GENETIKA MIKROORGANISMEDisusun Oleh:Kelompok 5

EKA NOVIA JULIANA NICO IRAWAN RIRIN AVISKA YUNITA AMRIANA

Progam Studi : S1 FarmasiDosen Pembimbing : Devy Octarina S.Farm.Apt

UNIVERSITAS KADER BANGSA PALEMBANGT.A 2013/2014

GENETIKA MIKROORGANISME

• Kromosom

• DNA

• RNA

• Sintesis Protein

• Mutasi Gen

• Pemindahan materi genetik ( rekombinasi )

KROMOSOM KROMOSOM adalah struktur sel yang

secara fisik membawa informasi (hereditary information) . Kromosom merupakan untaian DNA yang tidak terputus yang disebut sebagai SINGLE CONTINOUS DNA MOLECULE

Didalam kromosom mengandung GEN GEN adalah segmen DNA yang menyandi

produk-produk fungsional dan merupakan suatu genetic determinant yang tugasnya mengawasi atau menentukan sifat-sifat dari suatu makhluk hidup

DNA merupakan pita nukleotida panjang saling melingkar berpasangan (terpilin) membentuk pita untai ganda (double helix). Setiap pita terdiri atas urutan gula dan gugus fosfat, dengan basa nitrogen yang melekat pada setiap gula.

Unit dasar DNA adalah nukleotida, gugus gula deoksiribosa dan fosfat. Nukleotida terdiri dari basa nitrogen purin (adenin dan cytosine) dan basa pirimidin (thymine dan guanine).

Fungsi utama DNA sebagai sumber informasi genetik suatu makhluk hidup dan proses replikasinya dikerjakan sedemikian sempurna sehingga sel anak akan memperoleh informasi genetik yang lengkap sama seperti sel induk sehingga akan terjadi kestabilan genetik di dalam suatu populasi.

DNA

Menjelang terjadinya pembelahan sel, kromosom mengadakan duplikasi atau replikasi sehingga sel keturunannya akan mempunyai kromosom yang sama dengan kromosom sel induknya. (sel anak juga mendapatkan satu set gen yang sama dengan sel induknya)

Saat replikasi, rantai DNA akan memisah dan selanjutnya masing-masing akan membentuk pasangannya sendiri-sendiri. Satu molekul DNA untai ganda induk (parental), diubah menjadi dua molekul anak (daughter) yang identik

Karena basa sepanjang dua pita DNA untai ganda adalah komplementer, maka satu pita dapat bertindak sebagai cetakan untuk memproduksi pita yang lain.

Pada waktu replikasi terjadi, dua pita induk DNA akan saling melepaskan diri dimulai dari satu titik replikasi yang disebut replication fork.

Nukleotida bebas yang ada di dalam sitoplasma sel akan memasangkan diri kepada basa yang terekspos pada satu untai DNA induk. Misal : jika thymine yang ada pada untai asal maka hanya adenine yang cocok untuk menempati pada untai baru, dengan bantuan enzim DNA polymerase

Karena setiap molekul DNA untai ganda baru hasil replikasi mengandung pita asal (conserved strand) dan satu pita baru (new strand) maka proses replikasi ini disebut semiconservative replication

RNA merupakan singkatan dari Ribonukleatid Acid atau Asam ribonukleat. RNA merupakan substansi genetik yang berperan sebagai perantara dalam proses pengkodean protein dari gen yang terdapat di dalam DNA.

RNA mengandung gula ribosa yaitu 2-deoxyribose

Pada RNA kandungan pyrimidine uracil (U) sebagai pengganti thymine

Pada RNA terdapat ribosomal (rRNA), transfer (tRNA), dan messenger (mRNA).

Suatu gen menyandi molekul messenger RNA (mRNA), yang akhirnya menghasilkan pembentukan protein.

Sebagai alternatif, produk dari gen dapat berupa ribosomal RNA(rRNA) atau transfer RNA (tRNA). Semua tipe RNA terlibat dalam proses sintesis proteinrRNA adalah bagian integral dari ribosom dan merupakanmesin seluler untuk sintesis protein.

Sintesis protein diawali dengan proses transkripsi dimana urutan DNA dijadikan mRNA, kemudian informasi yang terdapat di dalam mRNA tersebut ditranslasikanmenjadi urutan asam amino spesifik yang membentuk protein .

Proses transkripsi adalah sintesis untai mRNA dari segmen DNA atau DNA mengkopi diri menghasilkan RNA dengan bantuan enzim RNA polimerase

Informasi yang tersimpan dalam urutan basa nitrogen dari DNA ditulis kembali sehingga informasi yang sama tampak di dalam urutan basa dari mRNA.

Contoh : A (adenine) pada DNA akan berpasangan dengan U (uracyl) pada mRNA

Proses transkripsi membutuhkan enzim RNA-polymerasedan suplai nukleotida untuk mRNA

Transkripsi dimulai bila RNA polymerase berikatan denganDNA pada satu tempat yang disebut PROMOTERSintesis rantai mRNA berlangsung terus sampai RNA-polymerase mencapai pada suatu tempat pada DNA yang disebut TERMINATOR

Translasi adalah proses penerjemahan kode genetik pada mRNA menjadi rangkaian asam amino atau polipeptida yang berlangsung di ribosom.

Kode genetik pada mRNA tertulis dalam bentuk kodon-kodon (codons) yang masing-masing merupakan satu grup terdiri atas tiga nukleotida misalnya AUG, GGC, AAA dsb

Urutan kodon pada mRNA menentukan urutan asam amino dalam protein yang akan disintesis

Ada 64 kodon, tetapi hanya 20 jenis asam amino, ada asam amino yang disandi oleh lebih dari satu kodon, hal ini disebut dengan degeneracy of the code. Contoh : leusin memiliki 6 kodon, alanin dengan 4 kodon

OPERON merupakan satu set gen yaitu

Gen promotor (bagian DNA dimana RNA polymerase akan mengawali transkripsi )Gen operator (mengatur sinyal untuk “terus” atau “berhenti” dari proses transkripsiGen struktural (gen yang menentukan struktur protein)

Mutasi adalah suatu perubahan yang terjadi pada urutan basa DNA yang dapat menyebabkan perubahan dari produk yang disandi oleh gen tersebut.

Perubahan yang dihasilkan baik secara morfologis maupun biokimiawi serta sifat lainnya akan diturunkan kepada generasi selanjutnya.

Proses mutasi bisa berlangsung secara spontan atau karena pengaruh tertentu

Dampak mutasi bisa bersifat ringan sampai berat tergantung dari derajat mutasi sel tersebut

Tiap gen mempunyai kemungkinan untuk mengalami mutasi

Mutagen : bahan atau agen, baik kimia maupun fisik (radiasi) yang dapat menyebabkan terjadinya mutasi.

Mutagen dapat meningkatkan kecepatan mutasi 10 sampai 1000 kali

Yang tergolong mutagen adalah : Asam nitrat Senyawa analog basa seperti :

2 –aminopurin, 5 bromourasil, benzapiren pada asap

Aflatoksin dari jamur Aspergillus flavus (merupakan frameshift mutagen yang efektif)

Radiasi sinar (X, gamma, dan ultraviolet)

MUTAGEN

Rekombinasi genetik ialah pembentukan suatu genotipe baru melalui pemilihan kembali sel – sel, setelah terjadinya pertukaran bahan genetik antara 2 kromosom yang berbeda, yang mempunyai gen - gen yang serupa pada situs - situs yang bersangkutan.

Pada persitiwa pemindahan materi genetik, ada sel yang bertindak sebagai sel donor dan sel lain sebagai resipien.

Mekanisme proses pemindahan materi genetik meliputi :

1) TRANSFORMASI2) TRANSDUKSI3) KONJUGASI

Transformasi: pemindahan DNA bebas-sel atau telanjang dari satu sel ke sel lain

Sel resipien akan mengambil DNA terlarut yang dilepaskan oleh sel donor.

Umumnya, pelepasan DNA sel donor oleh karena sel donor mengalami lisis

Transformasi hanya terjadi pada bakteri yang mampu mengambil DNA

Transformasi secara alamiah terjadi pada beberapa bakteri, misalnya :◦ Haemophillus sp., Bacillus sp., Acinetobacter

sp., beberapa Streptococcus dan Staphylococcus

Transformasi berlangsung baik apabila sel donor dan sel resipien sangat dekat hubungannya

Sel kompeten : sel resipien yang dalam keadaan fisiologis mampu mengambil DNA donor

Pengambilan DNA donor terjadi bila dinding sel resipien menjadi permiabel terhadap molekul DNA yang besar. ◦ Selanjutnya dimanfaatkan dalam rekayasa

genetika. Misalnya dengan penambahan ion kalsium Ca ++ akan mengubah E. coli menjadi kompeten untuk transformasi

Transduksi : pemindahan gen dari sel donor ke sel resipien atau pemindahan gen dari suatu sel ke sel yang lain melalui perantara virus yang menginfeksi bakteri (bakteriofaga atau faga)

Banyak dijumpai pada bakteri baik gram positif maupun negatif . Pertama kali ditemukan pada :Salmonella, kemudian pada E.coli, Proteus, Shigella, Vibrio serta Pseudomonas. Pada Gram positif, bisa terjadi pada Staphylococcus, dan Bacillus.

Transduksi bisa terjadi secara : ◦ Terbatas (restricted transduction)◦ Tak terbatas (generalized transduction)

Konjugasi : pemindahan materi genetik yang terjadi karena adanya faktor fertilitas (fertility factor) yang dimiliki oleh salah satu galur

Galur mutan yang memiliki faktor fertilitas disebut dengan F+ (sebagai donor) , sedangkan yang tidak memiliki disebut F-(sebagai resipien)

Apabila faktor F melekat pada kromosom maka dapat terjadi peristiwa High Frequency of Recombinantion (HFR)◦ Bila terjadi konjugasi antara sel HFR dengan sel F-, maka

sel F- mendapatkan gen baru, namun dalam hal ini tetap menjadi sel F- karena tidak menerima faktor F lengkap selama konjugasi