Organisasi DNA dan kode genetik

Organisasi DNA dan kode genetik
Dr. Syazili Mustofa, M.Biomed
Lektor mata kuliah ilmu biomedik
Departemen Biokimia, Biologi Molekuler, dan Fisiologi
Fakultas Kedokteran Unila
DNA terdiri dari dua untai rantai berpilin yang
disusun oleh nukleotida. Tiap nukleotida
terdiri dari molekul gula deoksiribosa,
molekul fosfat, dan basa nitrogen
DNA berbentuk pita ganda berpilin terdiri
dari basa yang berpasangan dan gula
fosfat sebagai penyangganya
• Sel manusia normal mempunyai 46 khromosom.
Satu khromosom manusia rata-rata = 6.5 x 107
pasang basa  5 cm.
46 khromosom  2 m DNA dalam nukleus dengan Ø
± 10 m.
• Setiap kromosom mengandung banyak gen
Data tentang DNA Manusia
• 3.200.000.000 pb
• Ditulis dengan arial 10 5000 km
• Sebagian besar DNA merupakan Junk DNA
(tidak mengkode suatu gen)
• Dalam suatu gen bisa terdapat ekson
(tertranslasi) dan intron (tidak tertranslasi)
DNA dan protein histon dikemas dalam struktur
yang disebut kromosom
Protein histon dilingkari oleh
untai ganda DNA membentuk
struktur menyerupai manik
manik pada untai tali
Protein Histon dan nukleosom
Jumlah kromosom manusia ada 46. Ada 22 pasang autosom yang
dinomori berdasarkan ukuran. Dua kromosom lain adalah kromosom
seks, yaitu kromosom X dan Y. Gambar ini adalah gambaran pasangan
kromosom manusia yang disebut kariotip
Proses sintesis protein.
Informasi dari gen digunakan
untuk membuat protein
Gen CTFR berlokasi di lengan
panjang kromosom & pada posisi
7q31.2
Asam Nukleat
Termasuk di dalamnya : DNA dan RNA
Asam nukleat merupakan polimer dari unit-unit yang disebut
nukleotida.
Polimer membentuk konformasi rantai double helix pada DNA
atau untai tunggal pada RNA.
Satu nukleotida adalah ikatan antara :
1 molekul basa N
1 gula pentosa
1 asam monofosfat
Basa N yang menyusun asam nukleat : Purin & Pirimidin
Turunan Purin : Adenin (A)  6 amino purin
Guanin (G)  2 amino, 6 oxy purin
Turunan Pirimidin : Sitosin (C)  6 amino,2 oxy pirimidin
Timin (T)  2,6 dioxy, 5 metil
pirimidin
Urasil (U)  2,6 dioxy pirimidin
Gula pentosa yang menyusun asam nukleat:
ribosa pada RNA
deoksi ribosa pada DNA
Ikatan basa N dengan gula pentosa melalui N9 pada purin atau N3
pada pirimidin dan C1 pada gula.
Asam fosfat terikat pada gula pentosa pada posisi 5’
Pentosa
Nukleosida
Nukleotida
Basa nitrogen purin
Basa nitrogen pirimidin
Pada RNA
Gula
Penyusun RNA
Penyusun DNA
Struktur nukleotida
• Heterosiklik. Komponen dasarnya dibentuk oleh purin
dan pirimidin.
• Turunan nukleotida yang mengandung gula dan
berikatan dengan basa nitrogen disebut nukleosida
• Nukleotida adalah nukleosida yang grup hidroksil
gulanya teresterifikasi dengan grup fosforil (biasanya
pada atom karbon 5 gula ribosa atau deoksiribosa).
Bentuk ini dapat mengandung satu, dua atau tiga
ikatan fosfodiester, yaitu ikatan yang menambahkan
fosfat berenergi tinggi.
Nukleotida
Fungsi nukleotida
• Menjadi penyimpanan energi ( contoh
Adenosin trifosfat/ATP)
• Menjadi bagian beberapa koenzim ( contoh:
nikotinamid adenin dinukleotida/ NAD)
• Menjadi perantara sinyal ( contoh: siklik
guanosin monofosfat / cGMP)
• Pengatur allosterik enzim regulator
• Membentuk informasi genetik (DNA dan RNA)
DNA
•
Berulang ulang
membentuk
suatu
polinukleotida •
Ikatan
fosfodiester
•
Suatu basa yang terikat pada satu
gugus gula disebut nukleosida.
Sedangkan,
nukleotida
sendiri
adalah nukleosida dengan sebuah
atau lebih gugus fosfat.
Jadi, apabila gulanya adalah ribosa,
maka nukleosidanya dapat berupa:
• adenosin (rA),
• guanosin (rG),
• sitidin (rC),
• uridin (rU).
Nukleotidanya
macam, yaitu:
•
•
•
•
akan
ada
empat
adenosin monofosfat (AMP= asam
adenilat)
guanosin monofosfat (GMP= as guarilat),
sitidin monofosfat (CMP= as sitidilat),
uridin monofosfat (UMP= as uridilat)
 suatu polinukleotida tersusun atas
kerangka gula-fosfat yang berselangseling dan mempunyai ujung 5’-P dan 3’OH.
 Polinukleotida dihasilkan oleh polimerasi
nukleotida melalui ikatan fosfodiester 3’
ke 5’ antara fosfat monomer satu (yang
berada pada posisi 5’ OH) ke posisi 3’OH
gula pentosa yang lain
 Adanya ujung-ujung tersebut
menjadikan rantai polinukleotida linier
mempunyai arah tertentu.
IKATAN PASANGAN BASA NITROGEN
Bentuk anti paralel DNA
IKATAN PASANGAN BASA NITROGEN
Bentuk anti paralel DNA
Gula fosfat sebagai “tulang belakang”
RNA mempunyai basa adenin,
sitosin, guanin , dan urasil
Bentuk sekunder tRNA ragi
Perbedaan DNA dan RNA
 Gula deoksiribosa
 Basa nitrogen : Adenin,
Sitosin Guanin dan
Timin
 Double helix
 Sintesis protein dan
pewarisan sifat
 DNA inti dan DNA
mitokondria
 Gula ribosa
 Basa nitrogen : Adenin,
Sitosin Guanin dan
Uracil
 Mono helix
 Sintesis protein
 RNA ribosom, RNA
transfer dan RNA
duta/messeger
Sintesis protein
RNA polimerase
menyalin DNA
 mRNA
Pada ribosom, RNA transfer
membantu proses penerjemahan
kode genetik menjadi protein
Tabel standar kode genetik
Gen pada prokariot
Gen dan proses ekspresi gen pada eukariot
Bagian gen pada eukariot:
1. Promoter
2. Kodon start
3. Exon
4. Intron
5. Poli A
6. Kodon stop