AS. NUKLEAT METABOLISME. Woro Anindito Sri Tunjung LAB. BIOKIMIA FAKULTAS BIOLOGI UGM 9/12/2012 1

dokumen-dokumen yang mirip
Metabolisme asam nukleat II

Adalah asam nukleat yang mengandung informasi genetik yang terdapat dalam semua makluk hidup kecuali virus.

Oleh : dr.syazili Mustofa, M.Biomed

SINTESIS PROTEIN. Delayota Science Club Januari 2011

Ada 2 kelompok basa nitrogen yang berikatan pada DNA yaitu

Polimerase DNA : enzim yang berfungsi mempolimerisasi nukleotidanukleotida. Ligase DNA : enzim yang berperan menyambung DNA utas lagging

adalah proses DNA yang mengarahkan sintesis protein. ekspresi gen yang mengodekan protein mencakup dua tahap : transkripsi dan translasi.

Dr. Dwi Suryanto Prof. Dr. Erman Munir Nunuk Priyani, M.Sc.

Kromosom, gen,dna, sinthesis protein dan regulasi

Struktur. Ingat: basa nitrogen, gula pentosa, gugus fosfat

Dogma Sentral Biologi

BIOTEKNOLOGI PERTANIAN TEORI DASAR BIOTEKNOLOGI

STRUKTUR KIMIAWI MATERI GENETIK

Sintesis Protein. 1. Aspek sintesis protein 2. Mekanisme sintesis protein (prokariot) 3. Mekanisme Sintesis Protein (Eukkariot)

MATERI GENETIK. Eva Tyas Utami

SINTESIS PROTEIN. Yessy Andriani Siti Mawardah Tessa Devitya

Proses biologis dalam sel Prokariot (Replikasi) By Lina Elfita

BIO306. Prinsip Bioteknologi

Oleh : Muhammad Arif M. S.Pi

DNA, RNA, DAN SINTESIS PROTEIN

MAKALAH BIOLOGI PERBEDAAN ANTARA DNA dengan RNA

RNA (Ribonucleic acid)

Organisasi DNA dan kode genetik

19/10/2016. The Central Dogma

replikasi akan bergerak melebar dari ori menuju dua arah yang berlawanan hingga tercapai suatu ujung (terminus).

MAKALAH BIOLOGI PERBEDAAN DNA DAN RNA

Bimbingan Olimpiade SMA. Paramita Cahyaningrum Kuswandi ( FMIPA UNY 2012

Ciri Khas Materi Genetik

EKSPRESI GEN. Dyah Ayu Widyastuti

BAB VI RIBOSOM DAN SINTESIS PROTEIN

Aulia Dwita Pangestika A2A Fakultas Kesehatan Masyarakat. DNA dan RNA

XI. Expresi Gen (From Gene to Protein) Diambil dari Campbell et al (2009), Biology 8th

Indikator 30. Urutan yang sesuai dengan sintesis protein adalah

EKSPRESI GEN. Kuliah ke 5 Biologi molekuler Erlindha Gangga

Setelah kehilangan intron, dan bergabungnya exon maka mrna disebut sudah matang (mature) akan keluar dari sel inti menuju sitoplasma.

Sintesa protein (ekspresi gen)

M A T E R I G E N E T I K

BIOLOGI SEL Chapter XI ORGANEL SEL RIBOSOM DAN SINTESIS PROTEIN. Husni Mubarok, S.Pd., M.Si.

Transfer Informasi Genetik Pada Tingkat Sel. Dwi Ari Pujianto Departemen Biologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia

KOMPUTASI EVOLUSIONER Algoritma Genetik, Pemrograman Genetik, dan Pemrograman Evolusioner Oleh : Thomas Sri Widodo

GENETIKA: ILMU YANG MEMPELAJARI DAN MENGANALISIS KETURUNAN (HEREDITY) ATAU KONSTANSI DAN PERUBAHAN PENGATURAN DARI BERBAGAI FUNGSI FISIOLOGIS YANG

Pengantar Sintesis Protein. dr.syazili Mustofa, M.Biomed. Protein

Dr. Yekti Asih Purwestri, M.Si. Laboratorium Biokimia Fakultas Biologi UGM

Ada ORI dan helikase yang membuka pilinan terus sampai terbentuk replication bubble.

Pokok Bahasan: Ekspresi gen

PEMBAHASAN Replikasi DNA

Definisi Sintesis Protein

KROMOSOM. Mei Vita Cahya Ningsih, Ns.

AKTIVITAS GEN DAN PENGATURANNYA: SINTESIS PROTEIN. dr. Arfianti, M.Biomed, M.Sc

Nur Hidayat Lab. Bioindustri, Jur Teknologi Industri Pertanian FTP - UB

MATERI GENETIK. Oleh : TITTA NOVIANTI, S.Si., M. Biomed.

1. Sel sangat kompleks namun teratur. 3. Sel mampu memperbanyak diri. 5. Sel melakukan berbagai reaksi kimiawi

bagian yang disebut suppressor yang menekan intensitas, dan ada yang disebut enhancer yang memperkuatnya.

BIOTEKNOLOGI. Struktur dan Komponen Sel

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang deoxyribonukleic acid, DNA 1.2 Tujuan

SUBSTANSI GENETIKA (Kromosom & Asam Nukleat) Delayota Science Club (DSC) Januari 2011

Substansi Genetik. By Ms. Evy Anggraeny. SMA Regina Pacis Jakarta. Sept

MAKALAH BIOKIMIA ASAM NUKLEAT

Paramita Cahyaningrum Kuswandi ( FMIPA UNY 2013

DNA DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik.

PERBEDAAN DNA DAN RNA MATA KULIAH KIMIA ORGANIK II

Asam Nukleat dan Nukleotida

SUBSTANSIGENETIK 1. KROMOSOM 2. GEN - DNA

Struktur DNA dan Pengaruh Perubahannya

REPLIKASI DNA. Paramita Cahyaningrum Kuswandi ( FMIPA UNY 2014

Gambar 1. Contoh Double helix

ketebalan yang berbeda-beda dan kadang sangat sulit ditemukan dengan mikroskop. Namun, ada bukti secara kimiawi bahwa lamina inti benar-benar ada di

STRUKTUR DNA DAN RNA

INTI. Dalam inti/nukleus : 19/03/ kromosom : 2. Satu atau lebih nucleoli:

Asam nukleat dan Protein Aliran informasi genetik

Introduksi Genetika Molekular Virus

STRUKTUR BAHAN GENETIK, MEKANISME DAN REGULASI EKSPRESI GENETIK PADA ARAS MOLEKULAR

BIOTEKNOLOGI. Perubahan Genetik, Replikasi DNA, dan Ekspresi Gen

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

REPLIKASI DNA. Febriana Dwi Wahyuni, M.Si.

ASAM NUKLEAT (NUCLEIC ACID)

ASAM NUKLEAT As.nukleat : polimer dr nukleotida DNA = deoxyribonucleic acid (di inti sel) RNA = ribonucleic acid (di sitoplasma)

Representasi Himpunan Barisan Kodon ke dalam Struktur Modul

BAB III. SUBSTANSI GENETIK

BIOLOGI SESI 03 SUBSTANSI GENETIK DAN LATIHAN SBMPTN TOP LEVEL - XII SMA

BAB II. ASAM NUKLEAT Struktur Molekul polinukleotida

MAKALAH BIOKIMIA ASAM NUKLEAT (NUCLEIC ACID)

Mutasi Nonsense Gen Tirosin Menjadi Penyebab Albino Pada Manusia

Replikasi DNA atau duplikasi DNA atau disebut juga sintesa DNA. Replikasi DNA artinya satu untai (single strand) DNA mencetak satu untai pasangannya.

Modifikasi String dan Pattern untuk Mempercepat Pencocokan Rantai Asam Amino pada Rantai DNA

Asam Nukleat Kuliah Biokimia ke-5

BERANDA SK / KD INDIKATOR MATERI LATIHAN UJI KOMPETENSI REFERENSI PENYUSUN SELESAI. psb-psma rela berbagi iklas memberi

REKAYASA GENETIKA. By: Ace Baehaki, S.Pi, M.Si

RINGKASAN. Gambar 1. Ribosom binding site translasi bakteri. Sumber: Figure (Brown, 2002)

BAB I PENDAHULUAN. B. Rumusan Masalah. C. Tujuan Penulisan

STRUKTUR DNA MERUPAKAN MOLEKUL LINIER DENGAN BERAT MOLEKUL SANGAT TINGGI. MOLEKUL-MOLEKULNYA MERUPAKAN RANTAI POLINUKLEOTIDA YANG PANJANG.

LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI MOLEKULER

Modul Pembelajaran Biologi XII IPA 2012

TUGAS BIOLOGI MOLEKULER

BAB II LANDASAN TEORI

SIFAT FISIK DAN KIMIA DNA NUNUK PRIYANI. Progran Studi Biologi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara PENDAHULUAN

Virdan Reynaldi Limbong. Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

SUBSTANSI HEREDITAS. Dyah Ayu Widyastuti

polipeptida yang kemudian dimodifikasi lebih lanjut menjadi protein. Manipulasi pada tahap translasi mrna bertujuan untuk mengatasi suatu penyakit

Topik 4 DNA Sebagai Bahan Genetik

Transkripsi:

ASAM NUKLEAT METABOLISME AS. NUKLEAT Woro Anindito Sri Tunjung LAB. BIOKIMIA FAKULTAS BIOLOGI UGM 9/12/2012 1

Merupakan bagian organisme hidup yg sangat penting Membawa informasi genetika yang akan diturunkan / ditransfer dr generasi ke generasi. Ada 2 macam: Asam deoksiribonukleat : AND / DNA Asam ribonukleat : ARN / RNA Asam nukleat mrpk polimer nukleotida yg dihubungkan dgn ikatanfosfodiester 9/12/2012 2

Nukleotida dan Asam Nukleat Nukleotida merupakan building blocks / prekursor / dari asam nukleat (DNA dan RNA) Nucleotide RNA DNA 9/12/2012 3

Struktur Nukleotida Nukleotida memiliki 3 komponen utama yakni: Gugus fosfat Basa nitrogen (pirimidin atau purin) Gula pentosa 4 9/12/2012 4

1. Basa purin dan pirimidin Perhatikan sistem penomoran dan struktur cincin umumnya 9/12/2012 5

Basa utama dalam asam nukleat Basa tersebut disingkat dari huruf pertamannya (A, G, C, T, U). Purin (A, G) dimiliki oleh RNA dan DNA Pirimidin C terdapat pada RNA dan DNA, tetapi T hanya ada pada DNA, dan U hanya ada pada RNA 9/12/2012 6

2. Gula Ribosa Ribosa(β-D-furanose) merupakan gula pentosa (memiliki cincin 5 atom karbon) 5 Dalam suatu nukleosida atau nukleotida digunakan istilah "prime ( ) (5 atau 3 ) untuk membedakan nomer atom C yang mengikat suatu gugus. 4 3 2 1 11 9/12/2012 7

Ikatan basa pada pentosa terdapat t pada karbon 1, dan fosfat pada karbon 5 Sedangkan hidroksil pada karbon 2 dan 3 9/12/2012 8

Nukleotida mengikat basa nitrogennya pada atom C no. 1, dgn ikatan glikosida Gugus fosfat terikat pada gugus hidroksil atom C no. 5 Kedua kondisi diatas, menyebabkan nukleotida mempunyai sifat sifat: Gugus phosphat bertindak sbg asam kuat (pka= 1) Gugus amina dr basa purin dan pirimidine, dpt di protonasi Nukleotida mampu menyerap sinar uv dapat diukur konsentrasinya 9/12/2012 9

Ribosa vs. Deoksiribosa Derivat penting dari ribosa adalah 2'- deoksiribosa, yakni pada 2' OH diganti dengan H. Deoksiribosa dimiliki DNA (deoxyribonucleic acid) Ribosa dimiliki RNA (ribonucleic acid). 2 -OH yang diganti H memiliki pengaruh pada struktur jalin ganda heliks DNA RNA Fig. 8-3 9/12/2012 10

Nukleotida berbeda dengan nukleosida karena nukleosida tdk mempunyai gugus fosfatf Sehingga kita sering menuliskan nukleotida sebagai Nukleosida monofosfat Nukleosida difosfat Nukleosida trifosfat Tergantung pada jumlah fosfat yg dimiliki 3. Fosfat Nukleosida + satu atau lebih gugus fosforil f disebut nukleotida. 9/12/2012 11

Jembatan fosfat / backbone ( tulang belakang ) g)gula-fosfat f Tulang punggung Polinukleotida id atau asam nukleat memiliki residu fosfat dan pentosa. Basa yang dimiliki analog dengan gugus rantai samping dari asam amino; yakni bervariasi tanpa mengubah struktur ikatan kovalen fosfodiester. Urutan ditulis dari ujung 5' ke 3' : 5'-ATGCTAGC-3 Berg Fig. 1.1 9/12/2012 12

Karena DNA merupakan rantai tiganda dan atom atom t karbon mempunyai aturan diatas untuk mengikat basa nitrogen dan gugus fosfat maka satu rantai DNA terlihat berdiri tegak sedangkan rantai pasangannya justru terbalik. Maka pada notasi penulisan kode genetik DNA, ditulis 5 kode genetik 3, sedangkan untuk rantai pasangannya justru ditulis 3 kode genetik 5. Pengaturan ini disebut konfigurasi antiparalel. 5 TCTC 3 3 AGAG 5 Adenine selalu berpasangan dengan thymine melalui 2 ikatan hidrogen sedangkan cytosine berpasangan dengan guanine melalui 3 ikatan hidrogen. 9/12/2012 13

9/12/2012 14

Interaksi ikatan hidrogen menggabungkan antara 2 basa DNA Pasangan basa Watson-Crick 9/12/2012 15

Fig. 8-8 DNA, yang kehilangan 2 -OH, bersifat stabil pada kondisi ph basa 9/12/2012 16

9/12/2012 17

9/12/2012 19

Proses utama dlm metabolisme informasi: 1. Replikasi DNA berperan sbg cetakan untuk sintesisnya sdr 2. Transkripsi i Informasi yang ada pada DNA menentukan RNA yang diproduksi 3. Translasi RNA berperan sbg cetakan untuk sintesis suatu rantai polipeptida ttt

Replikasi dan transkripsi hanya menggunakan 4 nukleotida Translasi mengubah bahasa nukleotida yg terdiri dari 4 nukleotida menjadi bahasa protein yang terdiri dari 20 huruf asam amino Persamaan replikasi, transkripsi dan translasi membutuhkan cetakan proses terdiri dari inisiasi, elongasi dan terminasi

Pembelahan sel dan Replikasi DNA Pembelahan sel Sebelum sel membelah, sel harus membentuk dua sel structures, organelles and their genetic information 9/12/2012 22

Replikasi Secara konsep sederhana Proses mekanismenya komplek Kesederhanaannya krn konsep dr Watson & Crick Transfer informasi melibatkan pembukaan double a s e o as e bat a pe bu aa doub e helix DNA yang diikuti secara bersamaan dengan pembentukan dua pita baru pasangan dari pita DNA yang lama

Mekanisme pengkopian DNA melibatkan pembukaan double helix Setiap rantai menjadi pola / templat untuk pita baru

Replikasi i DNA terjadi secara dua arah yang dimulai pada daerah tempat dimulainya replikasi (origin). Mekanisme ini dapat diamati pada bakteria (E. coli)

1. Unzipping DNA - Helicase unwinds the DNA (it makes it flat, so it s not twisted anymore) - Hydrogen bonds break between the base pairs - Replication Fork = the place where e strands start t to separateate

2. Parent Strands act like a template (they act like a guide, so the matching bases know where to go) 3. DNA Polymerase (the helper ) - puts free bases on the parent strands - the bases form new strands of DNA 4. Finished! Now there are two identical pieces of DNA of DNA

* polymer = a chain of many similar pieces (DNA is a polymer. It is a chain of nucleotides.) DNA Polymerase - it creates a polymer of DNA -it proofreads the new DNA p DNA Helicase - it unwinds the double helix

Proses replikasi berjalan dengan dua mekanisme pemanjangan rantai: leading dan lagging. Hal ini terjadi karena arah sintesis DNA dimulai dari ujung 5 DNA baru atau ujung 3 DNA template

Pada rantai lagging, sintesis fragmen Okazaki pada jalin DNA dari ujung 3 ke 5, sedang arah sintesis dari 5 ke 3. Beberapa jenis protein terlibat dalam proses replikasi, al.: topoisomerase, primase, helikase DNA.

Suatu proses untuk membaca informasi yang disimpan dalam urutan nukleotida DNA RNA Mekanisme dibagi menjadi 3 Inisiasi Elongasi Terminasi

The part of the DNA molecule (the gene) that the cell wants the information from to make a protein unwinds to expose the bases. Free mrna nucleotides in the nucleus base pair with one p strand of the unwound DNA molecule.

The mrna copy is made with the help of RNA polymerase. This enzyme joins up the mrna nucleotides to make a mrna strand. This mrna strand is a complementary copy of the DNA (gene) The mrna molecule leaves the nucleus via a nuclear pore into The mrna molecule leaves the nucleus via a nuclear pore into the cytoplasm

Relationships of DNA to mrna to Relationships of DNA to mrna to polypeptide chain.

Translation merupakan proses pembacaan kodon dan menggabungkan asam amino melalui ikatan peptida Komponen proses translasi 1.mRNA tersusun atas kode genetik 2.Ribosome 3. trna bersama dengan asam amino 4.Enzymes

Tahap proses translasi Inisiasi Elongasi Terminasi Inisiasi Aktivasi asam amino untuk bergabung membentuk protein

A i i f i id f Activation of amino acids for incorporation into proteins.

Genetic code 3 nucleotides - codon mengkode untuk 1 asam amino dlm suatu protein Codon urutan 3 nukleotida dalam mrna yang menspesifikasikan penggabungan suatu asam amino ttt mjd protein.

1. DNA unwinds PROTEIN SYNTHESIS 2. mrna copy is made of one of the DNA strands. 3. mrna copy moves out of nucleus into cytoplasm. 4. trna molecules are activated as their complementary amino acids are attached to them. 5. mrna copy attaches to the small subunit of the ribosomes in cytoplasm. 6 of the bases in the mrna are exposed in the ribosome. 6. A trna bonds complementarily with the mrna via its anticodon. 7. A second trna bonds with the next three bases of the mrna, the amino acid joins onto the amino acid of the first trna via a peptide bond. Peptide bond formation catalyzed by an enzyme complex called peptidyltransferase 8. The ribosome moves along. The first trna leaves the ribosome. 9. A third trna brings a third amino acid 10. Eventually a stop codon is reached on the mrna. The newly synthesised polypeptide leaves the ribosome.

Translation - animation

Not all codons are used with equal frequency. There is a considerable amount of variation in the patterns of codon usage between different organisms.

Beberapa kodon mempunyai fungsi khusus yakni sebagai kodon inisiasi AUG dan sebagai kodon terminasi atau stop UAA, UAG dan UGA. Kodon AUG pada RNA atau ATG pada DNA tidak hanya kodon inisiasi untuk urutan permulaan suatu polipeptida, tetapi juga merupakan kodon untuk asam amino metionin (Met). Mutasi yang menyebabkan berubahnya suatu kodon menjadi kodon stop disebut sebagai mutasi tidak berarti (nonsense), karena adanya mutasi ini menyebabkan kodon berikutnya menjadi tidak berarti. Arah sintesis protein dari ujung N ke ujung C dengan penambahan Asam amino terjadi pada ujung C (karboksil) 45

Only trna fmet is accepted to form Two the initiation factors complex. (IF1 &IF3) bind to a 70S All ribosome. further charged trnas require promote fully assembled the dissociation (i.e., 70S) of 70S ribosomes into free 30S and 50S subunits. The Shine-Dalgarno sequence mrna and IF2, helpwhich ribosomes and carries mrna aligns correctly for the -GTP start of translation. - the charged trna Ribosome consists of -A bind site aminoacyl to a free 30S subunit. - Psite After these peptidyl have all - bound, E site the exit 30S initiation complex is complete.

First the mrna attaches itself to a ribosome (to the small subunit). Six bases of the mrna are exposed. A complementary trna molecule with its attached amino acid (methionine) base pairs via its anticodon UAC with the AUG on the mrna in the first position P. Another trna base pairs with the other three mrna bases in the ribosome at position A. The enzyme peptidyl transferase forms a peptide bond between the two amino acids. The first trna (without its amino acid) leaves the ribosome.

The ribosome moves along the mrna to the next codon (three bases). The second trna molecule moves into position P. Another trna molecule pairs with the mrna in position A bringing its amino acid. A growing polypeptide is formed in this way until a stop codon is reached.

Peptide bond formation catalyzed by an enzyme complex called peptidyltransferase Peptidyltransferase consists of some ribosomal proteins and the ribosomal RNA acts as a ribozyme. The process The process is repeated until a termination signal is reached.

A stop codon on the mrna is reached and this signals the ribosome to leave the mrna. A newly synthesised protein is now complete!

Termination of translation ti occurs when one of the stop codons (UAA, UAG, or UGA) appears in the A site of the ribosome. No trnas correspond to those sequences, so no trna is bound during termination. Proteins called release Proteins called release factors participate in termination