Gen MADS box adalah suatu gen yang mengandung motif urutan DNA yang terkonservasi.^[1] MADS box mengode domain MADS, yaitu domain pengikat DNA. Domain MADS berikatan dengan urutan DNA yang sangat mirip dengan motif CC[A/T]₆GG, yang disebut CArG-box. Protein berdomain MADS umumnya berfungsi sebagai faktor transkripsi.^[2][3] Panjang MADS-box yang dilaporkan oleh berbagai peneliti sedikit bervariasi, tetapi umumnya berada pada kisaran 168–180 pasangan basa, sehingga domain MADS yang dihasilkan memiliki panjang sekitar 56–60 asam amino.^[4] Ada bukti bahwa domain MADS berevolusi dari segmen urutan enzim topoisomerase tipe II pada nenek moyang bersama semua eukariota yang masih ada.^[5]

Asal Nama dan Sejarah Penelitian

Gen MADS-box pertama yang berhasil diidentifikasi adalah ARG80 dari ragi Saccharomyces cerevisiae,[9] namun pada saat itu belum dikenali sebagai anggota keluarga gen besar. Nama MADS kemudian diberikan sebagai akronim dari empat anggota pendiri keluarga ini,^[1] tidak termasuk ARG80:

• MCM1 dari ragi Saccharomyces cerevisiae,
• AGAMOUS dari tanaman Arabidopsis thaliana,
• DEFICIENS dari snapdragon Antirrhinum majus,^[6]
• SRF dari manusia Homo sapiens.

Pada A. thaliana, A. majus, dan Zea mays, motif ini terlibat dalam perkembangan bunga. Studi awal pada angiosperma model ini menjadi titik awal penelitian mengenai evolusi molekuler struktur bunga, serta peran gen-gen ini pada tumbuhan tidak berbunga.^[7]

Keanekaragaman

Gen MADS-box telah ditemukan pada hampir semua eukariota yang dipelajari. Sementara genom hewan dan fungi biasanya hanya memiliki 1–5 gen MADS-box, genom tumbuhan berbunga memiliki sekitar 100 gen MADS-box.^[8]

Terdapat dua tipe protein berdomain MADS yaitu Tipe I yang mirip SRF (SRF-like) dan Tipe II: mirip MEF2 (MYOCYTE-ENHANCER-FACTOR2).^{[butuh rujukan]}

Pada hewan dan fungi, tipe protein dibedakan menjadi Protein MADS-domain tipe SRF yang memiliki domain konservatif kedua, yaitu SAM (SRF, ARG80, MCM1).Sedangkan yang lainnya yaitu Protein MADS-domain tipe MEF2 memiliki domain MEF2 sebagai domain konservatif kedua.^{[butuh rujukan]}

Pada tumbuhan, protein MADS-domain tipe MEF2 disebut protein tipe MIKC. Protein MADS-domain tipe MEF2 pada tumbuhan dibedakan berdasarkan strukturnya menjadi MADS domain, Intervening domain, Keratin-like domain dan C-terminal domain.^{[butuh rujukan]}

Protein MADS pada tumbuhan membentuk tetramer, dan hal ini dianggap penting bagi fungsinya. Struktur domain tetramerisasi protein MADS SEPALLATA3 telah dipecahkan, memperlihatkan dasar struktural pembentukan tetramer.^{[butuh rujukan]}

Seorang ahli genetika yang banyak meneliti gen MADS-box adalah Günter Theißen dari Universitas Jena. Ia dan rekan-rekannya, misalnya, menggunakan gen-gen ini untuk menunjukkan bahwa ordo Gnetales lebih dekat kekerabatannya dengan konifer daripada dengan tumbuhan berbunga.^[9]

Penelitian MADS-box pada gandum masih kurang berkembang hingga tahun 2021.^[10]

Pada Zea mays, mutan Tunicate1 menghasilkan jagung pod (pod corn). Tunicate1 adalah mutan dari ZMM19 (Z. mays MADS19), bagian dari keluarga gen SHORT VEGETATIVE PHASE. ZMM19 dapat diekspresikan secara ektopik.^[10]

Ekspresi ektopik ZMM19 di A. thaliana memperbesar sepal, menunjukkan adanya konservasi fungsi.^[10]

Referensi