STRUKTUR KIMIAWI MATERI GENETIK Mendel; belum terfikirkan ttg struktur, lokus, sifat kimiawi serta cara kerja gen. Sesudah Mendel barulah dipelajari ttg komposisi biokimiawi dari kromosom.
Materi genetik harus memenuhi 2 kebutuhan utama yaitu; 1.fungsi genotipe atau replikasi 2.fungsi fenotipe atau ekspressi gen. Organisasi DNA dalam kromosom
Gambar. 1
Organisasi DNA dalam kromosom Eukariot Molekul DNA dlm kromosom Unit struktur dasar dari kromosom eukariot adalah Nukleosom yang terdiri dari 4 macam protein histon yaitu: H2A,H2B, H3 dan H4 Msg msg dua buah yg berkombinasi membentuk oktamer Setiap oktamer berassosiasi dengan kurang lebih 200 pasang nukleotida DNA yg pjgnya kurang lebih 700 A.
Susunan histon dan DNA yg tepat didalam nukleosom tetapi telah diusulkan st model spt pada Gambar.. 1 DNA diperkirakan melingkar mengelilingi oktamer histon Nukleosom mempunyai diameter kira-kira 100A.Jadi lilitan DNA dlm nukleosom mereduksi pjngnya menjadi 1/7 kali. Histon jenis lain H1 -Menstabilkan assosiasi nukleosom2 utk membtk lilitan heliks yg disebut Solenoid (Gbr.3)
Komposisi kimiawi dan struktur asam nukleat Kromosom terdiri dari 2 tipe molekul organik yaitu : Protein dan Asam Nukleat.
REPLIKASI DNA Model DNA Watson & Crick menyediakan dasar molekuler utk 2 tujuan: Utk menyimpan informasi Utk membuat copinya
KROMOSOM SEL PROKARIOT Molekul DNA berbentuk lingkaran dgn keliling 10 A. (cth( pd Escherichia coli) Tdk mengandung protein Histon Ada protein lain DNA berkondensasi spt manik-manik berukuran kurang lebih sama dgn nukleosom eukariot. Kromosom ini dlm btk kompak disebut nukleoid
Unit dasar struktur asam nukleat ialah Nukleotida. Nukleotida dibangun 3 bagian yg dihubungkan dgn ikatan Kovalen yaitu; I. Gula Pentosa: Deoksiribosa (DNA) Ribosa (RNA) II. Basa Nitrogen : Purin Pirimidin Yg berikatan kovalen kpd karbon nomor 1 dari pentosa
DNA : Pirimidin Sitosin (C) dan Timin (T) Purin Adenin (A) dan Guanin (G) RNA : Purin Sama dgn DNA Pirimidin Sitosin dan Urasil (U)Gbr.2 III. Gugusan Fosfat Membtk ikatan dgn pentosa yg satu pd karbon nomor 5 dan dgn pentosa berikutnya pd karbon no 3 dgn ikatan fosfodiester ( Lihat gambar.3)
Gambar. 2
Nukleotida- nukleotida membtk polimer atau polinukleotida yg pjgnya bervariasi. Hukum Chargaff; Kuantitas molar adenin sama dgn kuantitas molar Timin Kuantitas molar guanin sama dgn kuantitas molar Sitosin.
Nukleosid dan Nukleotida Gambar.3
DNA MODEL WATSON & CRICK Tahun 1935 DNA sbg double heliks ( dua untai nukleotida slg melilit dan btk spiral) Nukleotida membtk rangkaian dgn deoksiribosa dan fosfat sbg tulang punggungnya. Dua nukleotida komplemen satu dgn yg lain Dihadapan purin selalu ada Pirimidin dan sebaliknya. Kedua basa nitrogen itu dihbgkan ikatan hidrogen (Gbr.. ) Posisi antiparalel arah 5-3
REPLIKASI DNA Model DNA Watson & Crick menyediakan dasar molekuler utk 2 tujuan: Utk menyimpan informasi Utk membuat copinya
Replikasi dimulai dgn putusnya ikatan hidrogen pasangan basa (A T, G C) Kedua belahan molekul melepaskan lilitan Kedua untai yang terpisah bertindak sbg template utk membtk untai komplemen baru Meknismenya semi konservatif Dibutuhkan 4 mcm deoxyribonucleicacid triphosphat dan dan enzim DNA polymerase (utk merangkai nukleotida setelah menemukan psgn yg cocok.
Rantai baru tumbuh dengan arah 5 3 berarti template dibaca 3 5 Hanya 1 untai yang dikopi tanpa putus oleh polimerase sambil berjalan kearah percabangan replikasi. Untai belahan lain harus dikopi secara terputus putus kearah berlawanan. Fragmen2 tsbt disambung oleh enzim DNA ligase.
Proses replikasi DNA
SINTESIS PROTEIN Kebanyakan gen mempengaruhi/mengendalikan fenotipe melalui protein ( enzim, dan protein strukturalnya) Suatu enzim mengkatalisis suatu reaksi yg spesifik- suatu gen ttt memberikan efek ttt pd fenotip organisma.
Setiap polipeptida terdiri atas rangkaian asam amino yg dihub. satu dgn lainnya dgn ikatan peptida. Ada 20 mcm asam amino yg dijumpai dialam. Dgn 20 asam amino mcm kombinasi utk membangun polipeptida sangat besar. Selain jlh asam aminonya suatu protein khas dlm mcm dan urutan.
Dogma sentral dalam genetika molekuler digbrkan sbg berikut: Replikasi transkripsi translasi DNA---- ------------- DNA-------- Protein Replikasi---- transmisi info genetik dari generasi kegenerasi. Transkripsi dan translasi terjadi sewaktu fenotip organisme diekspresikan
Transkripsi DNA polimerase mengikat diri pada tpt ttt pd molekul DNA dan memisahkan double helix - memutuskan ikatan hidrogen basa-basanya basanya. Salah satu untai DNA sbg template utk mensintesis untai komplementer RNA. RNA polimerase bergerak maju ke arah 3 -- 5 pada untai DNA yg membawa pesan sambil merangkai ribonukleotida ( arah 5 -- 3. Menjadi untai RNA duta (messenger RNA) Urutan basa RNA membentuk komplemen yg tpt dgn molekul DNA (DNA menyerahkan cetak birunya kepada mrna).
Proses transkripsi
TRANSLASI Melibatkan 3 tipe RNA yaitu; ; RNA duta ( mrna), RNA transfer (trna( trna) dan RNA ribosom (rrna)--- ditranskripsi dari template DNA. Pada transkripsi, pesan yg ada terkandung dlm gen (DNA) dipindahkan ke untai RNA duta dlm btk kodon2. Kodon2 inilah yg dikenali antikodon pada RNA transfer (trna( trna). Setiap molekul trna mengenali dan mengikat 1 mcm as.amino yg telah diaktivasi dulu.
Poses translasi ini semua terjadi pd ribosom(struktur makromolekul tersebar dlm sitoplasma.(protein dan mrna) Gambar. 5
Proses Translasi
Seluruh proses translasi dibagi tiga tahap, yaitu: -Tahap inisiasi, -Tahap pemanjangan dan -Tahap terminasi Tahap inisiasi
Tahap Elongasi/pemanjangan
Tahap Terminasi
Tahap Terminasi (samb.)
SELAMAT BELAJAR By. Tumiur Gultom,, SP., MP. TERIMAKASIH. GOD BLESS YOU!!!