DNA, kromosom, dan gen merupakan komponen utama dalam penyimpanan dan transmisi informasi genetik. DNA berbentuk heliks ganda dan terdapat di dalam inti sel. DNA terorganisasi menjadi kromosom dan berisi ribuan gen. DNA merupakan materi genetik utama yang menyimpan, mereplikasi, dan mengekspresikan informasi genetik melalui proses transkripsi dan translasi menjadi protein.
2. GGEENNOOMM &&
SSttrruukkttuurrnnyyaa
• 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
KKrroommoossoomm
3. Struktur Kromosom
• 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
4. 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
5. 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
7. Hershey dan Chase
• Bekerja dengan
Bacteriophages
• Virus yg menginfeksi
bacteria
• Virus terdiri atas
• Protein
• Asam nukleat
8. 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
9. DNA sebagai materi genetik
Memenuhi 2 syarat utama:
1.Fungsi genotipe atau replikasi
Mampu menyimpan informasi genetik dan
mewariskan informasi ini secara tepat dari
generasi ke generasi.
2. Fungsi fenotipe atau ekspresi gen
Mampu mengendalikan perkembangan fenotipe
organisme (mengarahkan pertumbuhan dan
diferensiasi).
10. • Kode yg terbuat dari pasangan2 basa dlm
molekul DNA.
• Setiap molekul DNA terdapat banyak gen
• Sebagai dasar dari sifat baka
GEN
11. ASAM NUKLEAT
• DNA (Deoxiribose Nucleic Acid).
• RNA (Ribose Nucleic Acid).
Setiap asam nukleat terdiri dari unit-unit
“NUKLEOTIDA”
12. Struktur Kimiawi DNA
• DNA adalah Asam Nukleat
• Asam Nukleat adalah POLYMERS
• MONOMERS yang membentuk asam
nukleat polymers adalah
NUKLEOTIDA.
13. 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
14. NUKLEOTIDA
Setiap "NUKLEOTIDA" TERDIRI DARI:
- Satu molekul gula (dalam hal ini adalah "deoksiribosa" atau "ribosa").
- Satu molekul fosfat.
- Satu molekul basa nitrogen
DNA RNA
15. BASA NITROGEN
• Terdiri dari 2 grup
• Purin lebih besar (2
cincin) dari pada
Pirimidin (1 cincin)
• Pyrimidines
• Cytosine
• Thymine
• Uracil
• Purines
• Adenine
• Guanine
16. 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.
17. Grup Fosfat
• Grup fosfat selalu
menempel pada C
ke 5’
18. 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
19. Rangkaian Nukleotida membentuk DNA
• Gula dan fosfat
membentuk tulang
punggung dari Asam
nukleat
• Rangkaian Basa
mungkin bervariasi,
tetapi gula-fosfat
tetap sama
20. 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.
21. DNA
terdiri 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.
22. 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
23. Double Helix Structure
• Hanya basa-basa
tertentu yg dpt
berpasangan satu
dg yg lain
• Purine + Pyrimidine
• Cytosine + Guanine
• Adenine + Thymine
25. Double Helix Structure
• Complementarity
• Kedua benang
double helix disebut
complementary.
• Artinya : masing-masing
dpt diduga
pasangan- pasangan
yg terbentuk.
26. FFaakkttaa DDNNAA
• Setiap sel memiliki ± 2 m
DNA.
• Rata-rata manusia
memiliki 75 trillion 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
31. Replikasi DNA
• Tahap kedua :
• Setiap rangkaian berfungsi sbg cetakan yg dpt
menentukan urutan basa berdasarkan
komplementari rangkaian
32. 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.
34. Replikasi DNA
• 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
37. SINTESIS PROTEIN
URUTAN 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).
38. 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
39. TRANSLASI
Terjadi pada ribosom
Melibatkan 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.
42. 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
43. 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)
5’ 3’
GUCCCGUGAUGCCGAGUUGGAGUAGAUAACCU
met pro ser trp ser arg stop
