Regulasi Operon Laktosa

Pengendalian ekspresi genetik ialah aspek penting dimana akan menetukan saat suatu gen itu diaktifkan dan diekspresikan. Tanpa adanya sistem pengendalian yang efisien menyebabkan banyak energi yang terbuang. Pada prokaryot terdapat gen struktural yang diekspresikan secara bersama-sama. Kelompok gen tersebut biasa disebut operon. Terdapat dua sistem pengendalian ekspresi gen yakni pengendalian positif dan pengendalian negatif. Pada pengendalian positif (aktivator), operon dapat diaktifkan sehingga terjadi transkripsi oleh gen regulator. Namun pada pengendalian negatif (represor), transkripsi tidak terjadi karena operon dinon-aktifkan.

Regulasi operon laktosa (Lac operon) merupakan sistem yang bertanggung jawab dalam metabolisme laktosa pada bakteri (misalnya Escherichia coli). Regulasi operon laktosa pertama kali ditemukan oleh Francois Jacob dan Jaques Monod pada E. coli. Apabila E. coli yang ditumbuhkan pada medium kaya sumber karbon dan laktosa, maka akan menunjukkan pola pertumbuhan yang spesifik. Dalam pertumbuhannya, E. coli akan mengalami fase adaptasi dan kemudian memasuki fase eksponensial yang ditandai dengan laju pertumbuhan yang meningkat. Setelah fase eksponensial berakhir, kemudian mencapai fase stasioner yang pada beberapa saat kemudian terjadi peningkatan laju pertumbuhan E. coli (fase eksponensial kedua) hingga memasuki fase stesioner akhir. E. coli pada fase eksponensial menggunakan glukosa sebagai sumber energi hingga akhirnya glukosa habis sehingga memasuki fase stasioner pertama. Kemudian pada fase eksponensial kedua, E. coli menggunakan laktosa sebagai sumber energi karena glukosa yang ada sudah habis. Alasan mengapa pada fase stasioner pertama menggunakan glukosa sebagai sumber energi disebabkan terjadi proses induksi sistem operon laktosa yang digunakan untuk metabolisme laktosa. Adanya glukosa menyebabkan tidak terjadi metabolisme laktosa.

Operon berperan mengontrol proses biokimia dan hanya ditemukan pada prokaryotik. Lac operon terdiri dari: gen struktural yang terdiri dari lacZ, lacY, dan lacA; situs operator; dan gen regulator. Pada gen struktural lacZ mengkode enzim β-Galaktosidase (menghasilkan dua monosakarida yaitu glukosa dan galaktosa), lacY mengkode enzim permease (berperan dalam pengangkutan laktosa dari luar kedalam sel) dan lacA mengkode Transasetilase. Ekspresi ketiganya dikendalikan oleh satu promoter yang sama.

 

 Gambar 1. Lac Operon

Metabolisme laktosa pada pengendalian operon laktosa dipengaruhi oleh lingkungan (medium). Metabolisme laktosa tidak terjadi apabila: terdapat glukosa dan laktosa; terdapat glukosa dan tidak ada laktosa; dan tidak ada glukosa dan laktosa. Metabolisme laktosa tidak terjadi karena tidak adanya transkripsi. Sebaliknya, apabila tidak terdapat glukosa dan ada laktosa, maka akan terjadi metabolisme laktosa yang ditandai adanya transkripsi.

Driving Force

Sumber daya alam memiliki banyak keunggulan yang bermanfaat bagi manusia. Dalam mengambil keputusan menangani permasalahan lingkungan, manusia sebagai pengelola sumber daya alam dipengaruhi variabel penentu dalam driving forces dan pressure. Dua hal tersebut termasuk dalam framework DPSIR (driving force, pressure, state, impact dan response) yang tidak dapat dibolak-balik. Framework DPSIR ialah sebagai berikut:

 Skema framework DPSIR 

Driving force merupakan faktor yang mendukung pressure (tindakan dalam pengelolaan sumber daya). Driving force berhubungan dengan motif atas sebuah tindakan. Pada framework Readon dan Vosti yang cocok di masyarakat rural dengan modifikasi indikator untuk masyarakat urban dan modern, driving force terdapat capacity dan incentive.

Capacity berhubungan dengan konsep “miskin” (Berbbington) karena eksploitasi sumber daya selalu berhubungan dengan motif ekonomi. Miskin dalam capacity berarti belum mampu mengakses dari lima tipe aset/ kapital. Lima tipe aset/ kapital yang dimaksud ialah: financial (modal keuangan), natural (modal alam), physical (modal sarana dan prasarana), human (modal manusia), dan social capital (modal sosial).

• Natural capital (modal alam) termasuk dalam keunggulan komparatif dan tidak memerlukan investasi. Modal alam terdiri dari tanah, air dan sumber daya hayati yang dimanfaatkan oleh masyarakat untuk bertahan hidup. Modal alam ialah semua tentang sumber daya alam yang dianugerahkan oleh Tuhan. Pengetahuan dan persepsi masyarakat terhadap modal alam lebih penting indikator modal alam dari pada modal alam itu sendiri. Hal tersebut dikarenakan keputusan masyarakat berdasarkan anggapan tentang lingkungannya. Indikator modal alam dapat menjadi pengetahuan dan persepsi masyarakat terhadap sumber daya alam termasuk tanah dan kesuburannya, sumber daya air, dan kondisi iklim.
• Physical capital (modal fisik) meliputi modal yang tersedia sebagai fasilitas dalam proses pemanfaatan sumber daya. Modal fisik memerlukan investasi. Ketersediaan sarana fisik meningkatkan laju pemanfaatan, sebaliknya apabila sarana fisik itu kurang dapat meningkatkan laju kreatifitas dan inovasi.
• Human capital (modal manusia) ialah kemampuan keseluruhan pada diri seseorang. Hal tersebut berdasarkan banyaknya pengetahuan, kemampuan, kesehatan dan gizi. Indikator modal manusia harus terdiri dari akses rumah tangga terhadap gizi dan kesehatan, pendidikan, informasi dan pengalaman praktis, dan pelatihan. Modal manusia dapat berkorelasi secara positif maupun negartif.
• Financial capital (modal keuangan) merupakan akumulasi klaim atas barang dan jasa yang dibangun melalui sistem keuangan. Modal keuangan mengacu pada stok uang rumah tangga yang memiliki akses. Pendapatan dan tabungan, kredit, dana pensiun, pengiriman uang, pembayaran kesejahteraan, hibah dan subsidi merupakan dukungan finansial yang membangun modal keuangan.
• Social capital (modal sosial) menurut Bourdieu (1986) ialah nilai lebih yang diperoleh dari sebuah hubungan. Sedangkan Coelman (1988), mendefinisikan modal sosial sebagai ikatan sosial dan keanggotaan masyarakat tertentu yang membuat sumber daya, keuntungan dan kesempatan yang tersedia bagi seseorang.

Empat indikator utama didefinisikan dalam definisi modal sosial. Modal sosial ditampilkan oleh empat aspek yang mengindikasikan: relasi/ trust; timbal balik dan pertukaran; aturan-aturan (kesepakatan pengelolaan lingkungan); norma dan sanksi; dan keterhubungan; jaringan dan kelompok. Dari indikator, tiga tipe modal sosial yang diakui: ikatan modal sosial (bonding social capital); modal sosial yang menjembatani (bridging social capital); dan modal sosial yang menghubungkan (linking social capital). Kepercayaan memperlancar kerja sama. Kepercayaan dapat membuat kewajiban sosial. Kepercayaan meningkatkan timbal balik dan pertukaran. Keduanya ditunjukan melalui aktivitas berbagi pada barang dan nilai. Modal sosial mengacu pada kesediaan untuk hidup dengan norma dari suatu masyarakat dan untuk menghukum bagi yang tidak melaksanakannya. Modal sosial menunjukkan aturan umum, norma, dan sanksi.

Incentive berhubungan dengan sistem reward dan punishment yang mana sebagai hal yang mendorong untuk berani mengambil keputusan dalam pengelolaan lingkungan. Seseorang sebaiknya melihat incentive untuk berinvestasi secara berkelanjutan. Insentif dapat menjadi sebuah sinyal bahwa orang-orang diterima di pasar, publik, kebijakan, institusi pemerintah dan organisasi sosial. Insentif membentuk perilaku melalui rumah tangga untuk membangun kepercayaan diri dan keberaniannya.