Post on 20-Jan-2016
Mochammad Hatta@2013
GENETIK BAKTERI
Prof. Dr. Mochammad Hatta, Ph.D., SpMK (K)
Bagian Mirobiologi,Fakultas Kedokteran
Universitas HasanuddinMakassar
Mochammad Hatta@2013
Genetik dan biologi molekular bakteri
Tujuan umum :1. Menjelaskan organisasi dan ekspresi dari informasi genetik mencakup struktur kromosom
dan replikasi DNA bakteri2. Menjelaskan tentang regulasi
dan proses dari ekspresi gen,
mediator transkripsi DNA dan mutasi
gen bakteri
Mochammad Hatta@2013
Tujuan khusus :
1. Menjelaskan perbedaan struktur sel eukariot dan prokariot
2. Menjelaskan apa yang dimaksud dengan kromosom
3. Menjelaskan struktur kromosom bakteri4. Menjelaskan tentang replikasi kromosom
(replikasi murni dan “semi conservative replication”)
5. Menjelaskan tentang struktur dan fenotip gen bakteri
6. Menjelaskan tentang regulasi dan ekspresi informasi genetik bakteri dan plasmid
7. Menjelaskan tentang prinsip kerja Polymerase Chain Reaction (PCR) dan aplikasinya dalam diagnostik bakteriologis
Mochammad Hatta@2013
Perbedaan struktur sel eukariot dan prokariot :
• Eukariot1. Struktur organel ada2. Ada membran
nukleolus3. Lipid umumnya ada4. Dinding sel tidak ada
5. Ada histon dan
nukleosum
• Prokariot1. Tidak ada2. DNA berhubungan
dengan sitoplasma3. Sangat jarang4. Terdiri dari
peptidoglikan, asam muramat
5. Tidak ada
Mochammad Hatta@2013
KOMPONEN SEL PROKARIOT
MEMBRAN SITOPLASMA
ASAM NUKLEATRIBOSOM
DINDING SEL
MESOSOM
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Perbedaan sel Eukariot dan Prokariot
Mochammad Hatta@2013
Dalam ekspresi fungsi DNA terdiri dari :
1. ReplikasiPenggandaan diri DNA menjadi dua sebagaitahap awal terjadinya proses mitosis sel bakteri
2. Transkripsi Pencetakan mRNA dari DNA untuk melakukan sintesa protein
3. TranslasiPenterjemahan urutan basa RNA menjadi urutan asam amino yang berfungsi sebagai kodon yang menggambarkan pesan/sifat gen sel bakteri
Mochammad Hatta@2013
Proses Replikasi dan transkripsi DNA
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
URUTAN NUKLEOTIDA YANG MENGGAMBARKAN KODON DALAM MENGEKPESI SIFAT SEL BAKTERI
U C A G U UUU
(Phe)UCU(Ser)
UAU(Tyr)
UGU(cys)
C CUU(Leu)
CCU(Pro)
CAU(His)
AGU(Arg)
A AUU ACU AAU AGU
G GUU(Val)
GCU(Ala)
GAU(Asp)
GGU(Gly)
Mochammad Hatta@2013
Penerapan Biologi Molekuler dalam diagnosa
penyakit infeksi
Polymerase Chain Reaction (PCR)
Mochammad Hatta@2013
Polymerase Chain Reaction (PCR)
Teknik untuk menganalisa genom sel dengan menggunakan ensim katalisator sehingga segmen untaian ganda DNA yang jumlahnya sedikit dapat diperbanyak secara linier (Mullis, 1990)
Mochammad Hatta@2013
Prinsip Dasar PCR
• Ektraksi DNA (ensim Proteinase-K)
• Nukleotida (A,T,G,C)• Ensim Taq
polymerase• Pemula DNA (primer)• DNA sampel sel• Diperbanyak sesuai
siklus mesin PCR• Dilihat pada sinar
u.v.
• 3 tahap siklus :• tahap 1 : denaturasi
DNA --- suhu 94o C (2 menit)
• tahap 2 : annealing DNA --- suhu 65o C (3 menit)
• tahap 3: elongasi DNA --- suhu 72oC (2
menit)
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
ACTGCT
TGACGAT
GACGA
Primer
GCT
Taq polymerase+
Nukleotida
G
C
T
.
C
G
A
.
C
G
A
.
.
.
1
23
1
G
C
T
Primer
2
Mochammad Hatta@2013
PCR amplifikasi
Polymerase Chain Reaction
Mochammad Hatta@2013
PCR Thermal Profile
94
72
55
Tem
p °C
Time
1 Cycle
Denaturation
Extension
Primer Annealing
Mochammad Hatta@2013
PCR Amplification Process
5’ 5’
Template DNA
Denaturation andPrimer Annealing
Extension of Primers
Mochammad Hatta@2013
Essential Reagents for PCR
• Template• Primers (18 - 30 nt usual)• dNTPs (dATP, dCTP, dGTP, dTTP)• DNA polymerase (heat stable, e.g.,
Taq)• Mg2+ (1.5 mM common)• Suitable buffer
Mochammad Hatta@2013
Determinants of PCR Efficiency• Primer selection
– Specificity of the reaction– Appropriate annealing temperature
• Magnesium concentration• Quality of template• Inhibitors
– Heme
Mochammad Hatta@2013
Plateau Effect
• Limits PCR product yield to 1-2 mg/100 ml
Cycles
Yield
Mochammad Hatta@2013
Deteksi Salmonella typhi dengan Nested
PCR
Mochammad Hatta@2013
Mochammad Hatta@2013
Kelebihan tehnik PCR
1. Sensitif (dapat mendeteksi bakteri dalam jumlah sedikit)
2. Spesifik (yang dideteksi adalah segmen tertentu dari urutan DNA bakteri).
3. Dapat mendeteksi bakteri yang tidak dapat tumbuh secara in vitro atau dalam waktu lama (M.tbc, M. leprae)
4. Waktu yang diperlukan singkat.
Mochammad Hatta@2013
Kekurangan tehnik PCR
1. Membutuhkan ruangan khusus dan peralatan canggih
2. Membutuhkan tenaga terampil
3. Biaya relatif mahal