met as.nukleat 2011

41
METABOLISME AS. NUKLEAT dr. Ika R. Sutejo Lab Biokimia FK UJ 2012

Upload: firjon-n-ika

Post on 28-Dec-2015

22 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

serbaserbi

TRANSCRIPT

Page 1: Met as.nukleat 2011

METABOLISME AS. NUKLEAT

dr. Ika R. SutejoLab Biokimia FK UJ

2012

Page 2: Met as.nukleat 2011

POKOK BAHASAN

Page 3: Met as.nukleat 2011

PENDAHULUAN

Page 4: Met as.nukleat 2011

• Apakah gen itu?• Bagaimana gen dapat

mewariskan sifat dari generasi ke generasi?

Page 5: Met as.nukleat 2011

KROMOSOM

Struktur mirip benang dan terdapat dalam inti sel (nukleus) yg membawa gen (sifat suatu individu)

Terdiri dari DNA, RNA, dan protein 35% dari kromosom adalah DNA

persenyawaan kimia pembawa materi genetik Kromosom RNA saja: virus Hepatitis C Kromosom DNA saja: virus Hepatitis B Kromosom DNA dan RNA: bakteri Escherichia

coli

Page 6: Met as.nukleat 2011

GEN Sepenggal DNA yg memiliki urutan basa tertentu

dan berfungsi mengkode pembuatan satu macam polipeptida

Gen ini mengontrol sifat khusus dengan membuat suatu protein khusus dalam jumlah tertentu mengendalikan sifat-sifat makhluk hidup

Gen mengontrol pembuatan polipeptida/protein:1. polipeptida penyusun sel (sbg protein

struktural)2. polipeptida enzim (sbg protein fungsional)

Page 7: Met as.nukleat 2011

DNA

Makromolekul yang tersusun oleh nukleotida sebagai molekul dasarnya

Bersama RNA disebut juga asam nukleat/asam inti (terdapat dalam nukleus).

DNA yang terdapat di luar nukleus: kloroplas, mitokondria, dan sentriol.

Page 8: Met as.nukleat 2011

1. Menyimpan informasi genetik2. Replikasi DNA3. Sintesis protein Transkripsi

Page 9: Met as.nukleat 2011

MATERI HEREDITAS

Percobaan thn 1950an Oswarld Avery, Colin MacLeod, dan Macyln Mc Carty DNA membawa sifat hereditas

Pada 1953 – Watson dan Crick menemukan stuktur DNA adalah rantai ganda dua benang polinukleotida yang berpilin.

DNA merupakan polimer (polynucleotides) dari nukleotida.

Page 10: Met as.nukleat 2011
Page 11: Met as.nukleat 2011

PENYUSUN AS.NUKLEAT

Page 12: Met as.nukleat 2011

NucleotideNucleoside

Page 13: Met as.nukleat 2011

GULA PENTOSA Yaitu gula dengan 5

karbon Ada 2 jenis, yaitu :

Deoksiribosa (DNA) punya sebuah atom hidrogen (H) pada C no 2

Ribosa (RNA) punya gugus hidroksil (OH) pada C no 2

Gula pentosa + Basa Nitrogen Nukleosida

Page 14: Met as.nukleat 2011

Ikatan gula ribosa dengan basa nitrogen pada C1 ikatan glikosida

Ikatan gula ribosa dengan gugus fosfat pada C5 Antar nukleotida diikat o/ ikatan fosfodiester

hubungkan C3 & C5

Page 15: Met as.nukleat 2011

Menghubungkan gula pd satu nukleotida ke gula pd nukleotida berikutnya dg ikatan fosfodiester membentuk punggung tangga

Gugus fosfat terikat pada atom C-5 dan C-3 fraksi gulanya

GUGUS FOSFAT

Page 16: Met as.nukleat 2011

Macam: Purin: Guanin, Adenin Pirimidin: Cytosine, Urasil,

(RNA), Timin (DNA)

DNA: Timin (T) Adenine (A) Sitosin (C) Guanin (G)

RNA: Urasil (U) Adenin (A) Cytosin (C) Guanin (G)

BASA NITROGEN

Page 17: Met as.nukleat 2011

BASA NITROGEN

• Pirimidin mempunyai struktur cincin tunggal, berikatan ke gula ribosa pada atom N-1 dari struktur cincinnya.

• Purin mempunyai struktur cincin ganda, berikatan ke gula ribosa pada atom N-9 dari struktur cincinnya.

Page 18: Met as.nukleat 2011

Perhatikan: gugus fosfat Perhatikan: basa nitrogen

Page 19: Met as.nukleat 2011

STRUKTUR DNA

Struktur molekul DNA: tangga berpilin (double helix) Basa nitrogen terletak di sisi dalam heliks, unit fosfat

dan deoksiribosa berada di sisi luar. Rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan

hidrogen, A selalu berpasangan dengan T, diikat oleh 2 ikatan H. C selalu berpasangan dengan G,diikat oleh 3 ikatan H Chargaff’s rule A:T = 1:1; G:C = 1:1

Urutan basa N menentukan spesifisitas menggambarkan suatu molekul asam nukleat cukup dengan menuliskan urutan basa (sekuens)-nya saja

Misal: satu pita 5’-ATGC-3’ , maka pasangan komplementernya adalah 5’-GCAT-3’ dan bukan 5’-TACG-3’

Page 20: Met as.nukleat 2011
Page 21: Met as.nukleat 2011

PENGEMASAN DNA

Kromosom

1. Histon Fungsi: melindungi DNA dari kerusakan Muatan positif

2. DNA Muatan negatif Bentuk kebanyakan linier Sirkuler pada: virus, bakteri/prokariot, kloroplas,

mitokondria DNA mitokondria ayah tidak diturunkan pada

anak

Page 22: Met as.nukleat 2011

22

Kromosom

Kromosom terkondensasi

Sebagian kromosom yang terurai

Serat kromatin 30 nm terisi nukleosom

Kromatin dengan untaian manik (beads on a string)

DNA double helix

Pengemasan DNA

Page 23: Met as.nukleat 2011

Human diploid 23 pasang kromosom tdd 3 miliar pb 30.000-100.000 protein essensial Ada gen yg tdk diekspresikan/dikode

Gen yang tidak diekspresikan Intron Ulangan urutan fungsi belum jelas Jika bagian DNA yg berulang < 10 bp simple

sequence repeated DNA/DNA satelit DNA mini & mikrosatelit (antara 1-4 bp)

untuk sidik jari/finger print DNA

Page 24: Met as.nukleat 2011
Page 25: Met as.nukleat 2011

GENOM EUKARIOT & PROKARIOT

Ukuran lebih kecil &pendek

Satu molekul DNA sirkular

Gen tambahan disebut plasmid sifat ketahanan terhadap antibiotik

tidak ada intron & infrequency of repetitive sequences

molekul DNA linear di dalam kromosom & genom sirkular di mitokondria

Genom prokariot Genom Eukariot

Page 26: Met as.nukleat 2011
Page 27: Met as.nukleat 2011

REPLIKASI DNA

Pemindahan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya

Terjadi pada saat sel akan membelah (fase S pada siklus sel)

Hipotesis mekanisme replikasi:

Page 28: Met as.nukleat 2011

REPLIKASI DNA

Replikasi semikonservatif Masing-masing rantai menjadi cetakan pembentukan DNA baru

Dari 5’ ke 3’ DNA yang akan mengalami replikasi harus

dalam keadaan terpisah (disosiasi) terlebih dulu

Disosiasi tidak terjadi pada seluruh molekul DNA ada beberapa lokasi terbentuk gelembung replikasi.

Page 29: Met as.nukleat 2011

TAHAPAN REPLIKASI

Protein inisiator

Helikase, swivel, unwinding molecul

& topoisomerase/gira

seSSBs

Primase/RNA polimerase

DNA polimerase III

DNA polimerase I & ligase

Page 30: Met as.nukleat 2011

Protein inisiator : heliks ganda sedikit membuka. Enzim helikase: meneruskan pembukaan heliks

ganda SSBs: molekul protein spesifik yang menstabilkan

rantai tunggal DNA Sintesis DNA pada proses replikasi diawali

dengan pembentukan primer RNA oleh primase. Deoksiribonukleotida pertama akan terikat pada

C-3 dari primer RNA deoksiribonukleotida kedua dan seterusnya akan masuk dengan cara yang sama sesuai dg DNA cetakan, sehingga terjadi pemanjangan rantai (polimerisasi) dikatalisis oleh enzim DNA polimerase III.

Rantai DNA yang baru, sebagian disintesis dalam bentuk rantai yang tidak terputus (leading strand)

Page 31: Met as.nukleat 2011

Sebagian berbentuk fragmen kecil dg ± 1.000 nukleotida: fragmen Okazaki (terikat primer RNA).

DNA polimerase I: pelepasan primer RNA

DNA ligase: menyambung fragmen-fragmen yang telah terbentuk.

Rantai DNA baru yang terbentuk: lagging strand.

Page 32: Met as.nukleat 2011

REPLIKASI DNA

Page 33: Met as.nukleat 2011

RNA

RNA (Ribonucleic acid) merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA polimer yang lebih pendek dibandingkan DNA.

Sebagian besar ditemukan di sitoplasma & ribosom.

Struktur RNA pita tunggal. Bisa terdapat bagian yang komplementer dan antiparalel sehingga bagian tersebut membentuk heliks.

Tiap pita RNA merupakan polinukleotida yang tersusun atas banyak ribonukleotida gula ribosa, basa nitrogen, dan asam fosfat.

Page 34: Met as.nukleat 2011

RNA

Basa nitrogen: purin (adenin dan guanin), serta pirimidin (sitosin dan urasil). ΣC ≠ ΣG, ΣA ≠ ΣU

RNA berperan penting dalam sintesis protein.

Jenis; mRNA, tRNA, rRNA

Page 35: Met as.nukleat 2011

MRNA Disintesis dari cetakan DNA di nukleus urutan

basanya komplementer (berpasangan) dengan urutan basa rantai DNA cetakan.

Berbentuk pita tunggal linier mRNA bertindak sebagai pola cetakan pembentuk

polipeptida. Panjang mRNA berhubungan dengan panjang rantai

polipeptida yang akan disusun. Urutan asam amino yang menyusun rantai polipeptida

itu sesuai dengan urutan kodon yang terdapat di dalam molekul mRNA yang bersangkutan.

Fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA di inti sel menuju ke ribosom di sitoplasma.

mRNA ini dibentuk bila diperlukan dan jika tugasnya selesai akan dihancurkan dalam sitoplasma

Page 36: Met as.nukleat 2011

mRNA Eukariota matang: Pada ujung 5’ terdapat

topi 7-metil guanosintrifosfat (7-mGTP) untuk tempat pengenalan bagi ribosom

Pada ujung 3’ digabungkan dengan polimer dari adenilat yang berjumlah 20-250 nukleotida (ekor poli A) mempertahankan stabilitas intraseluler mRNA

Tidak punya intron

Page 37: Met as.nukleat 2011

TRNA

Dibentuk di nukleus sitoplasma. Rantai tunggal , tdd 70-90 nukleotida dengan

BM 25.000. Berbentuk seperti daun semanggi Bertindak sebagai penerjemah kodon dari

mRNA. Fungsi lain tRNA adalah mengikat asam-asam

amino di sitoplasma yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom.

Jumlah 20 macam

Page 38: Met as.nukleat 2011

TRNA Bagian tRNA yang

berhubungan dengan kodon dinamakan antikodon berikatan dengan mRNA.

Lengkung TѱC berikatan dengan ribosom

Lengkung DHU pengenalan dengan enzym amino asil tRNA transferase

Page 39: Met as.nukleat 2011

RRNA

• Dibuat di nukleus ribosom• Bersama protein membentuk 30-46% dari

ribosom• Paling banyak (70-80 % RNA) & paling stabil. • Fungsi: sebagai mesin perakit dalam sintesis

protein yang bergerak satu arah sepanjang mRNA.

• Eukariota: ribosom subunit kecil (40S): rRNA 18S ribosom subunit besar (60S): rRNA 5S; 5,8S; 28S

• Prokariota: ribosom subunit besar (50S): rRNA 23S dan 5S ribosom subunit kecil (30S): rRNA 16S

Page 40: Met as.nukleat 2011

PERBEDAAN DNA & RNADNA RNA

Struktur rantai panjang, ganda, dan berpilin

berbentuk rantai pendek dan tunggal

Letak nukleus, mitokondria, kloroplas, sentriol

nukleus, ribosom, sitoplasma

Fungsi penurunan sifat dan penyusunan protein

penyusunan protein.

Jumlah kadar DNA tidak dipengaruhi oleh aktivitas penyusunan protein tetap

kadar RNA dipengaruhi oleh aktivitas penyusunan protein berubah

basa nitrogen purin (A dan G) dan pirimidin (T dan C)

purin (A & G) dan pirimidin (U & C)

Jumlah basa Purin = pirimidin Purin ≠ pirimidin

gula ribosa deoksiribosa ribosa

Page 41: Met as.nukleat 2011