GENETIKA Endang TR

BAHAN GENETIK Kromosom tersusun atas nukleoprotein Nukleoprotein persenyawaan antara asam nukleat dan protein Asam nukleat mrpk asam organik yg banyak tdpt dlm inti sel Asam nukleat membawa ket genetik As nukleat dibedakan atas : 1. DNA/ADN 2. RNA BAHAN GENETIK

DNA DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik. Persenyawaan kimia yg paling penting pd MH yg membawa ket genetik dr sel (khususnya) atau MH secara keseluruhan dr 1 generasi ke generasi berikutnya DNA

Gambar DNA

Th 1869 mol DNA diisolasi dr sel spermatozoa dan nukleus SDM burung Th 1880 Fischer menemukan zat purin dan pirimidin dlm as nukleat - purin t.a. Adenin dan guanin - pirimidin t.a. Sitosin dan timin DNA terdiri dr bag yg sama dr basa purin dan pirimidin Ditemukan gula deoksiribosa dlm as nukleat DNA mpyi hub lgsg dg keturunan Mol DNA tdk berbentuk sbg sebuah grs lurus melainkan berpilin spt spiral Sejarah DNA

Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan “Double helix” Watson-Crick DNA tdpt pd semua MH kecuali bbrp virus Sebagian besar ada dlm nukleus t.u dlm kromosom Mol DNA jg ditemukan dlm mitokondria, plastida dan sentriol Lanjutan.......

Kandungan DNA dlm nukleus Banyaknya DNA biasanya diukur dg pikogram (microunit dr berat) Banyaknya DNA konstan dr sel ke sel dan dr spesies ke spesies ex. Ayam memiliki DNA (dr sel diploid) : 2,5 pg DNA spermatozoa hanya ada 1,25 pg - Banyaknya DNA jg berhub erat dg sifat ploidi/ jml kromosom sel tsb. Kandungan DNA dlm nukleus

DNA mpyi btk sbg benang lurus dan tak bercabang (dr sel2 dg nukleus sejati) Sel2 tanpa nukleus sejati, mitokondria dan plastida, DNA berbtk lingkaran Ukuran mol DNA berbeda-beda tgt spesiesnya. ex. Mol DNA tunggal pd sel bakteri berukuran 1,4 mm Morfologi DNA

DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA heliks ganda dan berpilin ke kanan. Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu : - Gula 5 karbon (2-deoksiribosa) - basa nitrogen yang terdiri > golongan purin yaitu * adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), > golongan pirimidin, yaitu * sitosin (cytosine = C) ; timin (thymine = T) - gugus phosphat Susunan kimiawi DNA

Pirimidin dan purin mbtk rangkaian kimiawi dg deoksiribosa/gula Atom C dr gula berhub dg atom N dr basa purin dan pirimidin mbtk nukleosida/ deoksiribonukleosida (sbg prekursor elementer utk sintesa DNA) Nukleosida hrs bergabung dg gugus phosphat utk mbtk suatu nukleotida/deoksiribonukleotida Lanjutan.....

Deoksiribo-nukleosida Deoksiribo-nukleotida Singkatan dr nukleotida Tabel. Basa nitrogen Deoksiribo-nukleosida Deoksiribo-nukleotida Singkatan dr nukleotida Adenin (A) Guanin (G) Sitosin (S) Timin (T) Deoksiadenosin Deoksiguanosin Deoksisitidin Timidin As.Deoksiadenilin (Deoksiadenosin monophosphat) As. Deoksiguanilin (Deoksiguanosin monophosphat) As.deoksisitidilin (Deoksisitidin monophosphat) As. Timidilin (Timidin monophosphat) dAMP dGMP dSMP TMP Lanjutan.....

Lanjutan.... Nukleotida dpt mpyi 2/3 gugus phosphat ATP mrpk prekursor lgsg utk sintesa DNA Triphosphat dr 4 deoksiribonukleotida mrpk persenyawaan yg kaya energi. Gugus phosphat yg terikat pd 5`-C dr gula berhub dg 3`-C dr gula milik nukleotida berikutnya, shg tdpt seri panjang rangkaian 5` - 3`. contoh : 5`GSAAATTSTGGAASS 3` Lanjutan....

Perbandingan basa nitrogen dlm DNA DNA dr nukleus timus anak sapi t.d. 4 basa dg perbandingan : - A = 28% - G = 24% - S = 20% - T = 28% Hukum ekivalen Chargaff, menyatakan : a. Σ purin adl sama dg Σ pirimidin (A+G = T+S) b. Banyaknya adenin = Timin (A=T) guanin = sitosin (G=S) hukum ini berlaku universal. - pd organisme tk tinggi AT>GS - pd organisme tk rendah AT<GS Perbandingan basa nitrogen dlm DNA

Kesimpulan Watson n Crick tentang model molekul DNA (Th 1953): 1. deretan polinukleotida DNA mpyi btk sbg spiral yg teratur 2. spiral itu mpyi diameter kira2 20Å , dan lebar spiral tetap 3. spiral itu membuat 1 putaran lengkap setiap 34 Å dan krn jarak internukleotida 3,4 Å, mk tiap putaran lengkap ada 10 nukeotida 4. krn mol DNA sangat padat, mk spiral DNA itu tentu duplex (td 2 buah spiral) yg mengandung 2 deretan polinukleotida Lanjutan......

Lanjutan..... Model struktur DNA menurut Watson & Crick : - mol DNA berbtk sbg spiral yg saling berpilin (double helix) * bag luar mrpk deretan gula-fosfat (yg mbtk tl punggung dr double helix) * bag dalam basa purin & pirimidin - 2 polinukleotida yg berhadapan dihubungkan oleh atom hidrogen * A berpasangan dg T yg dihub ol 2 atom H * G dg S yg dihub ol 3 atom H Lanjutan.....

Shg 2 deretan polinukleotida itu komplementer 1 dg lainnya artinya urutan nukleotida dalam 1 deret mendikte urutan nukleotida dr deret pasangannya Lanjutan.......

Denaturasi & Renaturasi DNA Jk suatu lar yg mengandung DNA dipanaskan/dibubuhi alkali yg kuat, mk hub H jd labil dan putus, 2 pita spiral dr mol DNA membuka denaturasi Jk lar tsb kmd didinginkan kembali/dinetralisir secara perlahan2, mk terbentuklah pasangan2 basa itu kembali renaturasi Denaturasi & Renaturasi DNA

Replikasi DNA DNA memiliki 2 fungsi : - fungsi heterokatalitis, krn DNA lsg dpt mensintesa mol kimiawi lainnya ( sintesa RNA, protein dll) - fungsi autokatalitis, krn DNA dpt mensintesa dirinya sendiri. Model double helix dr mol DNA dpt menerangkan fungsi autokatalitis dr DNA, yaitu mensintesa dirinya sendiri * urutan basa dlm 1 deretan menentukan urutan basa pd deretan komplementernya. Replikasi DNA

* Tiap pita dr double helix dpt berlaku sbg pencetak pd sintesa pita yg lain. Replikasi DNA dimulai dg putusnya ikatan H yg kmdn diikuti oleh berputarnya dan memisahnya kedua pita polinukleotida. Pita tunggal ini lalu mbtk pita komplementernya yg baru. Proses ini dipengaruhi oleh enzim DNA- polimerase Stlh replikasi DNA selesai terbentuklah 2 pasang double helix. Lanjutan.....

Lanjutan..... Ada 3 kemungkinan cara replikasi mol DNA : Semikonservatif - 2 pita spiral dr double helix memisahkan diri - tiap pita tunggal dr double helix parental berlaku sbg pencetak (model) utk membentuk pita pasangan yg baru 2. Konservatif - double helix parental tetap utuh, tetapi keseluruhannya dpt mencetak double helix yg baru Lanjutan.....

3. Dispersif - kedua pita dr double helix parental terputus - segmen2 DNA parental dan segmen2 DNA yg dibentuk baru saling bersambungan dan menghasilkan 2 double helix yg baru. Lanjutan......

ARN/RNA Selain DNA, dlm sel ada juga RNA Ttpi ada bbrp virus yg hanya memiliki RNA saja Shg RNA-lah yg mrpk mol genetik keseluruhannya & membawa segala pertanggungjawaban spt yg dimiliki DNA RNA ini disebut RNA genetik RNA tdpt pd : - bbrp virus tumbuhan, ex. TMV - virus pd hewan : virus influenza, PMK, poliomyelitis dll. RNA adl suatu polimer as nukleotida dr 4 ribonukleotida ARN/RNA

Lanjutan.... Tiap ribonukleotida td : - gula pentosa (D-ribosa) - mol gugusan phosphate - basa nitrogen Basa timin (T) tdk ada pd RNA, diganti basa urasil (U) Lanjutan....

Beda DNA dg RNA Jenis pembeda DNA RNA Ukuran dan bentuk Susunan kimia Lokasi fungsinya Mol lebih panjang btk double helix gula penyusun adl deoksiribosa Basa : Timin Umumnya tdpt dlm kromosom memberi informasi/ket genetik Mol pendek btk pita tunggal ribosa basa : urasil (U) tgt dr macamnya : ARNd (duta)/mRNA(messenger) tdpt dlm nukleus 2)ARNp/tRNA tdpt dlm sitoplasma 3) ARNr/rRNA, tdpt dlm ribosom Beda DNA dg RNA

ARNd menerima informasi genetik/ket genetik dr DNA (transkripsi) ARNp mengikat as amino yg tdpt dlm sitoplasma (translasi) ARNr mensintesa protein dg menggunakan bahan as amino, hasil akhir adl polipeptida Lanjutan..............

Kode genetik dan sintesa protein DNA tdpt dlm kromosom, nukleus Sintesa protein berlangsung di ribosom dan sitoplasma Protein dibuat dr suatu seri as amino Gab dr 2 as amino disebut dipeptida Gab dr banyak a.a disebut polipeptida Hanya ada 20 macam a.a. Tp kemungkinan terbentuknya varietas protein tdk terbatas. Kode genetik dan sintesa protein

Bagaimana sesungguhnya informasi genetik itu tdpt didlm mol DNA ? Sebuah pita mol DNA td dr 3 persenyawaan kimia Informasi genetik tgt dr urutan basa nitrogen yg menyusun segmen mol DNA itu Urutan basa nitrogen dr suatu segmen mol DNA identik dg urutan linear dr as amino didlm mol protein 4 basa DNA dpt dianggap sbg alphabet dlm mol DNA Lanjutan............

Informasi genetik yg tdpt didlm mol DNA berupa bahasa istimewa yg berbtk kata2 kode dg menggunakan 4 alfabet tsb Kode genetik adl suatu cara utk menetapkan jml serta urutan nukleotida yg berperan dlm menentukan posisi yg tepat dr tiap a.a. dlm rantai peptida yg bertambah panjang Lanjutan...........

Setiap pesan genetik yg dinyatakan dlm btk kode dinamakan kriptogram 1 kelompok nukleotida yg memperinci suatu a.a disebut kodon Kode genetik yg paling sederhana ialah kode singlet, dimana 1 nukleotida memberi kode utk 1 as amino. Krn jml as amino ada 20, baru 4 macam a.a yg dpt diberi kode Lanjutan......

Lanjutan… Kode duplet, kode yg terdiri dr 2 huruf Ini br dapat memperinci 16 macam a.a. Kode triplet ( kode yg terdiri dr 3 huruf), shg ada 64 kodon dan dpt memperinci 64 a.a Dr eksperimen disimpulkan bahwa kode genetik hrslah triplet Lanjutan…

Kode genetik dpt memiliki banyak sinonim, shg hampir semua a Kode genetik dpt memiliki banyak sinonim, shg hampir semua a.a dinyatakan lebih dr sebuah kodon. Ex : arginin, serin , keusin Tdk ada tumpang tindih shg 64 kodon berbeda2 nukleotidanya Kode genetik dpt mpyi 2 arti, yaitu kodon yg sama dpt memperinci > dr 1 a.a. Kode genetik tdk mpyi tandautk menarikperhatian, artinya tiada sebuah kodon pun yg dpt diberi tambahan tanda bacaan Sifat kode triplet

Kodon AUG disebut jg kodon permulaan, krn kodon ini memulai sintesa rantai polipeptida Bbrp kodon dinamakan kodon non- sens (tdk berarti) krn kodon2 ini tdk mrpk kode utk salah satu a.a mis : UAA, UAG dan UGA Kode genetik itu ternyata universal, krn kode yg sama berlaku utk semua macam MH Lanjutan…