Biologi Universitas — Tahun 3 · Bachelor Year 3

2RNA Tak Penyandi dan Pengaturan Pascatranskripsi

Pada tahun 1990 dua ahli biologi tumbuhan mencoba membuat petunia lebih ungu dengan memberinya salinan tambahan gen enzim pigmennya. Hampir separuh tumbuhan transgenik itu keluar berwarna putih, atau ungu dengan sektor putih: gen tambahan tersebut telah mematikan salinan milik tumbuhan itu sendiri sekaligus mematikan dirinya. Delapan tahun kemudian, dua ahli genetika cacing yang menyuntikkan RNA ke dalam Caenorhabditis elegans mendapati bahwa RNA beruntai ganda yang cocok dengan sebuah gen otot membungkam gen itu, pada cacing yang disuntik maupun pada keturunannya, jauh lebih ampuh daripada masing-masing untainya sendiri. Kedua teka-teki itu berjawaban satu: sel memiliki permesinan yang memakai RNA pendek untuk menemukan dan membungkam RNA yang urutannya cocok. Permesinan itu, dan dunia pengaturan yang lebih luas yang menimpa sebuah RNA duta sesudah ditranskripsi — bagaimana ia disambung, ke mana ia dikirim, berapa lama ia hidup, apakah ia ditranslasi — adalah pokok bab ini. Jilid Tahun 1 memperlakukan gen sebagai satuan yang menyala atau padam pada promotornya; di sini transkripnya sendiri yang menjadi sasaran kendali.

2.1 Sensus RNA sebuah sel

Definisi 2.1 (RNA tak penyandi)

Sebuah RNA tak penyandi (ncRNA) adalah transkrip yang bekerja sebagai RNA, bukan sebagai cetakan bagi protein. Di luar RNA ribosom dan RNA pemindah dalam translasi serta RNA nukleus kecil (snRNA) milik spliseosom, sebuah sel eukariot memuat: mikroRNA (miRNA), $21\text{ sampai }23$ nukleotida, yang dipotong dari jepit rambut di dalam transkrip sel itu sendiri dan memandu penekanan RNA duta yang sebagian komplementer; RNA pengganggu kecil (siRNA), sepanjang itu juga, yang dipotong dari RNA beruntai ganda yang panjang dan memandu pemotongan sasaran yang cocok sempurna; RNA yang berinteraksi dengan Piwi (piRNA), $26\text{ sampai }31$ nukleotida, yang aktif di dalam garis nutfah melawan transposon; RNA nukleolus kecil yang memandu modifikasi rRNA; dan RNA tak penyandi panjang (lncRNA), transkrip yang lebih panjang daripada $200\,\mathrm{nt}$ tanpa kerangka baca terbuka yang berarti, yang di antaranya Xist pada Bab 1 paling dipahami. Ekson penyandi protein menempati sekitar $1.5\,\%$ genom manusia; sebagian besar sisanya ditranskripsi pada suatu saat di dalam suatu sel, tetapi berapa banyak transkripsi itu yang berfungsi masih menjadi pertanyaan terbuka.

Catatan 2.2 (Kelimpahan bukan fungsi)

Sebuah transkrip dapat terdeteksi karena polimerasenya bocor, bukan karena RNA-nya mengerjakan sesuatu; sebagian besar lncRNA hadir kurang dari satu salinan tiap sel, tidak lestari, dan dapat ditiadakan tanpa akibat. Uji fungsinya bersifat genetik: adanya fenotipe ketika RNA-nya, dan bukan sekadar DNA-nya, dibuang. Xist, miRNA, dan piRNA melewatinya dengan meyakinkan; dari puluhan ribu lncRNA yang teranotasi, sejauh ini baru beberapa ratus yang melewatinya.

2.2 Interferensi RNA dan mikroRNA

Definisi 2.3 (Interferensi RNA)

Interferensi RNA (RNAi) adalah pembungkaman sebuah gen yang khas urutan oleh RNA kecil yang berasal dari RNA beruntai ganda. Enzim Dicer, sebuah RNase III, memotong RNA beruntai ganda yang panjang menjadi duplek sepanjang $21\text{ sampai }23$ nukleotida dengan tonjolan 3 $'$ sepanjang dua nukleotida; salah satu untai tiap duplek, yaitu pemandunya, dimuatkan ke dalam protein Argonaute sehingga membentuk kompleks pembungkam terimbas RNA (RISC). Pemandunya berpasangan dengan RNA sasaran yang komplementer, dan domain endonuklease Argonaute memotong sasarannya berhadapan dengan nukleotida 10 dan 11 pemandunya; RNA yang terpotong lalu diuraikan dan RISC-nya dilepaskan untuk mencari sasaran lain. Pada tumbuhan, cacing, dan fungi sebuah RNA polimerase bergantung-RNA menyalin sasarannya menjadi RNA beruntai ganda yang baru, sehingga isyaratnya diperkuat dan menyebar; mamalia tidak memiliki langkah ini.

Bukti eksperimental. Napoli, Lemieux, dan Jorgensen (1990) memasukkan satu gen kalkon sintase tambahan ke dalam petunia untuk memekatkan warna bunganya; $42\,\%$ transformannya berwarna putih atau belang, dengan transgen maupun gen endogennya sama-sama dibungkam — “kosupresi”. Guo dan Kemphues (1995) mendapati bahwa RNA antisens terhadap sebuah gen C. elegans membungkamnya, tetapi kendali sensnya pun berbuat sama. Fire, Mello, dan rekan (1998) menuntaskan paradoks itu: sediaan untai tunggal mereka tercemar untai ganda, dan RNA beruntai ganda unc-22 yang telah dimurnikan lalu disuntikkan ke dalam seekor cacing memberi fenotipe unc-22 yang berkedut pada kepekatan beberapa molekul tiap sel, sedangkan RNA sens atau antisens murni hampir tidak memberi apa-apa; pembungkamannya menyeberang ke jaringan yang jauh dari tempat suntikan dan ke keturunannya. Hamilton dan Baulcombe (1999) mendeteksi RNA $25\,\mathrm{nt}$ di dalam tumbuhan yang terbungkam, dan Zamore serta rekan (2000) menunjukkan pada ekstrak lalat bahwa RNA beruntai ganda itu terpotong menjadi RNA tersebut dan bahwa sasarannya terpotong pada selang $21\,\mathrm{nt}$ . ∎

Kiri: petunia yang membawa satu gen pigmen tambahan, dengan sektor putih hasil kosupresi. Kanan: nematoda Caenorhabditis elegans, sepanjang kira-kira satu milimeter dan bening, yang di dalamnya RNA beruntai ganda suntikan membungkam gen yang cocok pada seluruh tubuh hewan itu dan pada keturunannya. — Kiri: petunia yang membawa satu gen pigmen tambahan, dengan sektor putih hasil kosupresi. Kanan: nematoda *Caenorhabditis elegans*, sepanjang kira-kira satu milimeter dan bening, yang di dalamnya RNA beruntai ganda suntikan membungkam gen yang cocok pada seluruh tubuh hewan itu dan pada keturunannya.

Definisi 2.4 (MikroRNA)

Sebuah mikroRNA disandikan di dalam genom — pada gennya sendiri atau di dalam intron sebuah gen penyandi protein — lalu ditranskripsi oleh RNA polimerase II sebagai transkrip primer yang panjang (pri-miRNA) yang memuat jepit rambut sepanjang kira-kira $70\,\mathrm{nt}$ . Di dalam nukleus, RNase III bernama Drosha, bersama pasangannya DGCR8, memotong jepit rambut itu keluar (pre-miRNA); eksportin-5 membawanya ke sitoplasma, tempat Dicer membuang lengkungnya sehingga tersisa duplek $22\,\mathrm{nt}$ . Satu untainya dimuatkan ke dalam Argonaute. MiRNA yang matang mengenali sasarannya terutama lewat benih-nya, yakni nukleotida 2 sampai 8, yang berpasangan dengan tapak yang lazimnya berada di daerah tak tertranslasi 3 $'$ sebuah RNA duta; sisa miRNA-nya berpasangan tak sempurna, sehingga sasarannya tidak dipotong melainkan ditekan: RISC-nya merekrut protein yang memendekkan ekor poli(A), membuang tudungnya, dan menghambat translasi, dan RNA dutanya diuraikan lebih cepat. Karena sebuah benih hanya tujuh nukleotida, satu miRNA memiliki ratusan sasaran, dan lebih dari separuh gen penyandi protein manusia mengusung tapak lestari bagi sedikitnya satu dari beberapa ratus miRNA manusia yang telah terkenali dengan yakin.

Bukti eksperimental. lin-4, sebuah gen yang dibutuhkan cacing untuk beranjak dari tahap larva pertamanya ke tahap kedua, ditemukan Lee, Feinbaum, dan Ambros (1993) menyandikan bukan sebuah protein melainkan RNA $22\,\mathrm{nt}$ , yang komplementer dengan tujuh tapak di daerah tak tertranslasi 3 $'$ RNA duta lin-14, yakni gen yang telah diketahui ditekannya. Ketika larvanya memasuki tahap kedua, protein LIN-14 lenyap sedangkan mRNA-nya tetap ada: penekanannya bersifat pascatranskripsi. Reinhart dan rekan (2000) menemukan RNA kedua semacam itu, let-7, yang mengendalikan peralihan larva berikutnya; Pasquinelli (2000) menemukan let-7 pada lalat dan manusia, dengan urutan yang sama, dan itulah yang mengubah keanehan cacing menjadi mekanisme umum. ∎

Biogenesis sebuah mikroRNA. Jepit rambutnya dipotong keluar dari transkrip primernya oleh Drosha di dalam nukleus, diekspor, dirapikan oleh Dicer menjadi duplek 22\, nt, dan satu untainya dimuatkan ke dalam Argonaute. Benihnya berpasangan dengan sebuah tapak di daerah tak tertranslasi 3' sebuah RNA duta, lalu RNA duta itu dideadenilasi, diuraikan, dan lebih jarang ditranslasi. — Biogenesis sebuah mikroRNA. Jepit rambutnya dipotong keluar dari transkrip primernya oleh Drosha di dalam nukleus, diekspor, dirapikan oleh Dicer menjadi duplek $22\,\mathrm{nt}$ , dan satu untainya dimuatkan ke dalam Argonaute. Benihnya berpasangan dengan sebuah tapak di daerah tak tertranslasi 3 $'$ sebuah RNA duta, lalu RNA duta itu dideadenilasi, diuraikan, dan lebih jarang ditranslasi.

Teorema 2.5 (Apa yang dilakukan mikroRNA pada kadar dan kecepatan sebuah RNA duta)

Sebuah RNA duta disintesis dengan laju tetap $k$ dan diuraikan dengan laju orde satu $\gamma$ ; sebuah mikroRNA yang hadir pada kadar $R$ menambahkan suku peluruhan $\gamma' R\, m$ . Maka kadar mRNA $m(t)$ memenuhi

\frac{\mathrm{d}m}{\mathrm{d}t} = k - (\gamma + \gamma' R)\, m, \qquad m^{*} = \frac{k}{\gamma + \gamma' R}, \qquad m(t) = m^{*} + (m_{0} - m^{*})\,e^{-(\gamma + \gamma' R)t}.

MikroRNA itu menurunkan keadaan tunaknya dengan faktor $1 + \gamma' R/ \gamma$ dan memendekkan tetapan waktu setiap perubahan $m$ dari $1/\gamma$ menjadi $1/(\gamma + \gamma' R)$ dengan faktor yang sama. Sebuah gen yang diatur mikroRNA karena itu sekaligus lebih tenang dan lebih cepat: ia mencapai keadaan tunak yang baru lebih cepat sesudah promotornya berubah, dan riak dalam transkripsinya teredam.

Bukti. Persamaannya linear dengan koefisien tetap; titik tetapnya adalah $m^{*}$ , tempat ruas kanannya lenyap, dan dengan menulis $u = m - m^{*}$ diperoleh $\mathrm{d}u/\mathrm{d}t = -(\gamma + \gamma' R)\,u$ , sehingga muncul eksponensialnya. Waktu paruh pendekatannya adalah $\ln 2/(\gamma + \gamma' R)$ , dan $\gamma = \ln 2 / t_{1/2}$ dengan $t_{1/2}$ waktu paruh alami RNA duta itu. ∎

Contoh 2.6 (Penekanan empat kali lipat)

Sebuah RNA duta yang waktu paruh alaminya $30\,\mathrm{min}$ ( $\gamma = 0.023\,\mathrm{min}^{-1}$ ), yang ditranskripsi pada $k = 2$ molekul tiap menit, berada pada $m^{*} = 2/0.023 \approx 87$ salinan tiap sel dan memerlukan $30\,\mathrm{min}$ untuk beranjak separuh jalan menuju kadar baru sesudah promotornya berubah. Sebuah mikroRNA yang melipattigakan laju peluruhannya ( $\gamma' R = 3\gamma$ ) membawanya ke $22$ salinan dan memangkas waktu paruhnya menjadi $7.5\,\mathrm{min}$ . Angka yang sama, dibaca terbalik, memperlihatkan mengapa penidakaktifan miRNA sering berfenotipe ringan: perubahan empat kali lipat pada RNA duta yang dirinya sendiri teredam di hilir dapat meninggalkan organismenya hampir normal, dan pengaruhnya baru tampak di bawah cekaman atau pada penataan waktunya.

Naiknya sebuah RNA duta sesudah promotornya dinyalakan, dengan angka . MikroRNA itu menurunkan dataran tingginya empat kali lipat dan mencapainya empat kali lebih cepat. — Naiknya sebuah RNA duta sesudah promotornya dinyalakan, dengan angka Contoh 2.6. MikroRNA itu menurunkan dataran tingginya empat kali lipat dan mencapainya empat kali lebih cepat.

Metode 2.7 (Meredam sebuah gen dengan RNAi)

Untuk membungkam sebuah gen tanpa menyentuh DNA-nya: (1) pilihlah urutan $21\,\mathrm{nt}$ yang khas bagi RNA dutanya, sambil menghindari kecocokan benih dengan gen lain; (2) antarkanlah urutan itu sebagai duplek siRNA sintetik (sementara, beberapa hari) atau sebagai RNA jepit rambut pendek (shRNA) yang diekspresikan dari sebuah vektor, yang terus-menerus diolah Dicer; pada cacing, berilah hewannya makan bakteri yang mengekspresikan RNA beruntai ganda itu; (3) ukurlah RNA dutanya dengan PCR kuantitatif dan proteinnya dengan imunoblot, sambil mengharapkan kehilangan $70\text{ sampai }95\,\%$ , bukan ketiadaan lengkap seperti pada penidakaktifan gen; (4) kendalikanlah pengaruh di luar sasaran dengan siRNA kedua yang tak bertindihan dan dengan penyelamatan oleh versi gen yang kebal RNAi. Peredaman adalah kehilangan fungsi yang sebagian dan berbalik; terapi gen yang kini disetujui atas asas ini mengantarkan siRNA terhadap RNA duta hati (transtiretin, PCSK9) yang digandengkan pada gula yang diserap hepatosit.

2.3 RNA kecil yang menjaga genom

Definisi 2.8 (piRNA dan pembungkaman transposon)

piRNA adalah RNA sepanjang $26\text{ sampai }31$ nukleotida, dibuat tanpa Dicer dari transkrip beruntai tunggal yang panjang milik gugus piRNA genomik — kuburan salinan transposon yang cacat — lalu dimuatkan ke dalam anak suku PIWI protein Argonaute di dalam garis nutfah. Sebuah piRNA yang antisens terhadap sebuah transposon memandu pemotongan transkrip transposon itu; fragmen yang terpotong menjadi piRNA sens yang baru, yang pada gilirannya memotong transkrip gugusnya untuk membuat lebih banyak piRNA antisens — daur ping-pong, sebuah penguatan yang menyasar transposon mana pun yang sedang aktif. Protein PIWI di dalam nukleus juga mengarahkan metilasi H3K9 dan metilasi DNA ke salinan genomik transposon itu, sehingga RNA-nya terhubung dengan tanda kromatin Bab 1. Seekor induk menitipkan piRNA-nya di dalam telur; betina yang garis keturunannya belum pernah berjumpa dengan sebuah transposon tidak memiliki piRNA terhadapnya, dan keturunannya dari jantan yang membawa transposon itu mandul — disgenesis hibrid, yang mula-mula terlihat pada persilangan Drosophila antara galur laboratorium dan galur liar.

Proposisi 2.9 (Pembungkaman kromatin terarah RNA)

Pada tumbuhan, sebuah jalur khusus — RNA polimerase IV mentranskripsi sebuah lokus, RNA polimerase bergantung-RNA membuatnya beruntai ganda, sebuah Dicer memotong siRNA $24\,\mathrm{nt}$ , Argonaute 4 membawanya kembali ke transkrip nasen polimerase V pada lokus yang sama lalu merekrut metiltransferase DRM2 — memetilasi DNA transposon dan urutan berulang; jalur itulah mekanisme paramutasi. Pada khamir belah, siRNA dari urutan berulang sentromer merekrut metiltransferase H3K9 dan membangun heterokromatin yang dibutuhkan sentromernya. Pada kedua kasus itu sebuah RNA menemukan tempatnya di dalam genom lewat kekomplementeran, lalu sebuah tanda kromatin dituliskan di situ: khas urutan, memperkuat diri, dan diwariskan sepanjang pembelahan.

2.4 Riwayat hidup sebuah RNA duta

Definisi 2.10 (Penyambungan yang diatur)

Penyambungan alternatif menghasilkan RNA duta yang berlainan dari satu gen lewat pelewatan ekson, pilihan antara ekson yang saling meniadakan, penahanan sebuah intron, atau pemakaian tapak sambung 5 $'$ maupun 3 $'$ alternatif. Semuanya diatur oleh protein pengikat RNA yang mengikat unsur urutan di dalam ekson dan intron dekat sebuah tapak sambung: protein SR yang terikat pada penguat eksonik merekrut spliseosom dan memacu penyertaan eksonnya, protein hnRNP yang terikat pada pembungkam menghalanginya, dan hasilnya pada sebuah sel ditentukan oleh jumlah nisbi kedua macam protein itu. Lebih dari $90\,\%$ gen manusia bereksonrangkap disambung secara alternatif; gen Dscam Drosophila, dengan empat blok ekson yang saling meniadakan (12, 48, 33, dan 2 pilihan), dapat menghasilkan $38\,016$ protein berbeda, dan tiap neuron mengekspresikan perangkat yang berlainan sehingga cabangnya saling mengenali dan menghindar.

Bukti eksperimental. Jenis kelamin lalat buah diputuskan oleh sebuah riam penyambungan. Pada betina gen Sex-lethal (Sxl) membuat protein yang berfungsi; SXL adalah protein pengikat RNA yang menghalangi sebuah tapak sambung pada transkripnya sendiri (sehingga ekson berkodon henti terlewat dan proteinnya terus dibuat) dan pada transkrip transformer, sehingga memaksa sambungan betina; TRA, bersama TRA-2, lalu mengikat penguat eksonik pada transkrip doublesex dan mengarahkan bentuk betina faktor transkripsi DSX. Pada jantan, tanpa SXL, setiap transkrip itu mengambil sambungan bakunya, transformer memuat kodon henti, dan DSX keluar dalam bentuk jantan. Setiap ciri lalat yang dimorfik secara seksual mengikuti DSX mana yang dibuat; betina yang tra-nya dimutasikan berkembang sebagai jantan. ∎

Definisi 2.11 (Kemantapan dan penempatan mRNA)

Waktu paruh sebuah RNA duta terentang dari beberapa menit sampai beberapa hari dan ditentukan oleh unsur di daerah tak tertranslasi 3 $'$ -nya. Elemen kaya AU (ulangan AUUUA) di dalam RNA duta sitokina, faktor pertumbuhan, dan protoonkogen diikat oleh protein yang merekrut deadenilase dan memberi waktu paruh $10\text{ sampai }30\,\mathrm{min}$ , sehingga letupan transkripsi menghasilkan letupan protein dan tidak lebih; mutasi yang membuangnya menimbulkan ekspresi berlebih dan, bagi sebagian protoonkogen, kanker. Elemen penempatan, yang kerap berstruktur, diikat oleh adaptor yang menghubungkan RNA dutanya dengan sebuah motor: RNA duta bicoid dan oskar dibawa ke kedua kutub telur lalat oleh dinein dan kinesin pada mikrotubulus, RNA duta aktin $\beta$ ke tepi depan sebuah fibroblas, dan RNA duta protein sinaps ke dalam dendrit, tempat semuanya ditranslasi sesuai permintaan. Elemen tanggap besi (IRE), sebuah tangkai–lengkung yang diikat protein pengatur besi IRP1 dan IRP2 ketika besi langka, mengerjakan dua tugas berlawanan dari dua kedudukan: di daerah tak tertranslasi 5 $'$ RNA duta feritin, IRP yang terikat menghalangi ribosom; di daerah tak tertranslasi 3 $'$ RNA duta reseptor transferin, IRP yang terikat melindungi transkripnya dari sebuah nuklease.

Contoh 2.12 (Besi, yang dibaca satu jepit rambut)

Ketika besi rendah, IRP mengikat kedua RNA duta itu: feritin, protein simpanannya, tidak ditranslasi, dan reseptor transferin, yang mengimpor besi, menjadi mantap dan melimpah — selnya menyimpan lebih sedikit dan mengimpor lebih banyak. Ketika besi tinggi, besi mengubah IRP1 menjadi akonitase (IRP1 memperoleh gugus besi–belerang dan kehilangan kegemarannya pada RNA) dan memicu penguraian IRP2: feritin ditranslasi, RNA duta reseptornya meluruh dalam hitungan menit, dan selnya menyimpan lebih banyak serta mengimpor lebih sedikit. Tidak diperlukan perubahan transkripsi apa pun. Mutasi titik pada IRE feritin yang mencegah pengikatan IRP menimbulkan sintesis feritin yang terus berlangsung serta sindrom hiperferitinemia–katarak yang menurun.

Elemen tanggap besi. Ketika besi rendah, protein pengatur besi mengikat jepit rambut IRE: pada ujung 5' RNA duta feritin protein itu menghalangi translasi, pada ujung 3' RNA duta reseptor transferin ia menghalangi sebuah nuklease. Ketika besi tinggi protein itu melepaskan keduanya: feritin dibuat, RNA duta reseptornya meluruh. — Elemen tanggap besi. Ketika besi rendah, protein pengatur besi mengikat jepit rambut IRE: pada ujung 5 $'$ RNA duta feritin protein itu menghalangi translasi, pada ujung 3 $'$ RNA duta reseptor transferin ia menghalangi sebuah nuklease. Ketika besi tinggi protein itu melepaskan keduanya: feritin dibuat, RNA duta reseptornya meluruh.

Proposisi 2.13 (Kendali translasi)

Langkah inisiasi adalah titik kendali translasi yang lazim. Fosforilasi faktor inisiasi eIF2 oleh kinase yang mengindera kelaparan asam amino, protein yang salah melipat, RNA beruntai ganda virus, atau kekurangan hem mematikan inisiasi umum dalam hitungan menit, sambil menyisakan beberapa RNA duta yang berciri khusus — terutama RNA duta berkerangka baca terbuka di hulu, yakni kerangka baca pendek di daerah tak tertranslasi 5 $'$ yang lazimnya memerangkap ribosom dan yang, di bawah cekaman, dilewati sehingga faktor tanggap cekaman (GCN4 pada khamir, ATF4 pada mamalia) dibuat justru ketika segala yang lain tidak. Faktor pengikat tudung eIF4E ditahan tak aktif oleh protein pengikat 4E sampai kinase pengisyarat pertumbuhan mTOR memfosforilasinya: sebuah sel mentranslasi dengan laju penuh hanya ketika hara dan faktor pertumbuhan mengizinkannya. Pada bakteri, ribosakelar mengerjakannya tanpa protein apa pun: daerah 5 $'$ yang berstruktur mengikat sebuah metabolit (tiamina pirofosfat, S-adenosil metionina, sebuah purina) dan, begitu terikat, melipat ulang sehingga mengubur tapak pengikat ribosom atau membentuk terminator transkripsi, sehingga operon biosintesisnya padam ketika hasilnya melimpah.

Sebuah RNA tak penyandi panjang sedang bekerja: transkrip Xist (merah), yang dideteksi dengan hibridisasi berpendar, menyelimuti wilayah satu kromosom X di dalam nukleus sel betina (DNA berwarna biru). — Sebuah RNA tak penyandi panjang sedang bekerja: transkrip *Xist* (merah), yang dideteksi dengan hibridisasi berpendar, menyelimuti wilayah satu kromosom X di dalam nukleus sel betina (DNA berwarna biru).

Catatan 2.14 (Apa yang dibeli kendali pascatranskripsi)

Kendali transkripsi bekerja lewat nukleus, dengan tundaan beberapa menit sampai beberapa jam sebelum RNA duta baru dibuat, diekspor, dan ditranslasi. Kendali atas RNA dutanya sendiri bekerja di tempat proteinnya dibutuhkan, dalam hitungan detik sampai menit, dan dapat bersifat setempat: sebuah dendrit tunggal mentranslasi satu RNA duta pada satu sinaps, tepi depan sebuah fibroblas membuat aktin di tempat ia merayap. Kendali itu juga mengubah satu gen menjadi banyak protein, dan memungkinkan satu isyarat — besi, sebuah asam amino, sebuah mikroRNA — menyelaraskan ratusan RNA duta sekaligus tanpa menyentuh satu promotor pun.

2.5 Latihan

Latihan 2.1 ★

Bedakanlah miRNA, siRNA, dan piRNA menurut asal, panjang, ketergantungannya pada Dicer, dan apa yang dilakukannya pada sasarannya.

Solusi

Solusi Latihan 2.1.

miRNA: disandikan di dalam genom sebagai jepit rambut, $22\,\mathrm{nt}$ , dipotong Drosha lalu Dicer, berpasangan tak sempurna lewat benihnya dan menekan translasi serta kemantapan banyak RNA duta. siRNA: dari RNA beruntai ganda yang panjang (virus, transgen, percobaan), $21\,\mathrm{nt}$ , bergantung-Dicer, berpasangan sempurna dan mengarahkan Argonaute memotong sasarannya. piRNA: dari transkrip beruntai tunggal gugus piRNA, $26\text{ sampai }31\,\mathrm{nt}$ , tak bergantung Dicer, dimuatkan pada protein PIWI di dalam garis nutfah, memotong transkrip transposon (ping-pong) dan mengarahkan pembungkaman kromatin DNA transposon.

Latihan 2.2 ★

Telusurilah biogenesis sebuah mikroRNA dari gennya sampai ke RNA duta yang tertekan, sambil menyebutkan enzim pada tiap pemotongan.

Solusi

Solusi Latihan 2.2.

Pol II mentranskripsi pri-miRNA; Drosha (bersama DGCR8) memotong jepit rambutnya keluar di dalam nukleus; eksportin-5 mengekspor pre-miRNA; Dicer memotong lengkungnya sehingga tersisa duplek $22\,\mathrm{nt}$ ; satu untainya dimuatkan ke dalam Argonaute; benihnya (nukleotida 2–8) berpasangan dengan tapak UTR 3 $'$ ; Argonaute merekrut permesinan deadenilase dan pembuang tudung serta menghalangi inisiasi — RNA dutanya lebih jarang ditranslasi dan lebih cepat meluruh.

Latihan 2.3 ★

Mengapa penyuntikan RNA sens unc-22 ke dalam cacing membungkam gen itu pada percobaan awal, dan apa yang diubah Fire dan Mello?

Solusi

Solusi Latihan 2.3.

RNA yang dibuat di luar sel oleh polimerase fag memuat cemaran beruntai ganda (polimerasenya juga menyalin untai lain cetakannya dan berjalan melampaui ujungnya), sehingga sediaan “sens” pun membawa pemicu yang sebenarnya. Fire dan Mello memurnikan tiap untai, menunjukkan bahwa masing-masing sendirian hanya sedikit berdaya, lalu menyatukannya dengan sengaja: RNA beruntai gandanya sedikitnya seratus kali lebih ampuh, dan beberapa molekul tiap sel sudah memadai.

Latihan 2.4 ★

Apa yang terjadi pada feritin dan pada reseptor transferin ketika sebuah sel kelaparan besi? Langkah ekspresi yang mana yang dikendalikan pada masing-masing kasus?

Solusi

Solusi Latihan 2.4.

Kelaparan besi: IRP mengikat IRE-nya. Feritin: inisiasi translasinya terhalang, tak ada protein simpanan yang dibuat (kendali translasi). Reseptor transferin: RNA dutanya terlindung dari nukleasenya dan menumpuk, sehingga lebih banyak reseptor dibuat dan lebih banyak besi diimpor (kendali kemantapan RNA duta).

Latihan 2.5 ★★

Sebuah RNA duta berwaktu paruh $2\,\mathrm{h}$ dan dibuat pada $5$ molekul tiap menit. Hitunglah kadar tunaknya, lalu kadar dan waktu paruhnya ketika sebuah mikroRNA melipatduakan laju peluruhannya.

Solusi

Solusi Latihan 2.5.

$\gamma = \ln 2/120\,\mathrm{min} = 0.0058\,\mathrm{min}^{-1}$ ; $m^{*} = 5/0.0058 \approx 870$ molekul. Peluruhannya dilipatduakan: $m^{*} \approx 430$ , waktu paruhnya $120\,\mathrm{min}/2 = 60\,\mathrm{min}$ .

Latihan 2.6 ★★

Sebuah benih sepanjang tujuh nukleotida cocok dengan urutan acak dengan peluang $4^{-7}$ . Di dalam himpunan $20\,000$ RNA duta yang daerah tak tertranslasi 3 $'$ -nya rata-rata $1000\,\mathrm{nt}$ , berapa tapak yang dicocoki satu benih mikroRNA secara kebetulan? Kalau begitu, apa yang membedakan sasaran yang sungguhan?

Solusi

Solusi Latihan 2.6.

Seluruh urutan UTR 3 $'$ -nya $2\times 10^{7}$ nt; kecocokan kebetulannya $2\times 10^{7}/4^{7} = 2\times 10^{7}/16\,384 \approx 1200$ tapak. Sasaran yang sungguhan dibedakan oleh kelestarian tapaknya antarspesies, konteks yang menguntungkan (tetangga yang kaya AU, tapak yang jauh dari kodon henti, pasangan tambahan pada ujung 3 $'$ miRNA-nya), berbarengnya ekspresi miRNA dan sasarannya di dalam satu sel, serta percobaan: RNA dutanya turun ketika miRNA-nya hadir dan tak lagi turun ketika tapaknya dimutasikan.

Latihan 2.7 ★★

Ramalkanlah jenis kelamin seekor lalat (a) yang bermutasi tra hilang fungsi dan berkromosom X dua; (b) yang mengekspresikan TRA dari transgen yang terus menyala, dengan satu X; (c) yang sama sekali tanpa dsx.

Solusi

Solusi Latihan 2.7.

(a) XX, tra nol: SXL dibuat tetapi TRA tidak, dsx mengambil sambungan baku jantan — jantan somatik (mandul). (b) XY dengan TRA yang terus menyala: TRA-2 hadir pada kedua jenis kelamin, sehingga DSX dibuat dalam bentuk betina — perkembangan somatik betina (seekor “pseudobetina” yang mandul, garis nutfahnya mengikuti petunjuk lain). (c) Tanpa dsx: tidak ada bentuk DSX mana pun, sehingga tak satu pun program diferensiasi akhir dipaksakan — seekor interseks dengan ciri bercampur atau tak lengkap.

Latihan 2.8 ★★

Sebuah RNA duta protoonkogen lazimnya berwaktu paruh $15\,\mathrm{min}$ karena sebuah elemen kaya AU. Sebuah translokasi kromosom membuang elemen itu dan waktu paruhnya menjadi $3\,\mathrm{h}$ . Dengan faktor berapa kadar proteinnya naik, andaikan translasi dan penguraian proteinnya tak berubah? Mengapa hal ini bersifat onkogenik walaupun proteinnya normal?

Solusi

Solusi Latihan 2.8.

Pada keadaan tunak RNA dutanya, dan karena itu proteinnya, sebanding dengan waktu paruh RNA dutanya: $180\,\mathrm{min}/15\,\mathrm{min} = 12$ kali lipat lebih banyak protein. Proteinnya adalah isyarat pertumbuhan normal yang semestinya sekejap, satu denyut sesudah tiap rangsangan; dibuat dua belas kali lipat dan terus-menerus, ia memacu proliferasi tanpa rangsangan. Dosis dan penataan waktunya, bukan urutannya, yang menjadikannya onkogenik.

Latihan 2.9 ★★

Sebuah galur laboratorium Drosophila tidak memiliki elemen P; sebuah galur liar membawanya. Ramalkanlah kesuburan keturunan (a) betina laboratorium $\times$ jantan liar, (b) betina liar $\times$ jantan laboratorium, lalu jelaskan ketaksetangkupannya dengan piRNA.

Solusi

Solusi Latihan 2.9.

(a) Induk laboratorium, ayah liar: telurnya tidak membawa piRNA terhadap elemen P (garis keturunan induknya tak pernah berjumpa dengannya), elemen P dari ayah bertransposisi bebas di dalam garis nutfah keturunannya — mandul (disgenik). (b) Induk liar: telurnya memuat piRNA elemen P, yang membungkam elemen itu pada keturunannya — subur. Ketaksetangkupannya adalah penitipan piRNA oleh induk, yakni pewarisan RNA, bukan pewarisan gen.

Latihan 2.10 ★★★

Dengan Teorema 2.5, kemukakanlah bahwa protein yang dibuat dari sebuah RNA duta lebih sedikit beriak, secara nisbi, ketika RNA dutanya berada di bawah kendali mikroRNA, pada kadar RNA duta rata-rata yang sama. (Proteinnya merata-ratakan RNA dutanya sepanjang umurnya sendiri, dan RNA dutanya memperbarui diri lebih cepat.) Mengapa sebuah sel mungkin membayar sebuah mikroRNA dan laju transkripsi yang lebih tinggi demi rata-rata yang sama?

Solusi

Solusi Latihan 2.10.

Proteinnya merata-ratakan RNA dutanya sepanjang umurnya sendiri $\tau_{p}$ . RNA duta hidup $\tau_{m} = 1/(\gamma + \gamma' R)$ ; sepanjang $\tau_{p}$ proteinnya karena itu menyaksikan kira-kira $\tau_{p}/\tau_{m}$ umur RNA duta yang saling bebas, yang masing-masing merupakan peristiwa lahir–mati acak. Riak nisbi sebuah rata-rata atas $N$ peristiwa bebas turun sebagai $1/\sqrt{N}$ , sehingga $\tau_{m}$ yang lebih pendek di bawah kendali mikroRNA — pada RNA duta rata-rata yang sama, yang menuntut $k$ sebanding lebih tinggi — memberi protein yang lebih mulus. Selnya membayar mikroRNA dan transkripsi tambahan itu demi ketelitian dan kecepatan: kadar yang ditentukan oleh imbangan sintesis cepat dan peluruhan cepat sekaligus lebih sedikit berderau dan lebih gesit menyesuaikan diri daripada kadar yang sama yang ditentukan oleh sintesis lambat dan peluruhan lambat.

Latihan 2.11 ★★★

Pada cacing, RNA polimerase bergantung-RNA membuat siRNA sekunder dari RNA duta sasarannya; pada mamalia tidak ada polimerase semacam itu. Ramalkanlah, bagi masing-masing, apakah pembungkaman oleh satu suntikan RNA beruntai ganda bertahan sepanjang banyak pembelahan sel dan apakah pembungkaman itu menyebar ke jaringan lain, lalu jelaskan akibat medisnya bagi obat siRNA.

Solusi

Solusi Latihan 2.11.

Cacing: RNA polimerase bergantung-RNA membuat siRNA baru dari RNA duta sasarannya sendiri, sehingga isyaratnya diperbarui selama sasarannya masih ditranskripsi, bertahan terhadap pengenceran sepanjang pembelahan dan, dengan adanya saluran RNA beruntai ganda antarsel, menyebar ke jaringan lain serta ke dalam garis nutfah selama beberapa generasi. Mamalia: tanpa penguatan, sehingga siRNA-nya terpakai habis dan terencerkan pada tiap pembelahan, bekerja hanya pada sel yang menerimanya, dan memudar dalam hitungan hari pada sel yang membelah. Akibatnya: obat siRNA harus diantarkan ke dalam setiap sel sasaran, bekerja paling baik pada sel yang tidak membelah (hepatosit, karena itulah obat hati), dan menuntut pemberian berulang.

Latihan 2.12 ★★★

Sebuah lncRNA yang baru teranotasi diekspresikan di dalam jantung. Rancanglah percobaan yang akan membedakan (a) sebuah RNA yang berfungsi, (b) tindakan transkripsi yang berfungsi tetapi RNA-nya tak berarti, dan (c) derau, lalu katakan hasil apa yang diramalkan masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 2.12.

(a) RNA yang berfungsi: memusnahkan transkripnya sesudah dibuat (siRNA, oligonukleotida antisens) memberi fenotipe, dan mengekspresikan RNA-nya dari transgen di tempat lain di dalam genom menyelamatkannya. (b) Transkripsi yang berfungsi: menyisipkan isyarat poliadenilasi dini yang menghentikan transkripsi (atau menghapus promotornya) memberi fenotipenya, sedangkan memusnahkan RNA-nya secara pascatranskripsi tidak, dan transgen ektopik tidak menyelamatkannya — tindakan transkripsinya (atau unsur DNA-nya) yang penting, sebagaimana bagi banyak RNA yang terkait penguat. (c) Derau: tak satu pun perlakuan mengubah apa pun, RNA-nya kurang dari satu salinan tiap sel, urutan dan ekspresinya tidak lestari.

2.6 Soal: Penakar Waktu Seekor Cacing

Soal 2.1

Soal akhir pekan — sakelar lin-4/lin-14 cacing yang ditakar dengan kinetika RNA dutanya, sebuah RNA suntikan yang terencerkan sepanjang pembelahan embrio lalu diselamatkan oleh penguatan, regulon besi yang dikuantifikasi, dan sebuah penghitungan penyambungan, berakhir pada faktor penekanannya, waktu paruh sakelarnya, dan cacah pembelahan yang dilalui isyarat yang tak diperkuat

Data: RNA duta lin-14 dibuat pada $k = 3$ molekul tiap menit tiap sel dan berwaktu paruh $40\,\mathrm{min}$ . Protein LIN-14 dibuat pada $\beta = 2$ tiap RNA duta tiap menit dan berwaktu paruh $3\,\mathrm{h}$ . Sejak awal tahap larva kedua, RNA lin-4 menumpuk dan menambahkan suku peluruhan $\gamma' R = 3\gamma$ pada RNA dutanya dan, dengan menghalangi inisiasi, memparuhkan $\beta$ . Embrio cacing berkembang dari satu sel menjadi kira-kira $550$ sel saat menetas; seekor dewasa memiliki $959$ sel somatik.

Bagian I — RNA dutanya.

Hitunglah $\gamma$ dan kadar tunak RNA duta lin-14 sebelum lin-4 muncul.
Hitunglah laju penguraian proteinnya dan kadar tunak protein LIN-14.
Begitu lin-4 hadir, hitunglah kadar RNA duta yang baru dan tetapan waktu RNA duta yang baru.
Hitunglah keadaan tunak protein yang baru, dan faktor penekanan keseluruhan pada proteinnya.
Berapa lama sesudah lin-4 muncul RNA dutanya mencapai separuh jalan menuju kadar barunya? Dan proteinnya — langkah mana yang membatasi kecepatan sakelarnya?
Percobaan aslinya mendapati proteinnya sudah lenyap sedangkan mRNA-nya masih terdeteksi. Apakah hal itu selaras dengan angka Anda? Berapa bagian RNA dutanya yang tersisa?

Bagian II — Pengenceran dan penguatan.

Gonad seekor cacing disuntik $10^{6}$ molekul RNA beruntai ganda, yang dibagi sama rata di antara $250$ telur. Berapa molekul tiap telur?
Andaikan molekulnya sekadar dibagi-bagi pada tiap pembelahan, berapa molekul yang dipegang tiap sel anak cacing bersel $550$ ? Sesudah berapa pembelahan lanjutan rata-ratanya jatuh di bawah satu tiap sel?
Fire dan Mello melihat pembungkaman pada seluruh tubuh hewan itu dan pada keturunannya, pada beberapa molekul tiap sel. Jelaskanlah apa yang ditambahkan RNA polimerase bergantung-RNA pada uraian tersebut, dan mengapa pengaruhnya toh memudar sesudah beberapa generasi.
Di dalam sel mamalia yang tanpa polimerase semacam itu, sebuah transfeksi siRNA memasukkan $5000$ duplek ke dalam sel yang membelah tiap hari; RISC-nya mantap tetapi terencerkan oleh pembelahan. Sesudah berapa hari cacahnya jatuh di bawah $100$ , yakni kira-kira cacah yang dibutuhkan bagi pembungkaman yang berdaya guna?
Sebuah siRNA terapeutik terhadap RNA duta hati diberikan sekali dan bekerja selama enam bulan. Hepatosit jarang membelah. Jelaskanlah mengapa mekanisme pertanyaan 10 tidak membatasinya, dan apa yang membatasinya.
Sebuah benih sepanjang tujuh nukleotida cocok secara acak sekali tiap $4^{7}$ nukleotida. Transkriptom cacing memiliki sekitar $20\,\mathrm{Mb}$ urutan tak tertranslasi 3 $'$ . Berapa kecocokan benih kebetulan yang dimiliki lin-4, dan bagaimana para ahli genetika tahu sasaran mana yang penting?

Bagian III — Regulon besi.

Di dalam sel kaya besi, RNA duta reseptor transferin berwaktu paruh $10\,\mathrm{min}$ ; dengan IRP terikat, $50\,\mathrm{min}$ . Dengan transkripsi yang tak berubah, dengan faktor berapa RNA dutanya naik ketika besi menjadi langka?
Kadar RNA duta feritin tak berubah tetapi translasinya turun dari $1$ menjadi $0.05$ protein tiap RNA duta tiap menit ketika IRP terikat. Dengan faktor berapa sintesis feritinnya turun?
Gabungkanlah keduanya: dengan faktor berapa nisbah kemampuan impor terhadap kemampuan simpan berubah antara keadaan kaya besi dan keadaan miskin besi?
Protein IRP1 entah menjadi protein pengikat RNA entah menjadi akonitase, bergantung pada apakah ia memegang gugus besi–belerang. Jelaskanlah mengapa hal itu menjadikannya pengindera besi itu sendiri dan bukan pengindera sebuah hormon.
Seorang pasien membawa mutasi IRE feritin yang meniadakan pengikatan IRP. Ramalkanlah kadar feritinnya, besi serumnya, dan mengapa lensa matanya terkena.
Jelaskanlah dalam satu kalimat mengapa jepit rambut yang sama dapat mengaktifkan pada satu kedudukan dan menekan pada kedudukan lain.
IRP2 tidak memiliki gugus besi–belerang; ketika besi tinggi ia dimusnahkan oleh ligase ubikuitin yang kemantapannya sendiri menuntut besi dan oksigen. Mengapa sebuah sel mungkin memelihara dua pengindera yang kimianya begitu berbeda?

Bagian IV — Menghitung isoform.

Dscam memiliki blok ekson dengan 12, 48, 33, dan 2 pilihan yang saling meniadakan. Berapa isoformnya? Andaikan tiap neuron mengekspresikan sekitar $50$ isoform secara acak, berapa peluang dua neuron tertentu berbagi sedikitnya satu? (Pakailah $1 - (1 - 50/N)^{50}$ .)
Mengapa sebuah neuron beruntung memiliki isoform yang hampir pasti tidak dimiliki tetangganya?
Sebuah gen dengan $n$ ekson kaset, yang masing-masing disertakan atau dilewati secara bebas, memberi berapa RNA duta? Berapa untuk $n = 10$ ? Mengapa cacah yang sesungguhnya pada sebuah tipe sel biasanya jauh lebih kecil?
Pada lalat, mengapa betina berkromosom X dua tetapi beralel Sxl nol mati, bukan sekadar berkembang sebagai jantan? (Tinjaulah apa lagi yang dikendalikan sistem penghitung X itu: kompensasi dosis gen terpaut-X.)
SXL memacu penyambungan produktif transkripnya sendiri. Jelaskanlah mengapa hal itu menjadikan keputusan jenis kelamin sebuah ingatan yang bertahan sesudah isyarat penghitung X, yang hanya hadir pada embrio dini, lenyap, lalu kaitkanlah dengan sakelar yang menopang diri pada Bab 1.
Ringkaskanlah penakar waktunya: faktor penekanan protein LIN-14 (pertanyaan 4), waktu paruh sakelar RNA dutanya (pertanyaan 5), dan cacah pembelahan yang dilalui isyarat yang tak diperkuat sebelum jatuh di bawah satu molekul tiap sel (pertanyaan 8).

Solusi

Solusi Soal 2.1.

1. $\gamma = \ln 2/40 = 0.0173\,\mathrm{min}^{-1}$ ; $m^{*} = 3/0.0173 \approx 170$ RNA duta. 2. $\delta_{p} = \ln 2/180 = 0.003\,85\,\mathrm{min}^{-1}$ ; $P^{*} = \beta m^{*}/\delta_{p} = 2\times 173/0.00385 \approx 9.0\times 10^{4}$ protein. 3. Peluruhannya $4\gamma = 0.069\,\mathrm{min}^{-1}$ ; $m^{*} = 3/0.069 \approx 43$ ; tetapan waktunya $1/0.069 = 14\,\mathrm{min}$ . 4. $\beta = 1$ : $P^{*} = 43/0.00385 \approx 1.1\times 10^{4}$ ; penekanannya $8$ kali lipat ( $4$ dari peluruhan, $2$ dari translasi). 5. Waktu paruh RNA dutanya $\ln 2/(4\gamma) = 10\,\mathrm{min}$ . Proteinnya lalu meluruh dengan waktu paruhnya sendiri, $3\,\mathrm{h}$ : penguraian proteinnya yang membatasi sakelar itu. 6. Ya: RNA dutanya hanya turun ke $1/4$ (masih mudah terdeteksi) sedangkan proteinnya turun ke $1/8$ dan terus turun seiring protein lamanya berganti; pengamatan awal bahwa proteinnya lenyap “ketika mRNA-nya masih ada” terutama mencerminkan separuh translasi penekanan itu. 7. $10^{6}/250 = 4000$ molekul tiap telur. 8. $4000/550 \approx 7$ tiap sel saat menetas. $4000/2^{n} < 1$ untuk $n \ge 12$ pembelahan sejak zigot — kira-kira tiga pembelahan sesudah menetas. 9. Polimerasenya menyalin RNA duta sasarannya menjadi RNA beruntai ganda baru, yang dipotong menjadi siRNA sekunder: pemicunya dibangkitkan kembali dari sasarannya sendiri, sehingga ia bertahan terhadap pengenceran dan menyebar (sebuah saluran meneruskan RNA beruntai ganda antarsel dan ke dalam garis nutfah). Pengaruhnya memudar karena penguatannya menuntut sasaran sekaligus pemicu primer; begitu RNA suntikannya habis, kolam sekundernya terencerkan generasi demi generasi dan garis nutfahnya mengatur ulang. 10. $5000/2^{n} < 100$ : $2^{n} > 50$ , $n = 6$ hari ( $78$ salinan tersisa). 11. Sel yang tidak membelah tidak mengencerkan RISC-nya; batasnya adalah umur kimia siRNA itu (penguraian oleh nuklease, yang diperlambat modifikasi kimia untainya) dan rembesan lambat depot endosom yang memasok sitoplasmanya. 12. $2\times 10^{7}/16\,384 \approx 1200$ kecocokan kebetulan. Genetikanya yang memutuskan: kehilangan lin-14 memberi fenotipe yang berlawanan dengan kehilangan lin-4, alel lin-14 yang memperoleh fungsi ternyata berupa penghapusan tepat pada tapak UTR 3 $'$ -nya, dan ketujuh tapak itu lestari. 13. Kadarnya $\propto$ waktu paruh: kenaikan $50/10 = 5$ kali lipat. 14. Sintesis feritinnya turun $1/0.05 = 20$ kali lipat. 15. Nisbah impor terhadap simpanan naik $5\times 20 = 100$ kali lipat dari keadaan kaya besi ke keadaan miskin besi. 16. Gugusnya hanya terbentuk ketika besi sitosol tersedia, sehingga konformasi proteinnya menjadi pembacaan langsung kepekatan besi, tanpa reseptor, hormon, atau transkripsi — seperti sebuah ribosakelar, sebuah metabolit yang diindera oleh molekul yang dikendalikannya. 17. Feritin ditranslasi tanpa peduli besi: feritin serumnya sangat tinggi, besi serum dan simpanannya normal (tanpa kelebihan muatan). Di dalam lensa, yang tak berganti, feritinnya menumpuk bertahun-tahun lalu mengkristal — sebuah katarak dini. 18. Jepit rambutnya hanya sebuah tempat mendarat; pengaruhnya bergantung pada apa yang secara fisik dihalangi protein yang terikat — ribosom yang memindai pada ujung 5 $'$ , sebuah nuklease pada ujung 3 $'$ . 19. Dua kimia meliputi dua keadaan: gugus besi–belerang IRP1 juga dimusnahkan oksidan dan oksigen rendah, sehingga IRP1 menanggapi keadaan redoksnya, sedangkan penguraian IRP2 yang bergantung besi menanggapi besi itu sendiri di sepanjang rentang oksigen fisiologis; kelewahannya membuat regulonnya tangguh, dan keduanya melaporkan hal yang berbeda. 20. $12\times 48\times 33\times 2 = 38\,016$ . $1 - (1 - 50/38\,016)^{50} = 1 - 0.99868^{50} \approx 1 - e^{-0.066} = 0.064$ : sekitar $6\,\%$ . 21. Isoform yang identik saling mengikat secara homofilik lalu menolak: cabang satu neuron saling menghindar dan memencar, sedangkan cabang neuron yang berbeda, yang hampir tak berbagi isoform, boleh bersilangan — jati diri pribadi tiap sel. 22. $2^{n}$ ; $1024$ untuk $n = 10$ . Kenyataannya lebih sedikit: penyertaannya diputuskan faktor khas tipe sel dan diselaraskan antarekson, banyak gabungan menggeser kerangka bacanya lalu dimusnahkan peluruhan yang diperantarai omong kosong, dan ekson-eksonnya tidak saling bebas. 23. Sxl juga mengendalikan kompensasi dosis: pada betina SXL menghalangi translasi msl-2, sehingga kedua kromosom X-nya tidak ditranskripsi berlebih; tanpa SXL embrio XX merakit kompleks MSL pada kedua kromosom X dan melipatduakan keluarannya — kelebihan dosis yang mematikan bagi setiap gen terpaut-X, bahkan sebelum jenis kelaminnya menjadi soal. 24. Promotor dininya hanya menyala selama isyarat X:A hadir; SXL yang dibuatnya memaksa penyambungan produktif transkrip dari promotor pemeliharaan, yang aktif pada kedua jenis kelamin, sehingga begitu SXL ada ia terus membuat dirinya sendiri dan isyaratnya tak lagi dibutuhkan — logika pembaca-merekrut-penulis yang menopang diri, sama seperti tanda kromatin, di sini dengan sebuah protein dan sebuah sambungan. 25. Protein LIN-14 tertekan $8$ kali lipat; waktu paruh sakelar RNA dutanya $10\,\mathrm{min}$ ; RNA yang tak diperkuat jatuh di bawah satu molekul tiap sel sesudah $12$ pembelahan.

Istilah yang didefinisikan dalam bab ini

Lihat semua 479 istilah di glosarium