Operon ara

Operon Ara adalah sekelompok protein yang berfungsi dalam meregulasi katabolisme arabinosa.

Komponen-komponen dalam operon Ara

Protein yang berfungsi secara langsung dalam regulasi positif dan negatif arabinosa dalam operon ara adalah AraA, AraB, araC, dan AraD.

AraA

AraA merupakan L-Arabinosa isomerase yaitu suatu isomerase yang berguna dalam perubahan L-Arabinosa menjadi isomernya yaitu L-Ribulosa. AraA dikodekan oleh gen araA.

AraB

AraB merupakan L-Ribulokinase yaitu suatu ribulokinase yang berguna dalam penambahan gugus fosfat pada L-Ribulosa sehingga menjadi L-Ribulosa-5-fosfat. AraB dikodekan oleh gen araB.

AraD

AraD merupakan L-Ribulosa-5-fosfat-4-epimerase yaitu suatu epimerase yang berfungsi dalam perubahan L-Ribulosa-5-fosfat menjadi D-Xilulosa-5-fosfat yang selanjutnya dapat masuk kedalam dalam xylulose phosphate pathway yang merupakan salah satu jalur katabolisme untuk menghasilkan energi. AraD dikodekan oleh gen araD.

AraC

AraC merupakan suatu protein regulator yang berfungsi untuk meregulasi transkripsi araA, araB, dan araD yang diinduksi dengan keberadaan arabinosa. AraC dikodekan oleh gen araC.

operator

Operator yang terdapat dalam operon ini ada4 yaitu O1,O2,I1,dan I2 (I berarti induction). Operator ini merupakan tempat dimana AraC dapat terikat.

Macam konformasi protein regulator

AraC memiliki tiga bentuk konformasi yaitu satu sebagai monomer dan dua bentuk sebagai dimer. AraC tersusun atas C-terminal DNA binding domain yang terikat dengan N-terminal dimerization domain. Pada N-terminal dimerization domain terdapat N-terminal arm yang dapat terikat pada C-terminal DNA binding domain pada molekul yang sama atau N-terminal dimerization domain pada partner molekul bergantung dengan keberadaan arabinosa.

Tanpa Arabinosa

Bila tidak ada arabinosa yang menempel pada Arabinosa binding site maka N-terminal arm akan menempel pada C-terminal DNA binding protein' membentuk kompleks yang kaku. Dimer dari bentuk tersebut membentuk kompleks yang lebih panjang.

Dengan Arabinosa

Bila terdapat arabinosa yang menempel pada Arabinosa binding site maka N-terminal arm akan menempel pada N-terminal dimerization pada partner molekul pada AraC dimer. Akibatnya, akan terbentuk molekul yang lebih padat.

Proses regulasi

Dengan Arabinosa

Jika terdapat arabinosa yang berikatan pada Arabinosa binding site maka AraC dimer akan lebih fleksibel sehingga dapat berikatan dengan I1 dan I2. I1 dan I2 memiliki lokasi yang berdekatan dengan RNA polimerase binding site sehingga keberadaan AraC pada I1 dan I2 ikut menginduksi keberadaan RNA polimerase sehingga terjadi transkripsi araBAD melalui promotor PBAD dan araC melalui promotor PC.

Tanpa Arabinosa

Jika tidak terdapat arabinosa maka AraC dimer yang berbentuk kaku hanya dapat berikatan pada O2, dan I1 membentuk hairpin loop yang menghambat trankripsi araBAD karena RNA polimerase tidak dapat menempel pada promotor.

cAMP-CRP

Transkripsi yang melalui promotor PBAD juga dipengaruhi dengan interaksi cAMP-CRP melalui interaksi antar protein dengan RNA polimerase. Bagian α-CTD subunit α pada RNA polimerase mengalami kontak dengan bagian aktivasi ketiga pada CRP yaitu activation region 3 (AR3). Interaksi antara AraC yang telah berikatan dengan arabinosa dengan cAMP-CRP yang juga telah berikatan dengan tempat pengenalannya menyebabkan peningkatan transkripsi pada promotor PBAD