GENETIKA MOLEKULER

1. GENETIKA MOLEKULER Bambang Irawan Februari 2010

2. POKOK BAHASAN • STRUKTUR BAHAN GENETIK • SINTESIS PROTEIN • STRUKTUR GEN

3. STRUKTUR BAHAN GENETIK TOPIK BAHASAN • LETAK BAHAN GENETIK • BAHAN PENYUSUN KROMOSOM • MOLEKUL PENYUSUN ADN DAN ARN • TRANSKRIPSI

4. LETAK BAHAN GENETIK • BAHAN GENETIK ADA DI DALAM SEL • BAHAN GENETIK ADA DUA MACAM YAITU ADN (DNA) DAN ARN (RNA) • PADA SEL PROKARIOTA KEDUA BAHAN GENETIK ADA DALAM SITOPLASMA • PADA SEL EUKARIOTA ADN ADA DI DALAM INTI SEL SEDANG ARN DIPRODUKSI DI INTI SEL KEMUDIAN MIGRASI KE SITOPLASMA

5. STRUKTUR SEL

6. STRUKTUR SEL HEWAN

7. ADN DAN KROMOSOM • ADN MERUPAKAN MOLEKUL BERBENTUK PITA YANG PANJANG • ADN BERSAMA-SAMA DENGAN PROTEIN TERTENTU MEMBENTUK STRUKTUR GULUNGAN YANG DISEBUT KROMOSOM • BILA PITA ADN TIDAK MENGGULUNG MAKA DISEBUT KROMATIN

8. KROMOSOM DAN KROMATID • KARENA SEL MEMBELAH MAKA ADN PUN HARUS DI REPLIKASI UNTUK DIBAGIKAN KE MASING-MASING SEL ANAK • HASIL REPLIKASI ITU BILA BELUM BERPISAH DISEBUT KROMATID ATAU KROMOSOM ANAKAN • KROMATID AKAN MEMISAH DALAM STADIUM ANAFASE • MASING-MASING KROMATID AKAN MENJADI KROMOSOM

9. DAUR KROMOSOM KROMATID

10. ADN PENYUSUN KROMOSOM

11. ADN DAN PROTEIN HISTON

12. NUKLEOSOM • PADA JARAK TERTENTU ADN MELILIT DELAPAN MOLEKUL HISTON MEMBENTUK STRUKTUR YANG DISEBUT NUKLEOSOM • SELAIN DI DALAM NUKLEOSOM HISTON JUGA TERDAPAT PADA ADN ANTAR NUKLEOSOM

13. NUKLEOSOM

14. ADN ADALAH PITA GANDA • ADN SESUNGGUHNYA TERSUSUN DARI DUA PITA ADN YANG SALING MELILIT SEHINGGA MERUPAKAN PITA GANDA • KEDUA PITA TERSEBUT DIKAITKAN SATU SAMA LAIN OLEH GUGUS BASA NITROGEN • DUA PITA YANG SALING MELILIT TERSEBUT DINAMAKAN DOUBLE HELIX

15. MODEL PITA GANDA ADN

16. MOLEKUL PENYUSUN ADN • ADN MERUPAKAN PITA GANDA • SETIAP MASING-MASING PITA TERSUSUN DARI RANTAI MOLEKUL NUKLEOTIDA • ADN ADALAH SUATU POLIMER • KARENA TERSUSUN DARI RANTAI MOLEKUL NUKLEOTIDA ADN JUGA DISEBUT POLINUKLEOTIDA

17. STRUKTUR NUKLEOTIDA • NUKLEOTIDA TERSUSUN DARI TIGA JENIS MOLEKUL YAITU, FOSFAT, GULA PENTOSA, DAN BASA NITROGEN

18. GUGUS GULA • GULA PENYUSUN ADN ADALAH GULA RIBOSA • GULA INI MEMILIKI 5 ATOM C OLEH KARENA ITU DINAMAKAN PENTOSA • PENTOSA MEMILIKI STRUKTUR CINCIN SEGI LIMA • EMPAT ATOM C (C1’ – C4’) DAN SATU ATOM O MEMBENTUK STRUKTUR CINCIN • SATU ATOM C YAITU C5’ ADA DI LUAR CINCIN.

19. GULA PADA ADN • ATOM 2’ PADA GULA PENYUSUN ADN TIDAK MEMILIKI GUGUS OH (HIDROKSIL) SEBAB ATOM OKSIGENNYA HILANG (DEOKSI) • OELH KARENA KEHILANGAN ATOM O MAKA GULA PADA ADN INI DISEBUT DEOKSIRIBOSA

20. BASA NITROGEN • BASA N PEMBENTUK ADN ADA 4 JENIS YANG TERDIRI ATAS DUA GRUP YAITU PIRIMIDIN DAN PURIN • PIRIMIDIN TERSUSUN DARI SATU CINCIN SEDANG PURIN DUA CINCIN • BASA PIRIMIDIN PENYUSUN ADN ADA DUA YAITU: SITOSIN DAN TIMIN • BASA PURIN PENYUSUN ADN ADA DUA YAITU: GUANIN DAN ADENIN

21. STRUKTUR PIRIMIDIN DAN PURIN

22. NUKLEOSIDA • DALAM MENYUSUN NUKLEOTIDA BASA N AKAN TERIKAT PADA ATOM C1’ MOLEKUL GULA RIBOSA • HANYA ADA SATU DARI EMPAT JENIS BASA N YANG AKAN BERIKATAN DENGAN MOLEKUL GULA • STRUKTUR YANG HANYA TERSUSUN DARI GUGUS GULA DAN SATU BASA N DINAMAKAN NUKLEOSIDA

23. FOSFAT DAN NUKLEOTIDA • MOLEKUL FOSFAT YANG AKAN MELEKAT KE GUGUS GULA MEMILIKI TIGA GUGUS P YAITU α, β, DAN γ • GUGUS ALFA AKAN TERIKAT PADA ATOM C5’ DARI GULA • DENGAN PENAMBAHAN FOSFAT PADA NUKLEOSIDA MAKA NAMANYA BERUBAH MENJADI NUKLEOTIDA

24. NAMA NUKLEOTIDA • NUKLEOTIDA DINAMAKAN BERDASAR JUMLAH GUGUS P DAN JENIS BASA N YANG TERIKAT PADA GULA • BILA ADA 3 GUGUS P DAN BASANYA ADENIN MAKA DISEBUT ADENOSIN TRIFOSFAT (ATP) • BILA ADA 2 GUGUS P DAN BASANYA ADENIN DISEBUT ADENOSISN DIFOSFAT (ADP) • BILA ADA 3 PDAN BASANYA TIDAK DIKETAHUI MAKA DISEBUT NUKLEOSIDA TRIFOSFAT

25. POLINUKLEOTIDA • ADN ADALAH SUATU POLIMER DENGAN SATUAN DASAR NUKLEOTIDA OLEH KARENA ITU ADN JUGA DISEBUT POLINUKLEOTIDA • POLINUKLEOTIDA DIBENTUK DENGAN MERANGKAI BANYAK NUKLEOTIDA MENJADI SATU RANTAI • RANGKAIAN NUKLEOTIDA TERJADI KARENA TERBENTUKNYA IKATAN ANTAR NUKLEOTIDA

26. IKATAN FOSFODIESTER • APABILA DUA NUKLEOTIDA AKAN BERGABUNG MAKA SALAH SATU NUKLEOTIDA AKAN MELEPAS GUGUS HIDROKSIL PADA ATOM C3’ • NUKLEOTIDA LAIN AKAN MELEPAS GUGUS P β DAN γSEHINGGAPADA ATOM C5’AKAN TERSISA GUGUS P α • SELANJUTNYA GUGUS P α AKAN MENEMPEL PADA ATOM C3’ YANG TELAH MELEPAS GUGUS HIDROKSILNYA. • MAKA TERBENTUKLAH IKATAN 3’ – 5’ FOSFODIESTER YANG MENGGABUNGKAN DUA NUKLEOTIDA • IKATAN 3’ – 5’ FOSFODIESTER SERING DISEBUT SECARA RINGKAS: IKATAN FOSFODIESTER

27. STRUKTUR DINUKLEOTIDA

28. PENAMBAHAN NUKLEOTIDA • SUPAYA TERBENTUK POLINUKLEOTIDA MAKA NUKLEOTIDA HARUS DITAMBAHKAN PADA DINUKLEOTIDA TADI • FAKTA YANG ADA ADALAH PENAMBAHAN NUKLEOTIDA BARU SELALU TERJADI PADA UJUNG ATOM C3’ DARI POLINUKLEOTIDA YANG TELAH ADA • AKIBAT DARI KETERATURAN INI POLINUKLEOTIDA MEMILIKI DUA UJUNG YANG SECARA KIMIA BERBEDA YAITU UJUNG C5’ MEMILIKI FOSFAT DAN UJUNG 3’ TANPA FOSFAT DAN MEMILIKI GUGUS HIDROKSIL

29. SIFAT BASA N • BASA N PENYUSUN POLINUKLEOTIDA MEMILIKI SIFAT KHUSUS YAITU SELALU INGIN BERPASANGAN • ADENIN SELALU INGIN BERPASANGAN DENGAN TIMIN (ATAU SEBALIKNYA) • GUANIN SELALU INGIN BERPASANGAN DENGAN SITOSIN

30. MODEL MOLEKUL PASANGANBASA N PURIN PIRIMIDIN • PASANGAN ADENIN – TIMIN (A – T) MEMBENTUK DUA IKATAN HIDROGEN • PASANGAN GUANIN – TIMIN (C – T) MEMBENTUK TIGA IKATAN HIDROGEN • PASANGAN A – T DAN G – C DISEBUT PASANGAN YANG COCOK ATAU KOMPLEMENTER

31. PITA GANDA ADN • SIFAT BASA N YANG SELALU INGIN BERPASANGAN TIDAK HILANG SEKALIPUN TELAH TERANGKAI DALAM SUATU MOLEKUL POLIMER POLINUKLEOTIDA • KARENA SIFAT INILAH MAKA TERBENTUK PASANGAN PITA GANDA ADN • TETAPI PASANGAN TERBENTUK BILA DUA PITA TERSEBUT MERUPAKAN PASANGAN KOMPLEMENTER • SIFAT LAIN DARI PITA GANDA TERSEBUT ADALAH ARAHNYA ANTIPARALEL

32. MODEL PITA GANDA ADN

33. TUJUH SIFAT PITA GANDA ADN • Dua rantai polinukleotida saling melilit mengitari sumbu (ini garis imajiner) • Dua rantai tersebut tersusun antiparalel, jadi ujung 5’ dari salah satu rantai berpasangan dengan ujung 3’ dari rantai pasangannya. • Basa-basa dari kedua rantai tersusun rata, dan tegak lurus terhadap sumbu; mendatar; basa-basa tersebut tersusun bertumpuk satu di atas yang lain, dan jaraknya 3,4 Å (0,34 nm) dan terletak di sebelah dalam heliks. • Basa nitrogen dari rantai yang berhadapan membentuk pasangan sebagai akibat adanya ikatan hidrogen; pada ADN hanya ada pasangan A=T dan G≡C. • Satu putaran lengkap heliks panjangnya 34 Å (3,4 nm); dengan demikian dapat disimpulkan bahwa dalam satu putaran terdapat 10 pasangan basa. • Pada setiap segmen molekul terdapat cekungan mayor dan cekungan minor, kedua cekungan ini tersusun bergantian. • Diameter double helix ini memiliki ukuran 20 Å (2,0 nm)

34. FUNGSI ADN • FUNGSI ADN ADALAH SEBAGAI PENYIMPAN INFORMASI BIOLOGI • INFORMASI YANG DISIMPAN ADN MELIPUTI PROTEIN APA YANG HARUS DISINTESIS OLEH TUBUH • TETAPI INFORMASI INI HARUS LEBIH DAHULU DITULIS ULANG DALAM BENTUK PITA POLINUKLEOTIDA LAIN YANG DISEBUT ARN

35. STRUKTUR ADN SEBAGAI BAHAN GENETIK DAN HUBUNGANNYA DENGAN KROMOSOM TELAH SELESAI DIBAHAS • BAGAIMANA BAHAN GENETIK LAIINYA YAITU ARN? • APAKAH STRUKTUR DAN FUNGSINYA SAMA DENGAN ADN? LIHAT DAN PERHATIKAN FILE GENETIKA MOLEKULER PART TWO