dna dan gen
TRANSCRIPT
GENOM & GENOM & StrukturnyaStrukturnya
• Nukleus sel manusia terdapat 30 000 - 40 000 gen. Satu set dari gen- gen ini disebut GENOM.
• Deoxyribonucleic acid (DNA) berbentuk koil dari benang dan berasosiasi dg molekul protein
• Dikemas ke dlm struktur yg disebut kromosom
• Satu paket DNA yg berbentuk coil
• Manusia mempunyai 23 pasang kromosom
• Bertempat di Nukleus sel
KromosomKromosom
• Kromosom terdiri atas satu rantai DNA yg panjang
• Satu kromosom panjangnya ± 0.004 mm
• Panjang DNA ± 4 cm, shg ± 10 000 X lebih panjang• Untuk bisa f it DNA membentuk coil
Struktur Kromosom
Struktur Kromosom• Kromosom terdiri atas 2 bahan kimia utama :
• Asam Nukleat (DNA)• Protein
• Bagian kromosom yg mana yg membawa bahan genetik? • Hingga abad ke 20 dipercaya protein sbg pembawa
bahan genetik, karena protein ditemukan di banyak proses-proses seluler yang lain
Banyak eksperiment membuktikan bahwa DNA sebagai bahan genetik• Fred Griffith & Oswald Avery : Bakteri dapat berubah
dari yg avirulen menjadi virulen (transformasi) dg cara mengisolasi & memurnikan bahan dari bakteri yang disebutnya DNA
Fred Griffith & Oswald Avery
Hershey dan Chase
• Bekerja dengan Bacteriophages• Virus yg menginfeksi
bacteria• Virus terdiri atas
• Protein• Asam nukleat
Bukti lain : DNA adalah Materi Genetik
• DNA menjadi dobel menjelang mitosis dan di belah sama ke sel anakan
• Erwin Chargaff menganalisa DNA dari berbagai organisme yg berbeda dan didapatkan bahwa komposisi DNA bervariasi antar spesies.• Chargaff juga menemukan “Chargaff’s rules”
• A-T; C-G• Chargaff’s rules belum dimengerti hingga Watson and
Crick menemukan the double helix structure of DNA
DNA sebagai materi genetik
Memenuhi 2 syarat utama:1.Fungsi genotipe atau replikasiMampu menyimpan informasi genetik dan mewariskan informasi ini secara tepat dari generasi ke generasi.
2. Fungsi fenotipe atau ekspresi genMampu mengendalikan perkembangan fenotipe organisme (mengarahkan pertumbuhan dan diferensiasi).
• Kode yg terbuat dari pasangan2 basa dlm molekul DNA.
• Setiap molekul DNA terdapat banyak gen• Sebagai dasar dari sifat baka
GEN
ASAM NUKLEAT
• DNA (Deoxiribose Nucleic Acid) .• RNA (Ribose Nucleic Acid) .
Setiap asam nukleat terdiri dari unit-unit “NUKLEOTIDA”
Struktur Kimiawi DNA
• DNA adalah Asam Nukleat• Asam Nukleat adalah POLYMERS• MONOMERS yang membentuk asam
nukleat polymers adalah NUKLEOTIDA.
Struktur Nukleotida• Setiap Nukleotida
terdiri 3 bagian• Gula• Basa Nitrogen• Grup Fosfat
• Dari ke 3 bagian Nukleotida, Fosfat & gula selalu sama, yang berbeda hanya BASA NITROGEN
NUKLEOTIDASetiap "NUKLEOTIDA" TERDIRI DARI:- Satu molekul gula (dalam hal ini adalah "deoksiribosa" atau "ribosa").- Satu molekul fosfat.
- Satu molekul basa nitrogen
DNA RNA
BASA NITROGEN• Terdiri dari 2 grup• Purin lebih besar (2
cincin) dari pada Pirimidin (1 cincin)• Pyrimidines
• Cytosine• Thymine • Uracil
• Purines• Adenine• Guanine
GULA
• 5 Karbon gula (disebut Gula pentosa)• Gula DNA : deoksribosa• Gula RNA : Ribosa
• Ada atom Oksigen yang tampak jelas di deoksiribosa
• Karbon berada pd cincin dg kode 5 menunjukkan posisinya.
Rangkaian Nukleotida membentuk DNA
• Hubungan antar nukleotida melalui ikatan covalent
• Jenis ikatan covalent : ikatan fosfodiester
• Ikatan-ikatan yg terbentuk antara gula dari satu nukleotida dg grup fosfat di nukleotida yg lain di satu rangkaian
• Gula dan fosfat membentuk tulang punggung dari Asam nukleat
• Rangkaian Basa mungkin bervariasi, tetapi gula-fosfat tetap sama
Rangkaian Nukleotida membentuk DNA
Double Helix• Molekul DNA terbentuk dari
dua molekul “polynucleotida” yg membentuk spiral
• Dikenal sebagai “double helix”.
modelnya pertama kali dibuat oleh JAMES D. WATSON (Amerika Serikat) dan FRANCIS CRICK (Inggris) tahun 1953, diperbaiki modelnya oleh WILKINS.
DNAterdiri dari dua pita yang saling terpilin (Double Stranded DNA = DS-DNA) , dikenal dengan istilah "DOUBLE HELIX" yang modelnya pertama kali dibuat oleh JAMES D. WATSON (Amerika Serikat) dan FRANCIS CRICK (Inggris) tahun 1953, diperbaiki modelnya oleh WILKINS.
Double Helix Structure• Tulang punggung Gula/Fosfat diluar helix• Pasangan Basa Nitrogen di dalam helix• Ikatan Hydrogen diantara basa-basa memegang ke
dua benang DNA
Double Helix Structure• Hanya basa-basa
tertentu yg dpt berpasangan satu dg yg lain• Purine + Pyrimidine
• Cytosine + Guanine• Adenine + Thymine
Double Helix Structure• Complementarity
• Kedua benang double helix disebut complementary.
• Artinya : masing-masing dpt diduga pasangan- pasangan yg terbentuk.
Fakta DNAFakta DNA
• Setiap sel memiliki ± 2 m DNA.
• Rata-rata manusia memiliki 75 tri l l ion sel.
• Kira-kira DNA seorang manusia cukup untuk ke matahari dari bumi pp 200 kali.
• DNA memiliki diameter hanya 0.000000002 m.
Jarak bumi – matahari 150 miliar m
Replikasi DNA
• Selama replikasi, pasangan-pasangan basa dapat menjadi templates /cetakan untuk rangkaian DNA yg baru.
• Tahap kedua : • Setiap rangkaian berfungsi sbg cetakan yg dpt
menentukan urutan basa berdasarkan komplementari rangkaian
Replikasi DNA
• Tahap ketiga :• Nukleotida-nukleotida terhubung sebagai tulang
punggung gula /fosfat dari rangkaian baru. Setiap molekul DNA sekarang terdiri atas satu rangkaian lama & satu rangkain yg baru.
Replikasi DNA
REPLIKASI
Replikasi terjadi pada waktu terjadi transmisi informasi genetik dari generasi ke generasi
• Setiap molekul DNA yg selesai dlm replikasi memiliki molekul yg identik dg induknya
• Jenis replikasi dg hasil molekul DNA yg terdiri atas satu rangkaian lama yang lain baru disebut SEMICONSERVATIVE
Replikasi DNA
Perbedaan DNA & RNA
SifatSifat DNADNA RNARNA
GulaGula DeoksiribosaDeoksiribosa RibosaRibosa
Bentuk normalBentuk normal ds (double ds (double stranded)stranded)
ss (single stranded)ss (single stranded)
Basa PurinBasa Purin Adenin & GuaninAdenin & Guanin Adenin & GuaninAdenin & Guanin
Basa PirimidinBasa Pirimidin Citosin & TiminCitosin & Timin Citosin & UrasilCitosin & Urasil
Jenis/macamJenis/macam 11 3 (mRNA, tRNA, rRNA)3 (mRNA, tRNA, rRNA)
TempatTempat NucleusNucleus Nucleus, Ribosom & SitoplasmaNucleus, Ribosom & Sitoplasma
KadarKadar TetapTetap Berubah tergantung aktifitas Berubah tergantung aktifitas sintesis proteinsintesis protein
SINTESIS PROTEINURUTAN SINTESIS PROTEIN
1. TRANSKRIPSI - ss-DNA digunakan sebagai cetakan (template) membentuk ss-RNA yaitu mRNA yang membawa informasi genetik untuk sintesis protein.
2. FASE INISIASI - mRNA sampai di ribosom dan rRNA mengkode asam amino sesuai dengan informasi genetik yang dibawa mRNA. Kemudian tRNA membawa asam amino yang sesuai ke ribosom.
3. FASE TRANSLASI ~ mRNA sebagai "cetakan" mulai bekerja menterjemahkan kode triplet (kodon) yang sesuaidengan antikodon pada tRNA.
4. FASE ELONGASI ~ mRNA menggabungkan asam amino - asam amino yang sesuai menjadi protein.
S. FASE TERMINASI ~ kodon yang berisi "NONSENSE CODE" akan bertindak sebagai terminator (penghentianproses).
TRANSKRIPSI
RNA polymerase mengikat pada tempat tertentu pd DNA, memisahkan kedua untai dobel helix dengan memutus ikatan hidrogen basanya. Salah satu untai DNA digunakan sebagai “template” untuk mensintesis untai komplementer RNA
TRANSLASITerjadi pada ribosomMelibatkan mRNA, tRNA dan rRNA.Pesan yang terkandung dalam gen (DNA)
dipindahkan ke mRNA dalam bentuk kodon terdiri dari 3 huruf “code”.
Kodon dikenali oleh antikodon yang terdapat pada tRNA. Setiap molekul tRNA mengikat satu macam asam amino.
Urutan kode pada DNA menentukan urutan asam amino pada protein.
The genetic code/ Kode genetik
• composed of nucleotide triplets (codons)• non-overlapping• unambiguous – each codon only specifies one
amino acid• degenerate – most amino acids specified by several
codons
Reading frame must be uniquely specified:
mRNA code begins with start codon (AUG)
protein is constructed along open reading frame
translation stops at stop codon (UAA, UAG, or UGA)(only in frame: sequence out of frame does not work)
GUCCCGUGAUGCCGAGUUGGAGUAGAUAACCU met pro ser trp ser arg stop
5’ 3’