Dosen: Dr. Ir. Sholeh Avivi, MSi

BAHAN GENETIKBAHAN GENETIKDNA DNA REPLIKASI DNAREPLIKASI DNARNARNA

DEFINISI Genom Ekspresi gen Transkripsi Translasi Kromosom eukaryot Protein Histon dan Protamin Kromosom prokaryot DNA plasmid

1. DNA (deoxyribonucleic acid)

2. RNA (ribonucleic acid)

Asam nukleat terdiri dari:

Pertama kali ditemukan oleh F. Miescher (1869) yang mengisolasi DNA (disebutnya sebagai nuklein) dari sel sperma dan dari sel darah merah burung.

Struktur fisik DNA berbentuk spiral ganda (double helix) dengan satu pita mempunyai arah 5’ ke 3’ dan satu pita pasangannya mempunyai arah dari 3’ ke 5’ (arah ini berasal dari gugus fosfat yang melekat pada satu gugus gula posisi 3’ dan pada posisi 5’ dari gugus gula didekatnya

ditemukan oleh Watson & Crick (1953).

DNA (deoksiribonucleic acid)

Gula deoksiribosa (pentosa)Fosfat (PO4)Basa organik/basa nitrogen:

purin (adenin=A dan guanin=G) dan pirimidin (timin=T dan citosin=C). basa A berpasangan dengan T yang dihubungkan dengan ikatan 2 atom H dan basa C berpasangan dengan G yang dihubungkan dengan ikatan 3 atom H. Basa nitrogen A, T, C, G ini disebut juga dengan nukleotida.

DNA tdd:

6

Gambar DNA (deoksiribonucleic acid)

Gula dan fosfat selalu sama untuk seluruh molekul DNA. Hanya urutan nukleotidanya berbeda-beda. Urutan nukleotida/basa inilah yang menentukan dan menyusun informasi genetik.

DNA dengan urutan nukleotida tertentu disebut juga dengan GEN.

Seluruh komponen untaian DNA (atau RNA pada organisme prokaryot tertentu) pada satu sel disebut dengan genom. Sebagai contoh pada satu sel tanaman genomnya terdiri dari:

DNA berupa kromosom yang ada di dalam inti sel, DNA plasmid pada mitokondria, dan DNA plasmid pada plastida/kloroplas

Sebagian dari untaian DNA/gen sering juga disebut dengan segmen/fragmen/sekuen DNA.

Bagian dari gen ini ada yang dapat diterjemahkan/ditranskripsi menjadi RNA yang selanjutnya ditranslasi menjadi protein. Bagian yang demikian disebut dengan ekson.

Sedangkan bagian yang pada umumnya tidak diterjemahkan hingga tingkat protein dan sering merupakan sekuen berulang dalam Genom tanaman disebut dengan intron.

Banyaknya DNA dapat diukur dengan pikogram (1 pg = 10-12 gram), dlm jurnal diukur dengan jumlah pasangan basa-nya (base pair = bp atau 1 kb = 1000 bp)

Replikasi DNA: adalah proses penggandaan pita DNA dengan menggunakan DNA tetua sebagai cetakan; Proses ini berlangsung didalam membran inti pada sel eukaryot .Awalnya secara teoritis diduga berlangsung secara (lihat gambar III-14; suryo):

Konservatif: dua pita spiral DNA tetap utuh dan tidak memisahkan diri, dan keseluruhan pita menjadi cetakan langsung untuk membentuk pita baru.

Dispersif: dua pita spiral DNA terputus-putus, dan pita baru terbentuk saling bersambungan membentuk pita baru yang utuh.

Metode yg dianggap benar:Semi konservatif: dua pita spiral DNA memisahkan diri, dan masing-masing pita menjadi cetakan untuk membentuk pita baru. Menurut eksperimen Meselson dan Stahl (1958) (baca: Genetika, Suryo, hal 74-76) dengan menggunakan bakteri E. coli yang ditumbuhkan dalam media yang mengandung 15N dan 14N, metode inilah yang paling mungkin terjadi.

Proses replikasi DNA semi konservativ:Diawali dengan ikatan hidrogen dari untaian spiral ganda dipotong oleh enzim endonuklease, sehingga terdapat bagian pita spiral ganda DNA yang terpisah jadi dua pita. Masing-masing pita ini berfungsi sebagai cetakan untuk membuat pita turunannya.

Enzim DNA polimerase diaktifkan dan berfungsi menjadi katalisator untuk menarik basa-basa di sekitar pita DNA. Enzim ini membuat pita DNA baru dengan cara memasang basa-basa sesuai dengan “pita DNA cetakannya arah 3’ ke 5’ hingga terbentuk “pita baru dengan arah 5’ ke 3’ (leading strand)Untuk pita DNA cetakan arah 5’ ke 3’ juga dibuat pita turunannnya dengan proses yang terputus-putus (lagging strand), kemudian bagian pendek pita turunan DNA yang terputus-putus itu digabungkan oleh enzim ligase.

RNA (Ribonucleic acid)

Seperti yang telah dikemukakan bahwa, beberapa organisme prokaryot, tidak memiliki DNA, hanya memiliki RNA, sehingga RNA-lah yang berfungsi sebagai molekul genetik dan bertanggung jawab seperti DNA dalam menentukan sifat turunan dari organisme prokaryot tersebut.

Mirip dengan DNA, RNA merupakan polimer asam nukleotida dari empat ribonukleotida,

tdd:

Gula ribosa (pentosa)Fosfat (PO4)Basa organik/basa nitrogen:

purin (adenin=A dan guanin=G) dan pirimidin (urasil=U sebagai pengganti dari Timin dan citosin=C). basa A berpasangan dengan U yang dihubungkan dengan ikatan 2 atom H dan basa C berpasangan dengan G yang dihubungkan dengan ikatan 3 atom H. Basa nitrogen = A, U, C, G. Nukleotida=basa+gula+fosfat.

Bentuk molekul RNA dapat berupa pita tunggal atau pita ganda linear yang terdiri dari kombinasi keempat nukleotida/basa tersebut, tapi tidak berpilin spiral seperti pada DNA.

Setiap jenis kombinasi tiga nukleotida (sering disebut kodon) yang berdampingan mengandung sandi genetik yang dapat diterjemahkan menjadi satu jenis asam amino.

Rantai mRNA merupakan rangkaian kodon yang dapat diterjemahkan menjadi runtunan asam amino.

Macam RNA berdasarkan tempat & fungsi:

mRNA, tRNA, rRNA, snRNA, hnRNA

mRNA (messenger RNA): 1. merupakan penghubung DNA dengan

protein dan membawa pesan genetik dari DNA ke protein;

2. paling sedikit terdapat dalam sel (2%),

3. sebab tidak dibutuhkan secara permanen dalam sel;

4. berbentuk pita tunggal, 5. terdapat dalam nukleus, 6. dibuat dalam transkripsi. 7. Setelah dicetak mRNA keluar melalui

pori-pori dinding nukleus menuju ribosom.

tRNA (transfer RNA):

Berfungsi menterjemahkan kodon yang terdapat dalam mRNA menjadi satu jenis asam amino; juga berfungsi sebagai pengangkut asam amino ke permukaan ribosom saat terjadi translasi; berbentuk pita tunggal yang melipat membentuk daun semanggi, dibuat dinukleus, kemudian keluar ke sitoplasma.

rRNA (ribosomal RNA): merupakan bagian terbanyak dari RNA sel (83% dari RNA total), berbentuk pita tunggal ada yang bercabang dan ada yang tidak bercabang, dibuat di nukleolus, kemudian ditempatkan diribosom. Sel-sel eukaryot mempunyai 3 jenis rRNA yaitu: 28S, 18S, dan 5S. Sedangkan sel prokaryot juga mempunyai 3 jenis rRNA yaitu: 23S, 16S, dan 5S.

snRNA (small nuclear RNA): sekumpulan RNA khas berukuran kecil dalam inti eukaryot. RNA ini membentuk kompleks dengan protein menjadi partikel-partikel ribonukleoprotein.

TERIMA KASIHTERIMA KASIHATAS PERHATIANNYAATAS PERHATIANNYA

Semoga barokah Semoga barokah Dan bermanfaatDan bermanfaat