DNA Sbg Bahan Genetik:

Bahan Genetik organisme pd umumnya adalah DNA.

GEN (faktor keturunan) terletak pd KROMOSOM.

KROMOSOM tersusun atas DNA dan PROTEIN.

INFORMASI GENETIK terletak dlm DNA dan tidak dlm protein.

1. STRUKTU GEN

BAB IV. STRUKTUR DAN EKPRESI GEN (mekanisme pengaturan sifat) SECARA MOLEKULAR

STRUKTUR DNA: Spiral Ganda (Double Helix)

Watson dan Crick (1953):

DNA berstruktur “Spiral Ganda” (“Doble Helix”) yakni DNA terdiri atas 2 pita polinukleotida yg saling melilit dlm bentuk spiral. Gula-fosfat sbg tulang punggung dan di bagian dalam terdpt BASA-N.

DNA: Polinukleotida (Gabungan mononukelotida-2)

MONONUKLEOTIDA

Komponen Mononukletida DNA:

1) Gula Pentosa: deoksiribosa

2) Basa Nitrogen (basa N): Pirimidin (C, T) dan Purin (A, G)

3) Gugusan fosfat (asam fosfat)

Citosin

Fospat

Deoksiribosa

(2’-deoksicitidin-5’-fosfat)

STRUKTUR POLINUKLEOTIDA pada DNA

Polinukleotida: gabungan NUKLEOTIDA-2

Gugus Fosfat melekat pada:

penggabungan NUKLEOTIDA-2 melalui ikatan fosfodiester:

1) C5’ deoksiribosa suatu nukleotida dan

2) C3’ deoksiribosa nukleotid berikutnya

Maka terbtk rangkaian panjang 5’-3’.

UJ UNG 5’ (5’- P)

BASA-1

Ikatan

fosfodiester

BASA-2 BASA-3

UJ UNG 3’ (3’- OH)

OH

PASANGAN BASA DNA

Pasangan basa komplementer (A=T dan C=G) mrpk sifat terpenting dari struktur DNA.

Struktu DNA dinyatakan dlm pasangan basa.

Contoh: DNA (gambar samping) mempunyai struktur:

5’-ATGAC-3’ 3’-TACTG-5’ Pasangan basa ini berperan dlm

Pewarisan Sifat (replikasi DNA) &Pengaturan Sifat (ekspresi gen)

PENGERTIAN GEN SECARA MOLEKULAR

• Secara molekular, Gen adalah segmen DNA yang mengkode mRNA atau polinukleotida/ protein.

• Pada proses eksresi genetik, gen mengkode pembentikan RNA, selanjutnya mengkode pembentukan protein.

a. Pengertian Ekspresi Genetik

EKSPRESI GENETIK: pengungkapan faktor genetik (gen) menjadi fenotipe

EKSPRESI GENETIK: Penejemahan urutan nukleotida (basa-N) DNA menjadi urutan asam amino protein

DIAGRAM EKSPRESI GENETIK

2. MEKANISME PENGATURAN SIFAT (EKSPRESI GENETIK)

Diagram EKPRESI GENETIK PADA PROKARIOT

b. EKPRESI GENETIK SBG PENGATURAN SIFAT (METABOLISME) MAKHLUK HIDUP

Pengaturan sifat/fenotipe/metabolisme oleh faktor genetik berlangsung melalui kontrol pembentukan protein enzim (EKSPRESI GENETIK).

Gen A Gen B Gen C Enzim A Enzim B Enzim C

Bahan Hasil

Antara I

Hasil Antara

I I

Hasil Akhir

Pertumbuhan/perkembangan organisme ditentukan serangkaian reaksi biokimia dg katalisator ENZIM (disebut METABOLISME)

FENOTIPE DITENTUKAN PRODUK GEN-2

SATU GEN SATU ENZIM/PROTEIN/POLIPEPTIDA

DNA RNA PROTEIN FENOTIPE

TRANS-KRIPSITRANS-KRIPSI

TRANS-LASITRANS-LASI

JALUR BIOKIMIAJALUR BIOKIMIA

c. MEKANISME EKSPRESI GENETIK: (TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI)

Replikasi D N A RNA Protein Transkripsi Translasi

1. TRANSKRIPSI: pembentukan RNA pd DNA cetakan dg bantuan Enzim RNA polimerase.

2. TRANSLASI: penterjemahan urutan nukleotida mRNA dan menghasilkan urutan as. amino dlm SINTESIS PROTEIN

Mekanisme ekspresi genetik mengikuti DOGMA SENTRAL BIOLOGI MOLEKULAR: aliran (transfer) informasi genetik dari urutan nukleotida DNA manjadi urutan asam amino protein.

Ekspresi genetik mencakup dua proses pokok:

1). TRANSKRIPSI (SINTESIS RNA):proses pembentukan RNA dg menggunakan DNA sbg pola cetakan untuk menentukan urutan nukleotida RNA dan dikatalisis ensim RNA polimerase.

DIAGRAM TRANSKRIPSI

Hanya 7% DNA yg ditranskripsi pd suatu waktu

Transkripsi melibatkan pemilihan daerah pita DNA yg ditranskripsi sesuai kebutuhan.

Hanya 7% DNA yg ditranskripsi pd suatu waktu

Transkripsi melibatkan pemilihan daerah pita DNA yg ditranskripsi sesuai kebutuhan.

Mekanisme Dasar Transkripsi

(1) INISIASI (berlangsung di daerah promoter) Diawali penempelan dan

pengikatan RNA polimerase pada daerah tertentu DNA

Pembukaan rantai ganda DNA Perangkaian nukleotida

pertama (di Titik START)

(2) PEMANJANGAN: Pemanjangan untai RNA

berlansung dg arah 5’—3’

(3) TERMINASI: Sintesis RNA berakhir, komplek sintesis RNA (RNA

polimerase dan untai RNA yg terbentuk) terlepas dari untai DNA (di daerah TERMINATOR)

2). TRANSLASI:

penerjemahan urutan nukleotida mRNA menjadi rangkaian asam amino suatu polipeptida/protein Penerjemahan tsb berdasar

kode genetik (KODON).

KODON: kode genetik yg terdiri atas 3 nukleotida berurutan yg mengkode suatu asam amino, Misal:

GUG mengkode violin UUG mengkode leusin

Rangkaian nukleotida mRNA dibaca tiap tiga nukleotida sbg satu kodon unt. satu as. amino, mulai dari kodon inisaiasi (AUG) hingga kodon terminasi (UAA, UAG, AGA)

KODE GENETIK (KODON): kode genetik yg berupa 3 nukleotida yg berurutan (triplet) pada mRNA yg mengkode satu asam amino.

Translasi Berlangsung Di Ribosom

Penyusun ribosom: molekul rRNA + molekul-2 proteinRibosom terdiri 2 unit: unit besar + unit kecil

DIAGRAM RIBOSOM

Makanisme Dasar Translasi

Berlangsung 3 tahap:

1) Inisiasi

2) pemanjangan

3) TerminasiDiperlukan tRNA yg

berfungsi membawa as. amino spesefik.

tRNA mempunyai urutan nukleotida (ANTI-KODON) yg mampu mengenal KODON pd mRNA

DIAGRAM TRANSLASI