dna dan rna
-
Upload
dewiayuprtw -
Category
Documents
-
view
67 -
download
6
Transcript of dna dan rna
BIOTEKNOLOGI BIOTEKNOLOGI PERIKANANPERIKANAN
Struktur Struktur SelSel, , DNADNA dan dan RNARNA Replikasi Replikasi DNADNA dan dan Sintesis Sintesis
ProteinProtein
Sri Dwi Hastuti, S.Pi, M.AquaSri Dwi Hastuti, S.Pi, M.Aqua
NucleusNucleus (Inti sel)(Inti sel)
• Setiap sel makhluk hidup mempunyai Setiap sel makhluk hidup mempunyai nucleus (inti sel) dimana didalamnya nucleus (inti sel) dimana didalamnya terdapat nucleoplasmaterdapat nucleoplasma
• Nucleus berperan dalam:Nucleus berperan dalam:1.1. Menyimpan informasi genetikMenyimpan informasi genetik
2.2. Duplikasi DNADuplikasi DNA
3.3. TranskripsiTranskripsi dalam sintesis protein dalam sintesis protein
• Dalam nucleoplasma terdapat Dalam nucleoplasma terdapat chromosomes (chromatin pada saat chromosomes (chromatin pada saat pembelahan sel) yang strukturnya pembelahan sel) yang strukturnya sebagian besar terdiri dari DNA dan sebagian besar terdiri dari DNA dan proteinprotein
• Dalam nucleus juga terdapat nucleoli Dalam nucleus juga terdapat nucleoli (anak inti) yang aktif dalam sintesis (anak inti) yang aktif dalam sintesis protein. Nucleoli dalam suatu sel protein. Nucleoli dalam suatu sel dapat berjumlah satu atau lebih.dapat berjumlah satu atau lebih.
• Nucleoli berperan dalam sintesis dan Nucleoli berperan dalam sintesis dan penyusunan molekul RNA dan penyusunan molekul RNA dan pembentukan sejumlah besar protein pembentukan sejumlah besar protein ribosom sebelum ditransfer ke ribosom sebelum ditransfer ke sitoplasma.sitoplasma.
Nucleic Acids (Asam Nucleic Acids (Asam nukleat)nukleat)
• Dalam tubuh setiap makhluk hidup Dalam tubuh setiap makhluk hidup mengandung asam nukleat. mengandung asam nukleat.
• Merupakan makromolekul.Merupakan makromolekul.
• Bentuknya bisa berupa DNA Bentuknya bisa berupa DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid)acid)
• Beberapa organisme bersel tunggal seperti Beberapa organisme bersel tunggal seperti virus tubuhnya hanya terdiri dari DNA atau virus tubuhnya hanya terdiri dari DNA atau RNA sajaRNA saja
DNA - “Kode Kehidupan”DNA - “Kode Kehidupan”
• DNA mempunyai cetakan untuk DNA mempunyai cetakan untuk membangun individu makhluk hidupmembangun individu makhluk hidup
• Kode genetik bersifat universalKode genetik bersifat universal
Struktur Materi Hereditas Struktur Materi Hereditas
• Percobaan pada tahun Percobaan pada tahun 1950an menunjukkan 1950an menunjukkan bahwa DNA membawa bahwa DNA membawa sifat hereditassifat hereditas
• Pada 1953 – Watson dan Pada 1953 – Watson dan Crick menemukan bahwa Crick menemukan bahwa sturktur DNA adalah sturktur DNA adalah suatru rantai gandasuatru rantai ganda
DNADNA• DNA merupakan penyimpan utama dari material genetic DNA merupakan penyimpan utama dari material genetic
(informasi genetik).(informasi genetik).
• DNA merupakan suatu polymer (polynucleotides) dimana 1 unit DNA merupakan suatu polymer (polynucleotides) dimana 1 unit (monomer) dari DNA adalah nucleotides. (monomer) dari DNA adalah nucleotides.
• Urutan nukleotida di sepanjang DNA berperan sebagai sandi Urutan nukleotida di sepanjang DNA berperan sebagai sandi untuk menyampaikan semua informasi yang diperlukan untuk untuk menyampaikan semua informasi yang diperlukan untuk memerintahkan sel agar membuat segala sesuatu yang memerintahkan sel agar membuat segala sesuatu yang diperlukan bagi kehidupandiperlukan bagi kehidupan
• Setiap nucleotide tdd:Setiap nucleotide tdd:
- Basa nitrogen purine (adenine, guanine) atau pyrimidine - Basa nitrogen purine (adenine, guanine) atau pyrimidine (cytosine, thymine)(cytosine, thymine)
- deoxyribose sugar (gula deoksiribosa)- deoxyribose sugar (gula deoksiribosa)
- 1,2 or 3 phosphate groups.- 1,2 or 3 phosphate groups.
Struktur DNA (Watson dan Struktur DNA (Watson dan Crick)Crick)
• Struktur DNA adalah double helix ( rantai Struktur DNA adalah double helix ( rantai ganda), dengan rangkanya yang terdiri dari ganda), dengan rangkanya yang terdiri dari deoxyribose—phosphate—deoxyribose—deoxyribose—phosphate—deoxyribose—phosphate—phosphate—
• Terdapat ikatan hidrogen diatara rantai yang Terdapat ikatan hidrogen diatara rantai yang saling berhadapansaling berhadapan
• Basa Purine dan pyrimide yang terikat Basa Purine dan pyrimide yang terikat kepada gula deoxyribose, dapat berputar kepada gula deoxyribose, dapat berputar bebas. DNA membentuk pasangan basa yang bebas. DNA membentuk pasangan basa yang spesifik A-T(2 H-bonds), G-C (3 H-bonds).spesifik A-T(2 H-bonds), G-C (3 H-bonds).
• Kedua rantai DNA saling berhadapan disebut Kedua rantai DNA saling berhadapan disebut antiparallelantiparallel
RNARNA• Struktur rantai tunggal, namun cukup kompleksStruktur rantai tunggal, namun cukup kompleks• Struktur pembentuk rantai sama seperti DNA Struktur pembentuk rantai sama seperti DNA
yaitu terdiri dari ribose, phosphatase, basa purin yaitu terdiri dari ribose, phosphatase, basa purin (A,G) dan pyrimidine (C, U)(A,G) dan pyrimidine (C, U)
• Types of RNA:Types of RNA:-messenger RNA berperan membawa kode genetik -messenger RNA berperan membawa kode genetik
dalam sequencing asam aminodalam sequencing asam amino-transfer RNA berperan dalam identifikasi dan -transfer RNA berperan dalam identifikasi dan
transfer asama amino ke ribosomtransfer asama amino ke ribosom-ribosomal RNA berperan merupakan bagian dari -ribosomal RNA berperan merupakan bagian dari
ribosom yang berfungsi dalam pembentukan ribosom yang berfungsi dalam pembentukan protein(polypeptide)protein(polypeptide)
PerbedaanPerbedaan DNA RNA
Letak Sebagian besar di nukleus, sedikit di mitochondria dan kloroplast
Dalam sitoplasma, nucleolus dan kromosom
Pyrimidine bases CytosineThymine
CytosineUrasil
Purine bases AdenineGuanine
AdenineGuanine
Pentose deoxyribose ribose
Hydrolizing enzyme
Deoxyribonuclease (DNase)
Ribonuclease (RNase)
Peranan Genetic information
Synthesis of proteins
Genes dan molekul DNAGenes dan molekul DNA
• Suatu gen merupakan Suatu gen merupakan suatu urutan basa suatu urutan basa yang menempati yang menempati suatu lokasi spesifik suatu lokasi spesifik pada molekul DNApada molekul DNA
• Gen ini mengontrol Gen ini mengontrol sifat khusus dengan sifat khusus dengan membuat suatu membuat suatu protein khusus dalam protein khusus dalam jumlah tertentujumlah tertentu
Fig. 13.4, p. 202-3
3’5’
growing RNA transcript
5’
3’ 5’
3’
direction of transcription
RNA polymerase
sugar-phosphate backbone of one strand of nucleotides in a DNA double helix
sugar-phosphate backbone of the other strand of nucleotides
part of the sequence of base pairs in DNA
transcribed DNA winds up again
DNA to be transcribed unwinds
newly forming RNA transcript
the DNA template at the assembly site
• DNA terdiri dari dua rantai nukleotida yang DNA terdiri dari dua rantai nukleotida yang
saling berikatan karena adanya ikatan saling berikatan karena adanya ikatan
hidrogenhidrogen
• Ikatan hidrogen antara dua rantai tersebut Ikatan hidrogen antara dua rantai tersebut
mudah sekali terputusmudah sekali terputus
• Setiap rantai tunggal kemudian berperan Setiap rantai tunggal kemudian berperan
sebagai cetakan untuk pembentukan rantai sebagai cetakan untuk pembentukan rantai
barubaru
DNA diduplikasi oleh DNA diduplikasi oleh Enzyme:Enzyme:• enzyme DNA polymerase melepaskan enzyme DNA polymerase melepaskan
ikatan rantai DNA, menangkap nukleotida ikatan rantai DNA, menangkap nukleotida bebas, memasangkan dengan nkleotida bebas, memasangkan dengan nkleotida baru yang sesuai dan membentuk ikatan baru yang sesuai dan membentuk ikatan yang baruyang baru
• enzymes lain mengoreksi setiap enzymes lain mengoreksi setiap kesalahan untuk memastikan tidak ada kesalahan untuk memastikan tidak ada kesalahan sedikitpunkesalahan sedikitpun
Fig. 12.9, p. 196
old
new
old
old
Replikasi DNA berlangsung selama mitosis dan meiosis, untuk membuat sel baru
What makes a whale a What makes a whale a whale?whale?
• Proteins:Proteins:
• Organisms adalah Organisms adalah unik karena keunikan unik karena keunikan protein masing-protein masing-masing dan …masing dan …
• Bagaimana protein Bagaimana protein tersebut diorganisasi tersebut diorganisasi selama pertumbuhanselama pertumbuhan
ProteinProtein
• Merupakan suatu rantai asam amino Merupakan suatu rantai asam amino yang dibentuk oleh elemen C, H, N, O.yang dibentuk oleh elemen C, H, N, O.
• Terdapat 20 jenis Asam aminoTerdapat 20 jenis Asam amino
• Rantai asam amino kemudian bergabung Rantai asam amino kemudian bergabung dan berlipat-lipat menjadi bentuk tiga dan berlipat-lipat menjadi bentuk tiga dimensidimensi
Bagaimana DNA mengontrol Bagaimana DNA mengontrol perkembangan suatu perkembangan suatu organisme?organisme?• DNA membedakan DNA membedakan
karakteristik suatu karakteristik suatu organisme karena organisme karena perbedaan urutan perbedaan urutan asam amino dalam asam amino dalam semua protein semua protein yang terdapat yang terdapat pada organisme pada organisme tersebuttersebut
GENETIC CODEGENETIC CODE
• Setiap asam amino (20 amino acids) diwakili Setiap asam amino (20 amino acids) diwakili oleh tiga basa yang disebut dengan kodonoleh tiga basa yang disebut dengan kodon
• Setiap kodon mengkodekan satu jenis asam Setiap kodon mengkodekan satu jenis asam aminoamino
• Urutan basa akan menentukan urutan asam Urutan basa akan menentukan urutan asam amino dalam proteinamino dalam protein
• Pembentukan protein berlangsung dalam Pembentukan protein berlangsung dalam suatu tahapan proses yang disebut dengan suatu tahapan proses yang disebut dengan sintesis proteinsintesis protein
Tahap 1: TranskripsiTahap 1: Transkripsi
• DNA dipisahkan dengan rantai DNA dipisahkan dengan rantai pasangannya dan messenger RNA pasangannya dan messenger RNA mengkopi kode genetikmengkopi kode genetik
Transkripsi GenTranskripsi Gen
transcribed DNA winds up again
DNA to be transcribed unwinds
mRNAtranscript
RNA polymerase
Tahap 2- Pemotongan RNATahap 2- Pemotongan RNA
• RNA dipotongRNA dipotong
• Introns (Non- coding sequences) Introns (Non- coding sequences) dibuangdibuang
• Exons (Expressed sequences) tetap Exons (Expressed sequences) tetap dibiarkandibiarkan
Fig. 13.5, p. 203
unit of transcription in a DNA strand
exon intron
mature mRNA transcript
poly-A tail
5’
5’ 3’
3’
snipped out snipped out
exon exonintron
cap
transcription into pre-mRNA
3’ 5’
Tahap 3 :Tahap 3 :
• Messenger RNA mengambil kode Messenger RNA mengambil kode tersebut dan menuju ke ribosom di tersebut dan menuju ke ribosom di sitoplasmasitoplasma
• Transfer RNA mengambil asamTransfer RNA mengambil asam
amino tertentu dan menuju amino tertentu dan menuju
ribosomribosom
Tahap 4 :TranslationTahap 4 :Translation
• Di dalam ribosom, kode tersebut Di dalam ribosom, kode tersebut dibaca dan ditranslasikan ke dalam dibaca dan ditranslasikan ke dalam bentuk suatu urutan asam aminobentuk suatu urutan asam amino
• Rantai asam amino akan melipat-Rantai asam amino akan melipat-lipat dan bergabung menyatu lipat dan bergabung menyatu membentuk protein akhirmembentuk protein akhir
Fig. 13.14, p. 210
TRANSCRIPTION Unwinding of gene regions of a DNA molecule
Pre mRNA Transcript Processing
mRNA rRNA tRNA
TRANSLATION
FINAL PROTEINDestined for use in cell or for transport
Convergence of RNAs
Synthesis of a polypetide chain at binding sites for mRNA and tRNA on the surface of an intact ribosome
Cytoplasmic pools of amino acids, tRNAs, and ribosomal subunits
Mature mRNA transcripts
protein subunits
ribosomal subunits
mature tRNA
Sintesis ProteinSintesis Protein
• Instruksi pada DNA ditranskripsi (dituliskan Instruksi pada DNA ditranskripsi (dituliskan kembali) dalam bentuk serupa kemudian kembali) dalam bentuk serupa kemudian ditranslasi (diubah) menjadi bahasa protein.ditranslasi (diubah) menjadi bahasa protein.
• Pertama2 pesan ditranskripsi menjadi jenis Pertama2 pesan ditranskripsi menjadi jenis molekul lain yang dikenal sebagai RNA kurir molekul lain yang dikenal sebagai RNA kurir (mRNA). Secara kimiawi mRNA sangat serupa (mRNA). Secara kimiawi mRNA sangat serupa dengan DNA, molekul ini juga dapat dengan DNA, molekul ini juga dapat mengenali basa pada untaian DNA dan mengenali basa pada untaian DNA dan melalui proses pengenalan mRNA bekerja melalui proses pengenalan mRNA bekerja menyalin gen yang dibentuk. menyalin gen yang dibentuk.
Sintesis ProteinSintesis Protein
• Proses mentranslasi instruksi pada mRNA Proses mentranslasi instruksi pada mRNA menjadi btk protein kemudian dapat dimulai. menjadi btk protein kemudian dapat dimulai.
• Urutan basa pada molekl mRNA menentukan Urutan basa pada molekl mRNA menentukan urutan asam amino pada protein.urutan asam amino pada protein.
• Kata-kata pada bahasa mRNA terdiri atas Kata-kata pada bahasa mRNA terdiri atas kelompok2 tiga basa berurutan, disebut kodon. kelompok2 tiga basa berurutan, disebut kodon. Setiap kodon menyampaikan perintah kepada Setiap kodon menyampaikan perintah kepada mesin selular yang mensintesis protein bahwa mesin selular yang mensintesis protein bahwa asam amino tertentu hrs digabungkan menjadi asam amino tertentu hrs digabungkan menjadi protein pada tempat tertentu protein pada tempat tertentu
Sintesis ProteinSintesis Protein
Translasi mRNA melibatkan puluhan jenis Translasi mRNA melibatkan puluhan jenis molekul, diantaranya (rRNA dan tRNA). Keduanya molekul, diantaranya (rRNA dan tRNA). Keduanya tidak membawa kode genetik, tetapi membantu tidak membawa kode genetik, tetapi membantu sel membaca informasi yang terkandung pada sel membaca informasi yang terkandung pada mRNA. Sekali mRNA dibuat, molekul ini mRNA. Sekali mRNA dibuat, molekul ini meninggalkan inti sel dan masuk tubuh utama meninggalkan inti sel dan masuk tubuh utama sel. Disini struktur globular yang dikenal dengan sel. Disini struktur globular yang dikenal dengan nama Ribosom melekat pada mRNA tersebut. nama Ribosom melekat pada mRNA tersebut. Pada ribosom terdapat rRNA.Sekali Ribosom Pada ribosom terdapat rRNA.Sekali Ribosom berikatan dengan mRNA, tRNA menjalankan berikatan dengan mRNA, tRNA menjalankan tugasnya. Terdapat berbagai jenis tRNA dan tugasnya. Terdapat berbagai jenis tRNA dan masing2 mampu mengenali golongan tertentu masing2 mampu mengenali golongan tertentu dari ketiga basa (kodon) pada mRNA. Setiap jenis dari ketiga basa (kodon) pada mRNA. Setiap jenis tRNA membawa hanya satu jenis asam amino tRNA membawa hanya satu jenis asam amino tertentutertentu
Sintesis ProteinSintesis Protein
• Setelah sel selesai menyusun suatu rantai Setelah sel selesai menyusun suatu rantai asam amino, rantai ini mulai melipat dirinya asam amino, rantai ini mulai melipat dirinya sendiri. Bentuk umum protein adalah rantai sendiri. Bentuk umum protein adalah rantai berputar dan melekuk membentuk struktur berputar dan melekuk membentuk struktur tiga dimensi yang kompleks. Pelipatan ini tiga dimensi yang kompleks. Pelipatan ini diatur oleh tenaga kimia.diatur oleh tenaga kimia.
• Bentuk akhir molekul protein ditentukan Bentuk akhir molekul protein ditentukan oleh urutan asam amino yang menyusun oleh urutan asam amino yang menyusun protein tersebut.protein tersebut.