STRUKTUR DAN EKPRESI GEN (mekanisme pengaturan sifat) SECARA MOLEKULAR 1. STRUKTU GEN DNA Sbg Bahan Genetik: Bahan Genetik organisme pd umumnya adalah DNA. GEN (faktor keturunan) terletak pd KROMOSOM. KROMOSOM tersusun atas DNA dan PROTEIN. INFORMASI GENETIK terletak dlm DNA dan tidak dlm protein. BAB III-D

STRUKTUR DNA: Spiral Ganda (Double Helix) Watson dan Crick (1953): DNA berstruktur “Spiral Ganda” (“Doble Helix”) yakni DNA terdiri atas 2 pita polinukleotida yg saling melilit dlm bentuk spiral. Gula-fosfat sbg tulang punggung dan di bagian dalam terdpt BASA-N.

DNA: Polinukleotida (Gabungan mononukelotida-2) MONONUKLEOTIDA

Komponen Mononukletida DNA: Gula Pentosa: deoksiribosa Basa Nitrogen (basa N): Pirimidin (C, T) dan Purin (A, G) Gugusan fosfat (asam fosfat)

STRUKTUR POLINUKLEOTIDA pada DNA Polinukleotida: gabungan NUKLEOTIDA-2 penggabungan NUKLEOTIDA-2 melalui ikatan fosfodiester: Gugus Fosfat melekat pada: C5’ deoksiribosa suatu nukleotida dan C3’ deoksiribosa nukleotid berikutnya Maka terbtk rangkaian panjang 5’-3’.

PASANGAN BASA DNA Pasangan basa komplementer (A=T dan C=G) mrpk sifat terpenting dari struktur DNA. Struktu DNA dinyatakan dlm pasangan basa. Contoh: DNA (gambar samping) mempunyai struktur: 5’-ATGAC-3’ 3’-TACTG-5’ Pasangan basa ini berperan dlm Pewarisan Sifat (replikasi DNA) & Pengaturan Sifat (ekspresi gen)

PENGERTIAN GEN SECARA MOLEKULAR Secara molekular, Gen adalah segmen DNA yang mengkode mRNA atau polinukleotida/ protein. Pada proses eksresi genetik, gen mengkode pembentikan RNA, selanjutnya mengkode pembentukan protein. BAB III-D

a. Pengertian Ekspresi Genetik 2. MEKANISME PENGATURAN SIFAT (EKSPRESI GENETIK) a. Pengertian Ekspresi Genetik EKSPRESI GENETIK: pengungkapan faktor genetik (gen) menjadi fenotipe EKSPRESI GENETIK: Penejemahan urutan nukleotida (basa-N) DNA menjadi urutan asam amino protein DIAGRAM EKSPRESI GENETIK

Diagram EKPRESI GENETIK PADA PROKARIOT

b. EKPRESI GENETIK SBG PENGATURAN SIFAT (METABOLISME) MAKHLUK HIDUP Pertumbuhan/perkembangan organisme ditentukan serangkaian reaksi biokimia dg katalisator ENZIM (disebut METABOLISME) Pengaturan sifat/fenotipe/metabolisme oleh faktor genetik berlangsung melalui kontrol pembentukan protein enzim (EKSPRESI GENETIK).

FENOTIPE DITENTUKAN PRODUK GEN-2 DNA RNA PROTEIN FENOTIPE TRANS-KRIPSI TRANS-LASI JALUR BIOKIMIA SATU GEN SATU ENZIM/PROTEIN/POLIPEPTIDA

c. MEKANISME EKSPRESI GENETIK: (TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI) Mekanisme ekspresi genetik mengikuti DOGMA SENTRAL BIOLOGI MOLEKULAR: aliran (transfer) informasi genetik dari urutan nukleotida DNA manjadi urutan asam amino protein. Ekspresi genetik mencakup dua proses pokok: TRANSKRIPSI: pembentukan RNA pd DNA cetakan dg bantuan Enzim RNA polimerase. TRANSLASI: penterjemahan urutan nukleotida mRNA dan menghasilkan urutan as. amino dlm SINTESIS PROTEIN

1). TRANSKRIPSI (SINTESIS RNA): proses pembentukan RNA dg menggunakan DNA sbg pola cetakan untuk menentukan urutan nukleotida RNA dan dikatalisis ensim RNA polimerase. Hanya  7% DNA yg ditranskripsi pd suatu waktu Transkripsi melibatkan pemilihan daerah pita DNA yg ditranskripsi sesuai kebutuhan. DIAGRAM TRANSKRIPSI

Mekanisme Dasar Transkripsi (1) INISIASI (berlangsung di daerah promoter) Diawali penempelan dan pengikatan RNA polimerase pada daerah tertentu DNA Pembukaan rantai ganda DNA Perangkaian nukleotida pertama (di Titik START) (2) PEMANJANGAN: Pemanjangan untai RNA berlansung dg arah 5’—3’ (3) TERMINASI: Sintesis RNA berakhir, komplek sintesis RNA (RNA polimerase dan untai RNA yg terbentuk) terlepas dari untai DNA (di daerah TERMINATOR)

2). TRANSLASI: penerjemahan urutan nukleotida mRNA menjadi rangkaian asam amino suatu polipeptida/protein Penerjemahan tsb berdasar kode genetik (KODON). KODON: kode genetik yg terdiri atas 3 nukleotida berurutan yg mengkode suatu asam amino, Misal: GUG mengkode violin UUG mengkode leusin Rangkaian nukleotida mRNA dibaca tiap tiga nukleotida sbg satu kodon unt. satu as. amino, mulai dari kodon inisaiasi (AUG) hingga kodon terminasi (UAA, UAG, AGA)

KODE GENETIK (KODON): kode genetik yg berupa 3 nukleotida yg berurutan (triplet) pada mRNA yg mengkode satu asam amino.

Translasi Berlangsung Di Ribosom Penyusun ribosom: molekul rRNA + molekul-2 protein Ribosom terdiri 2 unit: unit besar + unit kecil DIAGRAM RIBOSOM

Makanisme Dasar Translasi Berlangsung 3 tahap: Inisiasi pemanjangan Terminasi Diperlukan tRNA yg berfungsi membawa as. amino spesefik. tRNA mempunyai urutan nukleotida (ANTI-KODON) yg mampu mengenal KODON pd mRNA DIAGRAM TRANSLASI