Seluk Beluk MicroRNA, Temuan Pemenang Nobel Kedokteran 2024, Dianggap Mampu Menekan Tumor

Brikolase.com – Victor Ambros dan Gary Ruvkun mendapat hadiah Nobel Kedokteran 2024 atas temuan microRNA dan perannya dalam regulasi gen.

MicroRNA adalah nama dari sekelompok molekul yang membantu sel mengontrol jenis dan jumlah protein yang mereka buat.

Dengan kata lain, sel menggunakan microRNA untuk mengatur ekspresi gen. Molekul microRNA ditemukan di dalam sel dan dalam aliran darah.

Ekspresi Gen dan Proses Sintesis Protein

Dikutip dari laman Ohio State University, ekspresi gen merujuk pada apakah gen tertentu memproduksi terlalu banyak, terlalu sedikit, atau jumlah normal dari proteinnya pada waktu tertentu.

Untuk memahami ekspresi gen dan cara kerja microRNA, penting untuk mengetahui bagaimana sel menggunakan DNA gen untuk membuat protein melalui proses empat langkah yang disebut sintesis protein.

Proses Sintesis Protein dalam Empat Langkah:

Aktivasi Gen
Sel mulai membuat protein dengan mengaktifkan gen yang mengandung informasi untuk protein tersebut. Sebuah protein yang disebut faktor transkripsi mengikat gen tersebut dan mengaktifkannya.
Transkripsi Gen
DNA untuk gen yang diaktifkan terbuka, mengekspos urutan DNA gen. Urutan DNA gen ini disalin dalam bentuk RNA, yang dikenal sebagai messenger RNA (mRNA).
Pengeditan mRNA
Bagian yang tidak diperlukan dari mRNA dipotong dan dihapus. Molekul mRNA yang matang kemudian meninggalkan inti sel dan masuk ke sitoplasma sel.
Translasi
Di dalam sitoplasma, struktur kecil yang disebut ribosom melekat pada mRNA. Ribosom mulai dari satu ujung dan bergerak sepanjang untai mRNA, “membaca” urutan basis (seperti salinan gen). Saat mereka melakukannya, mereka mengikat asam amino satu per satu untuk membuat rantai yang tumbuh menjadi protein akhir.

ALSO READ Penemu MicroRNA Dapat Hadiah Nobel 2024, Ungkap Regulasi Gen yang Canggih

Bagaimana MicroRNA Mengontrol Ekspresi Gen

MicroRNA mengontrol ekspresi gen terutama dengan mengikat mRNA di dalam sitoplasma sel.

Alih-alih diterjemahkan dengan cepat menjadi protein, mRNA yang ditandai akan dihancurkan dan komponen-komponennya didaur ulang, atau akan dipertahankan dan diterjemahkan kemudian.

Jika tingkat microRNA tertentu berada di bawah normal (tingkatnya dalam sel sangat rendah), protein yang biasanya diatur olehnya dapat diproduksi secara berlebihan (tingkatnya akan sangat tinggi dalam sel).

Sebaliknya, jika microRNA berlebihan (tingkatnya sangat tinggi), protein yang diatur olehnya akan berada di bawah ekspresi normal (tingkatnya akan sangat rendah).

MicroRNA dan Kanker

Bersamaan dengan gen yang menyandikan informasi untuk membuat protein, sel juga memiliki gen yang menyandikan informasi untuk membuat microRNA.

Pada sel kanker, gen microRNA dapat mengalami kerusakan akibat mutasi.

Mutasi dalam gen microRNA dapat membuat sel kehilangan microRNA tertentu atau menguranginya ke tingkat yang sangat rendah.

Tingkat microRNA yang abnormal rendah dapat menyebabkan overekspresi gen yang diatur oleh microRNA tersebut, yang dapat berkontribusi pada perkembangan dan kemajuan kanker.

Penting untuk dicatat bahwa satu microRNA dapat mengatur ratusan atau ribuan gen dengan mengikat mRNA mereka.

Siklus Kehidupan Molekul MicroRNA

Gen untuk microRNA merupakan bagian dari genom manusia, sama seperti gen yang mengkode protein.

Sel membuat microRNA menggunakan proses yang mirip dengan langkah-langkah awal sintesis protein.

Gen microRNA diaktifkan, untai DNA terbuka, dan gen disalin, atau ditranskripsi, dalam bentuk RNA.

Transkrip gen awal disebut primary miRNA (pri-miRNA). Di dalam inti sel, molekul berbentuk lingkaran ini dipotong untuk membentuk pre-miRNA yang berupa dua untai.

Pre-miRNA kemudian diangkut ke sitoplasma, di mana ia dipotong lebih lanjut untuk membentuk miRNA yang matang (molekul miRNA matang memiliki panjang sekitar 22 nukleotida).

ALSO READ Harta Karun Nabi Sulaiman Ditemukan, Ternyata Bukan Emas Permata, Ini Temuan Arkeolog Erez Ben-Yosef

MiRNA yang matang pertama-tama mengikat dengan molekul yang disebut kompleks penyerapan RNA interferensi, atau RISC.

Kemudian, miRNA mengikat dengan mRNA targetnya, sehingga memblokir translasi atau mendorong degradasinya.

Peran MicroRNA dalam Penyakit Kanker

Dikutip dari laman National Center for Biotechnology Information, bukti yang meyakinkan telah menunjukkan bahwa ekspresi miRNA terganggu dalam kanker manusia melalui berbagai mekanisme, termasuk amplifikasi atau penghapusan gen miRNA, kontrol transkripsi miRNA yang abnormal, perubahan epigenetik yang terganggu, dan cacat dalam mesin biogenesis miRNA.

MiRNA dapat berfungsi sebagai onkogen atau penekan tumor dalam kondisi tertentu.

MiRNA yang terganggu telah terbukti memengaruhi ciri khas kanker, termasuk mempertahankan sinyal proliferatif, menghindari penekan pertumbuhan, menahan kematian sel, mengaktifkan invasi dan metastasis, serta menginduksi angiogenesis.

Jumlah studi yang semakin meningkat telah mengidentifikasi miRNA sebagai biomarker (indikator melihat proses dan kondisi dalam organisme) potensial untuk diagnosis, prognosis, dan target atau alat terapeutik kanker manusia, yang memerlukan penyelidikan dan validasi lebih lanjut.

Pada intinya, miRNA mampu mengatur perkembangan tumor manusia dengan bertindak sebagai penekan tumor atau onkogen.***

Referensi

microRNA – What It Is and How It Works. The Ohio State University. Comprehensive Cancer Center, https://cancer.osu.edu/microrna

Peng, Yong dan Croce, Carlo M. 2016. The role of MicroRNAs in human cancer. National Center for Biotechnology Information. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5661652/