Pembahasan Soal OSN-K Biologi 2025: Operon Lac & Diauksik

Pembahasan Soal OSN-K Biologi 2025 No 8: Regulasi Operon Lac

May 15, 2026 No Comments Olimpiade Biologi Reza Franata

Halo sobat biologi pejuang OSN! Selamat datang kembali di akhizaf.com. Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas Pembahasan Soal OSN-K Biologi 2025 No 8: Regulasi Gen & Operon Lac. Pernahkah kalian bertanya-tanya mengapa bakteri E. coli lebih suka “makan” glukosa daripada laktosa saat keduanya tersedia? Fenomena pertumbuhan diauksik ini diatur oleh mekanisme molekuler yang sangat cerdas yang disebut represi katabolit. Melalui soal ini, kita akan membedah tuntas bagaimana sistem cAMP-CRP dan represor Lac bekerja sebagai sakelar ganda (kontrol positif dan negatif) untuk mengatur ekspresi gen. Yuk, siapkan catatan kalian dan mari kita bahas!

Naskah Soal Asli

8. Dr. Jepri meneliti mekanisme regulasi ekspresi gen pada bakteri Escherichia coli yang tumbuh dalam medium dengan sumber karbon yang berbeda. Beliau mengamati bahwa ketika E. coli ditumbuhkan dalam medium yang mengandung glukosa dan laktosa, bakteri lebih memilih untuk menggunakan glukosa terlebih dahulu. Hanya setelah glukosa habis, bakteri akan menggunakan laktosa. Fenomena ini disebut represi katabolit.

Grafik pertumbuhan diauksik E. coli pada medium glukosa dan laktosa

Ilustrasi sistem operon lac dan cAMP-CRP

Keterangan: Grafik pertumbuhan E. coli dan konsentrasi gula dalam medium (atas), ilustrasi sistem operon lac (bawah).

Tentukan apakah pernyataan berikut Benar (B) atau Salah (S)!

Penurunan konsentrasi glukosa pada jam ke-4 menyebabkan peningkatan kadar cAMP intraseluler.
Sistem cAMP-CRP berperan dalam kontrol negatif ekspresi gen pada operon lac.
Aktivitas promoter operon lac bergantung pada keberadaan kompleks cAMP-CRP dan induser laktosa.
Apabila operator dari operon di atas menggantikan operator operon trp, triptofan akan disintesis ketika terdapat laktosa di medium.

Analisis Konsep: Operon Lac & Pertumbuhan Diauksik

Untuk mengaktifkan Operon Lac secara maksimal, bakteri membutuhkan dua kondisi persis seperti kunci ganda:

Kontrol Positif (Kunci 1): Glukosa harus habis. Saat glukosa habis, enzim adenilil siklase aktif dan memproduksi cAMP. cAMP kemudian berikatan dengan protein CRP (atau CAP). Kompleks cAMP-CRP ini menempel di promoter untuk membantu RNA polimerase berikatan.
Kontrol Negatif (Kunci 2): Laktosa harus ada. Laktosa bertindak sebagai induser yang berikatan dengan protein Represor (LacI). Represor yang berikatan dengan laktosa menjadi inaktif dan lepas dari daerah Operator (O), sehingga jalan bagi RNA polimerase tidak lagi terhalang.

Pembahasan Rinci Per Opsi

A. Penurunan konsentrasi glukosa pada jam ke-4 menyebabkan peningkatan kadar cAMP intraseluler. BENAR (B)

Penjelasan: Terdapat hubungan berbanding terbalik antara glukosa dan cAMP. Saat glukosa melimpah, produksi cAMP ditekan. Pada grafik, terlihat di jam ke-4 kurva glukosa menyentuh titik nol (habis). Kehabisan glukosa ini memicu enzim adenilil siklase untuk segera memproduksi cAMP dalam jumlah besar. Peningkatan cAMP ini adalah sinyal kelaparan yang akan mengaktifkan enzim pemecah gula lain (seperti laktosa).

B. Sistem cAMP-CRP berperan dalam kontrol negatif ekspresi gen pada operon lac. SALAH (S)

Penjelasan: Sistem cAMP-CRP adalah bentuk Kontrol Positif (Aktivator). Ketika kompleks cAMP-CRP menempel pada DNA, ia justru meningkatkan/mendorong transkripsi dengan membantu merekrut RNA polimerase. Sebaliknya, Kontrol Negatif pada operon lac dijalankan oleh protein Represor (LacI) yang menempel di operator dan menghalangi transkripsi.

C. Aktivitas promoter operon lac bergantung pada keberadaan kompleks cAMP-CRP dan induser laktosa. BENAR (B)

Penjelasan: Sesuai dengan analisis konsep di awal, operon lac membutuhkan kedua kondisi tersebut terpenuhi untuk beroperasi maksimal. Jika ada laktosa (represor lepas) tetapi tidak ada cAMP-CRP (karena masih ada glukosa), RNA polimerase sulit menempel di promoter sehingga transkripsi sangat lemah. Jadi, aktivitas penuh promoter sangat bergantung pada kehadiran keduanya secara bersamaan.

D. Apabila operator dari operon di atas menggantikan operator operon trp, triptofan akan disintesis ketika terdapat laktosa di medium. BENAR (B)

Penjelasan: Ini adalah soal analisis gen kimerik yang sangat bagus. Bagian Operator (O) adalah tempat menempelnya represor. Jika operator lac dipindahkan ke operon trp, maka operon trp sekarang dikendalikan oleh Represor LacI.
Represor LacI akan terus menerus memblokir operon tersebut, KECUALI jika ada laktosa. Jika laktosa (induser) ditambahkan ke medium, ia akan mengikat Represor LacI sehingga represor tersebut lepas. Lepasnya represor akan membuat gen-gen struktural trp (yang mengekor di belakangnya) bebas ditranskripsi, dan triptofan pun berhasil disintesis.

KUNCI JAWABAN AKHIR: B – S – B – B

Post Views: 16

Previous Post Next