Oleh TUTI WIDIANTI

BIOLOGI UNNES

Disampaikan dalam Acara TOT Guru Pemandu Biologi SMA

LPMP Jawa Tengah 28-30 September 2010

GENOM Pengertian: seluruh informasi genetik yang

terdapat dalam kromosom haploid Jenis: intrakromosom (genom utama) dan

ekstrakromosom (pada plasmid,mitokondria, kloroplas)

Genom utama umumnya berbentuk linier

(kecuali pada bakteri) Genom ekstrakromosom berbentuk sirkular

MORFOLOGI KROMOSOM

Bentuk kromosom berbeda-beda, tergantung pada species, namun bentuk kromosom tetap untuk setiap spesies

Ukuran p = 0,2-50m, = 0,2-20m Lengan: satu atau dua; sama panjang

atau tidak sama panjang; bentuk simetris atau tidak simetris

STRUKTUR KROMOSOM Lengan atau badan Sentromer atau

kinetokor: mono, di, polisentris

Lekukan sekunder Satelit Telomer

BENTUK KROMOSOM

Kromosom katak Kromosom lalat Drosophila

Kromosom manusia tampak telomer yang berwarna kuning

TIPE KROMOSOM Autosom (jumlahnya 2n-2) Kromosom seks (jumlahnya 2) Contoh: ada 46 kromosom pada sel

soma (2n) manusia, maka jumlah autosom = 44; kromosom seks = 2

Berapa jumlah autosom dan kromosom seks pada sel sperma atau sel telur manusia?

Berapa jumlah kromosom seks dan autosom pada sel somanya?

JUMLAH KROMOSOMNama organisme Jumlah

kromosom

Allium cepa (onion) 16Zea mays (corn) 20

Homo sapiens (human) 46Mus musculus (mouse) 40Saccharomyces cerevisae (yeast) 32Caenoharbditis elegans (nematoda) 22

Apa makna dari tabel di atas?

Kariotip kromosom manusia

Kariotip normal

KARIOTIP CANCER ada delesi, translokasi dan aneuploidi

GEN Konvensional: materi yang menentukan

karakter tertentu Molekuler: segmen DNA yang membawa

infromasi genetik untuk karakter tertentu Hanya sebagian kecil DNA yang

membawa informasi genetik (coding DNA), sebagian besar tidak mengkode (non coding DNA)

Gen adalah DNA, DNA belum tentu Gen Gen menempati lokus tertentu pada

sebuah kromosom

DNA (Deoxyribonucleic Acid)Gen

DNA

asam fosfat

basa nitrogen

gula pentosa

purin pirimidin

adenin guanin timin cytosin

nukleotida

STRUKTUR DNA Polinukleotida Tersusun dari gula deoksiribosa, basa purin

dan pirimidin serta phosphat A = T, G = C Dua rantai yang saling berkomplemen, anti

paralel (5’-3’, 3’-5’) Struktur double helix Pasangan basa seperti anak tangga Gula dan as. fosfat sebgai ibu tangga Sebagian besar dengan arah pilinan putar kiri

HUKUM EKUIVALEN CHARGAFF Pasangan basa nitrogen A-T dan G-C pada pita

DNA, maka berlaku: (A+G) = (C+T) atau purin = pirimidin

ContohOrganisme A G C TZea mays 25,6 24,5 24,6 25,3Human sperm 30,5 19,9 20,6 28,9E. coli 26,0 24,9 25,2 23,9Bakteriofaga 26,0 23,8 24,3 25,8

STRUKUR PITA GANDA DNA

A. Hubungan antar basa-N B. Intrpretasi mol DNA Watson-Crick C. Model tiga dimensi molekul DNA

3’ OH

PO4 5’

PENGEMASAN DNA

Pengemasan DNA - kromosom

Kromosom - DNA

DOGMA GENETIK

replikasi transkripsi translasi

nukleus sitosol

DNA RNA Polipeptida

HUBUNGAN GEN/DNA - PROTEIN Gen/ DNA menentukan/ mengendalikan

sifat makhluk hidup Gen/DNA berekspresi dengan cara

mensintesis protein DNA adalah materi genetik –

mengandung informasi genetik, pesan yang ditulis menurut suatu kode kimia

Bahasa DNA terdiri dari 4 huruf A G C T DNA berbentuk benang – rahasia hidup

tersimpan dalam seutas benang

DNA berperan aktif menentukan aktivitas biokimia, karakteristik sel,

Hidup merupakan ajang aktivitas 2 bahan kimia yaitu protein dan DNA

Protein : mewakili sifat kimia, hidup nafas, metabolisme, perilaku = FENOTIP

DNA : informasi, replikasi, = GENOTIP Hubungan DNA – Protein

diperantarai oleh RNA

REPLIKASI Apa? - penggandaan materi DNA Di mana? - di dalam nukleus Kapan? - pada fase S interfase Apa yang dibutuhkan ? Enzim DNA polimerase I dan III, primase

RNA, helikase, single strand binding protein (SSBP), ligase, topoisomerase, protein inisiator

Bagaimana cara? - semikonservatif

Enzim-enzim Replikasi1. Girase, melepaskan lilitan pita ganda DNA 2. Helikase, membuka pita ganda DNA menjadi 2 pita tunggal

pada daerah ORI terbentuk garpu replikasi3. Topoisomerase, mengendorkan tegangan lilitan pita ganda

DNA4. Polimerase DNA, menggabungkan beberapa nukleusida

trifosfat5. Ligase, berperan menyambung bagian pita tunggal DNA yg

baru terbentuk6. SSBP (Single Stranded Binding Protein), menstabilkan

rantai tunggal DNA agar tidak terurai7. Primase RNA, untuk pembentukan RNA primer yang akan

mengawali aktifitas polimerase DNA pada Lagging Strand

REPLIKASI SEMIKONSERVATIF

TRANSKRIPSI Apa ? - pencetakan RNAm oleh DNA

dikatalisis oleh enzim RNA polimerase Di mana ? - dalam nukleus Kapan? - selama interfase Apa yang dibutuhkan? - DNA cetakan,

enzim RNA polimerase Bagaimana? - tahapan: inisiasi, elongasi,

dan terminasi

INISIASI, ELONGASI, DAN TERMINASI TRANSKRIPSI

TRANSLASI

Apa? - proses penerjemahan kode genetik pada RNA menjadi polipeptida

Di mana? di sitoplasma Kapan? - interfase Apa yang dibutuhkan? - faktor inisiasi,

ribosom, RNAm, RNAt, enzim Bagaimana ? - tahapan: inisiasi, elongasi,

dan terminasi

REAKSI PENGAKTIFAN ASAM AMINO (PEMBENTUKAN AMINOASIL-RNAt

aa + ATP aminoasil-RNAt aa-AMP + Ppi

sintetase

aa-AMP + RNAt a-RNAt-s aa-RNAt +AMP sintetase

PENGGABUNGAN ASAM AMINO SPESIFIK KE RNAt OLEH AMINOASIL-RNAt SINTETASE

INISIASI TRANSLASI

KODE GENETIKBasa

IBasa II Basa

IIIU C A G

U UUU pheUUCUUA leuUUG

UCUUCC serUCAUCG

UAU tirUACUAA stopUAG

UGU sisUGCUGA stopUGG tri

UCAG

C CUUCUC leuCUACUG

CCUCCC proCCACCG

CAU hisCACCAA gluNCAG

CGU CGC argCGACGG

UCAG

A AUUAUC ileuAUAAUG met

ACUACC thrACAACG

AAU aspNAACAAA lisAAG

AGU serAGCAGA argAGG

UCAG

G GUUGUC valGUAGUG

GCUGCC alaGCAGCG

GAU aspGACGAA gluGAG

GGUGGC gliGGAGGG

UCAG

TERMINASI TRANSLASI

Soal Replikasi DNA 1. why is DNA replication called

semiconservative ? 2. why is DNA replication called bidirectional? 3. where along the DNA does DNA replication

begin? 4. why is DNA replication described as both

continuous and discontinuous? 5. what are Okazaki fragments? 6. why is an RNA primer required for DNA

replication?

Soal Struktur DNA 1. What is a nucleitide? 2. How do a nucleotide and a nucleoside differ? 3. What are three components of a nucleotide? 4. What two general classes exist for

nitrogenous bases? 5. which are bigger purines or pyrimidines? 6. if the percentage of A in a species is 30% ,

what is the percentage of G? 7. describe the structure of DNA

Soal Sintesis protein 1. if a DNA sequence is 3’ ATTGC 5’ what is its

complementary sequence? 2. what are two major processes involved in making

proteins within replicating cells? 3. what are the three components of translation? 4. What is product of translation? 5. what is a codon? And anticodon? Nonsense codon 6. the sequence on a nontemplate strand of DNA is

5’ATGC 3’ Write the sequenceof the template strand, the codon the mRNA the tRNA, the anticodon

7. If the anticodon sequence is 3’AUG5’ what is the sequence of the nontemplate DNA

8. Are tRNA and rRNA transcribed? Translated?