DNA (Deoxyribonucleic Acid)

DNA (Deoxyribonucleic Acid)

Agita Raka Pratiwi (101810301013)

Maulida Eka Rista (091810301031)

Desy Kartika (091810301020)

DNA (Asam Deoksiribonukleat)DNA (Asam Deoksiribonukleat)

• Is a polynucleotide produced by polimerization of deoxyribonucleotides (Devlin, 1997)

Komponen DNAKomponen DNA

• DNA adalah molekul besar yang tersusun dari rantai panjang sub-unit

• Sub-unit DNA berupa Nukleotida• Setiap Nukleotida terdiri dari :

Sebuah Gula yang disebut Deoxyribosa

Sebuah gugus pospat –PO4

Sebuah basa nitrogen

Gula DeoxyribosaGula Deoxyribosa

Gula deoxyribosa merupakan gula pentosa yang tersusun dari 5 atom karbon

Gugus Phospat (PO4)Gugus Phospat (PO4)

Phosphate groups which are negatively charged and give DNA molecules a negative charge.

Basa NitrogenBasa Nitrogen

Basa nitrogen terdiri dari basa purin dan pirimidin

Basa purin terdiri dari :

HH

Basa NitrogenBasa Nitrogen

• Basa pirimidin terdiri dari :

HH

Basa NitrogenBasa Nitrogen

• Basa nitrogen pada nukleotida selalu berpasangan

Adenine Thymine

Cytosine Guanine

Basa Adenin berpasangan dengan timin

Basa citosin berpasangan guanin

Basa NitrogenBasa Nitrogen

Nukleotida Nukleotida

Deoxyribosa , gugus phospat dan basa nitrogen bergabung membentuk suatu nukleotida

OH

DNADNA

A molecule of DNA is formed by millions of nucleotides joined together in a long chain

The double helix consists of:-2 sugar-phosphate backbones- nitrogenous bases toward the interior of the molecule

Struktur DNA Double Helix

Struktur DNA Double HelixStruktur DNA Double Helix

Sugar-Phospat Backbone

Nitrogen Base Ladder’s rungs

METABOLISME DNAMETABOLISME DNA

Metabolisme DNAMetabolisme DNA

• Highly coordinated DNA activity in which many multienzyme systems (metabolic pathways)

• Metabolisme DNA : • Replikasi DNA• Repair DNA• DNA rekombinan

REPLIKASI DNAREPLIKASI DNA

Siklus SelSiklus Sel

Replikasi (penggandaan) DNA

merupakan proses dimana DNA

ditiru untuk membentuk DNA baru

yang sama kode genetiknya.

Selama penggandaan, rantai DNA

terbuka (karena ikatan hidrogen

lemah terputus), sehingga ikatan

antar basa dalam struktur molekul

DNA terputus. Proses ini terjadi

dalam inti sel.

Hipotesis tipe dari Replikasi DNAHipotesis tipe dari Replikasi DNA

Mekanisme Replikasi DNAMekanisme Replikasi DNA

Replikasi molekul DNA dimulai pada tempat- tempat khusus yang

disebut pangkal replikasi (origin of replication) → titik Ori• Titik Ori adalah runtunan basa yang menjadi tanda (signal) bagi

Polimerase DNA untuk memulai replikasi

• Hanya DNA yang mempunyai titik Ori yang dapat bereplikasi

1. Inisiasi : (dimulai dari titik Ori)

Heliks ganda DNA (merah) dibuka menjadi dua untai tunggal oleh

enzim helikase dengan bantuan topoisomerase yang mengurangi

tegangan untai DNA.

Untaian DNA tunggal dilekati oleh protein-protein pengikat

untaian tunggal untuk mencegahnya membentuk heliks ganda

kembali.

2. Elongasi : Sintesis untai DNA baru oleh DNA polimerase

Primase membentuk oligonukleotida RNA yang disebut primer (5)

dan molekul DNA polimerase melekat pada seuntai tunggal DNA

dan bergerak sepanjang untai tersebut memperpanjang primer,

membentuk untaian tunggal DNA baru yang disebut leading

strand dan lagging strand

DNA polimerase yang membentuk lagging strand harus

mensintesis segmen-segmen polinukleotida diskontinu

(disebut fragmen Okazaki (7))

leading strand is synthesized continuously (in the same direction as the replication fork)

lagging strand is synthesized discontinuously creating Okazaki fragments

3. Terminasi :

Enzim DNA ligase kemudian menyambungkan potongan-

potongan lagging strand tersebut.

Prokariotik (Bakteri)Prokariotik (Bakteri) Memiliki 1 sisi origin (kebanyakan dalam A-T) Kromoson prokariotik berbentuk molekul sirkular dari DNA Enzim yang berperan dalam metabolisme :

DNA polimerase I Aktivitas eksonuklease 5’→3’.

DNA polimerase II Berperan dalam DNA repair (tidak berpartisipasi dalam replikasi

DNA polimerase III Enzim utama yang mereplikasi DNA

Prokariotik (Bakteri)Prokariotik (Bakteri)

EukariotikEukariotik• Kromosom eukariotik mempunyai banyak pangkal replikasi (titik

Ori).

• Kromoson eukaryotik berbentuk molekul linear dari DNA

• Enzim yang digunakan dalam metabolisme DNA :

RNA polimerase :DNA polimerase α/Primase Terlibat dalam proses inisiasi

DNA polimerase β Berperan dalam DNA repair (tidak berpartisipasi dalam replikasi

DNA polimerase γ Enzim yang mereplikasi DNA dari mitokondria

DNA polimerase δ Membentuk untaian tunggal DNA baru

DNA polimerase ε Menggantikan RNA polimerase δ Dalam sintesis lagging strand

Perbedaan enzimPerbedaan enzim

REPAIR DNAREPAIR DNA

Repair DNARepair DNA

• Mekanisme perbaikan DNA yang mengalami kerusakan atau kesalahan yang diakibatkan oleh proses metabolisme yang tidak normal, radiasi sinar UV, radiasi Ion, radiasi dengan bahan kimia atau karena adanya kesalahan dalam replikasi DNA.

Repair DNARepair DNA

• DNA repair dikelompokkan menjadi 3 cara:- Damage reversal: langsung digantikan- Damage removal: dihilangkan- Damage tolerance: mentoleransi kesalahan

Damage reversalDamage reversal

• Cara mudah untuk memperbaiki DNA. Enzim yang mereparasi tidak perlu memotong DNA tetapi hanya menggantikan saja.

Damage removalDamage removal

Lebih kompleks dari damage reversal.

Ada 3 macam damage removal : Base excision Nucleotide excision Mismatch repair

Base Excision (Pemotongan Basa)Base Excision (Pemotongan Basa)

• Basa-basa DNA dapat dirusak melalui deamination atau alkylation.  Tempat kerusakan basa tersebut disebut dengan "abasic site" atau "AP site".

• Hanya 1 basa yang rusak dan digantikan dengan yang lain.

Base Excision (Pemotongan Basa)Base Excision (Pemotongan Basa)

Nucleotide Excision (Pemotongan Nukleotida) Nucleotide Excision (Pemotongan Nukleotida) • Memotong pada bagian atau salah 

satu  segmen DNA, dari DNA yang  mengalami kerusakan.

Nucleotide excision (Pemotongan nukleotida)Nucleotide excision (Pemotongan nukleotida)

Mismatch Repair (Perbaikan yang tidak berpasangan) Mismatch Repair (Perbaikan yang tidak berpasangan) • Memperbaiki kesalahan-kesalahan

yang terjadi ketika DNA disalin.• Untuk memperbaiki basa yang tidak

berpasangan harus diketahui pasangan basa mana yang salah

Damage ToleranceDamage Tolerance

• Dilakukan bila kesalahan tidak dapat diperbaiki sehingga kesalahan terpaksa ditoleransi dan yang terpotong adalah kedua strand.

DNA REKOMBINANDNA REKOMBINAN

DNA RekombinanDNA Rekombinan

• Rekombinan adalah proses penyusunan kembali material genetik dengan cara menggabungkan atau memecah bagian molekul DNA yang sama atau berbeda.

• Bertujuan untuk mendapatkan keberagaman genetik (Delvin,1997)

DNA RekombinanDNA Rekombinan

• Macam-macam DNA rekombinan homologous genetic

recombination conservative site (site – specific

recombination) transpositional site

(transposition)

Homolog RecombinationHomolog Recombination

• Pertukaran antara sepasang molekul DNA, biasanya terdiri dari dua kopian varian dari kromosom yang sama atau dua segmen DNA berasal dari molekul DNA yang sama.

Site-Specifics RecombinationSite-Specifics Recombination

• Salah satu jenis homolog rekombinasi tetapi dibatasi pada sekuen yang spesifik atau pada rantai DNA yang spesifik.

• membutuhkan DNA homolog yang pendek

• Menggunakan enzim rekombinase

Transposition RecombinationTransposition Recombination

SELESAI