topik 3 genetika.pdf

Upload: syara-fina

Post on 08-Jul-2018

229 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    1/14

     

    FKUI 2015 SOLID 

    ILMU BIOMEDIK DASAR

    “ If you want to go fast, go alone. If you want to go far, go

    together.”  

    –  African Proverb.

    “ You can.”  

    Valdi Ven Japranata 

    Quality Control

    Indriana Hikmatul M.

    Rumaisha Hasnah

    Diadikma Belarosa

    Missy Savira

    Arief Ramadhan T.

    Tentir

    Genetika dan

    Sintesis Protein

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    2/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 2

    DEOXYRIBOSE NUCLEIC ACID (DNA) SEBAGAI

    UNIT PEWARISAN SIFAT 

    PENDAHULUAN  – APA ITU DNA?

    Seorang anak mewarisi sifat-sifat yang diturunkan oleh ayah dan ibu

    mereka. Contoh sifat yang diwarisi oleh kedua orang tua kita seperti bentuk

    tubuh, warna kulit tubuh dan warna rambut, bahkan beberapa penyakit pun

    dapat diwarisi. Semacam sifat tersebut (trait ) diwarisi dari satu generasi ke

    generasi berikutnya melalui molekul yang disebut dengan Deoxyribose Nucleic

     Acid (DNA), atau bisa disebut dengan Asam Deoksiribosa Nukleat (ADN). DNA

    mengandung informasi genetik seluruh tubuh makhluk hidup.

    Pada sub-bagian ini, kita akan membahas lebih dalam mengenai DNA.

    Mulai dari bagaimana struktur DNA yang ditemukan oleh Watson-Crick  pada

    abad ke-20, bagaimana perbedaan DNA yang terdapat pada sel Prokariot dan sel

    Eukariot , bagaimana penggandaan molekul DNA hingga bagaimana peran DNAdalam sintesis protein sebagai mekanisme dalam menghasilkan produk genetik

    fungsional.

    STRUKTUR DNA

    Molekul DNA berbentuk untai ganda (double-stranded ) 

    dan berpilin (helix ). Jumlah DNA pada sel cenderung tetap

    karena DNA mengandung seluruh informasi genetika

    seluruh tubuh organisme dan bereplikasi hanya saat

    mitosis/meiosis. DNA adalah blue-print of organism.

    Secara molekular, molekul DNA tersusun atas 3 komponen

    utama: (1)  gugus fosfat, (2) gugus gula  dan (3)  basa

    nitrogen. Gugus gula  yang terdapat pada molekul DNA

    merupakan jenis gula deoksiribosa, yaitu gula ribosa yang

    kehilangan satu atom oksigen pada salah satu

    atom karbonnya. Basa nitrogen yang terdapat

    dalam molekul DNA terdiri atas Basa Purin dan

    Basa Pirimidin. Basa Purin  terdiri atas Adenin 

    dan Guanin. Basa Pirimidin  yang terdapat

    dalam molekul DNA terdiri atas Timin  danSitosin. Basa Purin  dan Basa Pirimidin  saling

    terikat berpasangan dengan ikatan hidrogen.

    Adenin berpasangan dengan Timin dan Guanin

    berpasanngan dengan Sitosin. Disamping itu,

    antar basa saling berpasangan dengan menggunakan ikatan hidrogen. Antara

    basa Adenin dengan basa Timin dihubungkan dengan 2 buah ikatan hidrogen,

    sedangkan antara Guanin dengan Sitosin saling dihubungkan dengan 3 buah

    ikatan hidrogen. Dengan demikian, ikatan hidrogen antara Guanin dengan

    Sitosin lebih kuat daripada Adenin dengan Guanin.

    ANTARA PROKARIOT DAN EUKARIOT

    Karakter Prokariot Eukariot

    Letak DNANukleoid (tidak diselubungi

    membran inti)

    Nukleus (diselubungi

    membran inti)

    Bentuk DNA

    Nonsirkuler (fungsi

    metabolik); sirkuler

    (karakter unik)

    Nonsirkuler (di

    nucleus); sirkuler (di

    mitokondria &

    plastida)

    Replikasi danTranskripsi DNA

    Di sitoplasma Di nukleus

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    3/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 3

    Replikasi DNA: Mekanisme Kompleks Penggandaan DNA

    Mekanisme yang mampu memperbanyak jumlah molekul DNA disebut

    dengan replikasi DNA. Mekanisme replikasi DNA berjalan dari arah 5’ menuju

    arah 3’. Pada proses replkkasi DNA, terdapat beberapa enzim yang terlibat

    seperti DNA  Polimerase, Enzim  Helikase, Enzim  Topoisomerase  Enzim  Single-Strain Binding (SSB) dan Enzim DNA Ligase.

    1. 

    Enzim DNA Polimerase  mengatalisis pembentukan strain DNA baru.

    2. 

    Enzim Helikase Membuka untai ganda DNA sehingga proses replikasi

    dapat berlangsung.

    3. 

    Enzim Topoisomerase  Menstabilkan untai DNA saat proses replikasi

    berlangsung.

    4. 

    Enzim Single-Strain Binding  (SSB)   Mencegah untai DNA bergabung

    kembali saat replikasi berlangsung.

    5. 

    Enzim DNA Ligase Menyatukan fragmen DNA

    Sebelum replikasi DNA dimulai, enzim helikase  menginisiasi dengan

    membuka heliks untai-ganda DNA menjadi untai tunggal agar proses replikasi

    dapat berlangsung. Enzim Topoisomerase mengendalikan tegangan untai DNA

    sedangkan Enzim  Single-Strain Binding  Protein  mencegah agar untai tunggal

    DNA tidak bersatu kembali membentuk heliks untai-ganda. Setelah itu, enzim

    DNA Polimerase  mengkatalisis pembentukan pasangan nukleotida untuk

    membentuk untai baru.

    Enzim DNA Polimerase berjalan dari arah 5’   3’ dan 3’   5’ pada

    garpu replikasi. DNA Polimerase yang bergerak pada 5’  3’ akan membentuk

    leading strand   sedangkan DNA Polimerase yang bergerak pada 3’   5’ akan

    membentuk lagging strand . Disebut leading strand  karena untai yang terbentuk

    bersambung (continue), sedangkan disebut lagging strand   karena untai yang

    terbentuk patah-patah yang kemudian disatukan oleh Enzim DNA Ligase 

    menjadi untai yang bersambung. Setiap fragmen DNA yang terbentuk disebut

    dengan fragmen Okazaki.

    Mekanisme replikasi DNA pada umumnya terjadi pada saat fase Sintesis

    (S), Interfase Siklus Sel. Hal ini dilakukan oleh sel untuk menggandakan jumlah

    DNA sebelum memasuki tahap pembelahan sel.

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    4/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 4

    GEN: SEKUENS PENGHANTAR INFORMASI

    GENETIK

    PENDAHULUAN  – MENGENAL LEBIH DEKAT GEN

    Secara molekukar, gen  dapat didefinisikan sebagai sekuens asam

    nukleat yang mengandung informasi genetik yang dibutuhkan untuk

    menghasilkan produk gen yang fungsional.

    STRUKTUR GEN

    Gambar 1 Gen Sel Eukariot

    Struktur Gen pada sel eukariotik (contohnya pada manusia) meliputi

    Enhancer, Promoter, Ekson  dan Intron. Enhancer  termasuk kedalam unsurkontrol (control element ) yang merupakan segemen DNA bukan pengode yang

    membantu meregulasi transkripsi. Promoter  merupakan bagian gen tempat

    inisiasi pertama kali terjadinya proses transkripsi. Intron  merupakan segmen

    yang tidak mengandung informasi genetik. Exon  merupakan segmen yang

    mengandung informasi genetik yang dibutuhkan untuk menghasilkan produk

    genetik fungsional.

    Gambar 2 Regulasi Ekspresi Gen 

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    5/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 5

    EKSPRESI GEN

    Seluruh sel didalam tubuh kita memiliki gen yang sama. Sebagai contoh,

    walaupun antara sel pipi dengan sel otot jantung berbeda jauh namun pada

    dasarnya kandungan genetik mereka sama karena berasal dari individu sama.

    Yang menyebabkan perbedaan antara sel pipi dengan sel otot jantung selamaperkembangan adalah karena gen pada sel primitif mengekspresikan hanya

    fragmen gen yang sesuai dengan letak dan fungsi sel tersebut kemudian.

    Mekanisme demikian disebut dengan ekspresi gen. Karena sel otot jantung akan

    berada di jantung, maka gen yang diekspresikan hanyalah fragmen gen yang

    mengandung informasi mengenai sel otot jantung. Begitupula dengan sel pipi,

    maka gen yang diekspresikan hanyalah fragmen DNA yang mengandung

    informasi mengenai sel pipi.

    Pada regulasi ekspresi gen, sel membutuhkan persinyalan eksternal

    yang mampu menginduksi ekspresi gen. Setelah persinyalan eksternal diterima

    oleh sel, maka fragmen gen yang sesuai akan ditranskripsikan menghasilkan

    mRNA untuk kemudian ditranslasikan menghasilkan produk gen fungsional yangdiinginkan.

    Daftar Pustaka

    1. 

    Lodish. Molecular Cell Biology. 5 th ed.

    2. 

    Reece JB et al. Biology. 9th ed. USA: Benjamin Cummings; 2011

    KROMOSOM

    STRUKTUR KROMOSOM

    1. 

    DNA

    2. 

    Protein histon, ada 2 :a.

     

    Protein histon ekstranukleosom

    b. 

    Protein histon intranukleosom

    3. 

    Lengan p

    4. 

    Sentromer

    5. 

    Lengan q

    6. 

    Ujung lengan (telomer)

    Sumber :

    http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/chromosome (dengan sedikit

    perubahan)

      Kromosom homolog → dua kromosom berpasangan yang memiliki

    bentuk dan ukuran yang sama serta membawa gen yang mempengaruhi

    sifat yang sama

      Kromatid → 2 kromosom yang identik (hasil replikasi), memiliki 2 lengan

    TIPE KROMOSOM, BERDASAR LETAK SENTROMER :

    1. 

    Metasentrik → sentromer tepat di tengah

    2. 

    Submetasentrik → kedua lengan tidak sama panjang

    3.  Akrosentrik → sentromer terletak pada subterminal, punya satelit

    http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/chromosomehttp://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/chromosomehttp://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/chromosome

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    6/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 6

    Sumber : http://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozom 

    KARIOTIPE 

    Kariotipe → keseluruhan kromosom pada tubuh manusia. Kariotipe : 22 pasang

    autosom + 1 pasang gonosomGenom → keseluruhan kromosom pada sel gamet manusia (1/2 kariotipe).

    Gonosom : 22 buah autosom + 1 buah gonosom

    Gambar : pengelompokan kromosom berdasar tipe

    [http://www.contexo.info/DNA_Basics/chromosomes.htm]

    PEMERIKSAAN KROMOSOM

    Dilakukan untuk mendeteksi adanya kelainan pada kromosom

    1. 

    Amniosentesis

    Pengambilan sampel sel janin dan cairan di sekitarnya dengan penembusan

    ke uterus ibu hamil pada minggu ke 14 sampai minggu ke 16 perkembangan.

    2. 

    Sampel villi korion

    Pengambilan sampel jaringan janin dengan menginsersi kateter melalui

    vagina menuju uterus. Dilakukan pada trimester pertama masa kehamilan.

    Sampel dikultur dan dibiarkan agar sel-sel bermitosis, kemudian barulah sel-sel

    tersebut dicuplik untuk pemeriksaan kromosom.

    Daftar pustaka

    1. 

    Campbell, NA. et. al. Biology. Eighth edition. Pearson Benjamin Cummings :San Fransisco; 2008

    2. 

    Sloane, Ethel. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula; alih bahasa, James

    Veldman; editor edisi Bahasa Indonesia, Palupi Widyastuti. Jakarta : EGC.

    2003

    3. 

    Martini FH, Nath JL, Bartholomew EF. Fundamentals of Anatomy and

    Physiology. Ninth edition. San Fransisco : Pearson Education; 2012

    4. 

    http://cyberbridge.mcb.harvard.edu/mitosis_2.html 

    5. 

    http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/chromosome 

    6. 

    http://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozom 

    7. 

    http://www.contexo.info/DNA_Basics/chromosomes.htm 

    http://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozomhttp://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozomhttp://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozomhttp://cyberbridge.mcb.harvard.edu/mitosis_2.htmlhttp://cyberbridge.mcb.harvard.edu/mitosis_2.htmlhttp://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/chromosomehttp://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/chromosomehttp://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozomhttp://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozomhttp://www.contexo.info/DNA_Basics/chromosomes.htmhttp://www.contexo.info/DNA_Basics/chromosomes.htmhttp://www.contexo.info/DNA_Basics/chromosomes.htmhttp://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozomhttp://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/chromosomehttp://cyberbridge.mcb.harvard.edu/mitosis_2.htmlhttp://www.evrimagaci.org/sozluk/metasentrik-kromozom

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    7/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 7

    HEREDITAS

    HUKUM MENDEL

    1. 

    Law of Segregation (Hukum I Mendel)

    Pada saat pembentukan gamet, setiap alel akan berpisah daripasangannya, dan akan berakhir pada gamet yang berbeda.

    2. 

    Law of Independent Assortment (Hukum II Mendel)

    Saat pembentukan gamet, tiap alel secara bebas berpasangan dengan alel

    lainnya dari gen berbeda.

    Alel adalah versi alternative dari gen yang bertanggung jawab atas variasi pada

    gen. Misal gen warna bunga memiliki variasi alel warna bunga merah dan alel

    warna bunga putih. Sifat pada alel :

    1. 

    Dominan : sifat yang kuat sehinga dapat menutupi sifat lain

    Terjadi saat kondisi gen homozigot dominan dan heterozigot (gabungan

    alel dominan-resesif)

    2. 

    Resesif   : sifat yang lemah sehingga dapat tertutupi sifat lain

    Hanya terjadi saat gen homozigot resesif

    Alel yang telah berpasangan pada pembentukan gamet akan membentuk

    genotip, yaitu kombinasi alel-alel pada gen suatu individu yang diturunkan.

    Kemudian genotip tersebut akan diekpresikan menjadi fenotip yang dapat

    diamati dan dipengaruhi oleh lingkungan.

    Beberapa tes dapat dilakukan untuk menguji kebenaran sifat :

    1.  Testcross  : Persilangan dengan homozigot resesif untuk

    menentukan genotip suatu sifat

    2.  Backcross  : Persilangan dengan salah satu parental untuk

    membuktikan bahwa fenotip yang sama belum tentu memiliki genotip

    yang sama

    3. 

    Persilangan resiprok  : Persilangan antar individu beda kelamin untuk

    membuktikan bahwa setiap individu (tanpa mempedulikan jenis

    kelamin) memiliki peluang yang sama untuk menurunkan s ifat.

    HUKUM NON MENDELSuatu penurunan dianggap mengikuti hukum non-mendel karena terdapat

    kontribusi yang tidak sama antara ayah dan ibu. Contoh:

    1. 

    Imprinting   inaktivasi alel yang dibawa dari ayah ( paternal imprinting)

    atau dari ibu (maternal imprinting). Jika  paternal imprinting yang terjadi,

    alel yang diekspresikan hanya dari ibu, juga sebaliknya.2.

      Cytoplasmic determinant     distribusi faktor-faktor sitoplasmik tidak

    merata pada saat perkembangan zigot. Ketika zigot membelah, faktor-

    faktor ini tidak terdistribusi merata ke sel anakan sehingga mempengaruhi

    gen yang terekspresi perbedaan fenotip

    3. 

    Mitochondria/chloroplast inheritance  hanya bersumber dari ibu. Ayah

    tidak berkontribusi dalam pewarisan sifat ini.

    POLA-POLA PENURUNAN

    A. 

    Penurunan Dominan

    Penurunan dominan mengindikasikan bahwa suatu sifat dapat terlihat bila

    genotipnya adalah homozigot dominan atau heterozigot karena mereka

    menutupi sifat resesif. Terdapat 3 jenis dominansi :

    1. 

    Dominasi Penuh  : Sifat dominan secara penuh menutupi sifat

    resesif.

    2. 

    Dominasi Komplementer  : Sifat dominan akan berinteraksi dengan sifat

    resesif membentuk sifat campuran, pada genotif heterozigot.

    3. 

    Dominasi Kodominan  : Sifat masing-masing alel dapat muncul secara

    independen misalnya pada golongan darah AB yang terdiri dari alel IA dan

    IB 

    B. 

    Penurunan Resesif

    Penurunan resesif adalah kebalikan dari penurunan dominan, dimana suatu

    sifat hanya dapat terlihat saat genotip bersifat homozigot resesif.

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    8/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 8

    C. 

    Penurunan Autosom

    Penurunan autosom berarti penurunan sifat yang gennya terletak pada

    kromosom tubuh. Kemungkinan kemunculan sifat autosom antara laki-laki

    dan perempuan sama besar. Terdapat 2 jenis yaitu

    1. 

    Dominan (e.g : kerdil, brancidactili)

    Penurunan dominan memiliki ciri :a.

     

    Jika salah satu parental memiliki sifat tersebut, pasti paling tidak

    terdapat 1 filial yang memiliki sifat tersebut

    b. 

    Sifat muncul jika genotip bersifat homozigot dominan atau

    heterozigot

    c. 

    Lebih sering terjadi dibanding penurunan autosom resesif

    d. 

    Pada beberapa kasus terdapat yang bersifat letal misalnya

    branchidactili

    2. 

    Resesif  (e.g : albino dan polidaktili)

    Apabila penurunan bersifat resesif maka

    a. 

    Jika kedua parental memiliki sifat tersebut, seluruh filial memilikisifat tersebut

    b. 

    Jika salah satu parental memiliki sifat, sedang yang lain tidak, maka

    kemungkinan filial menderita 0% (parental homozigot dominan) atau

    50% (parental heterozigot)

    c. 

    Hanya terjadi pada genotip homozigot resesif

    d. 

    Umumnya terdapat generasi yang tidak mempunyai sifat tersebut,

    karena kemungkinan/perbandingannya kecil

    e. 

    Yang bersifat heterogen tidak menunjukan sifat tersebut hanya saja

    ia bertindak sebagai carrier

    D. 

    Penurunan Gonosom - Terangkai SeksPenurunan terangkai kromosom seks (gonosom) berarti sifat tersebut antara

    berada di

    1. 

    Kromosom X

    a. 

    Dominan

    Hampir sama dengan pola penurunan autosom dominan, hanya saja

    sifat ini hanya berada pada kromosom X. Ciri-ciri lainnya adalah

      Ayah (XY) memiliki sifat tersebut maka semua anak perempuannya

     juga memiliki namun anak laki-lakinya tidak

      Jika Ibu memiliki sifat tersebut, semua anaknya (ibu homozigot

    dominan) atau separuh anak (ibu heterozigot) memiliki sifattersebut

      Contoh : anenamel (gigi tak beremail)

    b. 

    Resesif

    Ciri-ciri pada pola penurunan ini adalah

     

    Lebih umum terjadi pada laki-laki, karena beberapa bersifat letal

    pada wanita misal haemofilia

      Jika ibu memiliki sifat tersebut, seluruh anak laki-lakinya memiliki

    sifat tsb.

      Jika Ibu merupakan carrier maka separuh anak laki-lakinya memiliki

    sifat tsb.  Jika Ayah memiliki sifat tersebut, maka anak perempuannya pasti

    carier atau penderita tergantung genotip ibu

    2. 

    Kromosom Y (laki-laki)

    Karena hanya tertaur pada kromosom Y maka penderitanya hanyalah laki-

    laki. Setiap parental yang memiliki sifat ini maka filialnya juga pasti

    memiliki, begitu pula sebaliknya.

    e.g : retinis pigmentosa (ketiadaan pigmen mata kebutaan)

    E.  Penurunan Alel Ganda

    Alel ganda atau multiple allele adalah gen dimana memiliki lebih dari 2 variasialel. Meskipun demikian, organisme diploid hanya dapat membawa 2 alel

    dari berbagai variasi alel tersebut. Contohnya adalah sistem penggolongan

    darah ABO (3 alel IA, IB, i)

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    9/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 9

    F. 

    Penurunan Poligen

    Suatu sifat yang diturunkan, dipengaruhi gen-gen pada lokus berbeda,

    sehingga mereka berkesempatan yang sama untuk mengatur sifat tersebut.

    e.g : warna kulit

    G. 

    Multifaktor

    Sifat pada suatu individu muncul karena kombinasi dari faktor genetik

    dan factor lingkungan yang meliputi kondisi sekitar maupun asupan

    nutrisi. Contohnya adalah : warna bunga hydrangea (dipengaruhi gen

    dan pH tanah) dan juga warna kulit (dipengaruhi sinar matahari dangen)

    Daftar Pustaka

    1. 

    Reece JB et al. Biology. 9th

     ed. USA: Benjamin Cummings; 2011 

    SINTESIS PROTEIN 

    TENTANG PROTEIN

      Protein  adalah makromolekul yang tersusun dari asam amino (monomer)

    yang membentuk rantai polipeptida (polimer)  yang memiliki strukturtertentu.

      Struktur ini terutama disebabkan oleh interaksi antara asam amino dalam

    rantai polipeptida yang sama/berbeda.

      Fungsinya paling penting dalam tubuh karena bervariasi (struktural, enzim,

    hormon, persinyalan, transpor, dll.)

      Bagian tertentu dari protein yang mempunyai fungsi tertentu disebut

    domain 

      Protein dikodekan oleh gen  (segmen dari DNA) yang kemudian ditranskrip

    menjadi mRNA yang kemudian ditranslasi menjadi protein central dogma 

    -------------------------------------------------------------------------------------------------

    ISTILAH PENTING

      DNA template (antisense)   rantai DNA yang menjadi cetakan dalah

    pembuatan mRNA 

     

    DNA sense rantai DNA yang urutannya sama dengan mRNA 

     

    Kodon triplet basa pada mRNA yang mengodekan asam amino tertentu    Antikodon triplet basa pada tRNA yang berkomplemen (berpasangan)

    dengan mRNA saat translasi protein di ribosom 

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    10/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 10

    Ilustrasi sederhana:

    Berikut ini adalah rantai DNA:

    Jika rantai DNA tersebut ditranskripsi menjadi mRNA seperti di bawah ini:

    Berarti rantai bagian atas dari DNA tersebut adalah antisense dan rantai bagian

    bawah dari DNA tersebut adalah sense. 

    Setiap triplet basa dari mRNA adalah kodon  dan triplet basa yang

    berkomplemen dengannya adalah antikodon (pada tRNA).

    A C C A A A C C G A G U

    Jenis-jenis RNA (Ribonucleic Acid )

    1.  Mesengger RNA / ARN duta (mRNA) RNA yang digunakan untuk pola

    cetakan sintesis protein

    2. 

    Ribosomal RNA/ ARN ribosom (rRNA)  RNA yang bergabung dengan

    protein membentuk organel ribosom

    3. 

    Transfer RNA / ARN transfer (tRNA)  Antikodon tertentu bergabung

    dengan asam amino tertentu dan menggabungkan asam amino tersebut

    dengan asam amino lain sehingga tersusun polipeptida. Ujung-ujung

    tRNA adalah penempelan asam amino dan antikcodon.

    PROSES SINTESIS PROTEIN

    Proses sintesis protein dari DNA

    meliputi:

    1. 

    Transkripsi

    2. 

    mRNA Processing3.

     

    Translasi

    4. 

    Modifikasi Post-Translasi (not

    shown in pic below ) 

    1. 

    Transkripsi (terjadi di nukleus) 

    Proses-proses dalam transkripsi:

    (1)  Insiasi:  penempelan RNA polimerase di promoter (pada DNA);

    pembukaan rantai DNA

    (2) 

    Elongasi: RNA polimerase bergerak maju dari arah 5’   3’,

    menambahkan monomer RNA yang berpasangan dengan DNA antisense 

    (3) 

    Terminasi: adanya sinyal dari DNA (basa dengan urutan tertentu)

    menyebabkan RNA polimerase terlepas dari DNA

    DNA

    mRNA

    Antisense

    Sense

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    11/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 11

    2.  mRNA processing (terjadi di nukleus)

    Terdapat penambahan 5’-cap (GTP) di ujung 5’ dan poly-A di ujung 3’ mRNA.

    Fungsinya: (1) memfasilitasi mRNA keluar nukleus; (2) pelindung dari

    degradasi; (3) fasilitasi penempelan dengan ribosom.

    Kemudian, terjadi splicing  (pembuangan intron dan penggabungan ekson)

    menggunakan splisosom (semacam enzim, gabungan protein dan molekulRNA kecil)

      Intron: Segmen yang tidak ditranslasi dan terletak diantara ekson. secara

    bertahap intron ini akan dibuang dari transkrip.

      Ekson: Urutan basa yang digunakan untuk menyandi protein.

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    12/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 12

    3. 

    Translasi 

    Proses translasi protein:

    1. 

    Inisiasi   mRNA menempel pada ribosom; scanning  pencarian kodon

    start “AUG” (metionin) 

    2. 

    Elongasi penerjemahan kodon setelah kodon start menjadi rantai

    asam amino

    3. 

    Terminasi proses pencarian kodon stop (“UAA, UAG, UGA”); ribosom,mRNA, tRNA, dan polipeptida lepas

    tRNA yang tidak membawa asam amino akan berikatan dengan asam

    amino sesuai dengan triplet basa yang dimilikinya dengan bantuan

    enzim aminoasil-tRNA-sintetase

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    13/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 13

    4. 

    Modifikasi Post-Translasi

    Dapat berupa pelipatan protein ( protein folding)  karena interaksi gugus-

    gugus asam amino yang ada di rantai polipeptida sama/berbeda.

    Empat tingkat struktur protein:

      Struktur primer. Urutan asam amino pada rantai polipeptida 

      Struktur sekunder. Ikatan hidrogen antara rantai polipeptida yang sama

    membentuk α-helix dan antara polipeptida yang berbeda membentuk β-

    pleated sheet 

     

    Struktur tersier. Interaksi lebih lanjut (seperti gaya van der Waals, jembatan disulfida) membentuk struktur 3D 

      Sturktur kuartener. Gabungan struktur tersier protein 

    Dapat pula berupa penambahan/penghilangan gugus-gugus tertentu pada

    rantai protein, beberapa di antaranya:

      Metilasi, yaitu penambahan gugus metil (-CH3)

      Asetilasi, yaitu penambahan gugus asetil (-COCH3)

     

    Glikosilasi, yaitu penambahan karbohidrat

      Penghilangan asam amino metionin

    Terdapat 20 jenis asam amino yang dikodekan oleh triplet basa mRNA (kodon)

    tertentu. Karena terdapat 4 jenis basa nitrogen (A, G, T, dan C), terdapat

    kombinasi sebanyak = 4 x 4 x 4 = 64 kombinasi kodon. Oleh karena jenis asam

    amino < kombinasi triplet, satu asam amino dapat dikodekan oleh lebih dari satu

    triplet.

  • 8/19/2019 Topik 3 Genetika.pdf

    14/14

    GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

    FKUI 2015 SOLID 14

    Tabel di atas adalah kode triplet mRNA dengan asam amino yang dibawanya.

    Contoh:

    mRNA: 5’ – AUG GGU UUU UAG – 3’ 

    Polipeptida yang ditranslasi: Met  –  Gly  –  Phe (karena UAG = “stop” tidak

    perlu ditulis)

    Latihan:

    Cobalah Anda mentranslasikan mRNA berikut ini:

    mRNA: 5’ – AUG GCU UAA AAA – 3’ 

    Polipeptida yang ditranslasi: ? (spoiler  jawaban di halaman berikutnya)

     Jawaban:

    Polipeptida yang ditranslasi: Met – Ala

    Karena UAA adalah kodon “stop”, translasi berhenti sampai kodon tersebut dan

    tidak dilanjutkan ke kodon berikutnya.

    GARIS BESAR SINTESIS PROTEIN:

    1. 

    DNA di dalam nukleus sebagai cetakan awal

    2. 

    Transkripsi menghasilkan mRNA dan

    dimodifikasi sebelum keluar dari pori

    nukleus

    3. 

    mRNA mengandung triplet kodon

    4. 

    mRNA lalu bergerak melewati sitoplasma

    menuju ribosom untuk ditranslasi

    5. 

    tRNA dengan antikodonnya membawa

    asam amino menuju ribosom dan berikatan

    dengan mRNA

    6. 

    Pasangan antikodon dan kodon terbentuk

    7. 

    Rantai polipeptida tersusun di ribosom

    8. 

    tRNA meninggalkan ribosom dan

    bergabung dengan asam amino lain

    Sumber:

    Gerard J Tortora, Principles of Anatomy and Physiology

    OpenStax College, Biology.

    Alexander Kelvyn, PPT IBD

    Campbell, Biology.

    tomy and Physiology