Genetika Molekular_Tugas

PAPER GENETIKA MOLEKULAR

REKOMBINASI DI SUSUN GUNA MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH GENETIKA MOLEKULAR

JURSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

OLEH : FITRIA NUR HASANAH M0407034 MUHAMMAD NUR KHOLIS M0407049

2 | R e k o m b i n a s i

BAB I

PENDAHULUAN

Di alam dijumpai adanya variabilitas sifat-sifat genetik yang luas di antara makhluk

hidup. Perbedaan-perbedaan sifat semacam ini menyababkan dikenalnya berbagai kelompok

maklhuk hidup. Variabilitas yang ada dapat disebabkan karena adanya mutasi ataupun

rekombinasi. Pada dasarnya mutasi adalah perubahan structural atau komposisi DNA pada

genom yang dapat menyababkan adanya perubahan fenotipik pada organism yang bersangkutan.

Mutasi biasanya terjadi karena adanya faktor dari luar, misalnya perlakuan dengan senyawa imia

atau perlakuan fisik tertentu. Selain itu juga dapat disebabkan karena adanya kesalahan dalam

proses replikasi DNA.

Disamping mutasi, rekombinasi juga memegang peranan terhhadap adanya variabilitas

genetik dari makhluk hidup adalah rekombinasi. Makhluk hidup yang diturunkan dari suatu

individu tidak selamanya mempunyai sifat-sifat genetik yang sama denga induknya karena

umumnya makhluk hidup turunan (progeny) telah mengalami kombinasi alel antar induk jantan

dan betina sehingga memiliki komposisi genetik yang berbeeda. Perubahn komposisi tersebut

tidak pengaruhi faktor atau pengaruh perlakuan dari luar seperti yang terjadi pada proses mutasi.

Rekombinasi genetik adalah proses pertukaran elemen genetik yang dapat terjadi antara untaian

DNA yang berlainan atau antara bagian-bagian gen yang terletak dalam suatu untaian DNA.

Fungsi dari sistem rekombinasi genetik bervariasi tergantung mekanisme. Beberapa

fungsi dari rekombinasi genetik adalah untuk pemeliharaan perbedaan genetik, sistem perbaikan

DNA khusus, regulasi ekspresi gen tertentu, dan penyusunan kembali genetik yang diprogram

selama perkembangan.


BAB II

PEMBAHASAN

A. Rekombinasi Genetik

Selain mutasi, mekanisme lain yang dapat menyebabkan terjadinya variasi genetik

adalah rekombinasi. Makhluk hidup yang diturunkan dari suatu induk tidak selalu mempunyai

sifat-sifat genetik yang sama dengan induknya karena umumnya makhluk turunan (progeny)

telah mengalami komposisi genetik yang berbeda.

Rekombinasi genetik adalah proses pertukaran elemen genetik yang dapat terjadi antara

untaian DNA yang berlainan (interstrand), atau antara bagian-bagian gen yang terletak dalam

satu untaian DNA (intrastrand). Dalam pengertian yang lebih sederhana, rekombinasi genetik

didefinisikan menjadi penggabungan gen dari satu atau lebih sel ke sel target. Sel yang disisipi

atau dimasuki gen dari luar atau dari sel lain disebut biakan rekombinan.

Rekombinasi artinya bergabungnya dua DNA dari sumber yang berbeda. Rekombinasi DNA

selain dengan proses konjugasi ada proses lain yaitu transformasi, transduksi, yang kemudian

disebut proses paraseksual. Proses paraseksual meliputi:

a. Transformasi

Pemindahan sebagian materi genetik atau DNA atau hanya satu gen bakteri ke bakteri

lain dengan proses fisiologi yang kompleks. Proses ini pertama ditemukan Frederick

Griffith tahun 1982. Contoh bakterinya adalah Streptococcus pnemoniae, Haemophillus,

Bacillus. Diduga transformasi ini merupakan cara bakteri menularkan sifatnya ke bakteri

lain. Misalnya bakteri patogen yang semula tidak kebal antibiotik dapat berubah menjadi

kebal antibiotik karena transformasi.

b. Transduksi

Pemindahan materi genetik dengan perantara virus. Virus dapat menyambungkan materi

genetiknya ke DNA bakteri dan membentuk profag. Ketika terbentuk virus baru, di dalam

DNA virus sering terbawa sepenggal DNA bakteri yang diinfeksinya. Virus yang

terbentuk memiliki dua macam DNA yang dikenal partikel transduksi (transducing

particle). Cara ini dikemukakan oleh Norton Zinder dan Jashua Lederberg.

Fungsi dari rekombinasi genetik bervariasi tergantung mekanismenya. Beberapa fungsi

rekombinasi genetik adalah memelihara perbedaan genetik, sistem perbaikan DNA khusus,


regulasi ekspresi gen tertentu, dan penyusunan kembali genetik yang diprogram selama

perkembangan. Secara garis besar ada tiga tipe rekombinasi genetik yang sudah banyak

diketahui, yaitu:

1. Rekombinasi Homolog

Rekombinasi homolog menyebabkan terjadinya pertukaran antarmolekul DNA yang

merupakan homologi urutan nukleotida cukup besar. Ciri khusus rekombinasi homolog

adalah bahwa proses tersebut dapat terjadi setiap titik di daerah homologi. Rekombinasi

terjadi melalui tahap pemotongan untaian DNA yang kemudian diikuti dengan proses

penggabungan kembali. Rekombinasi antar kromosom melibatkan proses pertukaran

secara fisik antara bagian-bagian kromosom. Proses rekombinasi terjadi secara akurat

sehingga tidak ada satupun pasangan basa nukleotida yang hilang atau ditambahkan ke

dalam kromosom rekombinan. Proses pertukaran tersebut menyebabkan terbentuknya

struktur yang dapat terlihat sebagai kiasma (chiasma) pada waktu meiosis. Kiasma

merupakan tempat pemotongan dan penggabungan kembali untai DNA, yaitu ketika dua

kromatid yang berbeda (non-sister chromatids) terpotong dan tergabungkan satu sama

lain. Rekombinasi homolog dimulai ketika dua kromosom homolog terletak berdekatan

satu sama lain sehingga urutan nukleotida yang homolog dapat dipertukarkan. Kontak

antara dua pasang kromosom tersebut, disebut sebagai proses sinapsis, terjadi pada awal

meiosis yaitu pada profase.

2. Rekombinasi Khusus

Berbeda dari proses rekombinasi homolog, rekombinasi khusus hanya terjadi pada

tempat khusus di dalam segmen molekul DNA. Pertukaran materi genetik dilakukan oleh

protein khusus yang mengkatalisis pemotongan dan penggabungan molekul DNA secara

tepat pada tempat terjadinya rekombinasi. Proses rekombinasi semacam ini tidak

tergantung pada protein recA.

Rekombinasi khusus mempunyai beberapa ciri, yaitu:

i. Proses rekombinasi terjadi di tempat khusus pada kedua fragmen DNA,


ii. rekombinasi berlangsung timbal balik (reciprocal), artinya kedua hasil

pertukaran genetik tersebut dapat diperoleh kembali,

iii. rekombinasi terjadi secara konservatif, artinya proses pertukaran genetik

tersebut dilakukan melalui pemotongan dan penyambungan kembali bagian

DNA yang berekombinasi tanpa ada sintesis nukleotida baru, dan

iv. bagian yang mengalami rekombinasi tersebut mempunyai homologi dalam hal

urutan nukleotida.

Proses rekombinasi khusus dimulai dengan terjadinya pemotongan bagian DNA

yang akan berekombinasi pada daerah yang mempunyai homologi sehingga dihasilkan

ujung lekat (sticky end). Kedua ujung lekat pada kedua fragmen DNA yang

berekombinasi tersebut kemudian mengalami pertukaran untai DNA sehingga akan

terbentuk konfigurasi rekombinan.

3. Rekombinasi Meiotik

Rekombinasi meiotik adalah proses rekombinasi yang terjadi pada organisme

eukaryotik pada saat terjadi proses meiosis. Dalam beberapa hal mekanisme rekombinasi

meiotik menunjukkan kemiripan dengan proses rekombinasi homolog pada bakteri

meskipun beberapa tahapan awalnya berbeda. Proses rekombinasi meiotik pada eukariot

dimulai dengan adanya pemotongan dua untai DNA (double-strand break) yang ada

pada salah satu kromosom.

Pada organisme eukariot, rekombinasi genetik terjadi melalui penggabungan seksual

sel telur dan sel sperma. Di dalam proses ini, kromosom sel sperma dan sel telur

mengalami pemotongan pada titik homolog, dari potongan-potongan kromosom dari

kedua sel induk lagi bertukar dan bergabung bersama-sama, menghasilkan gen

kombinasi baru menghasilkan progeny yang mengandung berbagai sifat fenotip yang

diturunkan dari kedua induk. Pemotongan, penyusunan kembali, dan bersatunya gen dan

serangkaian gen selama konjugasi seksual pada eukariot terjadi dengan ketepatan yang

tinggi tanpa mengganggu kerangka pembacaan atau isyarat pada urutan DNA. Pada

bakteri yang tidak menjalani meiosis, rekombinasi genetik terjadi pada seperti konjugasi

antara dua kromosom homologous yang terjadi selama atau segera setelah replikasi.


Rekombinasi genetik yang terjadi pada bakteri dan kapang dapat terjadi melalui proses

berikut.

4. Rekombinasi Alami

Rekombinasi alami terjadi pada organisme eukariot. Proses rekombinasi ini

berlangsung pada saat proses meiosis.Pada gambar di bawah, terlihat bahwa pada fase

profase pada meiosis I, kromosom homolog bersaudara mengalami rekombinasi pada

titik homolog. Daerah terjadinya rekombinasi disebut kiasma. Pada tahap ini terjadi

crossing over sehingga terbentuk kromosom rekombinan.

Gambar Rekombinasi meiosis

5. Rekombinasi Buatan

Rekombinasi buatan dapat dilakukan dengan mnggabungkan gen dari suatu

organisme ke DNA vektor (biasanya plasmid). Rekombinasi buatan ini melibatkan

pemotongan gen yang dinginkan dan menyambungkannya ke DNA plasmid (Gambar ).

Proses pemotongan DNA plasmid dan gen yang diinginkan melibatkan enzim yang


spesifik (contoh enzim EcoR1, enzim yang digunakan sama). selanjutnya gen tersebut

disambungkan ke DNA plasmid dengan menggunakan enzim ligase.

Gambar. Rekominasi Buata (Penyisipan gen ke plasmid)

B. Analisis Genetik

Dalam sejarah perkembangan ilmu genetika, Gregor Mendel dikenal sebagai orang

pertama yang memperkenalkan suatu sistem sederhana untuk menganalisis sifat-sifat genetik

suatu makhluk hidup. Prinsip yang digunakan oleh Mendel cukup sederhana yaitu dengan

membuat persilangan antarbunga Pisum sativum yang mempunyai fenotipe berbeda-beda. Warna

bunga dan kenampakan biji yang muncul dari hasil persilangan tersebut kemudian dijadikan

dasar untuk melakukan analisis matematik. Melalui eksperimen yang dilakukannya, Mendel

kemudian mengajukan konsep mengenai prinsip segregasi. Prinsip ini pada dasarnya

mengatakan bahwa hanya satu alel dari suatu gen yang diturunkan dari sel induk ke sel

keturunannya. Prinsip kedua yang dikemukakan oleh Mendel adalah prinsip pemisahan dan

pengelompokan secara bebas (independent assortment). Prinsip ini pada dasarnya menyatakan

bahwa segregasi suatu pasangan sifat berlangsung secara independen satu sama lain (Campbell

et.al., 2002 )


Prinsip-prinsip yang dikemukakan oleh Mendel kemudian dipergunakan sebagai dasar

analisis genetik pada makhluk-makhluk hidup yang lain, misalnya untuk mengetahui ada atau

tidaknya tautan gen (gene linkage) antara gen-gen pada makhluk renik. Perlu dipahami

bahwahukum Mendel yang kedua yaitu pengelompokan secara bebas hanya berlaku untuk lokus-

lokus yang terletak pada kromosom bukan homolog. Seringkali didapatkan penyimpangan dari

hukum Mendel pada hasil persilangan suatu makhluk karena adanya efek tautan gen. Meskipun

demikian, prinsip-prinsip seperti yang dikemukakan oleh Mendel masih dapat diterapkan sebagai

dasar analisis genetik (Campbell et.al., 2002 )

Analisis genetik merupakan istilah yang digunakan untuk menjelaskan studi baik pada

tingkat morfologi, sel, biokimia, maupun molekuler lainnya (DNA, RNA) untuk menyelidiki

fenomena-fenomena kebakaan. Penyilangan-penyilangan eksperimental disertai pengamatan

morfologi (fenotipe) maupun molekuler merupakan metode yang dipakai untuk mempelajari

pewarisan suatu sifat atau untuk mengetahui terjadinya mutasi (Yuwono, 2002).

C. Elemen Loncat (Transposable Elements)

Pada awal tahun 1940-an, telah ditemukan beberapa urutan DNA dapat berubah posisi.

Urutan yang dapat berpindah ini disebut dengan elemen genetik yang transposabel atau

singkatnya disebut transposon. Penelitian menunjukkan bahwa elemen ini ada pada prokariotik

dan eukariotik. Elemen transposabel ini ditemukan oleh B. McClintock melalui analisa

ketidakstabilan genetik pada maizena yang berkaitan dengan kerusakan kromosom dan

ditemukan bagian elemen transposabel ini berada. Pada analisa McClintock, kerusakan dideteksi

dengan hilangnya penanda genetik tertentu. Pada beberapa eksperimen, McClintock

menggunakan penanda yang mengkontrol deposisi pigmentasi pada aleuron, membran terluar

dari endosperm biji maizena. Penanda tersebut adalah alel pada lokus C pada lengan pendek dari

kromosom 9. Alel yang disebut CI ini, adalah inhibitor dominan dari pewarnaan aleuron

sehingga biji yang memiliki alel ini akan menjadi tidak berwarna. McClintock memfertilisasikan

bunga betina CC dengan polen dari bunga jantan CI, menghasilkan biji yang endospermnya CI

CC. Walaupun banyak dari biji ini tersebut tidak berwarna, beberapa juga menunjukkan adanya

pigmen ungu kecoklatan.


McClintock beranggapan bahwa alel inhibitor CI telah hilang beberapa saat selama

pembentukan endosperm, sehingga klon dari jaringan yang dapat membentuk pigmen dapat

muncul. Genotip dari klon ini kemungkinan adalah –CC dan yang hilang adalah alel CI . Analisis

lebih lanjut menunjukkan bahwa alel ini hilang akibat kerusakan kromosom. Kerusakan pada

suatu lokasi akan melepaskan segmen kromosom dari sentromernya sehingga membentuk

fragmen asentrik.

Transposisi adalah suatu proses perpindahan elemen genetik dari satu lokus dalam suatu

kromosom, plasmid, atau genom virus, ke bagian lain kromosom yang sama, atau bahkan ke

suatu lokus dalam kromosom yang lain. Elemen yang berpindah tersebut dasebut dapat berupa

satu gen atau beberapa gen yang tertaut (linkage) dan dikenal sebagai elemen genetik yang dapat

bertransposisi (Transposable elemen) atau juga disebut transposon (Yuwono, 2002).

Menurut Yuwono (2002), berdasarkan mekanisme perpindahan (transposisi), transposon

dapat digolongkan menjadi 2 kategori :

1. Retrotransposon

Dalam kategori ini elemen genetik bergerak ini menggandakan dirinya dengan

mentraskrip RNA, kemudian di transkrip kembali menjadi DNA dengan bantuan enzim

reverse transcriptase, selanjutnya menyisip pada bagian lain di genom. Karena

menggunakan mekanisme ―copy and paste‖ maka yang berpindah adalah hasil

penggandaan dari RNAnya (Brown, 2002).

Ada tiga kelas utama dari retrotransposon, yaitu: a. Viral, mengkode reverse

transkriptase (untuk transkripsi balik RNA menjadi DNA), dan memiliki LTR (Long

Terminal Repeat). b. LINEs, mengkode reverse transkriptase, dengan sedikit LTRs dan

ditranskrip oleh RNA polymerase II. c. Superfamily nonviral, tidak mengkode reverse

transkriptase dan ditranskrip oleh RNA polymerase III.


Proses dari retrotransposon adalah sebagai berikut, tiruan RNA transposon disintesis

oleh proses transkripsi. Transkripsi RNA ditiru ke dalam DNA, yang sebelumnya

sebagai molekul tersendiri di luar genom. Proses ini memerlukan enzim transkriptase.

Tiruan DNA transposon diintegrasikan ke dalam genom, masuk ke dalam kromosom

(Gambar ).

Gambar Proses Retrotransposon

2. Transposon potong-tempel (cut-paste transposon)

Perpindahan terjadi secara langsung dari satu tempat ke tempat yang lain dalam

suatu genom dengan menggunakan enzim transposase dengan mekanisme “cut and

paste” dimana transposon dipotong dari lokasinya dan memasukkannya ke lokasi yang

baru sehingga transposon ini tidak terdapat lagi di genom asalnya. Perbedaannya dengan

retrotransposon , tidak melibatkan RNA intermediet. Enzim transposase bekerja secara

spesifik, setiap jenis transposase bekerja dengan cara yang berbeda. Transposase

berikatan dengan kedua sisi transposon yang mengandung pengulangan sisipan

(rangkaian identik bila dibaca dari arah kebalikannya). Transposase juga berikatan

dengan rangkaian DNA yang menjadi sisi target. Transposase memotong sisi target dan

membentuk “Sticky end”, dan memotong transposon lalu menyisipkannya ke sisi target.


Suatu DNA polymerase mengisi celah yang dihasilkan dari ―Sticky end” dan DNA ligase

menutup ikatan gula-phosphat. Ini menghasilkan penggandaan pada sisi target dan

penyisipan pada sisi transposon DNA yang dapat diidentifikasi dengan pengulangan

langsung yang pendek (pemotongan pada DNA target diisi oleh DNA polymerase) diikuti

oleh pengulangan sisipan. Mekanisnme ini dapat disimak pada gambar beriku

Transposon seringkali melepas gen untuk transposase, namun ada beberapa yang dapat

menghasilkan enzim tersebut.

Gambar Transposon potong-tempel

D. Metabolisme DNA

Istilah Metabolisme DNA dapat digunakan untuk menjelaskan dari mana salinan molekul

DNA yang tepat dibuat (replikasi), melalui proses yang mempengaruhi struktur informasi

didalamnya (perbaikan dan penggabungan ulang). Pada replikasi DNA, rantai DNA baru

dibentuk berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yang digandakan. Replikasi merupakan

proses pelipatgandaan DNA. Replikasi DNA adalah proses penggandaan molekul DNA untai

ganda. Pada sel, replikasi DNA terjadi sebelum pembelahan sel. Prokariota terus-menerus

melakukan replikasi DNA. Pada eukariota, waktu terjadinya replikasi DNA sangatlah diatur,

yaitu pada fase S daur sel, sebelum mitosis atau meiosis I. Penggandaan tersebut memanfaatkan


enzim DNA polimerase yang membantu pembentukan ikatan antara nukleotida-nukleotida

penyusun polimer DNA. Proses replikasi DNA dapat pula dilakukan in vitro dalam proses yang

disebut reaksi berantai polimerase (PCR).

Metabolisme DNA terdiri dari mekanisme replikasi serta perbaikan serta penggabungan

ulang DNA. Replikasi merupakan proses penggandaan rantai ganda DNA. Pada sel, replikasi

DNA terjadi sebelum pembelahan sel. Prokariota terus-menerus melakukan replikasi DNA. Pada

eukariota, waktu terjadinya replikasi DNA sangatlah diatur, yaitu pada fase S siklus sel, sebelum

mitosis atau meiosis I. Penggandaan tersebut memanfaatkan enzim DNA polimerase yang

membantu pembentukan ikatan antara nukleotida-nukleotida penyusun polimer DNA. Proses

replikasi DNA dapat pula dilakukan in vitro dalam proses yang disebut reaksi berantai

polimerase (PCR).

Replikasi bahan genetik ditentukan oleh beberapa komponen utama :

a. DNA cetakan, yaitu molekul DNA atau RNA yang akan direplikasi.

b. Molekul deoksi ribonukleotida, yaitu dATP, dTTP,dCTP, dan dGTP.

c. Enzim DNA polymerase, yaitu enzim utama yang mengkatalis proses polimerasi

nukleotida menjadi untaian DNA

d. Enzim Primase, yaitu enzim yang menegkatalis sintesis primer untuk memulai

sreplikasi DNA.

e. Enzim helikase dan girase , enzim pembuka ikatan untaian DNA induk.

f. Protein SSB ( single strand binding protein) , molekul protein yang menstabilkan

untaian DNA yang sudah terbuka.

g. Enzim DNA Ligase , yaitu enzim yang berfungsi untuk menyambung fragemen-

fragmen DNA.

Tahapan-tahapan dalam proses replikasi

a. Inisiasi, DNA dalam sel-sel eukaryotik memiliki ARCs (autonomously replicating

sequence) yang berperan sebagai asal muasal replikasi dan mereka saling berlawanan dari

asal bakterial (ori). ARCs terdiri atas 11 pasangan landasan rentetan tambah dua atau tiga

rentetan nucleotida pendek tambahan dengan 100 hingga 200 pasangan landasan

sepanjang area DNA. Grup utama dari enam protein, secara kolektif dikenal dikenal


sebagai ORC (Origin Recognition Complex), mengikat asal muasal replikasi, menandai

replikasi DNA dengan tepat pada saat waktu yang sesuai melalui siklus sel.Pengenalan

situs awal replikasi, oleh suatu protein komponen polymerase DnaA yang dihasilkan oleg

gen dnaA.

b. Terbentuknya Garpu replikasi. Garpu replikasi atau cabang replikasi (replication fork)

ialah struktur yang terbentuk ketika DNA bereplikasi. Garpu replikasi ini dibentuk akibat

enzim helikase yang memutus ikatan-ikatan hidrogen yang menyatukan kedua untaian

DNA, membuat terbukanya untaian ganda tersebut menjadi dua cabang yang masing-

masing terdiri dari sebuah untaian tunggal DNA. Masing-masing cabang tersebut menjadi

"cetakan" untuk pembentukan dua untaian DNA baru berdasarkan urutan nukleotida

komplementernya. DNA polimerase membentuk untaian DNA baru dengan

memperpanjang oligonukleotida (RNA) yang dibentuk oleh enzim primase dan disebut

primer.

Gambar Replikasi DNA


c. Pemanjangan Untaian DNA. DNA polimerase membentuk untaian DNA baru dengan

menambahkan nukleotida—dalam hal ini, deoksiribonukleotida—ke ujung 3'-hidroksil

bebas nukleotida rantai DNA yang sedang tumbuh. Dengan kata lain, rantai DNA baru

disintesis dari arah 5'→3', sedangkan DNA polimerase bergerak pada DNA induk dengan

arah 3'→5'. Namun demikian, salah satu untaian DNA induk pada garpu replikasi

berorientasi 3'→5', sementara untaian lainnya berorientasi 5'→3', dan helikase bergerak

membuka untaian rangkap DNA dengan arah 5'→3'. Oleh karena itu, replikasi harus

berlangsung pada kedua arah berlawanan tersebut.

d. Pembentukan Leading strand.

Pada replikasi DNA, untaian pengawal (leading strand) ialah untaian DNA yang

disintesis dengan arah 5'→3' secara berkesinambungan. Pada untaian ini, DNA

polimerase mampu membentuk DNA menggunakan ujung 3'-OH bebas dari sebuah

primer RNA dan sintesis DNA berlangsung secara berkesinambungan, searah dengan

arah pergerakan garpu replikasi.

e. Pembentukan Lagging strand.

Lagging strand ialah untaian DNA yang terletak pada sisi yang berseberangan dengan

leading strand pada garpu replikasi. Untaian ini disintesis dalam segmen-segmen yang

disebut fragmen Okazaki. Panjang fragmen okazaki mencapai sekitar 2.000 nukleotides

panjang dalam sel-sel bakterial dan sekitar 200 panjang nukelotides dalam sel-sel

eukaryotic. Pada untaian ini, primase membentuk primer RNA. DNA polimerase dengan

demikian dapat menggunakan gugus OH 3' bebas pada primer RNA tersebut untuk

mensintesis DNA dengan arah 5'→3'. Fragmen primer RNA tersebut lalu disingkirkan

(misalnya dengan RNase H dan DNA Polimerase I) dan deoksiribonukleotida baru

ditambahkan untuk mengisi celah yang tadinya ditempati oleh RNA. DNA ligase lalu

menyambungkan fragmen-fragmen Okazaki tersebut sehingga sintesis lagging strand

menjadi lengkap. Enzim ini mengkatalis pembentukan ikatan phosphodiester antara 3‘ –

OH dari salah satu helaian dari 5‘-P dari halaian yang lain.DNA ligase diaktifkan oleh

AMP (adenosine monophosphate) sebagai cofactor (faktor pengendali). Dalam E.coli,

AMP dibawa dari nucleotide NAD+. Dalam sel-sel eukaryotik, AMP ditandai dari ATP.


Ligaseligase tidak dilibatkan dalam pemanjangan rantai; melainkan, mereka berperan

pemasang enzim-enzim untuk perekatan ‗celah‘ melalui molekul DNA.

f. Modifikasi Post-Replikasi DNA

Setelah DNA direplikasikan, dua helaian tersintesis terbaru dipasangkan ke modifikasi

enzimatik. Perubahan-perubahan ini biasanya melibatkan penambahan molekul-molekul

tertentu untuk mekhususkan titik-titk sepanjang helix ganda. Pada cara ini, tags sel, atau

label-label, DNA, sehingga ini bisa membedakan material genetiknya sendiri dari

berbagai DNA asing yang mungkin bisa masuk ke dalam sel. Modifikasi post-replikasi

DNA mungkin juga mempengaruhi cara molekul diikat. DNA merupakan faktor utama

modifikasi dengan penambahan kelompok methyl ke beberapa adenine dan residu-residu

cytosine. Grup methyl ditambahkan oleh DNA methylasess setelah nucleotides telah

digabungkan dengan DNA polymerases. Penambahan methyl ke cytosine membentuk 5-

methylcytosine dan methylasi dari adenine membentuk 6-methyladine. Methyladine lebih

umum daripada methylcytosine dalam sel-sel bakterial, di mana dalam sel-sel eukaryotik,

grup methyl paling banyak ditambahkan ke cytosine. Methylase muncul hanya pada

beberapa rentetan nucleotide khusus.

Dalam sel-sel eukaryotik, sebagai contoh, methylasi secara umum muncul pada saat

cytosine berdampingan ke guanine di sisi 3‘-OH (5‘ P-CG-3‘OH).Pola methylasi bersifat

spesifik untuk spesies yang diberikan, berperan seperti tanda tangan untuk DNA spesies

tersebut. Hal ini patut diperhatikan karena grup methy melindungi DNA melawan

perlawanan enzim-enzim tertentu disebut restriction endonuclease (RE). Oleh karena itu

DNA asing melalui sebuah sel dicerna dengan RE yang bisa memotong DNA di titik

khusus tertentu di mana DNA methylase menambah sebuah grup methyl. Pola methylasi

melindungi DNA dari cernaan oleh sel yang memiliki endonucleases tapi tidak melawan

pembatasan enzim-enzim yang diproduksi sel-sel spesies yang lain. Pembatasan ini

menyederhanakan pertukaran DNA antar sel dari spesies yang diproduksi sel-sel spesies

yang berbeda. Methylasi DNA pada titik-titik tertentu mungkin akan berakhir pada

konversi terdekat dari B-DNA ke bentuk-bentuk Z-DNA. Dalam bentuk B-DNA, grup-

grup hydropholic methyl dari alur utama, menghasilkan pengaturan yang tepat.


Proses replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis

rantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan pemasukan

monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah kemungkinan terjadinya

kesalahan sintesis amatlah kecil.


BAB III

KESIMPULAN

Rekombinasi merupakan proses pertukaran elemen genetik yang dapat terjadi antara

untaian DNA yang berlainan (interstrand), atau antara bagian-bagian gen yang terletak dalam

satu untaian DNA (intrastrand). Dalam pengertian yang lebih sederhana, rekombinasi genetik

didefinisikan menjadi penggabungan gen dari satu atau lebih sel ke sel target. Proses

rekombinasi ini akan menjadi penyebab adanya variasi genetic pada makhluk hidup.

Rekombinasi digunakan untuk untuk pemeliharaan perbedaan genetik, sistem perbaikan DNA

khusus, regulasi ekspresi gen tertentu, dan penyusunan kembali genetik yang diprogram

selama perkembangan.


DAFTAR PUSTAKA

Brown, T.A. 2002. DNA in Genomes.

Campbell, N.A., J.B. Reece, L.G. Mitchell. 2002. Biologi Edisi Kelima Jilid I. Jakarta.

Penerbit Erlangga.

Schumm E. D.1992. Essential of Biochemistry. F.A.Davis company. Ohio

Yuwono, T. 2002. Biologi Molekuler. Jakarta. Penerbit Erlangga

Genetika Molekular_Tugas

Documents

Transcript of Genetika Molekular_Tugas