengandung laktosa sebagai sumber karbon. Dua mutan sel E. coli lainnya, yaitu strain A dan B kehilangan fungsi salah satu elemen DNA yang ada pada operon lac. Strain A diketahui mengalami mutasi delesi pada daerah operator, sedangkan strain B mengalami mutasi pada daerah promotor. Kedua mutasi menyebabkan masing-masing elemen DNA tidak dapat berinteraksi dengan protein terkait.

No.5
Protein manakah yang tidak dapat berinteraksi dengan elemen promotor lac akibat mutasi yang terjadi pada daerah tersebut?

A. Repressor
B. CRP protein
C. RNA polymerase
D. Permease
E. β-galaktosidase

 

Pembahasan:

Promotor adalah bagian gen yang berfungsi sebagai tempat menempelnya RNA polymerase di saat inisiasi transkripsi gen dalam sintesis protein. RNA polymerase hanya dapat menempel pada promoter yang memiliki urutan nukleotida tertentu. Jika elemen promoter ini termutasi/ mengalami perubahan urutan nukleotida, maka RNA polymerase tidak dapat menempel pada promoter sehingga tidak terjadi transkripsi. Atau, RNA polymerase dapat menempel, tetapi tidak sempurna sehingga transkripsi menjadi lebih lemah.

Repressor merupakan protein yang menempel pada elemen operator, sehingga tidak terjadi transkripsi. Pada operon lac, laktosa akan menginaktivasi represor sehingga elemen operator bebas, dan operon lac dapat ditranskripsi.

β-galaktosidase merupakan enzim yang dapat memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Enzim ini merupakan hasil dari segmen lacZ dalam operon lac.

Permease adalah protein yang dihasilkan dari lacY, protein membran yang memompa laktosa ke dalam sel menggunakan gradien proton.

Protein CRP adalah protein pentamerik dalam plasma darah yang mengikatkan diri pada permukaan sel yang mati atau sekarat, untuk kemudian mengaktifkan sistem komplemen.

Jawaban: C

 No.6
Di bawah ini ditampilkan kurva pertumbuhan sel Escherichia coli ‘wild type’ ketika ditumbuhkan di medium pertumbuhan yang mengandung sumber karbon glukosa dan laktosa.

Berdasarkan perbandingan dengan data di atas, manakah di antara pilihan di bawah ini yang menunjukkan kurva pertumbuhan sel E. coli strain A ketika ditumbuhkan pada medium yang sama?

Pembahasan:

Pada strain ‘wild type’, E. coli akan mulai mentranspor laktosa ke dalam sel dan memecahnya setelah glukosa habis digunakan. Karena itu, awalnya pertumbuhan meningkat hingga glukosa terpakai semua, kemudian mengalami fase statis karena menyesuaikan dengan sumber karbon baru (aktivasi operon lac).  Di dalam sel, laktosa menginaktivasi represor sehingga elemen operator bebas, dan operon lac dapat ditranskripsi. Pertumbuhan pun meningkat kembali.

Pada strain Strain A, elemen operator mengalami mutasi. Dengan demikian, represor tidak dapat menempel pada segmen tersebut. Oleh karena itu, operon lac selalu aktif dan ditranskripsi, tidak perlu diinduksi sebagaimana pada wild type. Jika strain A ditumbuhkan pada medium glukosa dan laktosa, keduanya digunakan secara bersama-sama. Pertumbuhan akan terus meningkat selama sumber karbon melimpah, tanpa ada jeda fase stasioner.

Jawaban: C

No.7
Berdasarkan data di soal no.5, tentukan juga jenis kurva pertumbuhan yang paling tepat untuk sel E. coli strain B ketika ditumbuhkan di medium yang mengadung sumber karbon glukosa dan laktosa!

Pembahasan:

Strain B mengalami mutasi pada bagian promoter. Ini dapat mengakibatkan RNA polymerase tidak dapat menempel, yang artinya sintesis protein pada gen-gen di operon lac tidak dapat terjadi. Dengan demikian, setelah glukosa habis, meskipun laktosa dapat menginduksi lepasnya represor dari segmen operator, sintesis protein pada operon lac tidak terjadi. Pertumbuhanpun akan menurun, karena tidak ada lagi sumber karbon yang bisa digunakan.

Jawaban: B

OSN Biologi SMA Tingkat Kabupaten Tahun 2014

Biologi sel, molekuler & mikrobiologi

no.5-7