Materi genetik harus Materi genetik harus memenuhi 2 kebutuhan utama memenuhi 2 kebutuhan utama yaitu;yaitu;

1.1.fungsi genotipe atau fungsi genotipe atau replikasireplikasi

2.2.fungsi fenotipe atau fungsi fenotipe atau ekspressi gen.ekspressi gen.

Organisasi DNA dalam Organisasi DNA dalam kromosomkromosom

Gambar. 1

Organisasi DNA dalam Organisasi DNA dalam kromosom Eukariotkromosom Eukariot

Molekul DNA dlm kromosomMolekul DNA dlm kromosom Unit struktur dasar dari kromosom Unit struktur dasar dari kromosom

eukariot adalaheukariot adalah NukleosomNukleosom yang terdiri yang terdiri dari 4 macam protein histon yaitu:dari 4 macam protein histon yaitu: H2A,H2B, H3 dan H4H2A,H2B, H3 dan H4

Msg –msg dua buah yg berkombinasi Msg –msg dua buah yg berkombinasi membentuk membentuk oktameroktamer

Setiap oktamer berassosiasi dengan Setiap oktamer berassosiasi dengan kurang lebih 200 pasang nukleotida kurang lebih 200 pasang nukleotida DNA yg pjgnya kurang lebih 700 A.DNA yg pjgnya kurang lebih 700 A.

Susunan histon dan Susunan histon dan DNA yg tepat DNA yg tepat didalam nukleosom didalam nukleosom tetapi telah tetapi telah diusulkan st model diusulkan st model spt pada Gambar. 1spt pada Gambar. 1

DNA diperkirakan DNA diperkirakan melingkar melingkar mengelilingi mengelilingi oktamer histon oktamer histon

Nukleosom Nukleosom mempunyai mempunyai diameter kira-kira diameter kira-kira 100A.Jadi lilitan DNA 100A.Jadi lilitan DNA dlm nukleosom dlm nukleosom mereduksi pjngnya mereduksi pjngnya menjadi 1/7 kali.menjadi 1/7 kali.

Histon jenis lain H1Histon jenis lain H1 -Menstabilkan -Menstabilkan

assosiasi assosiasi nukleosom2 utk nukleosom2 utk membtk lilitan membtk lilitan heliks yg disebut heliks yg disebut Solenoid (Gbr .3)Solenoid (Gbr .3)

Komposisi kimiawi dan Komposisi kimiawi dan struktur asam nukleatstruktur asam nukleat

Kromosom terdiri dari 2 tipe Kromosom terdiri dari 2 tipe molekul molekul organikorganik yaitu : yaitu :

ProteinProtein dandan

Asam NukleatAsam Nukleat..

REPLIKASI DNAREPLIKASI DNA

Model DNA Watson & Crick Model DNA Watson & Crick menyediakan dasar menyediakan dasar molekuler utk 2 tujuan:molekuler utk 2 tujuan:

Utk menyimpan informasiUtk menyimpan informasi Utk membuat copinyaUtk membuat copinya

KROMOSOM SEL KROMOSOM SEL PROKARIOTPROKARIOT

Molekul DNA berbentuk lingkaran dgn Molekul DNA berbentuk lingkaran dgn keliling 10 A. (cth pd keliling 10 A. (cth pd Escherichia coliEscherichia coli))

Tdk mengandung protein HistonTdk mengandung protein Histon Ada protein lainAda protein lain DNA berkondensasi spt manik-manik DNA berkondensasi spt manik-manik

berukuran kurang lebih sama dgn berukuran kurang lebih sama dgn nukleosom eukariot.nukleosom eukariot.

Kromosom ini dlm btk kompak disebut Kromosom ini dlm btk kompak disebut nukleoidnukleoid

Unit dasar struktur asam nukleat ialah Unit dasar struktur asam nukleat ialah NukleotidaNukleotida..

Nukleotida dibangun 3 bagian yg Nukleotida dibangun 3 bagian yg dihubungkan dgn ikatan Kovalen yaitu;dihubungkan dgn ikatan Kovalen yaitu;

I. Gula PentosaI. Gula Pentosa:: Deoksiribosa (DNA)Deoksiribosa (DNA) Ribosa (RNA)Ribosa (RNA) II. Basa NitrogenII. Basa Nitrogen : : Purin Purin PirimidinPirimidin Yg berikatan kovalen kpd karbon Yg berikatan kovalen kpd karbon

nomor 1 dari pentosanomor 1 dari pentosa

DNA DNA : Pirimidin : Pirimidin Sitosin (C)Sitosin (C) dan dan Timin (T)Timin (T) Purin Purin Adenin (A) Adenin (A) dan dan Guanin (G)Guanin (G) RNARNA : Purin Sama dgn DNA : Purin Sama dgn DNA Pirimidin Pirimidin SitosinSitosin dan dan Urasil (U)Urasil (U)Gbr.2Gbr.2 III . Gugusan FosfatIII . Gugusan Fosfat Membtk ikatan dgn pentosa yg satu pd Membtk ikatan dgn pentosa yg satu pd

karbon nomor 5 dan dgn pentosa karbon nomor 5 dan dgn pentosa berikutnya pd karbon no 3 dgn ikatan berikutnya pd karbon no 3 dgn ikatan fosfodiester ( Lihat gambar.3)fosfodiester ( Lihat gambar.3)

Gambar. 2

Nukleotida- nukleotida Nukleotida- nukleotida membtk polimer atau membtk polimer atau polinukleotida yg pjgnya polinukleotida yg pjgnya bervariasi.bervariasi.

Hukum Chargaff; Kuantitas Hukum Chargaff; Kuantitas molar adenin sama dgn molar adenin sama dgn kuantitas molar Timinkuantitas molar Timin

Kuantitas molar guanin sama Kuantitas molar guanin sama dgn kuantitas molar Sitosin.dgn kuantitas molar Sitosin.

Nukleosid dan NukleotidaNukleosid dan Nukleotida

Gambar.3

DNA MODEL WATSON DNA MODEL WATSON & CRICK& CRICK Tahun 1935Tahun 1935 DNA sbg double DNA sbg double

heliks ( dua untai heliks ( dua untai nukleotida slg nukleotida slg melilit dan btk melilit dan btk spiral)spiral)

Nukleotida membtk Nukleotida membtk rangkaian dgn rangkaian dgn deoksiribosa dan deoksiribosa dan fosfat sbg tulang fosfat sbg tulang punggungnya.punggungnya.

Dua nukleotida Dua nukleotida komplemen satu komplemen satu dgn yg laindgn yg lain

Dihadapan purin Dihadapan purin selalu ada Pirimidin selalu ada Pirimidin dan sebaliknya.dan sebaliknya.

Kedua basa nitrogen Kedua basa nitrogen itu dihbgkan ikatan itu dihbgkan ikatan hidrogen (Gbr. )hidrogen (Gbr. )

Posisi antiparalel Posisi antiparalel arah 5’ -arah 5’ - 3’ 3’

REPLIKASI DNAREPLIKASI DNA

Model DNA Watson & Crick Model DNA Watson & Crick menyediakan dasar menyediakan dasar molekuler utk 2 tujuan:molekuler utk 2 tujuan:

Utk menyimpan informasiUtk menyimpan informasi Utk membuat copinyaUtk membuat copinya

Replikasi dimulai dgn putusnya ikatan Replikasi dimulai dgn putusnya ikatan hidrogen pasangan basa (hidrogen pasangan basa (AA——TT, , GG——CC))

Kedua belahan molekul melepaskan Kedua belahan molekul melepaskan lilitanlilitan

Kedua untai yang terpisah bertindak sbg Kedua untai yang terpisah bertindak sbg “template” utk membtk untai “template” utk membtk untai komplemen barukomplemen baru

Meknismenya “semi konservatif”Meknismenya “semi konservatif” Dibutuhkan Dibutuhkan 44 mcm deoxyribonucleicacid mcm deoxyribonucleicacid

triphosphat dan dan enzim DNA triphosphat dan dan enzim DNA polymerase (utk merangkai nukleotida polymerase (utk merangkai nukleotida setelah menemukan psgn yg cocok.setelah menemukan psgn yg cocok.

Rantai baru tumbuh dengan arah Rantai baru tumbuh dengan arah 5’5’3”3” berarti template dibaca berarti template dibaca 3’3’ 5”5”

Hanya 1 untai yang dikopi tanpa Hanya 1 untai yang dikopi tanpa putus oleh polimerase sambil putus oleh polimerase sambil berjalan kearah percabangan berjalan kearah percabangan replikasi.replikasi.

Untai belahan lain harus dikopi Untai belahan lain harus dikopi secara terputus –putus kearah secara terputus –putus kearah berlawanan.berlawanan.

Fragmen2 tsbt disambung oleh Fragmen2 tsbt disambung oleh enzim DNA ligase.enzim DNA ligase.

Proses replikasi DNAProses replikasi DNA

SINTESIS PROTEINSINTESIS PROTEIN

Kebanyakan gen Kebanyakan gen mempengaruhi/mengendalikan mempengaruhi/mengendalikan fenotipe melalui protein ( enzim, fenotipe melalui protein ( enzim, dan protein strukturalnya)dan protein strukturalnya)

Suatu enzim mengkatalisis suatu Suatu enzim mengkatalisis suatu reaksi yg spesifik-reaksi yg spesifik- suatu gen ttt suatu gen ttt memberikan efek ttt pd fenotip memberikan efek ttt pd fenotip organisma.organisma.

Setiap polipeptida terdiri atas Setiap polipeptida terdiri atas rangkaian asam amino yg dihub. rangkaian asam amino yg dihub. satu dgn lainnya dgn ikatan peptida.satu dgn lainnya dgn ikatan peptida.

Ada 20 mcm asam amino yg Ada 20 mcm asam amino yg dijumpai dialam. Dgn 20 asam dijumpai dialam. Dgn 20 asam aminoamino mcm kombinasi utk mcm kombinasi utk membangun polipeptida sangat membangun polipeptida sangat besar.besar.

Selain jlh asam aminonya suatu Selain jlh asam aminonya suatu protein khas dlm mcm dan urutan .protein khas dlm mcm dan urutan .

Dogma sentral dalam genetika Dogma sentral dalam genetika molekuler digbrkan sbg berikut:molekuler digbrkan sbg berikut:

transkripsi translasitranskripsi translasi

Replikasi DNA-------------Replikasi DNA-------------DNA--------DNA--------ProteinProtein

Replikasi---- transmisi info genetik dari generasi kegenerasi.

Transkripsi dan translasi terjadi sewaktu fenotip organisme diekspresikan

TranskripsiTranskripsi

DNA polimerase mengikat diri pada tpt ttt pd DNA polimerase mengikat diri pada tpt ttt pd molekul DNA dan memisahkan double helix -molekul DNA dan memisahkan double helix - memutuskan ikatan hidrogen basa-basanya.memutuskan ikatan hidrogen basa-basanya.

Salah satu untai DNA sbg template utk Salah satu untai DNA sbg template utk mensintesis untai komplementer RNA.mensintesis untai komplementer RNA.

RNA polimerase bergerak maju ke arah 3’--RNA polimerase bergerak maju ke arah 3’-- 5’ pada untai DNA yg membawa pesan sambil 5’ pada untai DNA yg membawa pesan sambil merangkai ribonukleotida ( arah 5’--merangkai ribonukleotida ( arah 5’--3’. 3’. Menjadi untai RNA duta (messenger RNA)Menjadi untai RNA duta (messenger RNA)

Urutan basa RNA membentuk komplemen yg Urutan basa RNA membentuk komplemen yg tpt dgn molekul DNA (DNA menyerahkan cetak tpt dgn molekul DNA (DNA menyerahkan cetak birunya kepada mRNA). birunya kepada mRNA).

Proses transkripsiProses transkripsi

TRANSLASITRANSLASI Melibatkan 3 tipe RNA yaitu; RNA duta ( Melibatkan 3 tipe RNA yaitu; RNA duta (

mRNA), RNA transfer (tRNA) dan RNA mRNA), RNA transfer (tRNA) dan RNA ribosom (rRNA)---ribosom (rRNA)--- ditranskripsi dari ditranskripsi dari template DNA.template DNA.

Pada transkripsi, pesan yg ada Pada transkripsi, pesan yg ada terkandung dlm gen (DNA) dipindahkan terkandung dlm gen (DNA) dipindahkan ke untai RNA duta dlm btk kodon2.ke untai RNA duta dlm btk kodon2.

Kodon2 inilah yg dikenali antikodon Kodon2 inilah yg dikenali antikodon pada RNA transfer (tRNA).pada RNA transfer (tRNA).

Setiap molekul tRNA mengenali dan Setiap molekul tRNA mengenali dan mengikat 1 mcm as.amino yg telah mengikat 1 mcm as.amino yg telah diaktivasi dulu.diaktivasi dulu.

Poses translasi ini semua terjadi Poses translasi ini semua terjadi pd ribosom(struktur pd ribosom(struktur makromolekul tersebar dlm makromolekul tersebar dlm sitoplasma.(protein dan mRNA)sitoplasma.(protein dan mRNA)

Gambar. 5

Proses Translasi

Seluruh proses translasi dibagi tiga Seluruh proses translasi dibagi tiga tahap, yaitu:tahap, yaitu: inisiasi, inisiasi, pemanjangan dan pemanjangan dan terminasi terminasi

Tahap inisiasi Tahap inisiasi

Tahap TerminasiTahap Terminasi

Tahap Terminasi Tahap Terminasi (samb.)(samb.)

SELAMAT BELAJARSELAMAT BELAJAR

By. Tumiur Gultom, SP., MP.By. Tumiur Gultom, SP., MP.

TERIMAKASIH.TERIMAKASIH. GOD BLESS YOU!!!GOD BLESS YOU!!!