GENETIKA BAKTERIDian Widiyanti SSi., MSi., Ph.D

Bagian MikrobiologiFakultas Kedokteran Universitas YARSI

PendahuluanSifat bakteri (e.g. virulensi, patogenitas, resistensi terhadap antimikroba) ditentukan oleh informasi genetik yang terdapat dalam kromosomKromosom bakteri:Rantai DNADouble stranded lingkaran tertutup super coilNaked

Replikasi DNAPembelahan biner didahului dengan pembentukan copy rantai DNA REPLIKASIReplikasi semi konservatifEnzim yang terlibat a.l.:DNA polymeraseDNA gyrase, dll

Replikasi awal

Dari DNA ke ProteinInformasi dalam gen (DNA) dibuat rantai komplementernya mRNA TRANSKRIPSImRNA ribosomDi ribosom terjadi proses TRANSLASI sintesa protein dari asam amino

Dari DNA ke Protein

TranskripsiPembentukan mRNA dengan template DNAThymine pada DNA diganti Uracil pada mRNADNA sintesa protein

Transkripsi

TRANSLASI

Regulasi ekspresi gen

Operon (khusus pada prokariot) : organisasi sekelompok gen yang ekspresinya dikendalikan oleh satu promotor

Perubahan GenotipDapat terjadi melalui:Mutasi:Perubahan susunan nukleotida pada gen yang diturunkan ke generasi berikutRekombinasiTerbentuknya kombinasi dari gen dalam kromosom

MutasiDapat terjadi:SpontanTerpapar MUTAGENMutagen:bahan (fisika/kimia) yang dpt meningkatkan angka mutasie.g. sinar uv, sinar x, acridine orange, nitosoguanidine, 5-bromouracil, dll.

Mekanisme MutasiSubstitusi nukleotidaAdalah perubahan basa pada sekuen DNA, yang biasanya terjadi pada saat replikasi DNA. Purin (A) purin (T) atau pirimidin (C) pirimidin (G) disebut transisi. Sedangkan purin pirimidin disebut transversi.Delesi atau penambahan nukelotida Penghapusan atau penambahan nukleotida, yang biasanya terjadi pada saat replikasi DNA. Contoh : transposon (jumping genes) menyisip pada sekuen DNA

Jenis mutasiMissense mutation : menyebabkan perubahan sekuen asam amino produk proteinNonsense mutation : menyebabkan pembentukan stop kodon sehingga produk protein tidak lengkapSilent mutation : walaupun terjadi perubahan nukleotida, tapi tidak menyebabkan perubahan produk asam amino.Frameshift mutation : menyebabkan pergeseran susunan asam amino, sehingga ditranslasikan menjadi protein yang berbeda

Tes untuk mendeteksi mutasiReplica platingPenicillin enrichment

RekombinasiTerjadi pertukaran materi genetikMelalui:TransformasiTransduksiKonjugasi

Transfeksi: transformasi dg donor DNA berasal dari bakteriofag

TransformasiSyarat sel bakteri dapat mengalami transformasi bersifat kompeten Contoh bakteri yang dapat mengalami transformasi:S. pneumoniaeH. influenzaeBeberapa spesies Bacillus

Transformasi

TransduksiTransfer gen dengan perantaraan Bakteriofaga sbg pembawa DNA donorBakteriofaga Transducing phageUmum terjadi pada:StaphylococcusSalmonella

Transduksi

KonjugasiTransfer gen antar bakteri memerlukan kontak langsungPili sex berperan bakteri mempunyai plasmid F (bakteri F+)Materi yang ditransfer:PlasmidBagian dari gen DNA sel donor

Konjugasi

Animasi konjugasi

Konjugasi F faktor

Konjugasi Hfr (High frequency recombination)

Materi Genetik Ekstra-kromosomPlasmid:DNA rantai ganda, umumnya berbentuk lingkaranReplikasi independenSebagai pembawa sifat, e.g. resistensi terhadap antibiotik, produksi toksinTransposon:Rantai DNA pendek dpt menyisipkan diri pada kromosom mutasiTdk mampu bereplikasi

PlasmidTransposon

Macam-macam PlasmidF plasmid- mengkode sex pili R plasmid- pembawa sifat resistensi terhadap antibiotikCoI plasmid- pembawa sifat bakteriosinVir-plasmid- pembawa sifat virulen bakteriEnt-plasmid- pembawa sifat enterotoksin