Makalah

Oleh

Kelompok OBSGYN

Bram Mustiko Utomo

Wesley Yeremia

Meliana Jayasaputra

Andre Christian Widya

Meily Manoppo

Francesca Ivanna

Christian Homenta

Bill Harman

Renny Pratiwi

Anastasia Lumentut

PENDIDIKAN DASAR

PROGRAM PENDIDIKAN DOKTER SPESIALIS

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS SAM RATULANGI

MANADO

2012

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ..............................................................................   1

DAFTAR ISI .............................................................................................   2

DAFTAR GAMBAR ...............................................................................   3

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ..............................................................................   4

1.2. Rumusan Masalah .........................................................................   5

1.3. Tujuan ...........................................................................................   5

BAB II PEMBAHASAN

2.1. Pengertian, Struktur, Jenis dan Fungsi RNA  ................................   6

2.2. Sejarah Penemuan RNA ................................................................   15

2.3. RNA Genom Pada Virus ................................................................   16

BAB III PENUTUP

3.1. Kesimpulan  ...................................................................................   21

3.2. Saran ..............................................................................................   21

DAFTAR RUJUKAN ..............................................................................   22

2

DAFTAR GAMBAR

1.   Gambar 2.1.  Animasi struktur tiga dimensi molekul RNA .................   5

2.   Gambar 2.2. Struktur dua dimensi molekul RNA ................................   5

3.   Gambar 2.3. Perbandingan Struktur kimiawi RNA dengan DNA........   6

4.   Gambar 2.4. Struktur dua dimensi molekul RNAt ...............................   8

5.   Gambar 2.5. Struktur 3D tRNA ............................................................   9

6.   Gambar 2.6. Struktur ribosom................................................................   10

7.   Gambar 2.7. Jenis-jenis ARN dan Karakternya ...................................   10

8.   Gambar 2.8. Hubungan tiga macam RNA ...............................................   11

9.   Gambar 2.9. Tokoh yang berperan dalam penemuan materi genetik .. ………………………….. 13

10. Gambar 2.10. Bagan percobaan fraengkel-conrat – B.singer.............   15

11. Gambar 2.11. Skema replikasi retrovirus ............................................   17

12. Gambar 2.12. Fotografi tunas virion yang keluar dari sel inang ........   17

3

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Ada sebuah headline dari majalah NEW YORK TIMES yang cukup terkenal berbunyi,

“Gene studies emerging as key engine of science” (New

York Times dalam Gardner, 1991)   dari  pernyataan ini terlihat bagaimana

dunia  sangat  memandang  genetika  sebagai  disiplin  ilmu  yang  cukup  vital

Dala  pengembangan sains modern. Saat ini pemahaman akan genetika sudah

bukan lagi pelengkap dalam mempelajari biologi di sekolah-sekolah, namun

merupakan  hal  mendasar  dan  sangat  penting,  karena  hampir  semua  yang

dipelajari di dalam biologi berpangkal kepada genetika.

Konsep  gen  sebagai  central  objek  di  dalam  genetika  merupakanpangkal  dari  segal

a  pembahasan  terkait  kehidupan  semua  makhluk  hidup,tentu saja di dalamnya termasuk ke

hidupan manusia. Mengingat pentingnya,

dan   sentralnya   peranan   genetika   di   dalam   sains,   tidak   heran   jika

perkembangan cabang ilmu yang satu ini menjadi begitu pesat dan peminatnya

pun   semakin   banyak.   Ditambah   dengan   perkembangan   teknologi   yang

memunculkan   alat-alat yang   memungkinkan   penelitian   dib

idang   bio-

molekular dan genetika semakin mudah serta menjadi maju tambah pesat.

Namun  di  sekolah-sekolah  di  Indonesia  porsi  yang  diberikan  untuk

bidang   ilmu   genetika   sangatlah   minim,   sehingga   implikasinya   lulusan

sekolah-sekolah di indonesia memiliki pengetahuan yang minim pula terkait

dengan  genetika.  Disinilah  yang  kemudian  muncul  masalah,  disaat  secara

global   ilmu   genetika   dan   biomolekuler   sedang   menggeliat,   kita   justru

ketinggalan dan hanya menjadi penonton atas pesatnya perkembangan ilmu-

ilmu tersebut. Hal ini ditandai dengan sedikitnya pembahasan-pembahasan di

kalangan pelajar di Indonesia yang berkaitan dengan genetika. Hal ini dapat

disebabkan kurangnya minat terhadap genetika atau memang masih minimnya

referensi yang membahas tentang ilmu yang satu ini.

Salah   satu   usaha   yang   dapat   dilakukan   untuk   memasyarakatkan

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Sedangkan bagan yang emnunjukkan kerja ketiga jenis RNA diatas dalam proses

sintesis protein adalah sebagai berikut.

13

Gambar 2.8 Hubungan tiga macam RNA sebagai perantara antara DNA dan proteindalam proses ekspresi genetik

(Sumber. http://substansigenetika.net/wp/wp-content/uploads/2010/03/Picture2.png)

4.   RNA Genom

pada beberapa jenis virus, seperti TMV dan Influenza,   RNA

berperan   sebagai   materi   genetik   utama,   sebab,   virus-virus   dari

golongan ini tidak memiliki DNA sebagai materi genetiknya (Suryo,

2004). Pada golongan virus ini, RNA berfungsi sebagai materi genetik

utama yang mengatur seluruh aktifitas dan sifat-sifat virus tersebut,

dalam kondisi yang demikian maka RNA tersebut dinamakan sebagai

14

RNA genom. Pembahasan tentang RNA Genom ini, lebih lanjut akan

dibahas pada poin 2.3 di bagian belakang makalah ini.

2.2 Sejarah penemuan RNA

Sebelum ditemukannya RNA, terlebih dulu ditemukan asam nukleat.

Asam nukleat ditemukan pada tahun 1868 oleh Friedrich Miescher, materi ini

disebut  material  'nuclein' karena  ditemukan  dalam  inti  sel.  Selanjutnya  Ia

menemukan   bahwa  sel-sel   prokariotik,   yang  tidak   memiliki   inti,   juga

mengandung asam nukleat.

Peran RNA dalam sintesis protein telah diduga sejak 1939. Severo

Ochoa memenangkan hadiah nobel 1959 di  bindang kedokteran setelah ia

menemukan proses   bagaimana   RNA   disintesis. Robert   W   Hokkey

menemukan  urutan  77  nukleotida  dari  tRNA  ragi  pada  tahun  1965,  yang

membuat ia  memenangkan penghargaan  nobel  pada tahun 1968 di bidang

kedokteran.

Pada   tahun   1967,   Carl   Woese   menyadari   bahwa   RNA   dapat

mengalami  katalitik  dan  menduga bahwa  bentuk-bentuk  awal  kehidupan

bergantung  pada  RNA,  baik  untuk  membawa  informasi  genetik  maupun

untuk mengkatalisis reaksi biokimia.

Pada tahun 1976, Walter Fiers dan timnya berhasil menentukan urutan

nukleotida lengkap pertama dari genom virus RNA, yaitu MS2 bakteriofag.

Setelah  itu  banyak  sekali  penemuan-penemuan  yang  mengungkap

misteri RNA semakin jelas, sehingga mengantarkan kita pada pengetahuan

yang   sekarang   ini.   Keadaan   ini   memberikan   motivasi   untuk   terus

mengembangkan penelitian demi mengungkap rahasia dibalik materi genetik

termasuk di dalamnya RNA.

15

Gambar 2.9  Tokoh-tokoh yang berperan dalam penelitian dan penemuan materigenetik, termasuk didalamnya RNA.

(Sumber. http://www.google.com/search/)

2.3 RNA genom pada virus

Pada organisme-organisme eukariotik seluruh materi genetiknya berupa

DNA (Deoksiribose Nukleic Acid), pada organisme ini RNA berperan sebagai

komponen sistem dalam proses penyusunan protein. Namun pada beberapa

jenis virus, seperti TMV dan Influenza,  RNA berperan sebagai materi genetik

utama,  sebab,  virus-virus  dari  golongan  ini  tidak  memiliki  DNA  sebagai

materi  genetiknya  (Suryo,  2004).  RNA  yang terdapat  di  dalam  virus-virus

tersebut  dinamakan  sebagai  RNA  Genom,  dikarenakan  RNA  inilah  yang

16

berperan sebagai penyimpan informasi genetik dan mempengaruhi sifat-sifat

dari virus tersebut.

Semakin banyak virus-virus yang teridentifikasi dan dipelajari, semakin

jelas bahwa banyak dari virus-virus ini tersusun atas RNA dan protein (tanpa

DNA). Dari semua penelitian-penelitian akhir-akhir ini diketahui „Virus RNA‟

ini   menyimpan   informasi   genetiknya   pada   asam   nukleat,   bukan   pada

proteinnya, sama dengan makhluk hidup yang lainnya. Namun pada virus-

virus ini materi genetiknya berupa RNA.

Berikut percobaan yang menunjukkan bahwa materi genetik pada virus-

virus tersebut merupakan RNA.

Percobaan rekonsiliasi oleh H. Fraenkel-Conrat dan B.Singer, (sebuah

percobaan yang membuktikan bahwa RNA merupakan materi

genetik pada beberapa jenis virus).

Salah   satu   eksperimen   pertama   yang   menemukan   bahwa   virus

menyimpan  informasi  genetiknya  dalam  bentuk  RNA  adalah  „eksperimen

rekonsiliasi oleh H. Fraenkel-Conrat dan B.Singer‟ yang dipublikasikan pada

tahun 1957.

Percobaan  rekonsiliasi  ini  sangat  sederhana  namun  dapat  memastikan

bahwa  materi  genetik  di  dalam  virus  tertentu  adalah  RNA.  Percobaan  ini

menggunakan TMV (Tobacco Mosaik Virus) sebuah virus kecil yang terdiri

atas molekul tunggal RNA yang terbungkus dalam selimut protein. Dengan

menggunakan  perlakuan  kimia  tertentu,  selimut  protein  pada  TMV  dapat

dipisahkan   dari   RNA   nya,   lebih   dari   itu   proses   ini   dapat   dibalik

(memasangkan kembali selimut protein pada RNA virus).

Fraenkel-conrat dan B.Singer memilih dua strain TMV  yang berbeda,

mereka  memisahkan  RNA  dari  selimut  proteinnya.  Setelah  itu,  mereka

menyilangkan protein dan RNA antar kedua strain TMV tersebut (RNA dari

virus pertama dengan protein dari virus kedua, dan protein dari virus pertama

dengan RNA dari virus kedua), setelah itu direkonsiliasi dan diinjeksikan pada

daun  tembakau.  Ternyata  keturunan  yang  dihasilkan  pada  daun  tembakau

tersebut menunjukkan bahwa secara genotif maupun fenotif identik dengan

strain virus asal RNA.

17

Dengan   demikian   dapat   dipastikan   informasi   genetik   pada   TMV

bukanlah  tersimpan  di  dalam  protein,  melainkan  tersinpan  di  dalam  RNA.

Sehingga  disepakati  bahwa  RNA  merupakan  materi  genetik  pada  virus

tersebut.

Gambar 2.10 Bagan percobaan fraengkel-conrat – B.singer.(Sumber www.nvo.com/jin/nss-

folder/scrapbooksell/fraengkel1conrat1s%20virus.jpg)

18

Aktifitas RNA virus dalam proses replikasi virus di dalam sel inang.

Sebagai materi genetik, tentunya RNA yang terdapat di dalam virus berperan

aktif terhadap penentuan sifat-sifat virus tersebut, termasuk juga di dalam

proses replikasi virus. Namun biasanya sel inang yang diinfeksi oleh virus

memiliki materi genetik berupa DNA, sehingga harus ada sebuah mekanisme

tertentu  yang  dapat  memfasilitasi  retrovirus  ini  dalam  proses  replikasi  di

dalam sel inang.

Langkah-langkah replikasi retrovirus, secara gamblang dapat dijelaskan

sebagai berikut.

- Retrovirus memiliki genom berupa dua untai tunggal RNA yang identik

dan sebuah selubung luar.

1.   Setelah glikoprotein pada bagian luar selubung retrovirus berinteraksi

dengan protein spesifik pada membran sel inang, selubung tersebut

secara langsung akan bergabung dengan membran plasma sel inang

sehingga nukleokapsid retrovirus dapat bergabung dengan sitoplasma

sel inang.

2.   Dengan bantuan enzim reverse transkriptase yang dimiliki retrovirus,

RNA untai tunggal akan diubah menjadi DNA untai ganda.

3.   DNA yang dihasilkan dari RNA virus tersebut akan bergabung dengan

DNA pada inti sel inang.

4.   DNA virus yang telah berintegrasi dengan DNA sel inang akan ikut

mengalami transkripsi dan terekspresi

5.   Hasil ekspresi akan membentuk virion-virion bau dan akhirnya keluar

dari sel inang,melalui pertunasan (budding). Berikut skema sederhana

dari tahapan-tahapan diatas,

19

Gambar 2.11 Skema replikasi retrovirus.(Sumber: Lodish, dkk, Molecular Cell Biology 5th : 142)

Gambar 2.10. Fotografi tunas-tunas virion yang keluar dari sel inang(Sumber: Lodish, dkk, Molecular Cell Biology 5th : 141)

20

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Dari pembahasan sebelumnya maka dapat ditarik kesimpulan yaitu:

a.   RNA  adalah  substansi  genetik  yang  memiliki  komponen  yang  mirip

dengan DNA yang berperan sebagai perantara dalam proses pengkodean

protein dari gen yang terdapat di dalam DNA. Selain itu pada beberapa

kelompok virus yang dikenal sebagai retrovirus, RNA berperan sebagai

materi genetik menggantikan DNA.

b. Sejarah penemuan RNA ditemukan berdasakan penelitian berbagai ahli

seperti  Friedrich  Miescher,  Severo  Ochoa,  Robert  W.  Hokkey  dan

berbagai ahli lainnya sehingga dikenal lebih mendalam tentang RNA

c.   RNA  genom  dapat  ditemukan  pada  golongan  retrovirus  seperti  TMV

dimana RNA disini berperan sebagai materi genetik yang menggantikan

fungsi dan peran DNA.

3.2. Saran

Penelitian lebih lanjut tentang RNA masih perlu terus dilakukan untuk

semakin mengetahui informasi yang lebih lanjut tentang RNA sebagai substansi

genetik yang sangat berperan penting bagi seluruh organisme.

21

DAFTAR RUJUKAN

Anonim 1. 2009. Struktur RNA. Online. http://wwwuic.edu/. Diakses 31 Januari2011.

Anonim 2. 2009. Perbandingan DNA-RNA Online.http://www.lookfordiagnosis.com . Diakses 31 Januari 2011.

Anonim 3. Struktur semanggi. Online..http://higheredbcs.wiley.com/legacy/college/boyer/0471661791/structure/tRNA/trna_diagram_small.gif. Diakses 31 Januai 2011.

Anonim 4. Struktur tRNA 3D. Online.http://cohen.svt.free.fr/memoire/image10.jpg.  Diakses  tanggal  31  Januari2011.

Anonim 5. Fraengkel-conrat exp. Online. www.nvo.com/jin/nss-folder/scrapbooksell/fraengkel1conrat1s%20virus.jpg. Diakses tanggal 31Januari 2011.

Campbell, N.A., Reece, J.B., Mitchel, L.G. 1999. Biologi jilid 1. Terjemahan olehLestari Rahayu. 2002. Jakarta: Erlangga.

Desy.  2010.  Struktur  RNA.  Online.  http://substansigenetika.net/wp/category/e-rna/page/2/. Diakses tangal 31 Januari 2011.

Desy.2010. macam-macam RNA. Online. http://substansigenetika.net/wp/category/e-rna/page/1/. Diakses tangal31 Januari 2011.

Gardner, E.J., dkk, 1991. Principle of Genetics. Engle Offs New Jersey: PrenticeHall Inc.

Google.  2011.  Online.  http://www.google/search/.  Diakses  tanggal  31  Januari2011

Lodisc,dkk. 2009. Molecular Cell Biology 5th. PDF

Russel, P.J. 1992. Genetics. New York: Harper Colins Publishers.

Suryo. 1994. Genetika. Jogkalarta. Universitas Gajah Mada Press

22