Genetika Mikroorganisme By : Dwi Wahyu Setyo Raharti

Sejarah Gregor Mendel (1860) terhadap sebidang tanaman kacang polong menyilangkan tanaman-tanaman kacangnya yang kemudian mengamati perubahan-perubahan warna, bentuk, ukuran dan sifat-sifat lain dari kacang hasil silangannya. Menghasilkan Hukum Mendel = menghasilkan keterangan mengenai ciri gen-gen di dalam kromosom. Pengembangan dilakukan oleh ahli-ahli ,yg terkenal = lalat Drosophilla. Pada tahun 1950-an Drosophilla diganti dengan bakteri Escherichia coli sebagai organisme percobaan, karena Escherichia coli ini yang paling dipahami pada taraf molekulernya

Ilmu genetika: - menganalisis keturunan - perubahan fungsi fisiologis - karakter mikroorganisme Unit keturunan Gen Gen: segmen DNA (deoxyribonucleic acid) nukleotida membawa informasi karakter biokimia atau fisiologis tertentu.

APA ITU ??? DNA RNA Proses replikasi Ekspresi Informasi Genetika : Transkripsi & Translasi

DNA kromosom sel struktur DNA (sandi Fungsi DNA: meneruskan informasi secara turun temurun. DNA kromosom sel struktur DNA (sandi informasi untuk sintesis semua protein sel) informasi sel ke sel proses replikasi DNA. RNA (ribonucleic acid) mengolah informasi yang disandikan dalam DNA untuk sintesis protein proses transkripsi dan translasi.

1. STRUKTUR DAN REPLIKASI DNA DNA: molekul panjang seperti dua utas tali, yang saling membelit (heliks ganda). Setiap utas heliks DNA: nukleotida bergabung (rantai polinukleotida). Nukleotida terdiri atas: a. Sebuah senyawa cincin:basa bernitrogen seperti purin (adenin, guanin), pirimidin (sitosin, timin, urasil) b. Sebuah gugusan gula berkarbon lima: deoksiribose c. Sebuah molekul fosfat

purin (adenin, guanin), pirimidin (sitosin, timin)

Fungsi nukleotida: - Penyimpan informasi (DNA) - Sintesis protein (RNA) - Transfer energi (ATP, NAD).

Basa DNA C (sitosin), G (guanin), A (adenin), T (timin)

Replikasi DNA: Konsep replikasi DNA: a Replikasi DNA: Konsep replikasi DNA: a. Sebelum replikasi, molekul induk punya 2 untai DNA b. Pemisahan kedua untai DNA c. Setiap untai lama sbg cetakan untuk urutan nukleotida, terbentuk untai yang baru. d. Nukleotida baru saling tersambung membentuk tulang belakang gula fosfat . DNA: mampu menggandakan diri (replikasi). Sifat autokatalisis: DNA mensistesis dirinya sendiri. Replikasi DNA: agar DNA tidak termutasi dan semua sel turunan memiliki informasi genetik yang sama

Sintesis leading strand Inisiasi Sintesis primer Sintesis leading strand

Sintesis lagging strand (untai tertinggal) Terminasi (pemutusan) Penghapusan Primer Ligasi Terminasi (pemutusan)

Enzim yang melakukan transkripsi adalah RNA polimerase. Merupakan polimer tunggal yang dibentuk oleh empat tipe subunit nukleotida . Mengandung gula ribosa dan memiliki basa adenin (A), guanin (G), sitosin (C) dan urasil (U). Enzim yang melakukan transkripsi adalah RNA polimerase.

3. TRANSLASI RNA: a. Berikatan tunggal b 3. TRANSLASI RNA: a. Berikatan tunggal b. Komponen gula di nukleotide membentuk RNA: ribose, bukan deoksiribose. c. Basa bernitrogen pirimidin: urasil, bukan timin.

Sintesis protein (translasi) melibatkan 3 tipe RNA : mRNA tRNA rRNA Terjadi pada ribosom . Proses translasi dibagi dalam 3 tahap : Inisiasi Pemanjangan (elongasi) Terminasi

PERUBAHAN GENETIKA BAKTERI Pewarisan ciri dan keragaman (fenotif & genotif) Perubahan fenotive akibat perubahan lingkungan Terjadinya mutasi , paling umum terjadi selama replikasi DNA. Rekombinasi bakteri, pembentukan suatu genotipe baru melalui pemilihan kembali gen-gen setelah terjadinya pertukaran bahan genetis antara dua kromosom yang berbeda yang mempunyai gen-gen serupa. Laju mutasi, peluang bagi  suatu sel untuk beermutasi ketika terjadi pembelahan sel. 

Rekombinasi bakteri Konjugasi; titik pemindahan gen antara sel-sel yang kontak satu dengan yang lain secara fisik. Tranduksi; pemindahan gen dari suatu sel ke sel yang lain oleh bakteriofage. Transformasi; pemindahan DNA bebas-sel atau telanjang dari satu sel ke sel yang lain.

REKAYASA GENETIKA Rekayasa genetika atau manipulasi gen secara biokimiawi menjadi kenyataan dalam tahun 1973, ketika dikembangkan tekhnik untuk mengisolasi dan menggabungkan potongan-potongan DNA yang tak sama sehingga dapat dihasilkan melalui DNA rekombinan yang aktif.  Enzim: enzim restriksi (pemotong plasmid/ADN) enzim ligase (penyambung potongan ADN Tahap rekayasa genetika yaitu isolasi ADN, pembuatan wahana, kloning, dan produksi.

Pemanfaatan Gen insulin dari pankreas manusia, dimasukkan ke dalam sel bakteri E. coli , diekspresikan di dalamnya dan menghasilkan insulin (obat diabetes). fusi protoplasma antara sel plasma kanker dengan sel plasma normal, terbentuk sel yang hibridoma, satu tipe antibodi (monoklonal) untuk berbagai keperluan (seperti alat diagnostik, vaksin dan pengobatan).

Studi Kasus Resistensi terhadap penisilin dan sefalosporin Penisilin dan sefalosporin menghambat protein pengikat penisilin (penicillin-binding protein, PBP) yang merupakan enzim dalam membran plasma sel bakteri yang secara normal terlibat dalam penambahan asam amino yang berikatan silang dengan peptidoglikan dinding sel bakteri. Resistensin bakteri terhadap penisilin dapat timbul akibat adanya mutasi yang menyebabkan dihasilkannya produksi pengikat penisilin yang berbeda atau akibat bakteri memerlukan gen-gen protein pengikat penisilin yang baru.

Pembahasan Mekanisme resistensi dapat diperoleh akibat kontak dengan agen antimikroba dalam waktu yang cukup lama dengan frekunsi yang tinggi, sehingga memungkinkan terjadinya mutasi pada mikroorganisme. Terbentuknya mutan yang resisten terhadap obat antimikroba dapat secara cepat (resistensi satu tingkat) dan dapat pula terjadi dalam kurun waktu yang lama (resistensi multi tingkat). Dikenal juga resistensi silang (cross resistance) pada mikroorganisme, di mana mikroorganisme yang resisten terhadap suatu antibiotik juga diketahui memiliki resistensi terhadap semua derivate antibiotik tersebut. Contohnya, penisilin dam ampisilin, tetrasiklin, sulfonamide, rifamisin dan rifampisin, amoksisilin, dan sebagainya.

Resistensi terhadap penisilin juga dapat muncul akibat bakteri memiliki sistem transfor membran luar (outer membrane) yang terbatas, yang mencegah penisilin mencapai membran sitoplasma (lokasi protein pengikat penisilin). Hal ini dapat terjadi akibat adanya mutasi yang mengubah porin yang etrlibat dalam transport melewati membrane luar. Hal lain yang memungkinkan terjadinya resistensi bakteri terhadap penisilin dan sefalosporin adalah apabila bakteri memiliki kemampuan untuk memproduksi β-laktamase, yang akan menghidrolisis ikatan pada cincin β-laktam molekul penisilin dan mengakibatkan inaktivasi antimikroba.

Kesimpulan Ilmu genetika adalah ilmu yang mempelajari bagaimana sifat keturunan (hereditas) itu diwariskan kepada keturunannya. Serta variasi yang mungkin timbul didalamnya. Rekayasa genetika atau manipulasi gen secara biokimiawi dikembangkan tekhnik untuk mengisolasi dan menggabungkan potongan-potongan DNA yang tak sama sehingga dapat dihasilkan melalui DNA rekombinan yang aktif Perbedaan DNA dan RNA diantaranya

DAFTAR PUSTAKA http://www.geocities.ws/bpurnomo51/mik_files/mik5.pdf https://zaifbio.wordpress.com/2014/05/27/genetika-mikroorganisme/ http://www.sridianti.com/tahap-proses-replikasi-dna-7-langkah.html http://www.geraiberas.com/bakteri.html Bambang Purnomo, 2004. Bahan Kuliah Dasar-dasar Mikrobiologi