materi genetik biologi

est-bioumumest-bioumum 11

KROMOSOMKROMOSOM

Pada sel eukaryot, kromosom merupakan pembawa Pada sel eukaryot, kromosom merupakan pembawa informasi geneticinformasi genetic

Kromosom manusia dibedakan :Kromosom manusia dibedakan : AutosomAutosom : tdk berhubungan dgn penentuan jenis : tdk berhubungan dgn penentuan jenis

kelamin (dari 46 kromosom tdp 44 buah (22 pasang) kelamin (dari 46 kromosom tdp 44 buah (22 pasang) autosom)autosom)

Seks kromosom : Sepasang kromosom yg Seks kromosom : Sepasang kromosom yg menentukan jenis kelamin (kromosom X dan menentukan jenis kelamin (kromosom X dan kromosom Y)kromosom Y)


Berdasarkan letak sentromernya, bentuk kromosom Berdasarkan letak sentromernya, bentuk kromosom dibedakan :dibedakan :

a. metasentrisa. metasentris : Sentromer di tengah (median): Sentromer di tengah (median) b. submetasentris : Sentromer di sub median (ke b. submetasentris : Sentromer di sub median (ke

salah satu ujung kromosom)salah satu ujung kromosom) c. akrosentrisc. akrosentris : Sentromer di sub terminal : Sentromer di sub terminal

(dekat ujung)(dekat ujung) d. telosentrisd. telosentris : Sentromer di ujung kromosom: Sentromer di ujung kromosom


KROMATINKROMATIN rangkaian manik-manik nukleosomrangkaian manik-manik nukleosom bentuk kromosom muncul saat sel membelahbentuk kromosom muncul saat sel membelah saat interfase : kromosom hilang, terbentuk anyaman saat interfase : kromosom hilang, terbentuk anyaman

filament halus yg berhubungan dgn membrane nucleus filament halus yg berhubungan dgn membrane nucleus dan nucleolus, disebut kromatindan nucleolus, disebut kromatin

Sumber gambar :Sumber gambar :www.biologia.pl/ kurs/nukleosom.phtml


DNADNA- Informasi genetik genetik- Kekhususan organismeKekhususan organisme

Prokaryot : - dalam kromosom (bentuk nukleoid)Prokaryot : - dalam kromosom (bentuk nukleoid) - dalam plasmid (DNA diluar kromosom)- dalam plasmid (DNA diluar kromosom)

Eukaryot : - DNA nucleus (kromatin : rangk. nukleosom)Eukaryot : - DNA nucleus (kromatin : rangk. nukleosom) - DNA mitokondria- DNA mitokondria

- DNA kloroplas- DNA kloroplas

Virus : DNA atau RNA : DNA atau RNA


Percobaan Mac Leod dan Percobaan Mac Leod dan Mc CartySumber gambar :Sumber gambar :web.mit.edu/esgbio/ www/dogma/history2.html


Griffith's experiment, 1928 Streptococcus pneumoniae (Figure 9.25)


DNADNA DNA (Deoksiribo Nukleotida Acid)DNA (Deoksiribo Nukleotida Acid) 1. terdiri dari 2 Untai polinukleotida yang membentuk 1. terdiri dari 2 Untai polinukleotida yang membentuk Double HeliksDouble Heliks 2. Dua untai polinokleotida dengan arah yang berlawanan2. Dua untai polinokleotida dengan arah yang berlawanan polar (antiparalel) yaitu 5’-3’ dengan 3’-5"polar (antiparalel) yaitu 5’-3’ dengan 3’-5" 3. Antar nukleotida membentuk ikatan fosfodiester3. Antar nukleotida membentuk ikatan fosfodiester 4. Antar basa nitrogen membentuk ikatan 4. Antar basa nitrogen membentuk ikatan hidrogen G dan C : 3 ikatan HidrogenG dan C : 3 ikatan Hidrogen A dan T : 2 ikatan Hidrogen A dan T : 2 ikatan Hidrogen

Replikasi DNA sangat berperanan pada kelangsungan hidup Replikasi DNA sangat berperanan pada kelangsungan hidup organismeorganisme

Pada proses transkripsi berperanan sebagai cetakan/template Pada proses transkripsi berperanan sebagai cetakan/template untuk membentuk RNAuntuk membentuk RNA

est-bioumumest-bioumum 99Double Double Helix DNA DNASumber gambar :Sumber gambar :www.csu.edu.au/.../ subjects/molbol/revision.htm


RNARNA

Ada 3 macam RNA :Ada 3 macam RNA :

a. a. mRNAmRNA : Cetakan bagi ribosom utk translasi informasi : Cetakan bagi ribosom utk translasi informasi genetic (trinukleotida : genetic (trinukleotida : kodonkodon))

b. b. tRNAtRNA : menterjemahkan sandi genetic mRNA : menterjemahkan sandi genetic mRNA ((antikodon,antikodon, yang komplemen kodon pada mRNA) yang komplemen kodon pada mRNA)

c. c. rRNArRNA : komponen utama ribosom, biosintesis & : komponen utama ribosom, biosintesis &

struktur ribosomstruktur ribosom


VIRUSVIRUS

DNA : menyisip ke dalam DNA inangDNA : menyisip ke dalam DNA inangRNA, ada 2 tipe : RNA, ada 2 tipe : * dgn reverse transcriptase membentuk cDNA menyisip * dgn reverse transcriptase membentuk cDNA menyisip

ke DNA inangke DNA inang * berperan sebagai mRNA, sintesis protein langsung * berperan sebagai mRNA, sintesis protein langsung

Unit nukleotida DNA dan RNAUnit nukleotida DNA dan RNA * Basa nitrogen (purin dan pirimidin) nukleosida* Basa nitrogen (purin dan pirimidin) nukleosida * Gula pentosa (DNA : deoksiribosa, * Gula pentosa (DNA : deoksiribosa, RNA : Ribosa)RNA : Ribosa) * Asam fosfat* Asam fosfat


CHARGAFFCHARGAFF : : DNA berbagai spesies mempunyai DNA berbagai spesies mempunyai komposisi basa yg khaskomposisi basa yg khas

aa. Potongan DNA yg diisolasi dari berbagai jaringan . Potongan DNA yg diisolasi dari berbagai jaringan spesies yg sama mempunyai komposisi yg samaspesies yg sama mempunyai komposisi yg sama

bb. Komposisi basa DNA bervariasi dari 1 spesies ke . Komposisi basa DNA bervariasi dari 1 spesies ke spesies lainspesies lain

c.c. Komposisi basa DNA pd spesies tertentu tdk berubah Komposisi basa DNA pd spesies tertentu tdk berubah dgn bertambahnya umur atau berubahnya dgn bertambahnya umur atau berubahnya lingkunganlingkungan

d.d. Jumlah residu A = residu T, Residu G = residu C Jumlah residu A = residu T, Residu G = residu C

Purin = pirimidin (A + G) = (T + C)Purin = pirimidin (A + G) = (T + C)


Beberapa sifat fisik DNABeberapa sifat fisik DNA : :

1. 1. Pengaruh panas:Pengaruh panas:

2. Kerapuhan : mekanik dan hidrodinamik2. Kerapuhan : mekanik dan hidrodinamik

3. Pengaruh alkali : pH alkali ekstrim melepas ikatan 3. Pengaruh alkali : pH alkali ekstrim melepas ikatan hydrogenhydrogen

4. Pengaruh asam : pH asam ekstrim melepas ikatan 4. Pengaruh asam : pH asam ekstrim melepas ikatan basa basa

5. Kekuatan ionic larutan : denaturasi5. Kekuatan ionic larutan : denaturasi


ALIR MATERI GENETIKALIR MATERI GENETIK

Gen : sebagian materi genetic yang menyandikan protein Gen : sebagian materi genetic yang menyandikan protein tertentutertentu

Genom : keseluruhan material genetic yg terdapat di Genom : keseluruhan material genetic yg terdapat di dalam seldalam sel

Terdapat 3 proses utama dalam alir materi genetic :Terdapat 3 proses utama dalam alir materi genetic :1. Replikasi1. Replikasi2. Transkripsi 2. Transkripsi 3. Translasi3. Translasi


Arus informasi genetik


DNA polymeraseDNA polymerase : :

Katalisis polimerisasi deoksiribonukleotida (DNA), Katalisis polimerisasi deoksiribonukleotida (DNA), membebaskan pirofosfat anorganikmembebaskan pirofosfat anorganik

Tidak dapat memulai sintesis untaian baru tapi Tidak dapat memulai sintesis untaian baru tapi menambah untai yg sdh ada jika ada cetakan (butuh menambah untai yg sdh ada jika ada cetakan (butuh primer) primer)

Replikasi menghasilkan :Replikasi menghasilkan :a. Leading strand (bersinambungan: rantai DNA disintesis a. Leading strand (bersinambungan: rantai DNA disintesis

terus menerus (kontinu) utuh dengan arah 5’ terus menerus (kontinu) utuh dengan arah 5’ 3’) 3’)

b. Lagging strand (tdk berkesinambungan / rantai DNA b. Lagging strand (tdk berkesinambungan / rantai DNA disintesis terputus-putus (fragment okazaki) dengan arah disintesis terputus-putus (fragment okazaki) dengan arah 5’ 5’ 3’, fragmen tsb kemudian digabungkan dengan 3’, fragmen tsb kemudian digabungkan dengan DNA ligase)DNA ligase)


Protein yg berperan pada saat replikasiProtein yg berperan pada saat replikasi ; ;

a.a. Primase : mengkatalis sintesis RNA primerPrimase : mengkatalis sintesis RNA primerb. DNA Helikase : membuka dupleks DNAb. DNA Helikase : membuka dupleks DNAc. DNA Binding Protein : jaga stabilitas ss-DNA DNAc. DNA Binding Protein : jaga stabilitas ss-DNA DNAd. DNA Girase : membuka pilinan DNAd. DNA Girase : membuka pilinan DNAe. DNA polymerase I : katalis pengisian untai DNA yg e. DNA polymerase I : katalis pengisian untai DNA yg

kosong fragment okazakykosong fragment okazakyf. DNA polymerase III : katalis perpanjangan untai f. DNA polymerase III : katalis perpanjangan untai

DNADNAh. DNA ligase : katalis penyambungan fragment h. DNA ligase : katalis penyambungan fragment

okazakyokazaky


Garpu replikasi replikasiSumber gambar :Sumber gambar :oak.cats.ohiou.edu/.../ oak.cats.ohiou.edu/.../

Heredity/Heredity.htmHeredity/Heredity.htm


Replikasi

Ekspresi Gen : Transkripsi dan translasi


TRANSKRIPSITRANSKRIPSI

Hasil Transkripsi Gen : mRNA, rRNA dan tRNAHasil Transkripsi Gen : mRNA, rRNA dan tRNA

Perbedaan antara transkripsi dan replikasi Perbedaan antara transkripsi dan replikasi TranskripsiTranskripsi :: * Tidak semua gen ditranskrip, tapi selektif hanya * Tidak semua gen ditranskrip, tapi selektif hanya

beberapa / kelompok genbeberapa / kelompok gen * Enzim yg berperan adalah RNA polimerase* Enzim yg berperan adalah RNA polimerase

Replikasi :Replikasi : * Seluruh kromosom digandakan utk hasilkan DNA * Seluruh kromosom digandakan utk hasilkan DNA

keturunan (identik DNA induk)keturunan (identik DNA induk) * Enzim yg berperan adalah DNA polimerase* Enzim yg berperan adalah DNA polimerase


RNA polymeraseRNA polymerase : : memerlukan DNA sbg cetakanmemerlukan DNA sbg cetakan memerlukan 4 ribonukleotida 5’-trifosfat (ATP,GTP, UTP memerlukan 4 ribonukleotida 5’-trifosfat (ATP,GTP, UTP

& CTP)& CTP) tdk butuh primer,tp tdk dpt berfungsi tanpa mengikat tdk butuh primer,tp tdk dpt berfungsi tanpa mengikat

isyarat pemula pd DNA template (promoter)isyarat pemula pd DNA template (promoter) Mempunyai sub unit α2,β, β ‘ dan σMempunyai sub unit α2,β, β ‘ dan σ Memperpanjang untai dg penambahan ribonukleotida pd Memperpanjang untai dg penambahan ribonukleotida pd

3’OH3’OH

n(NMP)n + NTP (NMP)n+1 + PPin(NMP)n + NTP (NMP)n+1 + PPi


PROSES TRANSKRIPSIPROSES TRANSKRIPSI

1. Inisiasi 1. Inisiasi RNA polimerase mengikat pada sisi spesifik DNA (sisi RNA polimerase mengikat pada sisi spesifik DNA (sisi

promotor) membentuk ikatan fosfodiester, unit sigma promotor) membentuk ikatan fosfodiester, unit sigma lepaslepas

2. Elongasi : RNA diperpanjang dengan arah 5’-3’ oleh 2. Elongasi : RNA diperpanjang dengan arah 5’-3’ oleh core enzim (RNA polimerase tanpa faktor sigma) core enzim (RNA polimerase tanpa faktor sigma) sepanjang DNA template 3’-5’ sepanjang DNA template 3’-5’

3. Terminasi3. Terminasi proses ini yang dapat ditandai denganproses ini yang dapat ditandai dengan 1. pembentukan struktur sekunder RNA yang1. pembentukan struktur sekunder RNA yang diikuti poli A ataudiikuti poli A atau 2. adanya protein rho yang akan mengganggu2. adanya protein rho yang akan mengganggu hibrid DNA dan RNAhibrid DNA dan RNA


Sumber :www.geneticengineering.org/.../ ARN.htmSumber :www.geneticengineering.org/.../ ARN.htm


TRANSLASI DAN SINTESIS PROTEINTRANSLASI DAN SINTESIS PROTEIN

Proses pengarahan sintesis protein berdasar informasi Proses pengarahan sintesis protein berdasar informasi genetis pada mRNAgenetis pada mRNA

Triplet nukleotida (basa-N) menyandikan asam amino Triplet nukleotida (basa-N) menyandikan asam amino tertentutertentu

Kodon inisiasi (pemula) : AUGKodon inisiasi (pemula) : AUG

Terdapat 3 kodon terminasi (tidak berarti apapun)Terdapat 3 kodon terminasi (tidak berarti apapun) Stop sintesis proteinStop sintesis protein UAA, UAG, UGAUAA, UAG, UGA


Ribosom berperan penting Ribosom berperan penting • translokasi : Pergerakan ribosom sepanjang mRNAtranslokasi : Pergerakan ribosom sepanjang mRNA pada proses sintesis proteinpada proses sintesis protein

Poliribosom (kelompok ribosom) :Poliribosom (kelompok ribosom) : Sintesis protein kecepatan tinggiSintesis protein kecepatan tinggi Membaca mRNA secara bersamaanMembaca mRNA secara bersamaan

Lima tahap utama sintesis proteinLima tahap utama sintesis protein Tahap aktivasi asam amino Tahap aktivasi asam amino Tahap inisiasi rantai polipeptidaTahap inisiasi rantai polipeptida Tahap elongasiTahap elongasi Tahap terminasiTahap terminasi Tahap pelipatan dan pengolahanTahap pelipatan dan pengolahan


INISIASIINISIASI1.1. Sub unit 30S ribosom mengikat mRNA,kodon inisiasi (AUG)Sub unit 30S ribosom mengikat mRNA,kodon inisiasi (AUG)2.2. Aminoacyl tRNA membawa asam amino inisiasi pada Psite Aminoacyl tRNA membawa asam amino inisiasi pada Psite 3.3. Kompleks tsb di atas bergabung dengan sub unit 50S dan Kompleks tsb di atas bergabung dengan sub unit 50S dan

membentuk kompleks inisiasi rantai polipeptida membentuk kompleks inisiasi rantai polipeptida 4.4. Aminoacyl tRNA berikutnya membawa asam amino sesuai Aminoacyl tRNA berikutnya membawa asam amino sesuai

dengan kodon pada mRNA ditempatkan pada A sitedengan kodon pada mRNA ditempatkan pada A site


ELONGASIELONGASI

1.1. Asam amino pertama digabungkan dgn asam amino ke 2 Asam amino pertama digabungkan dgn asam amino ke 2 dengan ikatan peptida, proses ini dikatalisis oleh enzim dengan ikatan peptida, proses ini dikatalisis oleh enzim peptidyl transferase peptidyl transferase

2.2. Terbentuk dipeptidyl tRNA pada sisi ATerbentuk dipeptidyl tRNA pada sisi A

3.3. tRNA yang kosong ada pada sisi P dan siap meninggalkan tRNA yang kosong ada pada sisi P dan siap meninggalkan ribosomribosom


Terminasi Terminasi

1.1. Ditandai salah satu dari Ditandai salah satu dari stop kodon stop kodon pada mRNA yaitu pada mRNA yaitu (UAA,UAG,UGA) (UAA,UAG,UGA) yang tidak menyandikan yang tidak menyandikan asam aminoasam amino

2.2. Disosiasi ribosom 70S menjadi sub unit 30 S dan 50 SDisosiasi ribosom 70S menjadi sub unit 30 S dan 50 S

materi genetik biologi

Documents