ASAM NUKLEATKELOMPOK 6Anggota :Fitri Ramadhani(1310411014)Arika sari(1310411016)Indra(1310411035)Yani Meutia Hanifa(1310411056)

Mekanisme Biosintesis Nukleotida Purin

Mekanisme Biosintesis Nukleotida Pirimidin

Mekanisme Replikasi DNA dengan enzim-enzimnyaDi dalam sel (in vivo) replikasi DNA melibatkan beberapa enzim dan protein spesifik : 1. DNA helikase : membuka rantai DNA, menghasilkan 2 rantai DNA yang membentang 5 3 (lagging strand) dan 3 5 (leading strand). Kedua rantai DNA distabilkan oleh single strand binding protein(SSB) single strand DNA menjadi lurus dan tidak membengkok yang penting untuk kerja enzim yang mensintesis untai DNA baru.

2. DNA polimerase :

mensintesis untai DNA baru dengan melekatnya dNTP ke ujung OH 3 primer atau nascent DNA membentuk ikatan diester fosfat antara hidroksil 3 polinukleotida yang sudah terbentuk (nascent DNA) dengan fosfat 5 nukleotida yang diinkorporasikan DNA polimerase mensintesis untai baru dari 5 3 dan membaca template dari 3 5.

Sintesis DNA pada lagging strand berlangsung melawan arah pembukaan DNA dilakukan dengan membuat segmen-segmen DNA 5 3 menggunakan primer RNA disebut fragmen Okazaki. (Primer RNA disintesis oleh enzim primase) Fragmen-fragmen Okazaki dihubungkan oleh DNA ligase sehingga terbentuk DNA baru yang komplementer dengan DNA template (lagging strand).

Jelaskan mekanisme transkipsi lengkap dengan enzim-enzimnya

Prinsip pada TranskripsiSelain mekanisme dasar yg hampir sama, pada eukariot dan prokariot keduanya memiliki prinsip sama pada proses transkripsinya:Prekursor untuk sintesis RNA ada 4 macam: 5-trifosfat ATP, GTP, CTP, dan UTP ( g ada thymine pada RNA)Reaksi polimerisasi atau pemanjangan RNA sama ama replikasi DNA yaitu dengan arah 5 -> 3Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA templateUntai DNA yang berperan sebagai cetakan hanya salah satu untaiHasil transkripsi berupa RNA untai tunggal

Mekanisme Sintesis Protein

Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida yang diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel, sitoplasma dan ribosom. Sintesis protein terdiri dari 3 tahapan besar yaitu: 1. Transkripsi. DNA membuka menjadi 2 rantai terpisah. Karena mRNA berantai tunggal, maka salah satu rantai DNA ditranskripsi (dicopy). Rantai yang ditranskripsi dinamakan DNA sense atau template dan kode genetik yang dikode disebut kodogen. Sedangkan yang tidak ditranskripsi disebut DNA antisense/komplementer. RNA Polimerase membuka pilinan rantai DNA dan memasukkan nukleotida-nukleotida untuk berpasangan dengan DNA sense sehingga terbentuklah rantai mRNA. Contoh transkripsi:

2. Translasi mRNA / RNAd yang sudah terbentuk keluar dari anak inti sel menuju rRNA. Disana mRNA masuk ke rRNA / RNAr diikuti oleh tRNA / RNAt. Ketika antikodon pada tRNA cocok dengan kodon mRNA kemudian rantai bergeser ke tengah. Kodon mRNA berikutnya dicocokkan dengan tRNA kemudian asam amino yang pertama berikatan dengan asam amino kedua. tRNA pertama keluar dari rRNA. Proses ini berlangsung hingga kodon stop, ribosom subunit besar dan kecil terpisah, mRNA dan tRNA keluar dari ribosom. Kodon stop : UAA,UAG, UGA

1. Inisiasi (permulaan) Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut sebagai promoter. Suatu promoter menentukan di mana transkripsi dimulai, juga menentukan yang mana dari kedua rantai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan. 2. Elongasi (pemanjangan) Saat RNA bergerak di sepanjang DNA, RNA membuka rantai heliks ganda DNA dengan bantuan enzim polimerase, sehingga terbentuklah molekul RNA yang akan lepas dari cetakan DNA-nya. 3. Terminasi (pengakhiran) Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator. Terminator yang ditranskripsi merupakan suatu urutan RNA yang berfungsi sebagai kodon terminasi (kode stop) yang sesungguhnya. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada akhir kodon terminasi, yaitu ketika polimerase mencapai titik terminasi sambil melepas RNA dan DNA. Sebaliknya, pada sel eukariotik polimerase terus melewati sinyal terminasi, suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA. Pada titik yang jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida, mRNA ini dipotong hingga terlepas dari enzim tersebut. Sejumlah ATP diperlukan untuk membuat RNA polimerase mulai bergerak dari ujung 3 (ujung karboksil) berkas templat ke arah ujung 5 (ujung amino). RNA yang terbentuk dengan demikian berarah 5 3. Pergerakan RNA polimerase akan berhenti apabila ia menemui urutan basa yang sesuai dengan kodon berhenti. Setelah proses selesai, RNA polimerase akan lepas dari DNA.

Jelaskan mekanisme hipotesis operon (sintesis protein mengalami induktif & pengaturannya)

Gen-gen pada satu operon akan diekspresikan secara bersamaan melalui inisiasi transkripsi pada promotor yang sama dan berakhir pada terminator yang sama. Pada operon laktosa terdapat tiga gen yaitu lac-Z, lac- Y, dan Lac A, yang masing-masing memberi kode -galaktosidase permease, dan transasetilase. Gen-gen yang berada pada satu operon mempunyai hubungan fungsi dalam metabolisme Pengaturan ekspresi operon laktosa dilakukan oleh suatu protein regulator yang akan berinteraksi dengan promotor. Protein regulator tersebut akan menentukan inisiasi translasi yang dilakukan oleh transkriptase. Protein pengatur dihasilkan oleh gen regulator, yaitu gen yang produk ekspresinya berperan mengatur ekspresi gen lain. Dalam kasus operon laktosa terdapat dua gen regulator yaitu gen lac-i dan gen crp. Gen Lac i berhubungan dengan kehadiran laktosa, sedangkan gen crp berhubungan dengan kehadiran glukosa. Gen yang diatur tersebut dinamakan gen struktural, sebagai contoh gen lac Z, Lac Y, dan Lac A pada operon laktosa. Jadi gen regulator berperan mengatur ekspresi gen struktural. Gen Lac-i akan menghasilkan suatu polipeptida, yang kemudian setiap empat polipeptida akan membentuk satu molekul protein tetramer yang berperan sebagai regulator. Dalam proses regulasi protein tetramer ini akan menempel pada suatu wilayah promotor yang disebut operator. Penempelan itu terjadi karena ada kecocokan tertentu antara runtunan basa operator dengan protein regulator. Akibat adanya protein regulator yang menempati wilayah operator maka transkriptase tidak dapat melakukan inisiasi translasi, sehingga gen-gen yang terdapat di belakang promotor menjadi tidak terekspresi. Protein regulator seperti di atas bersifat menghalangi atau menekan terjadinya transkripsi, maka disebut inhibitor Lawan sifat dari represor disebut aktivator, yaitu yang bersifat mendorong terjadinya ekspresi gen. Kehadiran laktosa pada media tumbuh akan mendorong terjadinya ekspresi operon laktosa atau terjadi sintesis -galaktosidase. Berarti kehadiran laktosa harus mampu melepaskan protein regulator dari promotor agar terjadi ekspresi gen lac-Z, untuk menghasilkan -galaktosidase. Dalam sistem regulasi ini laktosa yang diambil oleh bakteri dapat berinteraksi dengan protein regulator dan asosiasi yang akan mengubah konfigurasi molekul protein regulator. Perubahan konfigurasi pada protein represor menyebabkan protein tersebut menjadi tidak mampu berasosiasi dengan operator. Dengan tidak adanya inhibitor pada promotor maka transkriptase menjadi tidak terhalang untuk melakukan inisiasi transkripsi dan terjadi ekspresi gen-gen pada operon laktosa.

Selain oleh kehadiran laktosa ekspresi operon Lac juga diatur oleh keberadaan glukosa. Bila bakteri telah mengkonversi laktosa menjadi glukosa, dan bila kuantitas glukosa sudah mencukupi maka -galaktosidase harus dihentikan sintesisnya. Regulasi oleh glukosa ini disebut represi katabolit atau represi glukosa. Proses regulasi ini melibatkan tiga komponen yaitu glukosa, cAMP (cyclic AMP), dan CAP (protein aktivator/ represor). CAP merupakan protein yang berperan mengaktifkan enzim transkriptase, protein ini disandikan oleh gen regulator crp Asosisasi antara CAP dengan transkriptase menyebabkan transkriptase menjadi aktif dan mampu mengkatalisis proses transkripsi; tanpa CAP transkriptase menjadi tidak aktif. Glukosa mengatur aktivitas CAP melalui pengaturan cAMP. Antara CAP dan cAMP dapat terbentuk asosiasi, dan asosiasi ini akan menyebabkan CAP aktifberperan sebagai aktivator; CAP yang terbebas dari cAMP tidak dapat berperan sebagai aktivator. Kuantitas cAMP berbanding terbalik dengan kuantitas glukosa. Saat glukosa di dalam sel berjumlah kecil cAMP ditemukan berada dalam jumlah yang besar, dan bila kuantitas glukosa dalam sel meningkat maka cAMP akan menurun. Dalam keadaan kuantitas rendah cAMP tidak dapat berasosiasi dengan CAP, akibatnya CAP tidak dapat menjadi aktivator. Jadi pada saat glukosa rendah cAMP berada dalam jumlah besar dan membentuk asosiasi cAMP-CAP yang berperan menjadi aktivator enzim transkriptase, sehingga terjadi transkripsi operon laktosa. Ketika glukosa meningkat sampai jumlah tertentu cAMP menurun sehingga tidak terbentuk asosiasi cAMP-CAP, dan CAP tidak dapat berperan sebagai aktivator dan transkripsi operon laktosa tidak berlangsung. Pada kenyataannya regulasi oleh laktosa dan glukosa atau oleh lac-i dan Crp berjalan secara simultan. Protein inhibitor dan aktivator bekerja secara bersamaan dalam mempengaruhi kerja transkriptase. Pada Tabel diperlihatkan hasil kombinasi kerja antara kedua gen tersebut. Terlihat bahwa galaktosidase akan disintesis hanya pada kondisi kehadiran laktosa dan tidak ada glukosa.

Jelaskan aplikasi penyakit yang berhubungan dengan DNA

1. Huntington Huntingtonmerupakan suatu penyakit karena terjadi degenerasi sistem saraf yang cepat dan tidak dapat balik. Penderita menggelengkan kepala pada satu arah.Huntingtondisebabkan oleh alel dominan (H). Oleh karena itu, dengan satu alel H saja semua individu yang heterozigot akan mendapatkanHuntington. Individu normal mempunyai alel resesif (hh).2. Polidaktili Polydactyly ialah terdapatnya jari tambahan pada satu atau kedua tangan / kaki. Tempat jari tambahan itu berbeda - beda , ada yang terdapat dekat ibu jari dan ada pula yang terdapat dari jari kelingking.3. Anemia sel sabit Penyakit anemia sel sabit disebabkan oleh substitusi suatu asam amino tunggal dalam protein hemoglobin berisi sel sel darah merah. Ketika kandungan oksigen darah individu yang diserang, dalam keadaan rendah (misalnya pada saat berada ditempat yang tinggi atau pada wktu mengalami ketegangan fisik), hemoglobin sel sabit akan mengubah bentuk sel sel darah merah menjadi bentuk sabit. Individu yang menderita anemia sel sabit disimbolkan dengan ss. Sedangkan individu normal memiliki genotipe SS dan karier anemia sel sabit disimbolkan dengan Ss.4. Albino Kata albino berasal dari albus yang berarti putih.Kelainan terjadi karena tubuh tidak mampu membentuk enzim yang diperlukan untuk merubah asam amino tirosin menjadi beta-3,4-dihidroksipheylalanin untuk selanjutnya diubah menjadi pigmen melanin. Pembentukan enzim yang mengubah tirosin menjadi melanin, ditentukan oleh gen dominan A, sehingga orang normal mempunyai genotipe AA atau Aa, dan albino aa.

5. Phenylketonuria Phenylketonuria merupakan suatu penyakit keturunan yang disebabkan oleh ketidakberesan metabolisme, dimana penderita tidak mampu melakukan metabolisme fenilalanin dengan normal. Asam amino ini merupakan bahan untuk mensintesis protein, tirosin dan melanin. Sebagian fenilalanin diubah menjadi fenil piruvat. Gejala penyakit ditandai dengan bertimbunnya asam amino dalam darah yang banyak terbuang melalui urin, mental terbelakang (IQ 30), rambut putih, mata kebiruan (produksi melanin kurang baik), bentuk tubuh khas seperti orang psychotic, gerakan menyentak nyentak dan bau tubuh apak. Bayi yang menderita phenylketonuria mengandung kadar fenilalanin yang tinggi di dalam darah dan jaringan, karena tidak memiliki enzim phenylalanin hidroxylase, yang mengubah fenilalanin menjadi tirosin. Asam phenylpiruvatpun meningkat, diekskresi melalui urin dan keringat, sehingga tubuh berbau apak. Kadar fenilalanin yang tinggi dapat merusak otak bayi, dan mundurnya kejiwaan setelah berumur 6 tahun. Penderita mempunyai genotip phph (homozigot resesif). Orang normal mempunyai genotip PhPh (homozigot dominan) dan Phph (heterozigot).c)X-linkedresesif.

6. Hemofilia Hemofilia merupakan gangguan koagulasi herediter yang paling sering dijumpai. Hemofilia disebabkan oleh mutasi gen faktor VIII atau faktor IX sehingga dapat dikelompokkan menjadi hemofilia A dan hemofilia B. Kedua gen tersebut terletak pada kromosom X, sehingga termasuk penyakit resesif terkait X, yang disebabkan karena tidak adanya protein tertentu yang diperlukan untuk penggumpalan darah, atau kalaupun ada kadarnya rendah sekali. Umumnya luka pada orang normal akan menutup (darah akan membeku) dalam waktu 5 7 menit. Tetapi pada penderita hemofilia, darah akan membeku 50 menit sampai 2 jam, sehingga mudah menyebabkan kematian karena kehilangan terlalu banyak darah. Perempuan yang homozigot resesif untuk gen ini merupakan penderita (XhXh), sedangkan perempuan yang heterozigot (XhXH) pembekuan darahnya normal namun ia hanya berperan sebagai pembawa / carier. Seorang laki laki penderita hanya mempunyai satu genotip yaitu (XhY).