Oleh : Muhammad Arif M. S.Pi

Transkripsi

1 Oleh : Muhammad Arif M. S.Pi

2 GENETIKA BAKTERI (MATERI GENETIK) GENOM KROMOSOM KROMOSOM GEN GEN GEN GEN DNA DNA DNA DNA DNA DNA

3 keragaman... biodiversity kemiripan... similarity kekhasan... speciality PENGONTROL???

4 Unit-unit hereditas yang diwariskan dari generasi ke generasi disebut GEN. Gen-gen tersebut berada di dalam suatu molekul panjang yang disebut dengan asam deoksiribonukleat (deoxyribose nucleic acid) atau populer disebut DNA Setiap gen menempati posisi yang spesifik di kromosom yang disebut lokus.

5 materi genetik ada di mana??? (> 99%) (<1%)

6

7

8 struktur dan dimensi materi genetik?

9

10 organisasi materi genetik genom gen 1, 2, 3, 4,..., n (total genom ikan gen)... kromosom pasang basa... gen A G T C T C A G... DNA

11

12 Struktur kromosom Kromosom berbentuk seperti untaian yang mengandung unit pewarisan sifat yang disebut DNA. Kromosom memiliki bagian sentral yang disebut dengan sentromer dan lengan kromosom yang disebut dengan kromatid. Kromatid memiliki diameter kurang lebih 600 nm yang terdiri atas serat kromatid berdiameter 30 nm dan nukleosom berdiameter 10 nm. Selain itu kromosom terdapat protein histon dan DNA

13 Berdasarkan posisi sentromernya, kromosom digolongkan kedalam empat macam, yaitu : Metasentrik adalah sentromer terletak di tengah-tengah kromosom. Sub-metasentrik adalah sentromer terletak agar mengarah ke pinggir kromsom. Akrosentrik adalah sentromer terletak didekat ujung kromosom. Telosentrik adalah sentromer terletak di ujung kromosom (A) Metasentrik (D) Telosentrik (B) Sub-metasentrik (C) Akrosentrik

14 Struktur DNA dan RNA Gen disusun oleh suatu substansi yang disebut dengan deoxyribonucleic acid (DNA). DNA terdiri atas dua untaian panjang terpilin yang membentuk heliks ganda (double helix). Setiap urutan DNA disusun oleh unit-unit nukleotida yang teridiri atas 1. Basa nitrogen, 2. Gula dioksiribosa dan 3. Asam fosfat.

15 Basa Dua macam basa Purin Adenine A DNA RNA Guanine G DNA RNA Pyrimidines Cytosine C DNA RNA Thymine T DNA Uracil U RNA

16

17 Struktur nukleotida Nukleotida terdiri dari: Gula pentosa Yaitu gula dengan 5 karbon Pada DNA gula ini adalah deoksiribosa. Pada RNA gula berupa gula ribosa.

18 Sebuah group fosfat Fosfat ini menghubungkan gula pada satu nukleotida ke fosfat pada nukleotida berikutnya untuk membentuk polinukleotida

19 Basa nitrogen DNA : Timin (T) Adenine (A) Sitosin (C) Guanin (G) RNA : Urasil (U) Adenin (A) Sitosin (C) Guanin (G)

20 Pasangan basa

21 Karena ada 4 jenis basa Ada 4 jenis Nukleotida dari DNA Antar Nukleotida yg menjadi Polinukleotida DNA dihubungkan dgn ikatan Fosfodiester setiap gugusan P menghubungkan atom C no.3 dari deoksiribose sebuah nukleotida dengn atom C no.5 dari deoksiribose nukleotida berikutnya dst, dgn gugusan P terletak di luar rantai (Gambar).

22 Ikatan-ikatan lemah, yg dikenal dengan Ikatan Hidrogen, menghubungkan basa dari satu rantai dgn basa dari rantai yg lain.

23 Perbedaan DNA dan RNA Karakteristik DNA RNA Untai Ganda Tunggal Gula Deoksiribosa Ribosa Basa Timin Urasil

24 REPLIKASI DNA Replikasi DNA pada cetakan 3 5 terjadi seutas demi seutas dengan arah 5 3. Utas-utas pendek tersebut dihubungkan oleh enzim ligase DNA.

25 TRANSKRIPSI RNA & SINTESA PROTEIN TRANSLASI DNA RNA PROTEIN TRANSKRIPSI : sintesa mrna dng menggunakan bagian tertentu dari DNA sebagai cetakan A T G C A T Template DNA mrna U A C G U A Hanya 1 untai DNA yg bertindak sebagai template SENSE STRAND Untai DNA pasangannya ANTI SENSE STRAND Enzim yg berperan : RNA-polymerase Titik Awal Transkripsi Promoter Site Titik Akhir Transkripsi Terminator Site

26 PROSES TRANSKRIPSI

27 TRANSLASI Proses menggunakan informasi urutan nirogenous base dari mrna untuk menyusun asam amino suatu protein mrna berhubungan dng RIBOSOME (terdiri atas rrna & protein) Asam amino tertentu melekat pada trna Pada bag tertentu dari trna tdp 3 nukleotida ANTICODON Segmen 3 nukleotida pada mrna CODON Ribosome bergerak sepanjang rantai mrna, setiap kali asam-asam amino berikatan membentuk polypeptides Bila beberapa ribosome melekat pada satu rantai mrna disebut POLYRIBOSOMES

28 KODE GENETIK Codon mrna dan Asam Amino yang disandinya Terdapat kemungkinan 64 codons, tetapi Asam Amino hanya 20 1 Asam Amino bisa disandi oleh beberapa codons keadaan ini disebut : DEGENERACY OF THE CODE 61 mrpk SENSE CODONS menyandi Asam Amino 3 mrpk NONSENSE CODONS mengakhiri sintesa protein (TERMINATOR CODONS) : UAA, UAG, UGA INITIATOR CODON AUG utk Methionine memulai sintesa protein

29 GENETIC CODES

30 BEBERAPA ISTILAH GENOM GENOTYPE PHENOTYPE PROTOTROPH AUXOTROPH seluruh gen yg tdp dlm suatu organisme komposisi genetik suatu organisme gen normal/mutasi membawa sifat ttt ekspresi gen sifat morfologi/biokimia yg dpt dilihat strain bakteri normal yg baru diisolir strain yang mengalami mutasi

31 Ukuran Genom Genom E. Coli berukuran sebesar 4.6 Mb(4.600kbp), sedangkan genom prokariot umumnya berukuran antara 5-10 Mb. Ukuran genom merupakan ciri spesifik spesies.

32 MUTASI DAN REKOMBINASI Mutasi = Perubahan basa nukleotida pada genom yang dapat diwariskan dan dapat berakibat baik atau buruk pada organisme yang bersangkutan.,. Perubahan yang terjadi adalah akibat adanya rekombinasi genetika.

33 MUTASI DAN MUTAN Mutan adalah Galur yang menunjukkan adanya perubahan, yang mempunyai perbedaan genotip atau sekuen nukleotida genom, dengan galur induk. Contoh : Gen his C Escherichia coli menyandikan protein HisC yang terlibat dalam biosintesis asam amino histidin. ( Mutan His C : HisC1, HisC2 kode His - menyebabkan galur tidak mampu mensintesis histidin)

34 MUTASI BAKTERI Perubahan pada gen morfologi/biokimia Melindungi thd seleksi alam Dapat terjadi secara spontan Dapat diturunkan ke generasi berikutnya Dapat kembali ke bentuk semula BACK MUTATION KECEPATAN MUTASI relatif konstan dalam 1 generation time Rumus : a = M N 1 N 0 a M N 0 N 1 : kecepatan mutasi : jumlah mutasi : jml sel mula-mula : jml sel setelah doubling

35 MORPHOLOGIC MUTANTS Normal bakteria Agar plate + mutagen Observasi koloni bakteri yang tumbuh Bandingkan dengan koloni kuman normal MUTASI dapat dipercepat x dng bahan MUTAGEN Fisis sinar x, sinar uv, sinar α, γ Kemis nitrat, acridine, N-mustard

36 AKIBAT MUTASI Mutant strain memiliki daya resistensi Misalnya terhadap : - antibiotika,uv light, Bacteriophage Dapat juga terjadi DRUG DEPENDENCE, mis. thd sulfa(sulfaquinoxalin) Bakteri kebal dpt mensintesa PABA (para amino benzoic acid) dlm jumlah banyak

37 PEMINDAHAN MATERI GENETIK HARUS ADA SEL DONOR & SEL RESIPIEN MACAM : 1.TRANSFORMATION (transformasi) 2.TRANSDUCTION ( Transduksi) 3. CONJUGATION ( Konjugasi)

38 Rekombinasi genetik pemindahan secara langsung bahan genetik (DNA) di antara dua sel bakteri melalui proses berikut: 1. Transformasi perpindahan materi genetik berupa DNA dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain. 2. Transduksi pemindahan materi genetik bakteri ke bakteri lain dengan perantaraan virus. 3. Konjugasi transfer DNA (berupa plasmid) karena adanya kontak sel dengan membentuk jembatan untuk pemindahan materi genetik.

39 TRANSFORMASI - Kali pertama diamati oleh Frederick Griffith (1928) pada bakteri Streptococcus pneumoniae - Sel Donor lisis mengeluarkan DNA - Sel Resipien mengambil DNA terlarut yang dilepaskan oleh sel Donor

40 Percobaan Griffith

41 TRANSFORMATION

42 TRANSDUCTION Pemindahan materi genetik dari suatu bakteri ke bakteri yang lain dengan perantara bacteriophage (virus) 1. Generalized Transduction 2. Restricted Transduction

43 TRANSDUCTION

44 CONJUGATION Pada proses ini perlu kontak antara 2 sel SEX PILI Sel donor adalah F +, sel resipen F - F + ( F factor ) merupakan Plasmid dapat ditransfer Jika F factor integrasi ke dlm khromosom HFr ( High Frequency of Recombination)

45 Konjugasi

46 Pili sex

47 PLASMID Plasmid adalah molekul DNA sirkuler yang terpisah dari DNA kromosomal dan bisa membelah sendiri. Ini berbentuk melingkar and double-stranded. Ukuran dari plasmid beragam dari 1 sampai lebih dari 250 kb, sehingga hanya sebagian kecil dari plasmid alami yang dapat bermanfaat sebagai vektor kloning Plasmid terdiri dari plasmid F untuk konjugasi, plasmid R untuk memberikan sifat resisten terhadap antibiotik, col plasmid, plasmid virulensi dan plasmid degradatif.

48 Plasmid

49 Terimakasih...ilaliqoooo...