bahann byoomoll

5/14/2018 Bahann Byoomoll - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bahann-byoomoll 1/18

. Pengemasan DNA dalam kromosom terjadi pada tahap profase. Secara ringkas pengemasan

tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

y PADA SEL PROKARIOTIK

Histon H1 letaknya di bagian tepi nukleosom adanya molekul H1 berukuran lebih

besar 20 pb disebut dengan kromatosom. DNA nuklir dihubungkan dengan DNA-BINDING

protein atau yang disebut histones. Beberapa nuclease perlindungan chromatin (DNA-

HISTONE kompleks) mempertahankan struktur chromatin. Brown nuclease merupakan

perlindungan mengadakan percobaan yang kompleks yang diperlakukan dengan suatu enzim

untuk memotong DNA dan memposisikannya pada pasangannya. Ukuran DNA fragmen

menandai adanya posisi dari protein yang kompleks.(Gambar 2.4) (Hans Jurgen Press. 1989).

Pengemasan terjadi dengan cara pelilitan DNA di sekeliling sumbu nukleosom,

Sumbu nukleosom tersusun atas empat macam histon sumbu: H2A, H2B, H3, dan H4.

Keempat macam histon ini berada dalam bentuk oktamer (@ dua molekul) Protein histon

sumbu bersifat basa/ bermuatan positif (banyak arginin & lisin) (Godman, Arthur. 1996).

Setiap untai DNA sepanjang 146 pb mengelilingi satu sumbu nukleosom, sedangkan

bagian-bagian DNA lainnya menjadi penghubung (linker) antara satu sumbu nukleosom dan



sumbu nukleosom berikutnya. Pelilitan DNA di sekeliling sumbu nukleosom berlangsung

dengan arah ke kiri atau terjadi superkoiling negatif. Pelilitan terjadi demikian kuat karena

DNA bermuatan negatif, sedangkan histon sumbu bermuatan positif. Struktur µBeads-On-A-

String¶ yang ditunjukkan di atas menghadirkan suatu pembongkaran format dari chromatin

yang terjadi hanya di nucleus. Terbentuknya rangkaian heliks nukleosom terlihat sebagai

serabut dengan diameter 30 nm yang dikenal sebagai serabut 30 nm. histon H1 berfungsi

menstabilkan struktur serabut 30 nm (Kimball, J.W. 1990).

y PADA SEL EUKARIOTIK

Berbeda dengan DNA prokariot yang berbentuk sirkuler tertutup, DNA eukariot

merupakan molekul linier yang sangat panjang. Panjang DNA eukariot di dalam nukleus jauh

melebihi ukuran nukleus itu sendiri. Oleh karenanya, agar dapat dikemas di dalam nukleus,

DNA harus dimampatkan dengan suatu cara. Derajad pemampatan (kondensasi) DNA

dinyatakan sebagai nisbah pengepakan (packing ratio)-nya, yaitu panjang molekul DNA

dibagi dengan panjang pengepakannya. Sebagai contoh, kromosom manusia yang terpendek,

yaitu kromosom nomor 21, berisi 4,6 x 107

pb DNA (sekitar 10 kali ukuran genom E. coli).



Ukuran DNA kromosom ini setara dengan panjang 14.000 m jika DNA ditarik lurus. Pada

kondisi yang paling mampat, yaitu selama mitosis, kromosom tersebut panjangnya hanya

sekitar 2 m. Angka ini memberikan nisbah pengepakan sebesar 7.000 (14.000/2) (James

Case F.James, Vernon Estiers. 1971).

Untuk mencapai nisbah pengepakan totalnya, DNA tidak langsung dikemas ke dalam

struktur terakhirnya (kromatin). Pengemasan DNA dilakukan melalui sejumlah tingkatan

organisasi kromosom. Tingkatan yang pertama diperoleh ketika DNA melilit-lilit di

sekeliling sumbu protein sehingga menghasilkan struktur seperti manik-manik yang disebut

nukleosom. Pada tingkatan ini terdapat nisbah pengepakan sebesar 6. Tingkatan yang kedua

adalah pemutaran sejumlah nukleosom membentuk struktur heliks yang disebut serabut 30

nm. Struktur serabut 30 nm dijumpai baik pada kromatin interfase maupun pada kromosom

mitosis. Dengan struktur ini nisbah pengepakan DNA meningkat menjadi sekitar 40.

Pengemasan terakhir terjadi ketika serabut 30 nm tersusun dalam sejumlah kala, struktur

tangga, dan domain, yang memberikan nisbah pengepakan tertinggi sebesar lebih kurang

1.000 pada kromatin interfase dan 10.000 pada kromosom mitosis (Lud Waluyo M Kes.

2005).

Kromosom eukariot terdiri atas suatu kompleks DNA-protein yang tersusun sangat

kompak sehingga memungkinkan DNA yang ukurannya begitu panjang tersimpan di dalam

nukleus. Istilah bagi struktur dasar kromosom adalah kromatin, sedangkan satuan dasar

kromatin adalah nukleosom. Dengan demikian, kromatin merupakan satuan analisis

kromosom yang menggambarkan struktur umum kromosom (Lud Waluyo M Kes. 2005)

http://phikaainnadyahasan.blogspot.com/2011/07/pengemasan-dna.html

Dewan Redaksi. 1995. Oxford Ensiklopedi Pelajar Jilid 8. Jakarta: PT Widyadara.

Godman, Arthur. 1996. Kamus S ain s Berg ambar . Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Hans Jurgen Press. 1989. Mel acak Al am. Bandung: Penerbit Angkasa.



James Case F.James, Vernon Estiers. 1971. Biol o gy Observat ion and Con sept . Canada:The Magmillan Company.

Kimball, J.W. 1990. Biol o gi J ilid 1, 2, d an 3. Terjemahan S.S Tritrosomo dan

Nawangasari. S. Jakarta: Erlangga.

Lud Waluyo M Kes. 2005. Mikro Biologi Umum, UMM Press. Malang.

Sri Sabani dkk, 1984. Biologi Umum. Djambatan. Yogyakarta.

Rifai, Mien A. 1996. Gl o sarium Biol o gi Depar t emen P endidik an d an K ebud a yaan. Balai

Pustaka. Jakarta.



Organisasi genom pada prokaryot Bahan genetic utama (µ¶kromosom¶¶) jasad prokaryot pada umumnya terdiri atassatu unit molekul DNA untai ganda (double stranded) dengan struktur lingkar. Olehkarena itu, jasad prokaryot bersifat monoploid karena hanya ada satu bahan geneticutama. Bahan genetic pada jasad prokaryot tidak dikemas dalam suatu struktur yang jelas karena pada sel prokaryot tidak terdapat inti sel (nucleus). Hal ini berbeda

dengan bahan genetic utama jasad eukaryote yang tedapat di dalam struktur nucleus. Bahan genetic utama jasad prokaryot diketahui terikat pada membrane selsebelah dalam yang diduga berperan dalam proses pemisahan DNA pada waktupembelahan sel. Oleh karena struktur bahan genetik utama jasad prokaryot berupamolekul lingkar, molekul tersebut tidak ada bagian ujungnya. Meskipun padaumumnya kromosom bakteri berupa molekul DNA dengan struktur lingkar, namundiketahui ada beberapa bakteri yang struktur bahan genetic utamanya berupamolekul DNA linier. Misalnya pada bakteri Borrelia burgdorferi dan streptomyceslividans. Ujung molekul kromosom S.lividans diketahui berikatan secara kovalendengan suatu protein. Protein diujung molekul kromosom semacam ini mempunyaifungsi yang sangat penting dalam proses inisiasi replikasi DNA. (TriwibowoYuwono,Ir,Phd,2005) Selain itu juga diketahui ada bakteri yang mempunyai 2 molekul kromosom yaitu

bakteri Rhodobacter sphaeroides.Selain bahan genetic utama, jasad prokaryotseringkali juga mempunyai bahan genetic tambahan yang disebut sebagai plasmid.Plasmid pada prokaryotberupa molekul DNA untai ganda dengan struktur lingkar.Pada umumnya plasmid tidak dibutuhkan oleh sel untuk pertumbuhan meskipunseringkali plasmid membawa gen-gen tertentu yang memberikan keuntungantambahan bagi sel dalam keadaan tertentu, misalnya gen ketahanan antibiotik. Olehkarena itu, dalam keadaan normal plasmid dapat dihilangkan dengan metode curing tanpa meganggu pertumbuhan selnya. Ukuran plasmid sangat bervariasi tetapi padaumumnya lebih kecil dari ukuran bahan genetic utama sel prokaryote. Padadasarnya plasmid merupakan entitas genetic yang diketemukan secara alami di

dalam sel beberapa kelompok prokaryot dan eukariot. Dengan tekhnik rekayasagenetic, sekarang telah dapat dikembangkan plasmid artificial dengan caramenggabungkan gen ± gen dari beberapa plasmid alami maupun dari genom jasadtertentu. Salah satu contoh plasmid artificial adalah plasmid seri pUC misalnya pUC18 dan pUC 19. (Triwibowo Yuwono,Ir,Phd,2005) Pengemasan DNA pada sel prokaryot

Jika direntangkan sebagai molekul sebagai molekul linier, maka molekul DNAutama pada prokaryot mempunyai ukuran yang lebih panjang dibandingkan denganukuran selnya itu sendiri. Sebagai contoh, panjang molekul DNA utama pada E.Coliadalah sekitar 1,2 mm sedangkan ukuran selnya sendiri kurang dari 1 mm . dengandemikian ada mekanisme tertentu untuk mengemas molekul DNA tersebut sehinggadapat masuk didalam sel yang ukurannya jauh lebih kecil. (Triwibowo

Yuwono,Ir,Phd,2005) Organisasi gen dalam genom prokaryot. Genom jasad prokaryot tersusun atas banyak unit gen. secara umum struktur lengkap gen pada bakteri terdiri atas 3 bagian utama yaitu:

1. Promoter adalah bagian gen yang berfungsi sebagai pengatur proses ekspresigenetik (transkripsi ) bagian struktural . bagian ini adalah bagian yang akan dikenalipertama kali oleh RNA polymerase dan

protein regulator sebelum proses transkripsi ( sintesis RNA ) dimulai.



2. Bagian struktural adalah bagian gen yang membawa kode ± kode genetic yang akandi transkripsi dan kemudian ditranslasi 9dalam hal gen yang mengkode protein )atau hanya ditranskripsi saja (dalam hal gen yang mengkode rRNA dan tRNA ).

3. Bagian terminator adalah bagian gen yang berperan dalam proses penghentiantranskripsi.

Salah satu perbedaan utama antara organisasi gen pada prokaryot dengan eukariotadalah bahwa bagian structural gen prokaryot (bakteri) tidak mengandung intron .intron adalah sekuens nukleotida yang tidak akan ditemukan ³terjemahannya´didalam rangkaian asam amino protein yang dikode oleh suatu gen. intron akanditranskripsi tetapi kemudian mengalami pemotongan sehingga tidak akanmengalami translasi.Sekuens nukleotida yang akan diterjemahkan disebut sebagai ekson.Pada genomeubakteri , diketahui tidak ada intron, tetapi pada genom arkhaebakteri tertentudiketahui terdapat intron. (Triwibowo Yuwono,Ir,Phd,2005) Pada jasad prokaryot diketahui ada tiga kelompok utama organisasi gen yaitu :

1. Gen independen adalah gen yang ekspresinya tidak tergantung pada ekspresi genlain sehingga gen tersebut tidak akan diekspresikan terus menerus 9disebut sebagai

ekspresi konstitutif ) selama selnya masih tumbuh.

2. Unit transkripsi adalah sekelompok gen yang secara fisik terletak berdekatan dandiekspresikan bersama ± sama karena produk ekspresi gen ± gen tersebutdiperlukan dalam suatu rangkaian proses fisiologi yang sama. Contoh unit transkripsiadalah rangkaian gen yang mengkode rRNA dan tRNA

3. Kelompok gen adalah beberapa gen yang secara fisik terletak pada lokus yangberdekatan dan produk ekspresi gen ± gen tersebut diperlukan dalam rangkaianproses fisiologi yang sama,

meskipun masing ± masing gen tersebut dikendalikan secara independen, misalnyakelompok gen yang berperan dalam proses penambatan nitrogen pada bakteriRhizobium sp.

4. Operon adalah sekelompok ( gen ) struktural yang terletak berdekatan danekspresinya dikendalikan oleh satu promoter yang sama. Masing ± masing bagianstructural tersebut mengkode protein yang berbeda tetapi protein ± protein tersebutdiperlukan untuk proses metabolism yang sama. Operon merupakan salah satu cirrikhas organisasi gen pada prokaryot. System operon tidak diketemukan didalamorganisasi gen pada eukaryote. Dengan adanya system operon maka rRNA hasiltranskripsi gen prokaryot bersifat polisistronik karena satu molekul mRNA mengkodelebih dari satu protein.

Organisasi genom pada eukaryote

Genom eukariot mempunyai organisasi yang lebih komplek dibandingkandengan genom prokaryot. Molekul DNA utama pada eukaryote berupa molekul untai ± ganda dengan struktur linier. Ukuran genom eukaryote, khususnya eukaryotetingkat tinggi, jauh lebih besar dibandingkan dengan unkuran genom prokaryot.Bahan genetic utama jasad eukaryote terletak di dalam nucleus dan dikemassedemikian rupa membentuk struktur yang disebut kromosom. Jumlah kromosompada kelompok jasad eukaryote sangat bervariasi, mulai dari dua buah pada khamir Schizosasaccharomyces pombe , sampai mencapai 250 buah pada sejeniskepiting (hermit crab). Selain kromosom, beberapa sel eukaryote juga mempunyai



DNA diluar kromosom yaitu DNA pada mitikondria dan pada kloroplas. Beberapa seleukaryote juga mempunyai DNA plasmid DNA mitokondria dan pada kloroplasberupa molekul DNA lingkar dan replikasinya berlangsung secara independen, tidaktergantung pada replikasi kromosom. Organisasi gen pada mitokondria lebih miriporganisasi gen pada bakteri sehingga diduga mitokondria merupakan jasadprokaryote endosimbion yang dalam proses evolusi berkembang menjadi bagian

struktur sel eukaryote. (Triwibowo Yuwono,Ir,Phd,2005) Pengemasan DNA pada sel eukaryote

Berbeda dengan DNA prokariot yang berbentuk sirkuler tertutup, DNA eukariotmerupakan molekul linier yang sangat panjang. Panjang DNA eukariot di dalamnukleus jauh melebihi ukuran nukleus itu sendiri. Oleh karenanya, agar dapatdikemas di dalam nukleus, DNA harus dimampatkan dengan suatu cara. Derajadpemampatan (kondensasi) DNA dinyatakan sebagai nisbah pengepakan ( packing ratio)-nya, yaitu panjang molekul DNA dibagi dengan panjang pengepakannya.Sebagai contoh, kromosom manusia yang terpendek, yaitu kromosom nomor 21,berisi 4,6 x 107 pb DNA (sekitar 10 kali ukuran genom E. coli ). Ukuran DNAkromosom ini setara dengan panjang 14.000 m jika DNA ditarik lurus. Pada kondisiyang paling mampat, yaitu selama mitosis, kromosom tersebut panjangnya hanyasekitar 2 m. Angka ini memberikan nisbah pengepakan sebesar 7.000 (14.000/2)(James Case F.James, Vernon Estiers. 1971).

Untuk mencapai nisbah pengepakan totalnya, DNA tidak langsung dikemas kedalam struktur terakhirnya (kromatin). Pengemasan DNA dilakukan melalui sejumlahtingkatan organisasi kromosom. Tingkatan yang pertama diperoleh ketika DNAmelilit-lilit di sekeliling sumbu protein sehingga menghasilkan struktur seperti manik-manik yang disebut nukleosom. Pada tingkatan ini terdapat nisbah pengepakansebesar 6. Tingkatan yang kedua adalah pemutaran sejumlah nukleosommembentuk struktur heliks yang disebut serabut 30 nm. Struktur serabut 30 nmdijumpai baik pada kromatin interfase maupun pada kromosom mitosis. Denganstruktur ini nisbah pengepakan DNA meningkat menjadi sekitar 40. Pengemasan

terakhir terjadi ketika serabut 30 nm tersusun dalam sejumlah kala, struktur tangga,dan domain, yang memberikan nisbah pengepakan tertinggi sebesar lebih kurang1.000 pada kromatin interfase dan 10.000 pada kromosom mitosis . (Lud Waluyo MKes. 2005).

Kromosom eukariot terdiri atas suatu kompleks DNA-protein yang tersusunsangat kompak sehingga memungkinkan DNA yang ukurannya begitu panjangtersimpan di dalam nukleus. Istilah bagi struktur dasar kromosom adalah kromatin,sedangkan satuan dasar kromatin adalah nukleosom.Dengan demikian, kromatinmerupakan satuan analisis kromosom yang menggambarkan struktur umumkromosom (Lud Waluyo M Kes. 2005). STRUKTUR DNA terdiri atas dua utas benang polinukleotida yang saling berpilin

membentuk heliks ganda (double helix ). Seutas polinukleotida pada molekul DNA

tersusun atas rangkaian nukleotida. Setiap nukleotida tersusun atas (Rifai, Mien A.1996) :

1. Gugusan gula deoksiribosa

2. Gugusan fosfat yang terikat pada atom C nomor 5 dari gula

3. Gugusan basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 dari gula.

Sesuai dengan namanya, DNA, Deoxyribose N ucleic Acid . Penyusun utama DNAadalah gula ribose yang kehilangan satu atom oksigen (deoksiribose). Perhatikangambar di atas, pada deoksiribose, satu atom oksigen pada salah satu atom C



ribose hilang. Tiap pita/rantai double helix terbuat dari unit-unit berulang yangdisebut nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari tiga gugus fungsi; satu gula ribose,triphosphate, dan satu basa nitrogen

Organisasi gen dalam genom eukariot seperti halnya pada prokaryote, organisasi dasar prokaryot terdiri atas tiga bagian

utama yaitu kromotor , bagian gen struktural dan terminator. Perbedaan mendasar organisasi gen prokariot dan eukariot terutama terletak pada bagian struktural, yaituadanya intron pada sebagian besar gen eukariot tingkat tinggi. Ukuran gen eukariotbervariasi dari beberapa ratus pasangan basa. Pada umumnya satu gen eukariothanya mengandung informasi untuk satu macam polipeptida ata rna tertentu.Informasi genetik pada eukariot dapata terletak pada kedua untaian ganda dna,artinya masing-masing untaian dna dapat berfungsi sebagai bagian yang mengkodesesuatu ( codding region ) maupun yang tidak membawa informasi genetik ( noncoding region). Gen pada jasad eukariot dapat dikelompokkan menjadi 3 kelas yaitu :

1. Gen kelas satu, yaitu gen-gen yang mengkode pembentukan rRNA 5,8s, rRNA 18s,dan rRNA 28s. Ketiga molekul rRNA tersebut digunakan dalam pembentukanribosom.

2. Gen kelas II , yaitu gen ± gen yang mengkode sintesis semua molekul protein. Gen ±gen tersebut terlebih dahulu akan disalin menjadi molekul rRNA, selanjutnya mRNAakan ditranslasi menjadi rangkaian asam amino yang menyusun suatu protein.

3. Gen kelas III, yaitu gen ± gen yang mengkode pembentukan molekul tRNA danrRNA 5S. Molekul tRNA digunakan untuk membawa asam amino yang akandisambungkan menjadi molekul protein dalam proses translasi. Seperti telah disebutkan sebelumnya, sebagian besar bagian struktural dari genpada eukariot tingkat tinggi tersusun atas ekson (bagian yang mengkode asam ±asam amino) dan intron ( bagian yang tidak akan diterjemahkan menjadi urutanasam amino). Meskipun demikian tidak semua gen eukariot terinterupsi oleh intron.

Pada waktu gen ditranskripsi, sebenarnya bagian intron juga akan ditranskripsikantetapi selanjutnya akan dipotong dari transkrip (mRNA) primer. Selanjutnya hanyaekson ± ekson saja yang akan disambungkan menjadi mRNA yang matang (maturemRNA ). (Triwibowo Yuwono,Ir,Phd,2005)

Transkrip yang sudah matang kemudian ditranslasi menjadi urutan ± urutan asamamino. Beberapa hal utama yang merupakan ciri umum semua gen yang terinterupsiadalah :

1. Urutan bagian gen yang terinterupsi dalam genom adalah sama dengan urutan padaproduk RNA hasil transkripsi.

2. Gen yang terinterupsi mempunyai struktur yang sama pada semua jaringan, baikterekspresikan maupun tidak.

3. Intron dalam gen ± gen inti sel pada umumnya mempunyai kodon terminasi dalamsemua kerangka baca (reading fame ) Semua gen yang ada dalam inti sel dapat mengalami interupsi, yaitu baik gen yangmengkode protein, yang mengkode rRNA, maupun yang mengkode tRNA. Interupsioleh adanya intron juga ditemukan dalam gen ± gen mitokondria dalam eukariottingkat rendah, maupun dalam gen ± gen kloroplas. Interupsi gen oleh intron bahkan juga ada dalam gen arkhaebakteri dan suatu bakteriofag yang menyerang bakteriE.Coli. Sebaliknya, dalam genom eubakteri tidak ditemukan sama sekali adanyaintron. Dalam hal gen yang mengkode mRNA, ekson ± ekson yang terletak dibagian



ujung ( 5¶ dan 3¶ ) mengandung bagian gen yang tidak ditranslasikan (TriwibowoYuwono,Ir,Phd,2005) .

DAFTAR PUSTAKA

htt p://phikaainnadyahasan.blogs pot .com /2011/07/ pengemasan-dna.html

http://www.Wikipedia.Org.id/wiki/genom

Triwibowo Yuwono,Ir,Phd,2005 ³biologi molekuler´,Yogyakarta:ERLANGG A PRESS

Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang berisi DNA di mana informasi genetik

dalam sel disimpan. Kata kromosom berasal dari kata khroma yang berarti warna dan soma

yang berarti badan Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu sentromer / kinekthor yang

merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom yang mengandung

kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang).

1. Eukariot: merupakan kelompok yang memiliki sel dengan kompartemen yang

dikelilingi membrane (membrane-bound compartments) termasuk nukleus, organel-organel seperti mitokondria, kloroplas dan lain-lain. Termasuk ke dalam eukariot

adalah hewan, tanaman, fungi dan protozoa.2. Prokariot: merupakan kelompok yang selnya tidak memiliki kompartemen internal.

Terdapat dua kelompok dalam prokariot yang dibedakan berbdasarkan karakteristik gentik dan biokimia yaitu:

Struktur Molekuler Kromosom Prokariot

Gambaran umum genom prokariot dapat diwakili oleh kromosom E. coli, yang merupakan

gulungan DNA tunggal berbentuk sirkuler tertutup sepanjang 4,6 x 106

pb. DNA tersebut

dikemas di suatu tempat di dalam sel yang dinamakan nukleoid. Di tempat ini terdapatkonsentrasi DNA yang sangat tinggi, mungkin mencapai 30 hingga 50 mg/ml, dan semua

protein yang berhubungan dengan DNA seperti polimerase, represor, dan lain sebagainya.

Percobaan-percobaan yang memungkinkan isolasi DNA E. coli dari semua protein yangmelekat padanya serta pengamatan melalui mikroskop elektron dapat menunjukkan satu

tingkat organisasi nukleoid. Ternyata, DNA terdiri atas 50 hingga 100 domain atau kala

(loop), yang ujung-ujungnya dipersatukan oleh suatu struktur yang diduga terdiri atas protein-

protein terikat membran plasma (Gambar 3.1). Masing-masing kala tersebut berukuran lebihkurang 50 hingga 100 kb. Belum diketahui apakah kala bersifat statis atau dinamis, tetapi ada

satu model yang menyebutkan bahwa DNA mungkin berputar-putar melalui struktur pemersatu yang ada di dasar kala tersebut.

Kromosom E. coli secara keseluruhan mengalami superkoiling negatif (berkebalikan denganarah putaran heliks untai ganda DNA) meskipun ada bukti bahwa masing-masing domain

dapat mengalami superkoiling secara independen. Bahkan, gambaran mikrograf elektronmenunjukkan bahwa beberapa domain tidak mengalami superkoiling, mungkin karena salah

satu untai DNAnya patah.

Protein-protein terikat membran plasma yang terdapat pada struktur pemersatu domain ada beberapa macam. Protein yang paling banyak dijumpai adalah HU, suatu protein dimerik



(mempunyai dua subunit) yang bersifat basa dan H-NS (dulu disebut H1), suatu proteinmonomerik netral. Kedua-duanya mengikat DNA secara nonspesifik dalam arti tidak

bergantung kepada sekuens tertentu, dan sering dikatakan sebagai protein mirip histon.Akibat pengikatan oleh kedua protein tersebut DNA menjadi kompak. Hal ini sangat penting

bagi pengemasan DNA di dalam nukleoid dan stabilisasi superkoiling kromosom.

Struktur Molekuler Kromosom Eukariot

Berbeda dengan DNA prokariot yang berbentuk sirkuler tertutup, DNA eukariot merupakan

molekul linier yang sangat panjang. Panjang DNA eukariot di dalam nukleus jauh melebihi

ukuran nukleus itu sendiri. Oleh karenanya, agar dapat dikemas di dalam nukleus, DNA harus

dimampatkan dengan suatu cara. Derajad pemampatan (kondensasi) DNA dinyatakan sebagai

nisbah pengepakan (packing ratio)-nya, yaitu panjang molekul DNA dibagi dengan panjang

pengepakannya. Sebagai contoh, kromosom manusia yang terpendek, yaitu kromosom nomor

21, berisi 4,6 x 107 pb DNA (sekitar 10 kali ukuran genom E. coli). Ukuran DNA kromosom

ini setara dengan panjang 14.000 m jika DNA ditarik lurus. Pada kondisi yang paling

mampat, yaitu selama mitosis, kromosom tersebut panjangnya hanya sekitar 2 m. Angka ini

memberikan nisbah pengepakan sebesar 7.000 (14.000/2).

Untuk mencapai nisbah pengepakan totalnya, DNA tidak langsung dikemas ke dalam struktur

terakhirnya (kromatin). Pengemasan DNA dilakukan melalui sejumlah tingkatan organisasi

kromosom. Tingkatan yang pertama diperoleh ketika DNA melilit-lilit di sekeliling sumbu

protein sehingga menghasilkan struktur seperti manik-manik yang disebut nukleosom. Pada

tingkatan ini terdapat nisbah pengepakan sebesar 6. Tingkatan yang kedua adalah pemutaran

sejumlah nukleosom membentuk struktur heliks yang disebut serabut 30 nm. Struktur

serabut 30 nm dijumpai baik pada kromatin interfase maupun pada kromosom mitosis.

Dengan struktur ini nisbah pengepakan DNA meningkat menjadi sekitar 40. Pengemasan

terakhir terjadi ketika serabut 30 nm tersusun dalam sejumlah kala, struktur tangga, dan

domain, yang memberikan nisbah pengepakan tertinggi sebesar lebih kurang 1.000 pada

kromatin interfase dan 10.000 pada kromosom mitosis.

Kromosom eukariot terdiri atas suatu kompleks DNA-protein yang tersusun sangat kompak sehingga memungkinkan DNA yang ukurannya begitu panjang tersimpan di dalam nukleus.

Istilah bagi struktur dasar kromosom adalah kromatin, sedangkan satuan dasar kromatinadalah nukleosom. Dengan demikian, kromatin merupakan satuan analisis kromosom yang

menggambarkan struktur umum kromosom.

Nukleosom

Nukleosom dijumpai pada semua kromosom eukariot. Telah dikatakan di atas bahwa

nukleosom merupakan struktur yang paling sederhana dalam pengemasan DNA eukariot.

Pengemasan terjadi dengan cara pelilitan DNA di sekeliling sumbu nukleosom, yangmerupakan oktamer protein basa berukuran kecil dan disebut histon sumbu. Protein histonsumbu ini bersifat basa atau bermuatan positif karena banyak mengandung asam amino

arginin dan lisin.

Ada empat macam histon sumbu yang menyusun sumbu nukleosom, yaitu H2A, H2B, H3,dan H4. Keempat macam histon ini berada dalam bentuk oktamer karena masing-masing

terdiri atas dua molekul. Selain itu, ada satu macam histon lagi, yaitu H1, yang letaknya bukan di sumbu nukleosom, melainkan di bagian tepi nukleosom. Dengan adanya molekul



H1 ini, ukuran nukleosom menjadi lebih besar 20 pb dan biasanya disebut dengan

kromatosom.

Setiap untai DNA sepanjang 146 pb mengelilingi satu sumbu nukleosom, sementara bagian-

bagian DNA lainnya menjadi penghubung (linker) antara satu sumbu nukleosom dan sumbunukleosom berikutnya. Pelilitan DNA di sekeliling sumbu nukleosom berlangsung dengan

arah ke kiri atau terjadi superkoiling negatif. Pelilitan terjadi demikian kuat karena DNA bermuatan negatif, sedangkan histon sumbu bermuatan positif.

Serabut 30 nm

Telah dikatakan di atas bahwa terbentuknya rangkaian heliks nukleosom secara keseluruhanterlihat sebagai serabut dengan diameter 30 nm yang dikenal sebagai serabut 30 nm (Gambar

3.3). Keberadaan histon H1 berfungsi menstabilkan struktur serabut 30 nm. Hal ini didukungoleh bukti percobaan bahwa penghilangan histon tersebut dari kromatin ternyata tidak dapat

mempertahankan struktur serabut 30 nm meskipun struktur nukleosomnya tetapdipertahankan.

Hasil studi menggunakan mikroskop elektron menunjukkan bahwa nukleosom-nukleosom di

dalam serabut 30 nm membentuk heliks yang berputar ke arah kiri dengan jumlah nukleosom

sebanyak enam buah tiap putaran. Meskipun demikian, organisasi struktur serabut 30 nm

yang tepat sebenarnya masih berupa suatu perkiraan.

Struktur kromatin yang tertinggi

Organisasi kromatin pada tingkatan yang paling tinggi nampak agak menyerupai struktur

DNA prokariot. Hasil pengamatan menggunakan mikroskop elektron terhadap kromosomeukariot yang telah dibersihkan dari protein-protein histonnya memperlihatkan gambaran

struktur domain (kala) seperti pada kromosom prokariot (Gambar 3.1). Bahkan, ukuran tiap

kalanya pun lebih kurang sama, yaitu hingga sekitar 100 kb. Meskipun demikian, padakromosom eukariot terdapat lebih banyak kala.

Kala-kala tersebut dipersatukan oleh kompleks protein yang dinamakan matriks nuklear.

DNA di dalam kala berada dalam bentuk serabut 30 nm, dan kala-kala tersebut membentuk

susunan yang membentang sekitar 300 nm (Gambar 3.4).

Kromosom mitosis

Gambaran fisik kromosom eukariot yang dapat kita lihat dengan jelas adalah ketika

kromosom mengalami kondisi yang paling mampat pada tahap mitosis, khususnya metafase.Pada waktu kromosom-kromosom hasil replikasi ditarik ke dua kutub yang berlawanan, DNA

kromosom yang mempunyai nisbah aksial sangat tinggi (sangat tipis memanjang) seharusnyaakan terpotong-potong oleh kekuatan penarikan tersebut. Namun, tidaklah demikian

kenyataannya. Hal ini karena, seperti telah disinggung di atas, DNA kromosom eukariot telah

mencapai nibah pengepakan yang paling tinggi.

Sentromir

Sentromir merupakan daerah pada kromosom eukariot yang mengalami penyempitan danmenjadi tempat bersatunya dua kromatid kembar (kromosom hasil replikasi) pada saat



metafase. Di dalam sentromir terjadi perakitan kinetokor, suatu kompleks protein yang berikatan dengan mikrotubulus dari benang spindel. Mikrotubulus akan bekerja memisahkan

kromatid kembar pada anafase. Oleh karena itu, dengan adanya sentromir, segregasi kromatidkembar ke masing-masing kutub sel dapat berlangsung dengan tepat.

DNA pada sentromir khamir diketahui hanya terdiri atas suatu sekuens pendek (88 pb) yang

kaya akan AT dan diapit oleh dua sekuens konservatif (selalu tetap) yang sangat pendek.Sementara itu, DNA pada sentromir mamalia berupa sekuens yang agak lebih panjang dan

diapit oleh sejumlah besar sekuens repetitif (berulang) yang disebut dengan DNA satelit.

Telomir

Telomir adalah ujung kromosom eukariot yang sekaligus juga merupakan ujung molekul

DNA. Sebuah telomir terdiri atas beratus-ratus salinan ( co py) sekuens pendek repetitif yangdisintesis oleh enzim telomerase dengan mekanisme yang tidak bergantung kepada replikasi

DNA biasa. Pada manusia, misalnya, sekuens ini berupa 5¶-TTAGGG-3¶.

DNA telomerik membentuk struktur sekunder tertentu, yang fungsinya untuk melindungiujung kromosom dari degradasi. Sintesis DNA telomerik yang bersifat independen dari

replikasi DNA lainnya akan mengimbangi terjadinya pemendekan kromosom secara

bertahap. Pemendekan itu sendiri terjadi karena ketidakmampuan replikasi biasa untuk

menyintesis bagian yang paling ujung pada suatu molekul DNA linier.

Kromosom interfase

Pada waktu interfase, gen-gen di dalam kromosom mengalami transkripsi. Demikian pula,

replikasi DNA berlangsung. Selama kurun waktu tersebut, yang merupakan bagian terbesar di antara tahapan-tahapan daur sel, kromosom mempunyai struktur yang sangat baur dan

tidak dapat dilihat satu demi satu. Meskipun demikian, diyakini bahwa kala-kala kromosomal

seperti pada Gambar 3.4. tetap ada dan terikat pada matriks nuklear.

Heterokromatin

Bagian kromatin yang selama interfase tetap nampak sangat kompak meskipun tidak

sekompak ketika metafase dinamakan heterokromatin. Jika diamati di bawah mikroskop,

heterokromatin terlihat sebagai daerah yang gelap di bagian tepi nukleus. Dewasa ini telah

diketahui bahwa heterokromatin berisi sejumlah sekuens repetitif yang secara genetik tidak

aktif atau tidak banyak mengalami transkripsi. Diyakini bahwa kebanyakan heterokromatin

terdiri atas DNA satelit yang letaknya berdekatan dengan sentromir. Meskipun demikian,

dalam kasus tertentu seluruh kromosom bisa saja berupa heterokromatin, misalnya salah satu

dari dua kromosom X pada mamalia betina.

Eukromatin

Eukromatin adalah bagian kromatin yang berisi sekuens-sekuens nonrepetitif (tunggal, tidak

berulang) yang secara genetik sangat aktif atau banyak mengalami transkripsi.

Kenampakannya tidak sejelas heterokromatin. Meskipun demikian, eukromatin tidaklah

homogen sempurna. Masih banyak juga daerah-daerah yang secara genetik relatif inaktif.

Hanya sekitar 10% di antaranya merupakan daerah dengan gen-gen yang sedang dan akan

ditranskripsi. Di daerah semacam ini serabut 30 nm mengalami disosiasi menjadi struktur



seperti tasbih. Bahkan, beberapa bagian di antaranya kehilangan nukleosom. Diduga hal inidimaksudkan untuk memudahkan pengikatan faktor-faktor transkripsi dan protein lainnya.

Sensitivitas kromatin terhadap enzim DNase I, yang memotong tulang punggung molekul

DNA kecuali jika DNA tersebut terlindungi oleh protein yang terikat padanya, telahdigunakan untuk memetakan daerah-daerah yang aktif mengalami transkripsi. Daerah-daerah

pendek yang hipersensitif terhadap DNase I dianggap menggambarkan daerah yang serabut30 nm-nya diselingi oleh pengikatan suatu protein regulator tertentu sehingga

memperlihatkan DNA yang tebuka dan mudah diserang oleh DNase I. Sementara itu, daerah

sensitif yang lebih panjang menggambarkan sekuens-sekuens yang mengalami transkripsi.

Daerah-daerah tersebut bevariasi di antara jenis sel yang berbeda, sesuai dengan tempat gen

yang akan diekspresikan pada sel tertentu.

Suatu modifikasi kimia penting yang diduga terlibat dalam sinyal pengemasan kromosom di

tempat gen-gen yang diekspresikan pada sel-sel mamalia adalah metilasi atom C ke 5 pada

basa sitosin (C) dengan sekuens 5¶-CG-3¶, yang biasa dikenal sebagai metilasi CpG.

Keberadaan CpG biasanya relatif jarang karena 5-metil sitosin secara spontan akan

mengalami deaminasi menjadi timin. Metilasi CpG berkaitan dengan daerah-daerah kromatin

yang tidak aktif mengalami transkripsi. Akan tetapi, ada daerah sepanjang lebih kurang 2 kbyang dinamakan kepulauan CpG, yang berisi CpG yang tidak mengalami metilasi dan

ternyata sensitif terhadap DNase I. Kepulauan CpG menjadi tempat pengikatan promoter gen-gen yang akan ditranskripsi.

Kompleksitas Genom Eukariot

Genom organisme eukariot dapat mengandung jumlah DNA lebih dari 1000 kali jumlah yang

ada pada genom prokariot seperti E. coli. Akan tetapi, banyaknya protein pada eukariot,

misalnya manusia, tidaklah 1000 kali jumlah protein pada E. coli. Dengan demikian, dapat

dipastikan bahwa tidak semua sekuens DNA eukariot menyandi pembentukan protein.

Sekuens DNA eukariot yang tidak menyandi sintesis protein ini dinamakan intron.

Intron akan menginterupsi daerah penyandi protein ( coding sequence) di dalam gen-geneukariot sehingga sekuens gen-gen tersebut dapat mencakup panjang beberapa kilobasa tetapi

tidak semuanya merupakan coding sequence. Hingga sekarang fungsi intron, kalau pun ada,tidak diketahui. Hal yang pasti adalah bahwa kebanyakan intron terdiri atas sejumlah

pengulangan salinan beberapa macam sekuens yang serupa atau sama. Salinan sekuenstersebut dapat dijumpai berurutan(tandemly repeated) seperti pada DNA satelit yang ada di

dekat sentromir, atau tersebar(interspersed) di sepanjang genom, misalnya pada elemen Al u pada genom manusia.

Kecepatan renaturasi atau kinetika reasosiasi sampel DNA kromosom digambarkan sebagai

kurva yang dikenal sebagai kurva C ot . Pemberian nama ini berkaitan dengan variabel-variabel yang dihubungkan. Sumbu X memetakan variabel yang merupakan hasil kalikonsentrasi DNA awal ( C o ) dengan waktu yang dibutuhkan untuk renaturasi ( t ). Sementara

itu, sumbu Y memetakan banyaknya fragmen DNA yang masih tetap berupa untai tunggal (f).

Kurva C ot untuk DNA kromosom manusia memperlihatkan adanya tiga fase, yaitu fase cepat,fase sedang, dan fase lambat. Fase cepat menunjukkan bahwa fragmen-fragmen untai tunggal

membawa sekuens repetitif yang sangat banyak sehingga mudah sekali untuk mengalamirenaturasi. Fase sedang menunjukkan bahwa fragmen-fragmen untai tunggal membawa



sekuens repetitif dalam jumlah yang tidak terlalu besar sehingga kecepatan renaturasinya punsedang-sedang saja. Fase lambat menunjukkan bahwa fragmen-fragmen untai tunggal sedikit

sekali atau sama sekali tidak membawa sekuens repetitif sehingga sangat sulit untuk mengalami renaturasi. Dengan demikian, genom atau DNA kromosom manusia dapat dibagi

dalam tiga daerah, yaitu daerah dengan banyak sekuens repetitif (highly repet it ive DNA ),

daerah dengan beberapa sekuens repetitif ( moder at ely repet it ive DNA ), dan daerah dengan

sekuens unik atau tanpa sekuens repetitif. Sementara itu, genom prokariot, misalnya E. coli,hanya terdiri atas sekuens-sekuens unik

http://prabugomong.wordpress.com/2010/10/23/kromosom-2/



Love () Lyrics | Romanized

sarang geu sarang ttaemune

geu saram ttaemune

naega jigeumkkeot saraseo

oneul oneuri jinaseo

geu saram dasi bolsu eopgedoemyeon

dasi bol su eopgedoemyeon eojjeojyo

geu manheun inyeone wae hapil uri mannaseosaranghago geudae meonjeo tteonayo

uriga mandeulgo uriga hamkkehan sijeolitjin motalgeoya

neul gyeoteseo hamkke hajanmaldonae moksumcheoreom han geu yaksokdo

haejul su eobseoseo nan jikil su eobseoseomianhadan maldo haejul su eobseul geot gatda

sarang geu sarang ttaemune

geu saram ttaemunenaega jigeumkkeot saraseo

oneul oneuri jinaseogeu saram dasin bolsu eopgedoemyeon

dasi bol su eopgedoemyeon eojjeojyoneul gyeoteseo hamkke hajanmaldo

nae moksumcheoreom han geu yaksokdohaejul su eobseoseo nan jikil su eobseoseo

mianhadan maldo haejul su eobseulgeot gatda

sarang geu sarang ttaemunegeu saram ttaemune

naega jigeumkkeot saraseo

oneul oneuri jinaseo

geu saram dasin bolsu eopgedoemyeon

dasi bolsu eopge doemyeon geuttae

geudaega meolli tteonagi jeone

jogeum deo geudael majubomyeo

sarangeul malhal geol

geudae geu sarang ttaemune

geu saram ttaemune

geu sarang ttaemune uljyo

geudaeman arayonae sarang gyeolko babogatjin anhagyeolko babo gatjin anha geudaeyeo



Kromosom 30 Maret 2010

Filed under: B. Kromosom biodesy @ 16:30

Tags: histod, kromatid, kromosom, nukleosom, solenoid, Waldeyer

Gen yang menentukan sifat suatu makhluk hidup dibawa oleh struktur pembawa gen yang

mirip benang dan terdapat di dalam inti sel (nukleus). Kromosom hanya dapat diamati dengan

mikroskop pada saat sel sedang membelah secara mitosis atau meiosis. Di dalam inti terdapat benang-benang halus yang dapat menyerap warna yang disebut kr omat in (chr oma =

berwarna, t in = benang). Pada tahap profase (fase awal ketika sel akan membelah diri), benang-benang kromatin memendek, menebal, dan disebut kromosom (chr oma = berwarna,

soma = badan). Pada keadaan demikian, kromosom lebih mudah menyerap zat warna,misalnya sudan III, hematoksilin, methylen blue, dan kalium iodida.



Kromosom tersusun atas molekul DNA yang membawa keterangan genetik, oleh karena itukromosom mempunyai arti penting dalam genetika. Nama kromosom diberikan oleh

Waldeyer pada tahun 1888, sedang Morgan dalam tahun 1933 menemukan fungsikromosom dalam pemindahan materi-materi genetik. DNA merupakan persenyawaan kimia

pembawa materi genetik. Di dalam kromosom terdapat 35% DNA dari keseluruhan

kromosom. DNA merupakan molekul hidup dan dapat mengadakan replikasi (menggandakan

diri). Karena mengandung molekul DNA, kromosom pun dapat menggandakan diri. Selainitu, DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetika yang akan diwariskan kepada

keturunannya. Kromosom dikatakan sebagai benang pembawa sifat, karena sifat-sifat

makhluk hidup pada dasarnya tersimpan di dalam DNA yang terdapat di dalam kromosom.

Gb. Kromosom mengand

ung molekul DN

A

Kromosom pada organisme prokariotik ada yang berupa RNA saja. Ini dapat dijumpai pada

virus mozaik (tembakau). Kromosom dapat pula berupa DNA saja misalnya pada virus T dan

dapat pula mengandung keduanya yaitu DNA dan RNA seperti pada bakteri E scherichia coli.

Cara penyusunan molekul DNA dan protein sebenarnya cukup rumit. Pengemasan DNA

dalam kromosom terjadi pada tahap profase. Secara ringkas pengemasan tersebut dapat

dijelaskan sebagai berikut. Untai DNA dipintal pada suatu set protein, yaitu histon yang

menjadi suatu bentukan yang disebut unit nukleosom. Unit-unit nukleosom tersusun padatmembentuk benang yang lebih padat dan terpintal menjadi lipatan-lipatan solenoid. Lipatan

solenoid tersusun padat menjadi benang kromatin. Benang-benang kromatin tersusun

memadat menjadi lengan kromatid. Lengan kromatid kembar disebut kromosom.



Gb. Kromosom pada organisme eukariotik dan prokariotik

Berikut akan diuraikan mengenai bagian-bagian dan bentuk kromosom, jumlah dan ukuran

kromosom, serta tipe kromosom.

http://desybio.wordpress.com/2010/03/30/kromosom/

bahann byoomoll

Documents