Pengorganisasian dan Replikasi DNA Replikasi DNA mengikuti polaritas 5 ke 3 pada sintesis RNA dan protein Adanya mutasi disebabkan kesalahan saat replikasi Penyebab mutasi Virus bakteri Zat kimia Sinar ultra violet Radiasi pengion Mutasi sering mengenai sel somatik

B. KROMATIN Kromatin tersusun atas molekul DNA beruntai ganda dan sangat panjang Dikuatkan protein dasar yang disebut Histon Juga terususn sedikit non Histon dan sedikit RNA Hasil penelitian kromatin = Nukleosum (partikel sferis padat) Peran Histon H I : paling longgar, mudah dikeluarkan dengan garam fisiologis kromatin dapat larut H2A, H2B : tak kaya lisin, di inti nuklecsum H3 dan H4 : Kaya arginin, di inti nukleosum

Ke empat senyawa histon inti ini dapat mengalami 5 jenis modifikasi kovalen : penting untuk struktur dan fungsi kromatin Asetilasi Metilasi Fosforilasai Ribosilasi ADP Ikatan kovalen , H2A dengan libiquin

Gambar A. Struktur Nukleosum Oktomer Histon DNA

Gambar B. Struktur Serat kromatin Pada kromatin interfase (kromosom interfase) serat kromatin tampak tersusun dalam gulungan (loop) = 30.000 – 100.000 pasangan basa.

C. Regio Kromatin bersifat aktif dan in aktif Kromatin gen aktif Kromatin secara transkripsional bersifat aktif Struktur kromatin aktif berubah DNA nya memiliki regio 100.000 basa Peka terhadap proses pencernaan Oleh enzim nuklease (DNA ase I) Kromatin in aktif Terkemas padat selama fase interfase

D. DNA Diorganisasikan menjadi kromosom Saat metafase kromosom punya simetri 2 kali lipat disatukan sentromer Telomer Telomer Ujung tiap kromosom disebut telomer Telomer manusia memiliki jumlah pengulangan rangkaian 5’ – TTAGGG 3’ Telomerase adalah enzim yang bertanggung jawab atas sintesis telomer Setiap kromatid saudara mengandung 1 mol DNA untai ganda Genom haploid manusia terdiri 3 x 109 pasangan basa / nukleotida dan 1,7 x 109 nukleosum Jadi masing-masing dari 23 buah kromatid haploid : 1,3 x 108 nukleotida dalam 1 mol DNA untai ganda …T T T …. ….A A A …

DNA dalam eukariota ada beberapa kelompok 1. DNA Non repetitif - 20-30% - ada 5-500 pasang basa berangkai berulang 2. DNA repetitif Perubahan rangkaian basa purin / pirimidin dalam sebuah gen (MUTASI) o/k berubah, ,hilang, tersisip Untuk menyusun kembali perlu rekombinasi kromosom dengan persilangan

DNA mampu melakukan transposisi DNA jumping (DNA melompat) membawa Regio DNA yang mengapitnya : proses evolusi Konvensi gen menghasilkan penyusunan kembali Pertukaran kromatid saudara tak memiliki konsekuensi Jika merupakan hasil persilangan yang sama

E. Langkah replikasi DNA 1. Identifikasi tempat asal replikasi (ori / origin of replikasi) 2. Pembukaan lilitan DNA Oleh enzim DNA helikase 3. Pembentukan cabang replikasi - ada 4 komponen a. Enzim DNA helikase membuka lilitan DNA induk segmen pendek b. Enzim primase mengawali sintesa mol RNA c. Enzim DNA polimerase memulai sintesa untai anak nasen d. SSBs berikatan dengan SS DNA 4. Permulaan sintesis dan elongasi DNA 5. Pembentukan gelembung Replikasi 6. Rekonstitusi struktur kromatin

Sintesis DNA terjadi selama fase S siklus sel - Fase S (sintesis) - Terpisah dari fase mitolik - Oleh gap (celah I) disebut GI sebelum fase S - Dan Gap (celah II) disebut G II + sesudah fase S - Sel menyiapkan sintesis DNA saat G1 - Menyiapkan mitosis saat G2

Jenis Kerusakan DNA 1. Pengubahan basa tunggal a. Depurinisasi b. Deaminasi citosin menjadi urasil c. Deaminasi adenin menjadi hipoxantin d. Alkilasi basa e. Penyisipan atau penghapusan nukleotida f. penyatuan analog basa 2. Pengubahan dua basa a. Dimer timin-timin o/k UV b. Hubngan preparat alkilasi bifungsional 3. Pemutusan rantai a. radiasi ionisasi b. Disentegrasi radioaktif c. Pembentukan radikal bebas

4. Hubungan silang a. Antara basa-basa dalam untai yang sama atau berlawanan b. Antara DNA dengan molekul protein O Perbaikan DNA 1. Perbaikan kesalahan pencocokan Memperbaiki kekeliruan saat pengcopian DNA Contoh c dapat disisipkan berhadapan dengan a atau enzim polimerase dapat keliru atau tergagap

Pemotongan untai satu tapak oleh GATC Endonuklease 3’ 5’ CH3 Pemotongan untai satu tapak oleh GATC Endonuklease 3’ 5’ CH3 3’ 5’ CH3 Defek diperbaiki oleh polimerase 3’ CH3 5’ 3’ 5’ CH3 Penyambungan kembali oleh ligase

2. Perbaikan dengan eksisi basa Depurinasi DNA spontan akibat kelabilan ikatan Nglikosidat purin terhadap suhu Misal A T C G G C T C A T C C G A T T A G C C G A G T A G G C T A 3’ 5’ A T C G G C T C A T C C G A T Energi panas Urasil DNA Glikosilase Nuklease DNA Polimerase + DNA Ligase

3. Perbaikan DNA dengan eksisi nukleotida untuk mengganti regio DNA yang rusak 3’ 5’ Pengenalan kembali dan pembukaan lilitan Eksisi oligon nukleotida dengan memotong 2 tempat Resistensi dan religasi 4. Perbaikan untai ganda terputus

SINTESIS PROTEIN DAN KODE GENETIK Aliran informasi genetik Mengalir dari DNA ke RNA dan RNA ke protein - Informasi gen DNA ditranskripsikan mol RNA - mRNA, hn RNA mengandung regio pengkode (ekson) m RNA matur membentuk intron n RNA disintesa di nukleus Translasi Informasi - mRNA tak memiliki afinitis terhadap as. Amino - Translasi mRNA menjadi rangkaian as. Amino protein perlu adapter

T RNA - Adapter intermediet kodon ke rangkaian as. Amino - Ribosom tempat merakit protein – poliribosom (RE) - Perlu 20 macam kodon untuk menyusun kode genetik - o/k ada 4 nukleotida yang beda dalam mRNA maka masing-masing kodon tersusun lebih dari 1 nukleotida - Kodon terdiri 3 nukleotida : triplet 1. Kodon tak bermakna 2. Tak mengkode as. Amino spesifik 3. Dipakai sel sebagai sinyal terminasi - Kodon tak bermakna ganda (ambique) tunggal spesifik - Antikodon : rangkaian komplemen terikodon - Kode genetik tak tumpang tindih - minim ada 1 t RNA bagi tiap 20 as. Amino

Ciri-ciri kode genetik 1. Berdegenerasi 2. Tidak ambiqu 3. Tidak tumpang tindih 4. Tanpa pungtuasi 5. Universal

Gb. 1 Pembentukan Aminoasil t RNA Amp tenz t RNA t RNA - AA Asam amino ATP PPi Enzim + Adenin – Ribosa Enzim Amino Asil t RNA Sintetase Kompleks amino asil AMP - Enzim

Gb. 2 pengenalan kodon oleh anti kodon M RNA U. U . U A. A. A KODON Anti Kodon 5’ 3’ N. Pu PY. PY Lengan Antikodon Lengan D Lengan TTC Fenilalanil tRNA C . A 3. Phe Lengan akseptor

Perubahan Nukleotida – Mutasi - Melalui substitusi Basa : mutasi titik, point mutation - Bisa transisi atau tranversi - Efek salah makna - Efek no deteksi - Efek tanpa kodon Subtitusi As. Amino menyebabkan mutasi salah makna Mutasi salah makna diterima - Kelainan Hb hirarki Mutasi salah makna diterima sebagian - Hb S, Hb Sabit (sickle ) T A C G Transisi

- Asam amino normal pada posisi 6 rantai nya, as glutamat diganti valin - Mestinya kodon GAA/GAG as glutamat menjadi GUA/ GUG Mutasi salah makna tak diterima - Terjadi pembentukan Methoglobin sehingga tak lagi mampu mengangkut O2 sebagaimana mestinya. - MHb yang memungkinkan Fe bermuatan 2+ menjadi Fe 3+ Bersifat Oksidan

Contoh mutasi pergesaran kerangka delesi Normal mRNA UAG UUUG AUG GCC UCU UGC AAA GGC UAU AGU AGU UAG met ala ser cys lys gly tyr ser ser stop Delesi (-1 ) -1 U m RNA UAG UUUG AUG GCC CUU GCA AAG GCU AUA GUA GUU AG met ala leu ala lys ala thr val val stop Insersi (+1) + 1 C m RNA UAG UUUG AUG GCC CUC UUG CAA AGG CUA UAG UAG UUAG met ala leu leu glys arg leu stop kacau

Sintesis Protein diurai menjadi 3 fase Inisiasi - harus dipilih mpl mRNA oleh ribosom u/ translasi - melibatkan tRNA, rRNA, mRNA - tahap disosiasi ribosom - tahap pemb kompleks prainisiasi - Pembentukan inisiasi 43 S - Pembentukan inisiasi 80 S Elongasi Terminasi