DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

DIRJEN MANAJEMEN PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

TEST SELEKSI TINGKAT NASIONAL

CALON PESERTA

INTERNATIONAL BIOLOGY OLYMPIAD (IBO) TAHUN 2012SOAL TEORI BAGIAN A

PETUNJUK :

1. Waktu mengerjakan tes: 2 Jam (120 menit).

2. Sebelum mengerjakan tes, periksalah kelengkapan naskah yang diberikan.

3. Tulislah jawaban anda dengan memberi tanda (X) pada lembar jawaban yang telah disediakan.4. Isilah nama, asal sekolah, kelas, pada lembar jawaban.

5. Gunakan ballpoint/pulpen untuk menulis setiap jawaban anda.

6. Mulailah bekerja setelah pengawas memberi tanda dimulai dan berhenti bekerja setelah pengawas memberi tanda selesai.

7. Handphone ditinggalkan di pengawas sebelum memulai tes.

8. Total nilai keseluruhan berjumlah 100.

9. Peserta diperkenankan menggunakan kalkulator.

10. Lembar Jawaban harus dikumpulkan kembali ke pengawas

www.tobi.or.id

Olimpiade Sains Nasional - Manado

11 16September 2011

JAWABAN SOAL OSN

1. Enzim yang tidak berperan dalam replikasi DNA adalah:

A.DNA polimeraseB. Protein SSb (single strand binding)

C.HelikaseD.PrimaseE.TopoisomeraseJawaban: B Penjelasan : Enzim yang berperan dalam proses replikasi DNA :

1. Enzim Helicase berfungsi untuk memotong untaian DNA yang doble heliks pada proses replikasi DNA menggunakan enegi kimia. Helicase adalah enzim yang penting untuk semua organisme hidup. Mereka adalah protein motor yang bergerak terarah sepanjang tulang punggung fosfodiester asam nukleat, memisahkan dua untai asam nukleat anil (yaitu, DNA, RNA, DNA atau RNA-hybrid) dengan menggunakan energi yang berasal dari hidrolisis ATP.2. Enzim topoisomerase berfungsi untuk membantu helicase untuk memotong untaian DNA dengan mengurangi tegangan untaian DNA. merupakan enzim yang mengatur overwinding atau underwinding DNA. Masalah DNA muncul karena sifat saling terkait dari struktur heliks ganda nya. Sebagai contoh, selama replikasi DNA , DNA menjadi overwound depan garpu replikasi. Jika dibiarkan berlanjut, ketegangan ini akhirnya akan menggiling replikasi berhenti (acara serupa terjadi selama transkripsi). Untuk membantu mengatasi masalah jenis topologi yang disebabkan oleh helix ganda, topoisomerase mengikat baik DNA beruntai tunggal atau double-stranded dan memotong tulang punggung fosfat DNA. Fase istirahat ini antara memungkinkan DNA yang akan diuraikan atau dibatalkan, dan, pada akhir proses ini, tulang punggung DNA disegel kembali lagi. Karena komposisi kimia secara keseluruhan dan konektivitas dari DNA tidak berubah, DNA kusut dan diuraikan adalah isomer kimia, hanya berbeda dalam topologi global mereka, sehingga topoisomerase adalah isomerase enzim yang bekerja pada topologi dari DNA3. Enzim DNA polimerase berfungsi untuk memperpanjang untaian DNA baru. DNA polimerase adalah enzim penting dalam replikasi DNA maupun dalam reparasi DNA. DNA polimerase merupakan sebuah enzim yang mengkatalisasi reaksi polimerisasi deoksiribonukleotida menjadi rantai DNA, dengan kata lain enzim ini mengkatalisasi reaksi pembentukan DNA. DNA polimerase membaca rantai DNA utuh sebagai cetakan (templat) dan menggunakannya untuk membentuk rantai baru. Molekul polimer yang baru terbentuk merupakan komplemen atau pasangan dari rantai yang digunakan sebagai cetakan, dan identik dengan pasangan dari rantai cetakan sebelum terjadi reaksi.

4. Enzim Ligase berfungsi untuk melekatkan fragmen-fragmen okazaki.

5.Enzim Primerase yang memungkinkan akses pembentukan RNA primer. Primase adalah enzim yang terlibat dalam replikasi DNA. Primase mengkatalisis sintesis dari RNA pendek atau DNA dalam beberapa organisme,segmen disebut primer pelengkap ke DNA template. Primase adalah kunci penting dalam replikasi DNA karena tidak diketahui DNA polimerase dapat memulai sintesis dari DNA untai tanpa RNA atau DNA awal primer (untuk perpanjangan DNA sementara).DNA primer disintesis dari trifosfat ribonucleoside dan 4-15 nukleotida panjang.

Sedangkan Protein SSB, mengikat rantai tunggal daerah DNA untuk mencegah dini annealing, untuk melindungi DNA rantai tunggal dari yang dicerna oleh nucleases, dan untuk menghilangkan struktur sekunder dari DNA untuk memungkinkan enzim lain untuk berfungsi secara efektif atasnya. Protein ini diproduksi selama semua aspek metabolisme DNA: replikasi, rekombinasi dan perbaikan. Serta menstabilkan DNA ini beruntai tunggal, protein SSB mengikat dan mengatur fungsi protein yang banyak terlibat dalam proses ini.Protein SSB telah diidentifikasi dalam organisme dari virus ke manusia.Jadi protein SSB bukan merupakan enzim dalam replikasi DNA.

2.Dari suatu fragmen DNA untai ganda, diketahui urutan untai sense DNA adalah sebagai berikut: 5 'ATG TGA TCC TTG ACG 3'. Apakah urutan mrna dari DNA tersebut

A.5 'AUG uga UCC UUG ACG 3'

B.5 'ATG TGA TCC TTG ACG 3'

C. 5 'CGU caa GGA uca CAU 3'

D.5 'CGT caa GGA TCA CAUT 3'Jawaban: CPenjelasan : Setiap jenis basa tertentu dalam heliks ganda hanya dapat membentuk pasangan dengan satu jenis basa specifik yang lain. Adenin (A) selalu berpasangan dengan Timin (T), sedangkan Guanin (G) berpasangan dengan Sitosin (C), tapi pada RNA tidak terdapat basa Timin (T) sehinggga Adenin (A) berpasangan dengan Urasil (U) . Jika kita hendak membaca sekuens basa di sepanjang salah satu untai sambil menyusuri heliks ganda, maka kita akan mengetahui sekuens basa pada untai yang satu lagi. Jika salah satu bagian basa memiliki sekuens basa 5 ATG TGA TCC TTG ACG 3 : maka kita mengetahui dari urutan perpasangan basa bahwa sekuens mRNA bagian yang sama pada untai yang satu lagi pastilah sekuens 3 UAC ACU AGG AAC UGA 5 atau 5 CGU CAA GGA UCA CAU 3 kedua untai pada heliks ganda bersifat komplementer. Masing-masing merupakan pasangan yang bisa di prediksi dari untai yang satu lagi.

5 ATG TGA TCC TTG ACG 3

3 TAC ACT AGG AAC TGC 5 DNA Template

5 AUG UGA UCC UUG ACG 3 mRNA

3.Komponen DNA yang memberikan muatan negatif adalah ...

A. Basa nitrogen

B. Gugus Fosfat

C. Ikatan fosfodiesterD. GulaE. Nukleotida

Jawaban:BPenjelasan :A. basa nitrogenbasa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T). Baik purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor elementer untuk sintesis DNA.Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat.DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida. Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata.Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin (T).Demikian pula jumlah guanin (G) dengan sitisin(C) selalu sama.Fenomena ini dinamakan ketentuan Chargaff.Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) dan membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanin (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).B. gugus fosfatgugus fosafat merupakan komponen yang bermuatan negatif yang tertarik ke kutub.C. ikatan fosfodiester

Rangka utama untai DNA terdiri dari gugusfosfatdangulayang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gulapentosa(berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melaluiikatan fosfodiesterantara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalahribosa.D. GulaDNA merupakan polimer unit deoksiribonukleotida.Suatu molekul terdiri dari sebuah basa nitrogen, sebuah gula dan satu atau lebih gugus fosfat.Gula dalam deoksiribonukleotida merupakan deoksiribosa.Awalan deoksi menunjukkan bahwa gula ini kekurangan satu atom oksigen yang ada pada ribosa, senyawa induknya.Basa Nitrogen merupakan derivat purin dan pirimidin, purin dalam DNA adalah adenin (A) dan guanin (G) dan pirimidinnya adalah timin (T) dan sitosin (S).

E. NukleotidaSuatu nukleotida merupakan suatu ester fosfat dari suatu nukleosida.Tempat esterifikasi yang paling umum dalam nukleotida yang terdapat secara alamiah adalah gugus hidroksil C-5 pada gula.Senyawa seperti ini disebut nukleosida 5-fosfat atau 5-nukleotida.Misalnya dATP (gambar 6.4), merupakan prekursor yang aktif pada sintesis DNA; nukleotida ini diaktifkan kalau ada dua ikatan fosfoanhidra dalam unit trifosfatnya.Jumlah dengan tanda menunjukkan atom pada gula, sedangkan jumlah tanpa tanda menunjukkan atom pada cincin purin atau pirimidin.Awalan d dalam dATP menunjukkan bahwa gulanya berupa deoksiribosa untuk membedakan senyawa ini dari ATP gula dalam bentuk ribose.Pertanyaan No.4-6 mengacu pada keterangan di bawah ini.Tiga tipe sel diamati pada mikroskop.Hasil pengamatan ditampilkan pada tabel di bawah ini.Tipe selNukleusDinding selKloroplas

ATidak adaAdaTIdak ada

BAdaAdaTidak ada

CAdaAdaAda

Ketiga sel tersebut ditumbuhkan pada kultur yang berbeda dengan jumlah oksigen dan makanan melimpah.Gambar di bawah menunjukkan grafik pertumbuhan dari ketiga tipe sel ini.PadaTime 1, oksigen telah habis.

4.Berdasarkan informasi yang diberikan pada tabel, sel tipe A kemungkinan adalahA.FungiB.TumbuhanC. BakteriD.HewanE.Protista

Jawaban:CPenjelasan :

Dari tabel yang diberikan terdapat ciri-ciri dari BAKTERI. ciri-ciri bakteri adalah:

1. Organisme multiselluler2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel 3. Umumnya tidak memiliki klorofil4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan mikron umumnya memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron.5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka raga6. Hidup bebas atau parasit7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan5.Diantara reaksi kimia di bawah ini, reaksi mana yang dapat dijalankan oleh sel tipe C?I.C6H12O6+ 6O26CO2+ 6H2O + ATPII.H2O + cahayaO2+ ATP + NADPH

III.6CO2+ 6H2O + ATP + NADPHC6H12O6A.Hanya IB.Hanya IIC.I dan IIID.II dan IIIE. I, II dan III

Jawaban:EPenjelasan :Sel tipe C adalah TUMBUHAN, karena tumbuhan memiliki nukleus, memiliki dinding sel dan memiliki klorofil. tumbuhan mampu melakukan reaksi respirasi ,lisis air, dan juga forosintesis.6. Dengan memperhatikan data yang ada pada gambar, tentukan pernyataan yang paling tepat untuk menjelaskan alasan perbedaan antara kurva pertumbuhan dari sel tipe B dan tipe C.A.Sel tipe B tidak dapat bertahan hidup dengan kehadiran oksigen, sementara sel C dapat melakukan fermentasiB.Produk hasil proses fermentasi yang dilakukan oleh sel C beracun bagi sel tersebut dan mereka selalu berada pada kondisi sekaratC.Sel tipe B adalah sel-sel obligate aerobe sementara sel tipe C dapat melakukan fermentasiD. sel tipe B adalah sel-sel anaerob fakultatif sementara sel tipe C adalah aerob obligatE.Sel tipe C adalah sel-sel aerob obligat sementara sel tipe B adalah anaerob obligat

Jawaban:E

Penjelasan:Sel tipe C adalah sel yang bersifat aerob obligat sehingga hanya mampu hidup jika ada oksigen.Sementara Sel tipe B merupakan sel yang mampu hidup apabila ada oksigen dan tanpa oksigen.

7.Pada teknologi rekayasa genetik dengan cara membuat tanaman transgenik dengan memasukan gen asing ke dalam tanaman inang, ternyata kadang diperoleh level ekspresi gen asing tersebut cenderung fluktuatif.Dari hasil penelitian diketahui adanya faktor pembatas yang mempengaruhi level ekpresi suatu gen pada tanaman transgenik yang berada pada elemen regulator suatu ekspresi gen yaitu ...A.TerminatorB.EnhancerC. promoterD.ExonE.Intron

Jawaban:C

Penjelasan :

Gen Terminator merupakan suatu proyek bersama Departemen Pertanian AS dan Delta and Pine Land. Gen ini dirancang untuk meniru suatu ciri pada banyak tumbuhan hybrid konvensional yang mencegah benih tanaman rekayasa genetic digunakan lebih dari sekali, sehingga menjaga agar kualitasnya dan hasil panennya tetap tinggi.

Enhancer adalah sekuensi DNA regulator yang posisinya relatif jauh dari transcription start, dapat berfungsi tanpa tergantung pada posisi atau orientasinya, dan dapat mendorong proses transkripsi berbagai gen yang ada di dekatnya.

Promotor terdiri atas informasi untuk inisiasi transkripsi dan situs pengendalian ekspresi gen. Promotor dibedakan menjadi beberapa tipe berdasarkan tingkat kontrol ekspresi gen. (1) Promotor konstitutif merupakan promotor yang mengendalikan ekspresi gen pada semua jaringan dan umumnya tidak bergantung pada faktor lingkungan dan fase perkembangan. (2) Promotor ubiquitin memiliki pengaruh dalam proses seperti perubahan protein, pembentukan struktur kromatin, kontrol pada siklus sel, perbaikan DNA, dan respon pada berbagai stress. (3) Promotor actin berperan dalam pembentukan sel, pembelahan sel, pergerakan organel dan pertumbuhan sel. (4) Promotor sintetik, merupakan promotor buatan, yang terdiri atas elemen utama dari daerah promotor alami (TATA box, GC box, dan CAAT box) yang dapat berasal dari organisme yang berbeda. Promotor sintetik digunakan pada organisme yang berbeda dalam rekayasa genetika untuk mengekspresikan suatu gen. (5) Promotor terinduksi merupakan promotor yang mengendalikan ekspresi gen hanya pada saat terinduksi di bawah pengaruh faktor tertentu dan pada keadaan normal aktivitas promotor dibatasi. (6) Promotor spesifik jaringan merupakan promotor yang mengendalikan ekspresi gen pada jaringan spesifik atau fase perkembangan tertentu dan dapat diinduksi oleh faktor eksogen maupun endogen. Promotor spesifik ini sangat membantu perkembangan bioteknologi tanaman dalam rangka menggali fungsi gen.

Exon adalah urutan pengkodean suatu gen. Intron adalah urutan campuran gen (tanpa pengkodean). Exon dan/atau Intron dapat berfungsi sebagai Matrix untuk amplifikasi.

Rangsangan akan mengaktifkan bagian promoter inti,[6] segmen gen yang berfungsi sebagai pencerap RNA polimerase

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Transkripsi_%28genetik%29" \l "cite_note-iga_A5256-7"[7] yang terletak di bagian hulu bagian yang akan disalin (disebut transcription unit), tidak jauh dari ujung 5' gen.[7] Promoter inti terdiri dari kotak TATA, kotak CCAAT dan kotak GC8. Pada pembuatan tanaman transgenik umumnya digunakan promoter konstitutif berupa CaMV35S.Keuntungan dari penggunaan promoter tersebut adalah ekspresi gen asing pada tanaman tersebut selama masa pertumbuhan dan perkembangan dari tanaman tersebut.Berikut ini yang bukan kerugian penggunaan promoter konstitutif dalam teknologi rekayasa genetikatanaman adalahA.Ekspresi gen asing mengambil energiyang cukup tinggi untuk tanaman inangB.Ekspresi gen asing terkadang memberikan efek racun bagi pertumbuhan tanaman inangC.Mempengaruhi karakteristik agronomic dari tanaman inangD. meningkatkan level ekspresi gen asing pada tanaman inangE.Mempengaruhi pertumbuhan dari tanaman inangJawaban:DPenjelasan :Promotor CaMV lebih disukai di atas promotor potensial lainnya karena merupakan promotor lebih kuat daripada yang lain dan sangat tidak dipengaruhi oleh kondisi lingkungan atau jenis jaringan. CaMV memiliki dua Promotor 19s dan 35S, kedua promotor 35S paling sering digunakan dalam bioteknologi karena paling kuat. Promotor 35S adalah DNA (atau RNA) urutan sekitar 400 pasangan basa panjang.

9.ATP dibutuhkan pada seluruh proses di bawah ini, KECUALI:A.Proses transport aktif oleh protein transportB. Membantu proses difusiC.Gerakan mikrotubul di dalam flagellaD.Aktivitas pompa Na+/ K+E.Sintesis protein

Jawaban:B

Penjelasan :Peran ATP

1. Berperan dalam transport Energi

Molekul yang terdapat secara universal pada organisme hidup ini merupakan suatu mata uang energi, suatu medium pertukaran energi, yang menyederhanakan siklus-siklus metabolik yang kompleks di dalam sel. Dengan demikian semua mekanisme pelepasan energi dari makanan yang banyak macamnya mengarah ke pembentukan ATP dari prekursor-prekursornya., misalnya ADP. Dalam cara yang serupa, semua proses pengonsumsi energi yang beragam, misalnya kontraksi otot dan transfor aktif, menggunakan ATP sebagai sumber energi dan mendegradasinya kembali menjadi ADP. Terkadang, nukleotida-nukleotida terkait misalnya saja sitosin trifosfat(cytosine triphosphate, CTP) dan guanosin trifosfat (guanosine triphosphate, GTP), bisa menggantikan peran ATP. Energi di dalam nukleotida-nukleotida tersebut disimpan dalam dua ikatan fosfat terakhir dari molekulnya. Ikatan-ikatan berenergi tinggi tersebut biasanya dilambangkan dengan tanda tilde(-), misalnya saja adenosin P-P-P.

2. Berperan dalam metabolisme

Adenosin-5-trifosfat (ATP) adalah multifungsi nukleotida yang memainkan peran penting dalam biologi sel sebagai koenzim, yaitu molekul unit mata uang intraselular energi transfer. Ini adalah sumber energi yang dihasilkan selama fotosintesis dan respirasi sel dan dikonsumsi oleh banyak enzim dan berbagai proses selular, termasuk reaksi biosintetik, motilitas, dan pembelahan sel. ATP terdiri dari adenosin difosfat (ADP) atau adenosin monofosfat (AMP ) dan penggunaannya dalam metabolisme mengubahnya kembali ke prekursor ini in ATP each day. Oleh karena itu ATP didaur ulang terus-menerus dalam organisme, dengan membalik tubuh manusia beratnya sendiri dalam ATP setiap hari. ATP digunakan sebagai substrat dalam transduksi sinyal jalur oleh kinase yang memfosforilasi protein dan lipid, maupun oleh adenilat siklase, yang menggunakan ATP untuk menghasilkan pembawa pesan kedua molekul siklik AMP. Rasio antara ATP dan AMP digunakan sebagai cara untuk sel merasakan betapa besar energi yang tersedia dan mengontrol jalur-jalur metabolisme yang menghasilkan dan mengkonsumsi ATP. Terlepas dari peran dalam metabolisme energi dan sinyal, ATP juga dimasukkan ke dalam asam nukleat oleh polimerase dalam proses replikasi DNA dan transkripsi.

Struktur molekul ini terdiri dari purin basa (adenin) terikat pada 1 karbon atom dari sebuah. Ini adalah penambahan dan penghapusan gugus fosfat ini yang mengkonversi antar ATP, ADP dan AMP. . Ketika ATP digunakan dalam sintesis DNA, maka gula ribosa pertama dikonversi menjadi deoksiribosa oleh ribonukleotida reduktase.

Sifat fisik dan kimiaATP terdiri dari adenosin terdiri dari adenin cincin dan ribosa gula dan tiga fosfat kelompok (trifosfat). Kelompok yang phosphoryl, dimulai dengan kelompok paling dekat dengan ribosa, yang disebut sebagai alpha (), beta (), dan gamma () fosfat. ATP sangat larut dalam air dan sangat stabil dalam larutan pH antara 6,8-7,4, tetapi cepat dihidrolisis pada pH yang ekstrim. Akibatnya, ATP paling baik disimpan sebagai garam anhidrat. ATP adalah molekul yang tidak stabil di unbuffered air, yang hydrolyses untuk ADP dan fosfat. Hal ini karena kekuatan ikatan antara residu fosfat dalam ATP kurang dari kekuatan dari hidrasi ikatan antara produk-produknya (ADP + fosfat), dan air. Jadi, jika ATP dan ADP berada dalam kesetimbangan kimia dalam air, hampir semua ATP pada akhirnya akan dikonversi ke ADP. Sebuah sistem yang jauh dari kesetimbangan mengandung energi bebas Gibbs, dan mampu melakukan pekerjaan. Sel hidup menjaga rasio ATP menjadi ADP pada suatu titik sepuluh lipat dari kesetimbangan, dengan konsentrasi ATP ribuan kali lipat lebih tinggi daripada konsentrasi ADP. Perpindahan dari kesetimbangan berarti bahwa hidrolisis ATP dalam sel melepaskan energi dalam jumlah besar.

Peranan ATP sebagai sumber energi untuk metabolisme di dalam sel berlangsung dengan suatu mekanisme mendaur. ATP berperan sebagai alat angkut energi kimia dalam reaksi katabolisme keberbagai proses reaksi dalam sel ayng membutuhkan energi seperti proses biosintesis, proses pengangkutan proses kontraksi otot, proses pengaliran listrik dalam sistem syaraf, dan proses pemancaran sinar (bioluminesensi) yang terjadi pada organisme tertentu, seperti kunang-kunang.

ATP terbentuk dari ADP dan Pi dengan suatu reaksi phosforilasi yang dirangkaikan dengan proses oksidasi molekul penghasil energi. Selanjutnay ATP yang terbentuk ini dialirkan ke proses reaksi yang membutuhkan energi dan dihidrolisis menjadi ADP dan phosfat anorganik (Pi). Demikian seterusnya sehingga terjadilah suatu mekanisme daur ATP-ADP secara continue dan berkeseimbangan.

Dalam hal ini gugus phosfat ujung pada molekul ATP secara kontinu dipindahkan ke molekul penerima gugus phosfat dan secara kontinu pula diganti oleh gugus phosfat lainnya selama katabolisme.

3. ATP dapat digunakan untuk menyimpan dan mentranspor energi kimia dalam sel. ATP juga berperan penting dalam sintesis asam nukleat.

4. Molekul ATP juga digunakan untuk menyimpan energi yang dihasilkan tumbuhan dalam respirasi selular. ATP yang berada di luar sitoplasma atau di luar sel dapat berfungsi sebagai agen signaling yang memengaruhi pertumbuhan dan respon terhadap perubahan lingkungan.

5. Sebagai pembawa energi dalam bentukyang tertukar sebagai ATP dan ADP yang berlangsung di berbagai kompartemen sel, akan tetapi kebanyakan terjadi pada sitosol (ruang dalam sitoplasma yang berisi cairan kental)

6. Pada mitokondria ATP dan nukleosida lainnya dapat berada di luar sel yang menenpati matriks ekstraseluler yang berperan sebagai agen signaling yang merespon perubahan lingkungan atau gangguan dari organisme lain untuk kemudian ditangkap oleh reseptor pada membran sel .

7. sebagai penyimpan energi yang sewaktu-waktu siap digunakan dan bersifat universal (reaksi bolak balik), maka disebut sebagai universal energy carrier.8. Berperan dalam pergerakan mikrotubul di dalam flagella

sekarang ini tidak hanya mempelajari peran genom inti saja, tetapi juga mempelajari peran mitokondria dan genomnya (mtDNA). Hal ini didasari suatu pemikiran bahwa mitokondria memegang peran penting dalam pengaturan pergerakan atau motilitas spermatozoa, yang merupakan salah satu parameter penentu fertilitas pria (Machenna, 1995).

Mitokondria yang terletak di daerah midpiece sperma merupakan mesin energi (power house) yang diperlukan untuk pergerakan. Gangguan struktur dan organisasi mitokondria telah diamati pada pasien astenozoospermia dan nekrospermia (Rao and Martin, 1989).

Pergerakan spermatozoa membutuhkan sejumlah energi ATP yang digunakan untuk menggerakan aparatus flagela, gangguan pada fungsi respirasi mitokondria dapat menyebabkan menurunnya motilitas dan fertilitas (Kao et al.,1998). Telah dibuktikan oleh Ruiz-Pesini et al.(2000) bahwa terdapat korelasi variasi haplogroup DNA mitokondria dengan motilitas sperma. Spiropoulus et al. (2002) juga menemukan mutasi mtDNA berkorelasi kuat menurunkan motilitas sperma. Mutasi titik atau delesi yang terjadi pada DNA mitokondria dapat mengganggu motilitas spermatozoa (Thangaraj et al., 2003; St. John et al., 2005). Berbeda dengan Pereira et al. (2007) yang melakukan studi perbandingan sikuen mtDNA pada pasien astenozoospermia dengan teratoastenozoospermia yang menunjukkan tidak ada polimorfisme spesifik antara keduanya dan tidak terbukti adanya peran mtDNA pada motilitas sperma. Dengan demikian peran mtDNA terhadap motilitas spermatozoa masih sedikit kontroversial. Hal ini menjadi menarik untuk dikaji dalam tulisan ini terkait dengan peran DNA mitokondria (mtDNA) terhadap motilitas spermatozoa.

MtDNAbersama-sama dengan genom inti bertanggung jawab menyandi kompleks enzim respirasi yang sangat diperlukan untuk transfer elektron pada proses fosforilasi oksidasi dalam menghasilkan energi ATP, yang digunakan untuk menggerakkan mikrotubul flagela ekor. Mutasi genetik mtDNA menyebabkan gangguan kompleks enzim yang berdampak menurunnya produksi ATP dan timbulnya radikal bebas yang bersifat merusak membran plasma. Penurunan ATP dan adanya radikal bebas diyakini sebagai penyebab menurunnya motilitas spermatozoa.

9. Berperan dalam aktivitas pompa Na dan K

Setiap tingkat kehidupan dari yang paling sederhana (seperti sel) sampai yang paling kompleks (seperti organisme) memerlukan energi untuk melangsungkan hidupnya. Energi ini dipakai atau diekspresikan menjadi aktivitas bagi setiap tingkat kehidupan tersebut. Energi yang dipakai ini berasal dari yang dikenal sebagai ATP. ATP adalah molekul kompleks yang terdiri dari inti yang disusun oleh adenosine dan ekor yang terdiri dari tiga phosphate. Molekul ini membawa sejumlah energi yang komposisinya tepat untuk hampir seluruh reaksi biologis. Setiap mekanisme fisiologis yang memerlukan energi dalam kerjanya mendapatkan energi langsung dari ATP. Kemudian beberapa kegunaan ATP dapat dibagi menjadi tiga bagian besar, yaitu transport work, mechanical work, dan chemical work.1Transport work2ATP digunakan oleh sel untuk memindahkan zat keluar dan masuk membran sel. Transportasi zat yang terjadi di sel ini dikenal dengan nama transportasi aktif. Dengan transportasi aktif, sebuah molekul atau ion bergabung dengan molekul pembawa. Penggabungan ini mengubah bentuk dari molekul pembawa. Dengan menggunakan ATP zat-zat diangkut oleh molekul pembawa dari konsentrasi rendah menuju konsentrasi tinggi (melawan gradien konsentrasi).

Transportasi AktifTransportasi aktif adalah mekanisme transportasi molekul dengan bantuan energi. Artinya, sel harus menggunakan energi yang tersimpan dalam ikatan ATP untuk mentransportasikan molekul melintasi membran plasma.

Transportasi aktif terjadi karena molekul-molekul zat terlarut melintasi membran plasma melawan gradien konsentrasi sehingga membutuhkan energi dalam bentuk ATP untuk melewatinya. Zat terlarut yang ditransportasikan melalui transportasi aktif adalah molekul berukuran besar dan ion. Dan sel yang melakukan transportasi aktif ini adalah sel yang memiliki tingkat respirasi yang tinggi dan memiliki mitokondria dalam jumlah yang banyak untuk menghasilkan ATP dengan konsentrasi tinggi.

a. Transportasi Aktif LangsungContohnya adalah pompa Natrium-Kalium (Na-K). Dalam transportasi ini, ATP dihidrolisis dan ikatan dari gugus fosfat ke protein kanal (ATPase) mengubah bentuk dari protein ini (sisi-sisinya). Selain itu sel ATP juga berperan untuk menjaga stabilitas konsentrasi ion natrium dan kalium di dua sisi membran. Konsentrasi ion natrium cenderung lebih tinggi di luar sel sedangkan konsentrasi ion kalium cenderung lebih tinggi di dalam sel (sel memompa tiga ion Na+ keluar sel dan menerima dua ion K+ masuk ke sel). Hal ini perlu untuk transmisi impuls saraf.

Berikut adalah peran dari pompa Na-K:

1. Membuat gradien konsentrasi dari Na+ dan K+ melalui plasma membran di seluruh sel. Hal ini penting bagi sel saraf dan sel otot untuk membangkitkan sinyal listrik yang diperlukan dalam fungsi sel tersebut.

2. Menjaga volume sel dengan mengatur zat terlarut dalam sel dan memperkecil pengaruh dari osmosis yang akan mengakibatkan sel mengalami swelling (mengembang) atau shrinking (mengkerut)

3. Energi yang dipakai dalam pompa Na-K ini secara tidak langsung menjadi penyedia energi bagi transportasi glukosa dan asam amino melewati sel usus dan sel ginjal.

b. Transportasi Aktif Tidak LangsungContoh dari transportasi tidak langsung ini adalah pemasukan karbohidrat ke dalam sel usus halus. Proses ini dikenal dengan cotransport. ATP digunakan oleh pompa ion Na+ yang keluar sel dan ini menciptakan gradien konsentrasi dari ion Na+. Selanjutnya karbohidrat dan Na+ berikatan pada protein transmembran yang sama yang dikenal sebagai protein cotransport. Kemudian keduanya dipindahkan ke dalam sel. Na+ bergerak sesuai dengan gradien konsentrasinya (dari luar membran yang berkonsentrasi tinggi ke dalam membran yang berkonsentrasi rendah) dan karbohidrat bergerak melawan gradien konsentrasinya dengan bantuan Na+.

Mechanical work3Pemicu otot untuk bergerak adalah impuls listrik dari saraf. Rangsangan dari listrik ini menimbulkan reaksi yang terjadi antara aktin dan miosin yang ada di otot yang nantinya menghasilkan force. Di sini akan dibahas mengenai bagaimana mekanisme yang terjadi pada otot.

1. Sinyal listrik masuk ke dalam sel saraf yang menyebabkan sel saraf mengeluarkan sinyal kimia (neurotransmiter) di celah (sinapsis) antara sel saraf dan sel otot.

2. Sinyal kimia memasuki sel otot dan berikatan langsung dengan protein reseptor yang ada di membrane plasma sel otot (sarkolema) dan menimbulkan potensial aksi di sel otot.

3. Potensial aksi yang terjadi ini menyebar ke seluruh bagian sel otot dan masuk ke sel melalui T-tubule.

4. Potensial aksi membuka gerbang bagi tempat penyimpanan kalsium (sarcoplasmic reticulum).

5. Ion Ca2+ bergerak ke sitoplasma sel otot (sarkoplasma) tempat di mana aktin dan miosin berada.

6. Ion kalsium berikatan pada molekul troponin-tropomiosin yang terletak di daerah lekukan filamen aktin. Biasanya molekul tropomiosin melilit aktin di mana miosin dapat membentuk crossbrigdes.7. Saat berikatan dengan ion kalsium, troponin mengubah bentuk dan menggeser tropomiosin keluar dari lekukan aktin, memperlihatkan ikatan aktin-miosin.

8. Miosin berinteraksi dengan aktin melalui putaran crossbrigdes. Dan kemudian otot berkontraksi, menghasilkan tenaga dan memendek.

9. Setelah potensial aksi lewat gerbang Ca2+ menutup kembali, Ca2+ yang ada di retikulum sarkoplasma akhirnya dilepaskan dari sarkoplasma.

10. Saat itu juga troponin kehilangan konsentrasi Ca2+.

11. Troponin kembali ke posisi semula dan tropomiosin kembali melilit ikatan aktin-miosin di filamen aktin.

12. Karena tidak terbentuknya site di mana terjadi ikatan aktin-miosin, maka tidak ada crossbridges yang terbentuk dan otot kembali rileks.

Semua aktivitas di atas memerlukan energi. Otot menggunakan energi dalam bentuk ATP. Energi dari ATP dipakai untuk mengulang kembali dari awal kepala crossbridges miosin dan melepaskan filamen aktin. Dan untuk menghasilkan ATP, otot melakukan hal berikut:

1. Memecah fosfokreatin (bentuk penyimpanan fosfat berenergi tinggi) dan menambahkan fosfat pada ADP untuk membentuk ATP.

2. Melakukan respirasi anaerob, menghasilkan asam laktat dan membentuk ATP.

3. Melakukan respirasi aerob, memecah glukosa, lemak, dan protein dalam suasana O2 menghasilkan ATP.4Chemical workDan di dalam reaksi kimia, ATP memiliki banyak peran di dalam mensuplai energi untuk mensintesis berbagai molekul lain yang dibutuhkan sel untuk tetap bertahan hidup. Contoh dari reaksi kimia tersebut adalah glikolisis, siklus asam sitrat (siklus Krebs), dan transport electron.

10.Jika kromosom dari sel eukariot tidak memiliki telomere, maka sel tersebut

A.Memiliki potensi lebih besar menjadi sel kanker dibandingkan sel yang memiliki telomere

B.Memiliki kemampuan untuk memperbaiki kesalahan dalam instalasi basa (mismatched pair) pada proses replikasi

C.Tidak dapat menghasilkan fragmen Okazaki

D. menjadi jauh lebih pendek setelah proses replikasiE.Tidak dapat mengambil DNA yang terdapat pada larutan di sekeliling sel

Jawaban:DPenjelasan :Telomer merupakan istilah yang menunjukkan daerah terujung pada kromosom. Telomer berfungsi untuk menjaga stabilitas bagian terujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai. Karena pentingnya telomer, sel yang telomer kromosom nya mengalami kerusakan umumnya segera mati.

Perlindungan terhadap rekombinasi homolog (jam) dan non-homolog akhir bergabung (NHEJ) merupakan "pembatasan" peran penting dari telomer yang membedakan mereka dari DNA untai ganda istirahat (DSBs) (Lundblad, 2000; Ferreira '' et al.'', 2004).

Dalam sebagian besar prokariota, kromosom melingkar dan tidak mempunyai berakhir menderita prematur replikasi penghentian. Sebagian kecil dari bakteri kromosom (seperti Streptomyces dan Borrelia) linear dan memiliki telomer, yang sangat berbeda dari orang-orang kromosom eukariota dalam struktur dan fungsi.

Struktur dikenal bakteri telomer mengambil bentuk protein yang terikat ke ujung kromosom linear, atau hairpin loop tunggal DNA di ujung kromosom linear.

Dalam organisme eukariotik paling multisel, telomerase aktif dalam sel nutfah, stem cells dan sel darah putih. Ada teori bahwa the pemendekan mantap telomer dengan setiap banyaknya replikasi di dalam sel-sel somatik (tubuh) mungkin memiliki peran dalam kompleks dan pencegahan kanker. Hal ini karena telomer bertindak seperti waktu-tunda "sekering", akhirnya habis setelah sejumlah sel Divisi dan mengakibatkan hilangnya akhirnya informasi genetik yang vital dari sel kromosom dengan Divisi masa depan.

Telomer panjang sangat bervariasi spesies, dari sekitar 300-600 pasangan basa dalam ragi (Shampay '' et al.'', 1984) untuk banyak kilobases pada manusia, dan biasanya terdiri array guanina-kaya, enam sampai delapan mengulangi basis-pasangan-panjang. Telomer eukariotik biasanya berakhir dengan 3 ' satu-terdampar-DNA overhang yang penting untuk pemeliharaan telomer dan capping.

Beberapa protein mengikat satu - dan double-terdampar telomer DNA telah diidentifikasi (Blackburn, 2001; Smogorzewska dan de Lange, 2004; Robert Cech, 2004; De Lange '' et al.'', 2005; Kota dan Runge, 1999). Ini fungsi telomer pemeliharaan dan pembatasan. Telomer membentuk struktur loop besar yang disebut telomer loop, atau T-loop.

Di sini, DNA tunggal Segarkan sekitar dalam lingkaran panjang stabil oleh protein mengikat telomer.Pada akhir dari T-loop, telomer tunggal DNA dipercayai ke wilayah ganda-terdampar DNA untai telomer mengganggu DNA heliks ganda dan basis pemasangan ke salah satu helai dua.

Struktur triple-terdampar ini disebut perpindahan loop atau D-loop.

Telomer memperpendek pada manusia dapat menyebabkan penuaan replikasi yang blok pembelahan sel. Mekanisme ini muncul untuk mencegah genom ketidakstabilan dan perkembangan kanker di sel umur manusia dengan membatasi jumlah sel divisi.

Sel-sel ganas yang memotong penangkapan ini menjadi diabadikan oleh telomer ekstensi sebagian besar karena untuk aktivasi telomerase, enzim reverse transcriptase bertanggung jawab untuk sintesis telomer. Namun, 5-10% manusia kanker mengaktifkan jalur alternatif pemanjangan dari telomer (ALT) yang bergantung pada ditengahi rekombinasi elongasi.

Telomer manusia, kanker, dan ALT

Sel-sel somatik manusia yang kurang telomerase secara bertahap kehilangan telomeric urutan sebagai akibat dari lengkap replikasi (Counter '' et al.'', 1992). Sebagai manusia telomer tumbuh lebih pendek, akhirnya sel mencapai batas replikasi kapasitas dan kemajuan mereka ke kompleks. Penuaan melibatkan p53 dan pRb jalur dan mengarah pada penangkapan proliferasi sel (Campisi, 2005).

Diperkirakan bahwa senescence memainkan peran penting dalam penindasan munculnya kanker. Namun, lebih lanjut proliferasi sel dapat dicapai oleh inaktivasi jalur p53 dan pRb. Sel-sel yang memasuki proliferasi setelah inaktivasi jalur p53 dan pRb mengalami krisis. Krisis dicirikan oleh penataan ulang kromosom yang kotor dan ketidakstabilan genom, dan hampir semua sel mati. Sel-sel yang jarang muncul dari krisis yang diabadikan melalui telomer elongasi telomerase diaktifkan atau ALT (Colgina dan Reddel, 1999; Reddel dan Bryan, 2003).

Gambaran pertama dari garis ALT sel menunjukkan bahwa telomer sangat heterogen panjang dan meramalkan mekanisme yang melibatkan rekombinasi (Murnane et al., 1994). Penelitian berikutnya telah mengkonfirmasi peran rekombinasi dalam pemeliharaan telomer oleh ALT (Dunham et al., 2000), namun, mekanisme yang tepat dari lintasan ini belum ditentukan. ALT sel menghasilkan berlimpah t-lingkaran, produk intratelomeric rekombinasi dan t-loop resolusi (Tomaska '' et al.'', 2000; 2009; Cesare dan Griffith, 2004; Wang '' et al.'', 2004).

Telomerase adalah "ribonucleoprotein kompleks" terdiri dari komponen protein dan RNA sekuens primer yang bertindak untuk melindungi terminal ujung kromosom. Tindakan telomerase diperlukan karena, selama replikasi, DNA polimerase hanya dapat mensintesis DNA dalam 5' 3' arah dan hanya dapat melakukannya dengan menambahkan polynucleotides ke RNA primer yang sudah ditempatkan di berbagai titik sepanjang DNA.

Helai RNA ini kemudian harus diganti dengan DNA. Penggantian ini RNA primers bukanlah sebuah masalah pada asal-usul replikasi dalam kromosom karena DNA polimerase dapat menggunakan bentangan sebelumnya DNA 5' template RNA sebagai template untuk backfill urutan di mana RNA primer itu; juga di ujung terminal kromosom, namun, DNA polimerase tidak dapat mengganti RNA primer karena tidak ada posisi 5' RNA primer di mana primer lain dapat ditempatkan tidak ada DNA Hulu yang dapat digunakan sebagai primer sehingga DNA polimerase dapat menggantikan RNA primer.

Tanpa telomer pada akhir DNA, urutan genetik ini di ujung kromosom akan dihapus dan kromosom akan tumbuh lebih pendek dan pendek di replications berikutnya. Telomer mencegah timbulnya masalah ini dengan menggunakan mekanisme yang berbeda untuk mensintesis DNA pada titik ini, sehingga mempertahankan urutan pada terminal kromosom.

Ini mencegah kromosom berjumbai dan mencegah ujung kromosom diproses sebagai istirahat DNA untai ganda, yang dapat menyebabkan kromosom untuk kromosom telomer fusions. Telomer diperluas oleh telomerases, bagian dari subkelompok protein enzim transkriptase khusus yang dikenal sebagai TERT (TElomerase reverse transcriptases) yang terlibat dalam sintesis telomer pada manusia dan banyak lainnya, tapi tidak semuanya, organisme. Namun, karena dari mekanisme replikasi DNA, Stres oksidatif, dan karena TERT ekspresi sangat rendah di berbagai jenis sel manusia, telomer sel-sel ini menyusut sedikit setiap kali sel membagi meskipun dalam kompartemen sel lain yang memerlukan luas pembelahan sel, seperti sel-sel induk dan sel darah putih, TERT diungkapkan pada tingkat yang lebih tinggi dan telomer memperpendek sebagian atau sepenuhnya dicegah.

Selain komponen protein TERT, telomerase juga mengandung sepotong template RNA dikenal sebagai TERC (TElomerase RNA Component) atau TR (Telomerase RNA). Dalam manusia, urutan telomer TERC ini adalah serangkaian berulang TTAGGG, antara 3 dan 20 kilobases panjang. Ada tambahan 100-300 kilobases terkait telomer mengulangi antara telomer dan sisa kromosom. Urutan telomer bervariasi antar spesies, tetapi biasanya satu untai kaya g dengan lebih sedikit Cs. Urutan-urutan G-kaya ini dapat membentuk empat-terdampar struktur (G-quadruplexes), dengan set empat basa yang diselenggarakan di pesawat dan kemudian ditumpuk di atas satu sama lain dengan ion natrium atau kalium antara planar quadruplexes.

Jika telomer menjadi terlalu pendek, mereka akan berpotensi terungkap dari struktur tertutup mereka dianggap. Diperkirakan bahwa sel mendeteksi ini uncapping sebagai kerusakan dan kemudian memasuki kompleks selular, pertumbuhan penangkapan atau apoptosis, tergantung pada latar belakang genetik sel (p53 status). Membuka tutup telomer juga menghasilkan fusions kromosom. Karena kerusakan ini tidak dapat diperbaiki di sel somatik normal, sel mungkin bahkan pergi ke apoptosis. Banyak penuaan yang berhubungan dengan penyakit yang berhubungan dengan telomer singkat. Organ memburuk lebih dan lebih dari sel-sel mereka mati atau masukkan senescence selular.

Pada akhir sangat distal telomer adalah 300 bp tunggal porsi yang membentuk T-Loop. Loop ini analog dengan 'simpul' yang menstabilkan telomer, mencegah ujung telomer diakui sebagai titik-titik istirahat oleh DNA memperbaiki mesin. Harus bergabung dengan non-homolog akhir terjadi pada ujung telomeric, fusi kromosom akan menghasilkan. T-loop diselenggarakan bersama oleh tujuh protein yang dikenal; terutama TRF1, TRF2, POT1, TIN1, dan TIN2, kolektif dirujuk sebagai shelterin kompleks.

Sebuah studi yang diterbitkan dalam edisi 3 Mei 2005 jurnal American Heart Association '' sirkulasi '' menemukan bahwa berat badan dan resistensi insulin peningkatan berkorelasi dengan lebih besar telomer memperpendek waktu.

11.Percobaan analisis DNA manusia menghasilkan data 30,9% Adenine (A) dan 19,9% Guanine (G).Berdasarkan data ini, maka persentase dari Thymine (T) dan Cytosine (C) yang diperoleh pada percobaan tersebutadalah...A.19,8% T dan 19,8% C

B.19,8% T dan 29,4% C

C. 29,4% T dan 19,8% CD.29,8% T dan 29,8% C

E.19,9% T dan 30,9% C

Jawaban:CPenjelasan :DNA merupakan materi genetik sel, pernyataan ini telah dibuktikan dengan berbagai percobaan. Bukti lainnya sebelum mengalami mitosis, sel eukariotik dengan tepat mengadakan kandungan DNAnya, dan selama mitosis DNA ini akan terdistribusi tepat sama kedua sel anaknya. Selain itu, kromosom diploid mempunyai DNA dua kali lebih banyak daripada kromosom haploid yang ditemukan dalam gamet-gamet organisme yang sama. Bukti lainnya adalah hasil penelitian Erwin Chargaff pada tahun 1947, ia ,melaporkan bahwa komposisi DNA berbeda-beda anatara satu spesies dengan spesies lainnya. Dalam spesies apapun yang dipilih banyaknya keempat basa nitrogen tidaklah sama tetapi hadir dalam rasio yang khas. Chargaff juga menemukakan adanya keteraturan yang agak ganjil dalam rasio dari basa-basa nukleeotida ini. Dalam DNA setiap spesies yang dipelajarinya, jumlah adenin kurang lebih sama dengan jumlah timin, dan jumlah guanin kurang lebih sama dengan sitosin. Contohnya pada DNA manusia keempat basa nitrogen hadir dalam persentase A= 30,9 %, T = 29,4%, G= 19,9% dan C=19,8%. Kesamaan A=T dan G=C yang kemudian dikenal sebagai aturan Chargaff.12.Berikut adalah beberapa pernyataan tentang komponen sistem imun manusia dan patogenisitas mikroba.I.Setiap antigen hanya memiliki satu epitopII.Setiap imunogen adalah antigenIII.Sel T CD4 adalah sel T sitotoksikIV.Daerah spesifik yang mengenali antigen di antibodi terdapat pada bagianlight chainsajaV.Ada bakteri patogen yang dapat hidup dalam sel eukariotPernyataan yang SALAH adalah:A.I, II, IIIB.I, II, IVC. I,III, IVD.I, II, VE.I, III, VJawaban:CPenjelasan :System imun bawaanSystem imun adaftif

Respon tidak spesifikRespon spesifik pathogen dan antigen

Eksposur menyebabkan respon maksimal secara maksimalPerlambatan waktu antara eksposur dan respon

Komponen imunitas seluler dan respon imun humoral Komponen imunitas seluler dan respon imun

Tidak ada memori imunologikal Adanya memori imunologikal

Ditemukan hampir pada semua bentuk kehidupanHanya ditemukan pada Gnathostomata

Tabel_komponen system imun

Mikroba yang secara alamiah menghuni tubuh manusia disebut flora normal, atau mikrobiota.Selain itu, disebutkan bahwa flora normal adalah kumpulan mikroorganisme yang secara alami terdapat pada tubuh manusia normal dan sehat.Kebanyakan flora normal yang terdapat pada tubuh manusia adalah dari jenis bakteri.Namun beberapa virus, jamur, dan protozoa juga dapat ditemukan pada orang sehat.

Untuk dapat menyebabkan penyakit, mikroorganisme patogen harus dapat masuk ke tubuh inang, namun tidak semua pertumbuhan mikroorganisme dalam tubuh inang dapat menyebabkan penyakit.Banyak mikroorganisme tumbuh pada permukaan tubuh inang tanpa menyerang jaringan tubuh dan merusak fungsi normal tubuh.Flora normal dalam tubuh umumnya tidak patogen, namun pada kondisi tertentu dapat menjadi patogen oportunistik.Penyakit timbul bila infeksi menghasilkan perubahan pada fisiologi normal tubuh. Mikroorganisme tidak saja terdapat dan hidup di lingkungan, akan tetapi juga di tubuh manusia. Tubuh manusia tidaklah steril atau bebas dari mikroorganisme, begitu manusia dilahirkan ia langsung berhubungan dengan mikroorganisme.

Mikroba yang secara alamiah menghuni tubuh manusia disebut flora normal, atau mikrobiota.Selain itu, disebutkan bahwa flora normal adalah kumpulan mikroorganisme yang secara alami terdapat pada tubuh manusia normal dan sehat.Kebanyakan flora normal yang terdapat pada tubuh manusia adalah dari jenis bakteri.Namun beberapa virus, jamur, dan protozoa juga dapat ditemukan pada orang sehat.

Untuk dapat menyebabkan penyakit, mikroorganisme patogen harus dapat masuk ke tubuh inang, namun tidak semua pertumbuhan mikroorganisme dalam tubuh inang dapat menyebabkan penyakit.Banyak mikroorganisme tumbuh pada permukaan tubuh inang tanpa menyerang jaringan tubuh dan merusak fungsi normal tubuh.Flora normal dalam tubuh umumnya tidak patogen, namun pada kondisi tertentu dapat menjadi patogen oportunistik.Penyakit timbul bila infeksi menghasilkan perubahan pada fisiologi normal tubuh.

Mikroorganisme tidak saja terdapat dan hidup di lingkungan, akan tetapi juga di tubuh manusia. Tubuh manusia tidaklah steril atau bebas dari mikroorganisme, begitu manusia dilahirkan ia langsung berhubungan dengan mikroorganisme.

Pertanyaan No.13 -15 mengacu pada keterangan berikut ini.Anda melakukan persilangan antara dua galurE.colidengan genotip:leu+trp+ara+SmSHfrdanleu-trp-ara-SmRF-(S=suceptible/ rentan;R= resistant)Transkonjugan lalu ditebar pada media berikut selama waktu tertentu.Medium 1: medium minimal, glukosa, leucine, streptomycinMedium 2: medium minimal, leucine, tryptophan, streptomycinMedium 3: medium minimal, glukosa, tryptophan, streptomycinLeucine dan tryptophan adalah asam amino dan arabinosa adalah gula.Banyaknya transkonjugan yang berhasil diperoleh adalah sebagai berikut:

13.Gen mana yang ditransfer pertama kali?A. leuB.trpC.araD.SmE.HfrJawaban:APenjelasan :

Karena gen leu (leucine) merupakan gen awal yang terdapat dalam dua galur E. coli tersebut.

14.Gen mana yang ditransfer paling akhir?A.leuB. trpC.araD.SmE.Hfr

Jawaban:BPenjelasan:

(Versi 1) Genom dari organisme yang diberikan berisi ribuan gen, tetapi tidak semua gen harus aktif pada saat tertentu. Sebuah gen diekspresikan ketika sedang ditranskripsi menjadi mRNA (dan diterjemahkan menjadi protein), dan terdapat banyak metode seluler mengendalikan ekspresi gen sehingga protein yang diproduksi hanya bila diperlukan oleh sel. Faktor transkripsi adalah protein peraturan yang mengikat ke awal gen, baik mempromosikan atau menghambat transkripsi gen. Dalam genom Escherichia coli''''bakteri, misalnya, ada serangkaian gen yang diperlukan untuk sintesis asam amino triptofan. Namun, ketika tryptophan telah tersedia bagi sel, gen-gen untuk sintesis tryptophan tidak lagi diperlukan. Kehadiran triptofan langsung mempengaruhi aktivitas gen-triptofan mengikat molekul represor triptofan (suatu faktor transkripsi), mengubah struktur represor itu sedemikian rupa sehingga represor mengikat ke gen. Blok represor triptofan transkripsi dan ekspresi gen, sehingga menciptakan regulasi umpan balik negatif dari proses sintesis tryptophan

(Versi 2) Sebuah contoh dari suatu operon yang dapat ditekan (repressible) melalui

kontrol negatif ditemukan pada sistem triptofan E. coli. Asam amino triptofan disintesis dalam lima tahap, masing-masing tahap diperantarai oleh enzim spesifik. Gen gen yang dapat melakukan respon untuk lima enzim tersebut disusun dalam suatu operon umum pada perintah yang serupa, sebagai protein enzimatiknya menghasilkan fungsi dalam jalur biosintetik. Gen regulator untuk sistem konstitutif ini mensintesis suatu protein nonfungsional yang disebut aporepressor. Pada saat triptofan terdapat secara berlebihan, peran triptofan yang berlebihan tersebut sebagai corepressor. Pengikatan corepressor kepada aporepressor membentuk suatu kompleks repressor fungsional.

Repressor fungsional tersebut berikatan kepada operator trp dan secara terkoordinir menekan transkripsi semua gen struktural dalam operon. Daerah promoter dan operator overlap secara signifikan, dan secara kompetitif mengikat repressor aktif dan RNA polimerase. Pada saat triptofan dalam keadaan konsentrasi rendah, triptofan dilepaskan dari aporepressor, dan protein aporepressor melepaskan operator. Selanjutnya RNA polimerase dapat mensintesis mRNA polycistronic untuk kelima enzim dari jalur triptofan.

Gambar 6.5 Proses represi enzim a) repressor tak dapat menghambat operator sehingga terjadi transkripsi, b) adanya corepresor menghambat transkripsi (Sumber : Brock & Madigan,1991)

Mekanisme regulator kedua juga berada dalam sistem triptofan. Pada ujung 5 mRNA polycistronic operon ini, 162 basa mengkode segmen untuk lima enzim tersebut. Daerah ini disebut suatu urutan pemimpin/awal (leader sequence). Bagian dari urutan ini ditranskripsikan menjadi peptida awal /14 asam amino. Pada saat triptofan terdapat dalam keadaan berlebihan, transkripsi operon trp yang sedang beristirahat tersebut dicegah karena RNA polimerase menghasilkan suatu urutan terminasi transkripsi; fenomena ini dikenal sebagai atenuasi (pelemahan/penipisan).

Dari suatu model yang menjelaskan atenuasi diduga bahwa (ketika triptofan ditingkatkan) pergerakan ribosom bakteri diikuti langsung oleh pergerakan RNA polimerase sebagai pensintesis mRNA, dan semua pasangan basa intramolekuler dicegah untuk kontak dengan ribosom pada segmen mRNA. Pada percobaan tanpa ribosom, hanya mRNA awal yang ditranskripsikan dan tidak terjadi translasi. Segmen awal 1 dan 2 dilipat menjadi batang dan lengkungan A dengan pasangan basa yang komplemen, sedangkan segmen 3 dan 4 melipat menjadi batang dan lekukan C yang berperan sebagai suatu sinyal terminasi transkripsi. RNA polimerase mensintesis urasil ke 7 yang diikuti segmen 4, urasil ini dan daerah pasangan 3-4 mRNAyang berdekatan (hanya bagian yang melipat menjadi batang dan lekukan C) membentuk suatu sinyal terminasi yang menyebabkan RNA polimerase dipisahkan secara prematur/sebelum waktunya dari DNA sebelum dapat mentranskripsikan beberapa segmen pengkode DNA untuk lima enzim dari operon trp.

Ketika konsentrasi trp-tRNA teraktifkan dalam keadaan rendah, ribosom mulai mentranslasi daerah 1, dengan cara tersebut dapat mencegah berpasangannya daerah 1 dan 2. Walau bagaimanapun ribosom cenderung menghentikan secara sementara (khususnya pada pasangan kodon triptofan), dan hal ini mengijinkan pasangan daerah 2 dan 3 untuk membentuk suatu struktur batang-dan-lekukan B yang disebut antiterminator.; daerah 3 dan 4 dengan cara tersebut dicegah dari pembentukan sinyalterminasi C, dan RNA polimerase diperbolehkan untuk terus mentranskripsi pada operon trp.

Jika trp-tRNA yang teraktifkan meningkat, ribosom diikuti RNA polimerase didekatnya yang tidak dapat membentuk struktur B antiterminator, dan oleh karena itu struktur C terminator terbentuk. Jadi, seluruh peptida awal (tapi tidak satupun dari lima enzim dari operon) dapat ditranslasi dari mRNA terakhir secara prematur/ sebelum waktunya.

Mekanisme represor secara kasar mengatur sistem triptofan, sedangkan mekanisme atenuasi mengendalikan konsentasi triptofan secara halus. Atenuasi operon trp juga sensitif terhadap konsentrasi beberapa asam amino selain triptofan. Operon untuk asam amino histidin dan leusin, diduga diatur oleh atenuasi.

Resistensi Terhadap Eritromisin. Kontrol efisiensi translasional oleh struktur sekunder pengganti pada mRNA sudah dicatat pada sistem bakteriofaga dan pada induksi resistensi eritromisin pada S. aureus dan B. subtilis. Kasus berikut merupakan mekanisme attenuation yang digambarkan di atas, kecuali hal ini merupakan fenomena translasional yang sangat kuat. Seperti dalam atenuasi , suatu peptide pemula dan struktur sekunder pengganti yang terdapat pada ujung 5 mRNA. Pada saat peptide pemula secara efisien ditranslasi, struktur sekunder mRNA menghambat pengikatan ribosom kepada daerah inisiasi urutan pengkode resistensi obat. Namun, pada saat eritromisin terdapat pada taraf rendah, ribosom berhenti pada daerah peptida pemula. Hal ini mencegah pasangan-basa berhubungan dengan kemacetan tempat pengikatan ribosom, jadi protein resisten-obat ditranslasi. Jadi akibatnya adalah resistensi eritromisin diinduksi oleh eritromisin.

15.Berapakah waktu untuk mentransfer gentrp?A.5 menitB.6 menitC.7 menitD.8 menitE. 10 menit

Jawaban:EPenjelasan :Karena di tabel pada medium 2, tampak baru terbentuk transkonjugan pertama kali pada menit ke 10. Sehingga dapat diketahui bahwa gen trp (tryptophan) yang merupakan gen terakhir yang ditransfer pada proses persilangan dua galur E. coli tersebut baru ditransfer dalam waktu 10 menit.

16.Berapapoint of isoelectric(pI) dari aspartat jika PKA dari:-Gugus karboksil (-COOH) adalah 1,88

-Gugus amino (-NH3+) adalah 9,60

-Gugus rantai sampingnya (R) adalah 3,65

A. 2,77

B.3,22C.5,04D.5,74E.6,64Jawaban:APenjelasan :

17.Pernyataan berikut yang benar tentang nukleoli adalah:I.Nukleoli adalah struktur terlapisi membran yang ada di dalam inti.II.Satu nukleolus selalu mewakilinucleolar organizer region(NOR) tunggal.III.Pada hewan dan tumbuhan, menghilangnya nukleoli selama mitosis berhubungan dengan berhentinya sintesis ribosom.IV.Sebagian besar DNA nukleoli Mengkode gen tRNA sel.Nukleoli adalah ...

A.II, III, dan IVB.I dan IIIC.III dan IVD. III sajaE.Semuanya salah

Jawaban:DPenjelasan :

Selama proses mitosis pada sel hewan dan tumbuhan sedang berlangsung, kromosom menjadi jelas sementara nukleoli menjadi tidak jelas. Karena di dalam nukleoli terjadi produksi ribosom; selama mitosis, ketika kromosom memadat, produksi ribosom lenyap. Sehingga pernyataan yang tepat tentang nukleoli yaitu: menghilangnya nukleoli selama mitosis berhubungan dengan berhentinya sintesis ribosom pada sel hewan dan tumbuhan.

18.Pada sel eukariotik:I.Polimerase RNA kadang-kadang ditemukan melekat pada mrna saat ribosom juga melekat adanya.II.Semua mrna memiliki suatu merek 5 '.III.Enhancerselalu berada di bagian hulu dari titik awal transkripsi.IV.tRNA inisiator yang membawa metionin merupakan satu-satunya tRNA yang dapat berikatan langsung denganP sitedari subunit besar ribosom.Sel Eukaryotik yaitu ...A.I, II, dan III benarB. II dan IV benarC.Hanya III benarD.II, III, dan IV benarE.Semuanyabenar

Jawaban:BPenjelasan:

Memiliki suatu cap 5 >Pada prinsipnya, interaksi (pengenalan) kodonantikodon adalah proses kemasangan basa antara antikodon tRNA dan kodon pada mRNA (Figure 11.6). Pemasangan basa ini sesuai dengan pemasangan basa suatu polinukleotida yang bersifat antiparalel. Oleh karena mRNA dibaca dengan 53, maka nukleotida pertama, kedua, dan ketiga kodon mRNA akan berpasangan dengan nukleotida ke 36, 35, dan 34 antikodon tRNA. Nukleotida ke 36, 35, dan 34 maksudnya adalah penghitungan dari awal nukleotida di acceptor arm sampai ke sampai ke antikodon arm. struktur daun semanggi tRNA). Ribosom mengontrol topologi interaksi tersebut sedemikian rupa sehingga hanya triplet nukleotida tersebut yang berpasangan.

Pada bakteria inisiasi translasi meliputi tahaptahap sebagai berikut:

1. Proses inisiasi diawali ketika subunit kecil ribosom, bersamaan dengan faktor inisiasi IF3 mengikat pada situs pengikatan ribosom (ribosome binding site), juga dikenal sebagai urutan ShineDalgarno (ShineDalgarno sequence).

Urutan ShineDalgarno ini, yang mempunyai urutan konsensus 5AGGAGGU3 pada E. coli

Urutan ShineDalgarno terletak kurang lebih 310 basa di sebelah hulu kodon inisiasi (titik awal translasi). Situs pengikatan ribosom ini komplemen dengan daerah ujung 16S rRNA.

Selain mengikat situs pengikatan ribosom, subunit kecil ribosom juga mengikat kodon inisiasi

Kodon inisiasi biasanya adalah 5AUG3, yang menyandi metionin, walaupun kadangkadang kodon 5GUG3 and 5UUG3 juga digunakan sebagai kodon inisiasi. Ketiga kodon ini dikenali oleh tRNA inisiator yang sama.

Pada awalnya tRNA inisiator mengikat metionin, selanjutnya metionin tersebut dikonversi menjadi Nformilmetionin

2. tRNAiMet inisiator dibawa ke subunit kecil ribosom oleh faktor inisiasi kedua, IF2, bersama molekul GTP (molekul sebagai sumber energi pada tahap akhir inisiasi). Perlu diingat bahwa tRNAiMet hanya dapat mengenali kodon inisiasi, tRNAiMet tidak dapat mengenali kodon 5AUG3 internal pada mRNA.

3. Tahap inisiasi translasi diakhiri setelah faktor inisiasi, IF1, mengikat kompleks inisiasi ini. Peran faktor inisiasi IF1 tidak jelas. tetapi diduga memicu perubahan konformasi kompleks inisiasi sehingga memungkinkan subunit besar ribosom menempel pada kompleks ini. Penempelan subunit besar, membutuhkan energi yang diperoleh dari hidrolisis GTP, menyebabkan pelepasan faktor faktor inisiasi translasi.

Tahapan inisiasi translasi pada eukariot adalah sebagai berikut ( Figure 11.16 ; Dever, 1999):

1. Tahap pertama meliputi pembentukan kompleks preinisiasi (preinitiation complex). Struktur ini terdiri dari subunit 40S ribosom, ternary complex' yang tersusun dari faktor inisiasi eIF2 yang terikat tRNAMet inisiator, molekul GTP, dan tiga faktor eIF1, eIF1A, eIF3.

Seperti pada bakteria, tRNA inisiator ini tidak mengenali kodon internal 5AUG3. Berbeda dengan bacteria, tRNA inisiator eukariot diaminoasetilasi dengan metionin normal, bukan oleh Nformilmetionin.

2. Kompleks preinisiasi selanjutnya bergabung dengan ujung 5 the mRNA. Tahap ini memerlukan kompleks pengikatan tudung (cap binding complex), kadangkadang disebut eIF4F, yang terdiri dari faktor inisiasi eIF4A, eIF4E dan eIF4G.

Faktor inisiasi eIF4G berfungsi sebagai jembatan antara eIF4E (yang terikat pada tudung) dan eIF3 (yang terikat pada kompleks preinisiasi) (Hentze, 1997). Hasil dari tahap ini adalah kompleks preinisiasi menjadi terikat pada daerah ujung 5 mRNA. Pengikatan ini juga dipengaruhi oleh ekor poli (A) ujung 3 mRNA. Interaksi ini diduga dimediasi oleh protein PADP (polyadenylatebinding protein), yang terikat pada ekor poli(A) (Section 10.1.2).

3. Setelah kompleks preinisiasi mengikat ujung mRNA, kompleks ini sekarang disebut kompleks inisiasi (initiation complex), harus menggeserkan posisinya (scanning) sepanjang mRNA sampai mencapai kodon inisiasi.

Daerah yang harus dipindai (scanning) ini, disebut daerah leader mRNA eukariotik, panjangnya dapat beberapa puluh, atau bahkan ratusan nukleotida dan seringkali mengandung daerah yang membentuk struktur tusuk konde (hairpins) dan struktur pasangan basa lain. Ada dugaan, struktur tersebut dihilangkan oleh kombinasi faktor inisisiasi eIF4A dan eIF4B.

Faktor inisiasi eIF4A, dan mungkin juga eIF4B, mempunyai aktivitas helikase yang dapat memutuskan ikatan basa intramolekuler mRNAhas sehingga dapat melapangkan jalan kompleks inisiasi (Figure 11.16B).

Kodon inisiasi, yang biasanya 5AUG3 pada eukariot, dapat dikenali sebab urutan ini terdapat dalam urutan konsensus pendek, 5ACCAUGG3, yang dikenal sebagai konsensus Koza (Kozak consensus).

4. Ketika kompleks inisiasi telah menduduki kodon inisiasi, subunit besar ribosom akan mengikat kompleks inisiasi ini. Seperti pada bakteria, tahap ini memerlukan hidrolisis GTP dan pelepasan faktorfaktor inisiasi. Faktor inisiasi terakhir yang terlibat pada tahap ini adalah eIF5 (yang membantu pelepasan faktorfaktor inisiasi lain) dan eIF6 (yang bergabung dengan subunit besar yang tidak terikat dan mencegah untuk menempel pada subunit kecil di dalam sitoplasma).

19.Pernyatan berikut yang tepat tentang inisiasi transkripsi pada prokariot adalah:A.Inisiasi dimulai dengan menempelnya faktor sigma dari RNA polymerase pada daerah operator

B. perlekatan RNA holoenzim pada daerah promoter mengakibatkan terjadinya denaturasi DNA pada daerah tersebut.C.Pada proses inisiasi, polimerisasi RNA terjadi pada daerah +1 dari gen struktural.

D.Rifamicin memperkuat terbentuknya kompleks inisiasi transkripsi

E.Semua jawaban diatas benar

Jawaban:BPenjelasan:MEKANISME TRANSKRIPSI PADA PROKARYOT

Transkripsi pada dasarnya adalah proses penyalinan urutan nukleotida yang terdapat pada molekul DNA. Dalam proses transkripsi, hanya salah satu untaian DNA yang disalin menjadi urutan nukleotida RNA (transkip RNA). Urutan nukleotida pada transkrip RNA bersifat komplemeter dengan urutan DNA cetakan (DNA template), tetapi identik dengan urutan nukleotida DNA pada untaian pengkode (coding DNA strand/nontemplate strand). Hal ini dapat digambarkan dengan skema sederhana berikut ini: 5-ATG GTC CTT TAC TTG TCT GTA TTT -3 Untaian DNA pengkode 3-TAC CAG GAA ATG AAC AGA CAT AAA -5 Untaian DNA cetakan Transkripsi 5-AUG GUC CUU UAC UUG UCU GUA UUU -3 RNA hasil transkripsi.

Perlu diingat bahwa pada struktur RNA tidak ada nukleotida T (thymine), karena struktur T digantikan oleh U (uracil). Nukleotida T dan U mempunyai cincin yang serupa yaitu cincin pirimidin, tetapi pada basa T ada gugus metil (CH3) pada atom C nomor 5, sedangkan pada basa U tidak ada gugus metil.

Secara umum proses transkripsi pada prokaryot berjalan serupa dengan transkripsi pada eukaryot, meskipun ada beberapa rincian proses yang berbeda antara kedua system tersebut. Pada prokaryot, transkripsi dimulai dengan penempelan RNA polimerase holoenzim pada bagian promoter suatu gen. pada awal penempelan, RNA polimerase masih belum terikat secara kuat dan struktur promoter masih dalam keadaan tertutup (closed promoter complex). Selanjutnya, RNA polimerase akan terikat secara kuat dan ikatan hydrogen molekul DNA pada bagian promoter mulai terbuka (membentuk struktur open promoter complex). Pada prokaryot, RNA polimerase menempel secara langsung pada DNA di daerah promoter tanpa melalui suatu ikatan dengan protein lain. Dalam proses penempelan promoter tersebut, subunit berperan dalam menemukan bagian promoter suatu gen sehingga RNA polimerase dapat menempel. Diduga, proses pengenalan suatu promoter oleh RNA polimerase diawali dengan penempelan enzim tersebut secara tidak spesifik pada molekul DNA. Selanjutnya, RNA polimerase akan mencari bagian DNA yang mempunyai struktur khas suatu promoter. Struktur khas tersebut berupa suatu kelompok ikatan hydrogen anatara kedua untaian DNA pada posisi -35 dan -10.kecepatan suatu polimerase dalam menemukan promoter diperkirakan mencapai 1.000 pasangan basa per detik.

Setelah RNA polimerase menempel pada promoter, subunit melepaskan diri dari struktur holoenzim.Pelepasan subunit biasanya terjadi setelah terbentuk molekul RNA sepanjang 8-9 nukleotida. RNA polimerase inti yang sudah menempel pada promoter akan tetap terikat kuat pada DNA sehingga tidak lepas. Ikatan ini sangat penting dalam proses transkripsi selesai.

Inisiasi Transkripsi

Tahapan proses inisiasi transkripsi meliputi 4 langkah yaitu: (1) pembentukan kompleks promoter tertutup, (2) pembentukan kompleks promoter terbuka, (3) penggabungan beberapa nukleotida awal (sekiatar 10 nukleotida), dan (4) perubahan konfirmasi RNA polimerase karena subunit dilepaskan dari kompleks holoenzim. Subunit tersebut selanjutnya dapat digunakan lagi dalam proses inisiasi transkripsi selanjutnya. Bagian DNA yang terbuka setelah RNA polimerase menempel biasanya terjadi pada daerah sekitar -9 sampai +3 sehingga menjadi struktur untai tunggal.Bagian DNA yang berkaitan dengan RNA polimerase membentuk suatu struktur gelembung transkripsi (transcription bubble) sepanjang kurang lebih 17 pasang basa. Setelah struktur promoter terbuka secara stabil, maka selanjutnya RNA polimerase melakukan proses inisiasi transkripsi dengan menggunakan urutan DNA cetakan sebagai panduannya. Dalam proses transkripsi, nukleotida RNA digabungkan sehingga membentuk transkrip RNA. Nukleotida pertama yang digabungkan hampir selalu berupa molekul purin. Kajian pada 88 promoter menunjukkan bahwa 51% molekul RNA diawali dengan basa A, 42% diawali dengan G, 5% diawali dengan C, dan 2% diawali dengan U. pada awalnya basa-basa RNA yang digabungkan membentuk ikatan hidrogen dengan basa DNA cetakan, sehingga jika urutan DNA cetakan adalah ATG, maka basa RNA yang digabungkan adalah UAC.

Subunit mempunyai peranan dalam menstimulasi inisiasi transkripsi tetapi tidak mempercepat laju pertambahan untaian RNA. Proses inisiasi transkripsi merupakan prose yang menentukan laju transkrpisi. Inisiasi transkripsi dapat dihambat oleh pemberian antibiotic rifampisin, tetapi antibiotic ini tidak menghambat proses pemajangan transkrip. Penelitian yang dilakukan oleh Alfred Heil dan Walter Zilig pada tahun 1970 membuktikan bahwa subunit RNA polimerase yang menentukan kepekaan atau ketahanan terhadap antibiotik rifampisin adalah subunit .

Setelah proses inisiasi transkripsi terjadi, selanjutnya subunit terlepas dari enzim inti dan dapat digunakan oleh enzim inti RNA polimerase yang lain.siklus subunit tersebut pertama kali diungkapkan oleh Travers dan Burgess pada tahun 1969. Mereka menunjukan bahwa jika transkripsi berlangsung pada kekuatan ionic yang rendah, maka RNA polimerase inti tidak terlepas dari DNA cetakan pada ujung suatu gen. Hal ini menyebabkan inisiasi transkrisi berhenti. Jika ke dalam sistem tersebut dimasukkan RNA polimerase inti yang baru maka, transkripsi kemudian berjalan kembali. Keadaan ini menunjukkan bahwa RNA polimerase inti yang baru tersebut kemudian bergabung dengan subunit yang sebelumnya telah dilepaskan dari enzim RNA polimerase inti lainnya.

20.Perhatikan jalur enzim berikut ini:

Suatu peningkatan pada zat F akan memicu inhibisi enzim 3.Berikut ini adalah hasil dari proses tersebut, KECUALI:A.Peningkatan zat XB.Meningkatnya laju reaksi enzim 6C.Menurunnya laju reaksi enzim 4D.Meningkatnya laju reaksi enzim 5E. Penurunan zatJawaban:EPenjelasan :Penghambat yang irreversible adalah golongan yang bereaksi dengan, atau merusakkan suatu gugus fungsional pada molekul enzim yang penting bagi aktivitas katalitiknya. Sebagai contoh, adalah senyawa diisoprofilfluorofosfat (DFP), yang menghambat enzim asetilkolinesterase, yaitu enzim yang penting di dalam transmisi impuls syaraf. Asetilkolinesterase mengkatalisis hidrolisis asetilkolin, suatu senyawa neurotransmitter yang berfungsi di dalam bagian sinaps yang dihasilkan oleh ujung syaraf (akson) yang telah menerima impuls. Asetilkolin yang dihasilkan diteruskan ke sel syaraf lainnya atau ke efektor (misalnya otot) untuk meneruskan impuls syaraf. Akan tetapi, sebelum impuls kedua dapat dipancarkan melalui sinaps, asetilkolin yang dihasilkan setelah impuls pertama harus dihidrolisis oleh asetilkolisnesterase pada sambungan sel syaraf.

Produk 124 Dasar-dasar Biokimia penguraian asetilkolin oleh asetilkolinesterase adalah asetat dan kolin, dan tidak memiliki aktivitas transmitter. Penghambat DFP sangat reaktif, dan bereaksi dengan bagian sisi aktif dari enzim asetilkolinesterase, yaitu gugus hidroksil dari residu serin essensial, sehingga enzim tidak aktif untuk mengkatalisis asetilkolin. DFP merupakan gas syaraf yang pertama kali ditemukan, jika diberikan pada hewan, hewan tersebut menjadi lemah, tidak dapat lagi melaksanakan fungsi bagian-bagian tertentu, karena impuls syaraf tidak lagi dapat ditransmisikan secara normal. Tetapi, terdapat manfaat lain dari DFP. Senyawa ini menyebabkan berkembangnya malation dan insektisida lain yang relatif tidak beracun bagi manusia. Malation diubah oleh enzimenzim pada insekta, menjadi penghambat aktif asetilkolinesterase insekta ersebut.

DFP telah ditemukan menghambat semua jenis enzim, banyak diantaranya yang mampu mengkatalisis hidrolisis ikatan peptida atau ester. Golongan ini tidak hanya mencakup asetilkolinesterase, tetapi juga tripsin, khimotripsin, elastase, fosfoglukomutase, dan kokoonase, suatu enzim yang dihasilkan oleh larva ulat sutra untuk menghidrolisis serat-serat sutra kepompong, dan menyebabkan larva dapat dibebaskan. Semua enzim yang dihambat oleh DFP memiliki residu serin essensial pada sisi aktifnya, yang berpartisipasi dalam aktivitas katalitiknya.

Jenis kedua adalah, penghambat enzim yang dapat balik, yang dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu: 1) zat penghambat yang bersaingan (kompetitif), 2) zat penghambat yang tidak bersaingan (non-kompetitif). Zat penghambat yang bersaingan itu mempunyai struktur mirip dengan struktur molekul substrat. Suatu penghambat kompetitif berlomba dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim, tetapi, sekali terikat tidak dapat diubah oleh enzim tersebut. Ciri penghambat komPengantar Tentang Enzim 125 petitif adalah penghambatan ini dapat dihilangkan dengan meningkatkan konsentrasi substrat.

E + S ES E + P (produk)

E + S + I EI + S (enzim inaktif) + substrat enzim kompleks enzim substrat (aktif) +

inhibitor kompetitif enzim enzim inhibitor (inaktif)

Contoh jenis penghambatan kompetitif adalah penghambatan kompetitif dehidrogenase suksinat oleh anion malonat dan oksaloasetat. Dehidrogenase suksinat adalah

anggota golongan enzim yang mengkalatisis siklus asam sitrat yang dapat membebaskan 2 atom hidrogen dari suksinat. Dehidrogenase suksinat dihambat oleh malonat yang struktur molekulnya mirip suksinat.

COO- COOCH2

COO- C = O

CH2 CH2 CH2

COO- COO- COOsuksinat

malonat oksaloasetat

(substrat) Penghambat kompetitif

Oksaloasetat yang strukturnya mirip dengan substrat molekul suksinat. Sedangkan zat penghambat yang tidak bersaingan (non kompetitif) dapat menempel pada enzim, pada sisi regulasi enzim, sehingga mengubah konformasi molekul enzim, sehingga menyebabkan inaktifasi enzim.

126 Dasar-dasar Biokimia

+ + +

substrat enzim inhibitor substrat konformasi enzim

non kompetitif berubah (inaktif)

7. Kontrol Terhadap Kerja Enzim

Dalam sistem biologis, kecepatan kerja enzim dapat dipengaruhi oleh kehadiran suatu molekul lain yang dapat berperan sebagai pemicu (activator) atau penghambat (inhibitor), keduanya biasanya disebut secara bersama-sama sebagai efektor. Pola umum pengontrolan jalur metabolisme biasanya terjadi ketika enzim pertama pada jalur metabolisme tersebut dihambat kerjanya oleh hasil akhir dari jalur metabolisme tersebut. Penghambatan ini biasanya dinamakan feedback inhibition

Pengontrolan model feedback inhibition, dimana enzim yang bekerja pada tahap awal (E1) dihambat kerjanya oleh produk akhir (Z), memberikan keuntungan pada sel, yaitu organisme tersebut dapat mengatur supply energi, dan mencegah menumpuknya senyawa intermediet (B-C-D ) selama proses metabolisme terjadi. Banyak jalur metabolisme dalam tubuh organisme berbentuk cabang, sehingga proses feedback inhibition yang terjadi dapat berlangsung di beberapa lokasi. Mekanisme penghambatan ini dinamakan sequential feedback inhibition.