bab 11 materi genetik.pdf

MATERI GENETIK & EKSPRESI GEN

MATERI KULIAH BIOLOGI SEL

MATERI GENETIK & EKSPRESI GEN

Retno Widowati

MATERI GENETIK

Di dalam setiap organisma hidupterdapat suatu unsur yang dikenalsebagai materi genetik.

Materi genetik tersusun dari DNA (Deoxy ribonucleic acid).

Urutan nukleotida atau basa-basaUrutan nukleotida atau basa-basanitrogen pada DNA yang mengkode karakter makhlukhidup

LENGKAP DNA to CHROMOSOME, REPLIKASI, TRANSKRIPSI &TRANSLASI[www.keepvid.com].3gpRetno Widowati -Biologi Sel

journeyintodna_verse.swfjourneyintodna_verse.swf

Rabbit AID sequence and comparisons with other species. (A) DNA sequence and deduced encoded protein sequence of rabbit AID. Lowercase letters at the 5 end indicate the location of the primer sequence used for initial PCR amplification. (B) Rabbit AID amino acid sequence compared with human, mouse, and chicken AID sequences. The red rectangles represent the locations of peptides synthesized for use as immunogens.

Retno Widowati - Biologi Sel

MATERI GENETIK : DNA & RNA

1. Asam deoksiribonukleatatauDeoxyribo Nucleic AcidDeoxyribo Nucleic Acid(DNA),

2. Asam ribonukleat atauRibo Nucleic Acid (RNA). pada beberapa virus pada beberapa virus

DNA & RNA

KROMATIN & KROMOSOM

DNA selaku materi genetikterdapat di dalam nukleus, terdapat di dalam nukleus, dalam bentuk kompleks DNA-protein yang disebut kromatin.

Pada saat pembelahan sel, DNA terdapat dalam bentuk unit-unit terdapat dalam bentuk unit-unit terpisah yang disebutkromosom.


KROMATIN & KROMOSOM


FROM DNA TO CHROMOSOME


STRUKTUR DNA


FILM STRUKTUR DNA & KROMOSOM

DNAstructure.mov

chromostructure.swf

GEN & DNA Materi dasar GEN adalah DNA

DNA terorganisasi dalam unit-unit yang

dinamakan gen yang menggerakkan semuadinamakan gen yang menggerakkan semua

aktivitas metabolisme di dalam sel.

Tugas gen adalah mengatur berbagai jenis

karakter (sifat) makhluk hidup Karakterfisik (morfologi & anatomi), karakter psikis

(pemalu, pemarah, penakut).(pemalu, pemarah, penakut).

Cara kerja gen dalam mengatur berbagai

karakter adalah melalui sintesis protein

(+ Enzim & Hormon)


G E N

Gen adalah unit molekul DNA atau RNA yang membawa informasi mengenai urutan asammembawa informasi mengenai urutan asamamino lengkap suatu protein. Terlibat dalammengkode protein dan mewariskan keturunan

Jika ada sepotong molekul DNA yang tidakmembawa informasi genetik yang lengkap, Jika ada sepotong molekul DNA yang tidakmembawa informasi genetik yang lengkap, berarti tidak bisa disebut gen, namun hanyasebuah fragmen DNA.


G E N

Gen adalah unit pewarisan sifat bagi organismehidup.

Bentuk fisiknya adalah urutan DNA yang Bentuk fisiknya adalah urutan DNA yang menyandi suatu protein, polipeptida, atauseuntai RNA yang memiliki fungsi bagiorganisme yang memilikinya.

Batasan modern gen adalah suatu lokasitertentu pada genom yang berhubungandengan pewarisan sifat dan dapat dihubungkandengan pewarisan sifat dan dapat dihubungkandengan fungsi sebagai regulator (pengendali), sasaran transkripsi, atau peran-peranfungsional lainnya


STRUKTUR GEN

Secara umum gen pada prokariot dan eukariot terdiridari 3 bagian:dari 3 bagian:

Promoter : Bagian gen yang berfungsi sebagaipengatur proses ekspresi genetik. Bagian yg pertama kali dikenalioleh RNA polimerase dan protein regulator sebelumtranskripsi

Coding sequence : Bagian gen yang membawa kode-kode genetik, yang ditranskripsi

Coding sequence : Bagian gen yang membawa kode-kode genetik, yang ditranskripsimenjadi mRNA

Terminator : Berperan dalam penghentiantranskripsi

STRUKTUR GEN


Perbedaan gen prokariot dan eukariot

Coding sequence pada eukariot terdapat bagianintron dan ekson.intron dan ekson.

Intron : sekuens nukleotida yang tidak adaterjemahan proteinnya .

Ekson : sekuens yang akan diterjemahkan. Pada eukariot setelah di transkripsi, bagian intron Pada eukariot setelah di transkripsi, bagian intron

akan dipotong baru jadi mRNA.


Perbedaan gen prokariot dan eukariot

Pada prokariot gen ekson. Pada prokariot terdapat Operon. Operon merupakan sekelompok gen struktural Operon merupakan sekelompok gen struktural

yang letaknya berdekatan dan dikendalikan olehsatu promoter yang sama.

Dengan adanya operon maka mRNA hasiltranskripsi gen prokariot bersifat polisistroniktranskripsi gen prokariot bersifat polisistronikkarena satu molekul mRNA mengkode lebih darisatu protein.


CODING SEQUENCE


BAGAIMANA GEN DIEKSPRESIKAN ?

Ekspresi gen adalah proses dimana kode-kode informasi yang ada pada gen diubahkode informasi yang ada pada gen diubahmenjadi protein-protein yang beroperasi didalam sel. Ekspresi gen terdiri dari dua tahap:

TRANSKRIPSI


TRANSKRIPSI TRANSLASI


Proses transkripsi, menjadikan DNA mencetakmRNAmRNA

Proses translasi, membuat mRNA menjadisebuah polipeptida disebut dogma sentral (one gen - one polipeptide).

Dogma sentral berlaku pada prokariot daneukariot. eukariot.

Pada eukariot ada tahap tambahan yang terjadidi antara transkripsi dan translasi yang disebuttahap pre-mRNA.



Tahap pre-mRNA adalah untuk menyeleksimRNA yang akan dikirim keluar nukleus untukditranslasikan di ribosom. ditranslasikan di ribosom.

Ekson merupakan mRNA yang akan dikirimkeluar nukleus untuk ditranslasikan.

Intron merupakan mRNA yang akan tetapberada di dalam nukleus karena kemungkinanmRNA tersebut akan membentuk protein yang mRNA tersebut akan membentuk protein yang tidak fungsional (tidak berguna) jikaditranslasikan. Intron kemudian akan teruraikembali untuk membentuk rantai mRNA baru.


DOGMA SENTRAL


REPLIKASI DNA

Penggandaan rantai DNA. Dilakukan pada interfase Fase

S pada siklus sel.S pada siklus sel. Hipotesis Matthew Meselson

dan Franklin Stahl : model replikasi DNA adalahsemikonservatif.

Semikonservatif : Semikonservatif : Setiap molekul untaian gandaDNA hasil replikasi akan terdiridari 1 untai DNA induk dan 1 untai DNA baru.


KOMPONEN REPLIKASI DNA DNA template : molekul DNA yang akan direplikasi Molekul nukleotida : komponen basa purin/pirimidin + deoksiribosa +

fosfat = dATP, dTTP, dCTP, dan dGTP DNA polimerase : enzim utama yang mengkatalisis polimerisasi DNA polimerase : enzim utama yang mengkatalisis polimerisasi

nukleotida menjadi untaian DNA Enzim primase : mengkatalis sintesis primer untuk memulai

replikasi DNA. Di E.coli dinamakan primosom. Primer : fragmen RNA yang digunakan untuk menempelkan

nukleotida pertama pada untaian DNA baru. Enzim girase : enzim topoisomerase yang memutar untaian DNA

sehingga ketegangan pilinan menurun Enzim helikase : enzim untuk membuka untai ganda DNA Enzim helikase : enzim untuk membuka untai ganda DNA SSB : single stranded binding protein molekul protein

yang menstabilkan untaian DNA yang sudah terbukaagar tidak berikatan kembali

Enzim DNA ligase : enzim untuk menyambung fragmen-fragmen DNA darifragmen Okazaki


KOMPONEN REPLIKASI DNA


Proses Replikasi DNA

Pemisahan untaian DNA Pemisahan untai DNA dimulai dengan enzim Pemisahan untai DNA dimulai dengan enzim

helikase yang memutus ikatan hidrogen untaiganda DNA. Bila pilinan terlalu kuat, makaenzim girase akan mengurai pilinan.



Pembentukan garpu replikasi (replication fork) Kedua untai DNA yang telah terpisah akan ditahan Kedua untai DNA yang telah terpisah akan ditahan

oleh protein SSB, hingga terbentuk struktur garpureplikasi.

Masing-masing untai diberi nama : * leading strand

(arah replikasi searah ama pembukaan untai DNA) (arah replikasi searah ama pembukaan untai DNA) * lagging strand

(arah replikasi berlawanan arah ama pembukaanuntai DNA)



Pembentukan RNA primer Enzim primase membentuk fragmen RNA Enzim primase membentuk fragmen RNA

sebagai awal / primer menempelannukleotida DNA

Setelah fragmen RNA primer terbentuk, enzim primase melepaskan diri dari DNA.

Bila polimerisasi DNA sudah berlangsung, Bila polimerisasi DNA sudah berlangsung, RNA primer disingkirkan dan diubah olehenzim DNA polimerase I menjadi DNA


Polimerisasi DNA Leading strand : sintesis untaian DNA baru dilakukan

searah dengan pembukaan garpu replikasi , dilakukan


searah dengan pembukaan garpu replikasi , dilakukantanpa terputus atau kontinyu.

Lagging strand: sintesis untaian DNA berlawanandengan pembukaan garpu replikasi, dilakukan secaratahap demi tahap (diskontinu) dan karenanyamembentuk fragmen yang disebut fragmen okazaki.


Penyambungan DNA pada lagging strand Pada lagging strand, terdapat fragmen-fragmen

okazaki. Fragmen-fragmen okazaki merupakan


okazaki. Fragmen-fragmen okazaki merupakanfragmen-fragmen DNA yang belum menyambungsatu sama lain.

Enzim ligase yang kemudian merekatkan fragmen-fragmen DNA tersebut hingga menjadi untai DNA yang utuh.yang utuh.



Terminasi Replikasi Replikasi berakhir saat DNA Polimerase Replikasi berakhir saat DNA Polimerase

mengenali daerah basa nitrogen yang diulang-ulang (contoh pada vertebrata : TTAGGG/AATCCC) daerah ini disebut telomer. Maka terbentuklah rantai DNA yang baru yang utuh.

Pada molekul DNA prokariot yang berbentuk Pada molekul DNA prokariot yang berbentuklinker, terminasi replikasi akan terjadi ikatankedua garpu replikasi yang bergerak ke arahyang berbeda bertemu pada sisi terminasi.


ProsesReplikasiDNA

TELOMER


Proofreading Proofreading merupakan


Proofreading merupakansistem koreksi pembacaanyang dilakukan oleh DNA polimerase III dan DNA polimerase I. DNA polimeraseIII akan memotong nukleotidaIII akan memotong nukleotidayang salah tersebut denganaktivitas eksonuklease 3 5


FILM REPLIKASI DNA

DNAReplication 1.swf

DNA REPLIKASI 2.swf

Bothstrands - REPLIKASI 3.mov

REPLIKASI DNA_[www.keepvid.com].3gp


http://faculty.cbu.ca/cglogowski/2008%20BIOL101%20LAB5%20DNA.htm

TERIMAKASIHTERIMAKASIH

BERLANJUT KE MINGGU DEPAN


DNA_Replication_[www.keepvid.com] cartoon 1.3gp

meiosis 1

bab 11 materi genetik.pdf

Documents