RNA dan DNA

• Nukleosida:
• Basa purin / pirimidin +
ribosa/deoksiribosa
• Nukleotida:
• Basa purin / pirimidin +
ribosa/deoksiribosa + fosfat
– Esterifikasi terjadi antara ggs OH
pada C-5 ribosa/deoksiribosa dengan
ggs fosfat
– Nukleosida monofosfat contoh: AMP
= Adenosin 5’monofosfat
– Nukleosida difosfat contoh: ADP
– Nukleosida trifosfat  contoh: ATP
• Rangkaian nukleotida, contoh:
A
C
3’
P
G
3’
P
5’
3’
P
5’
OH
5’
• Trinukleotida : 5’ - A-C-G- 3’
pApCpG
ACG
• Urutan basa ditulis dari 5’ -3’
• Pembentukan asam nukleat
• RNA
ATP, UTP, GTP, CTP
RNA polimerase
RNA
• DNA
dATP, dTTP, dGTP, dCTP
DNA polimerase
DNA
• DNA
• T.d. 2 utas rantai
polinukleotida yang
membentuk struktur
double-helix
5’
3’
A
T
G
C
T
A
C
G
3’
5’
antiparalel
• RNA
• T.d. 1 utas rantai
polinukleotida
• DNA
• 2 utas  double
helix
• RNA
• t.d. 1 utas rantai
polinukleotida
• A
T
G C
pur pir pur pir
• A
• Rantai lebih panjang
• Deoksiribosa
• Ikatan Hidrogen
A
T
• Rantai lebih pendek
• Ribosa.
G
C
Hukum berpasangan
U
G
C
.
• .
RNA dan DNA
RNA
• mRNA = messenger RNA
berisi kodon-kodon asam amino yang akan
dirangkai
• tRNA = transfer RNA
Berbentuk seperti daun semanggi
Mempunyai bagian yang disebut antikodon
yang berpasangan dengan kodon asam amino
yang dibawa
Bertugas membawa a.a yang akan dirangkai
• rRNA = ribosomal RNA
Komponen ribosom
EKSPRESI GEN
• .
• EKSPRESI GEN
• GEN --- mRNA --- polipeptida/ protein
TRANSKRIPSI
TRANSLASI
Upstream
Downstream
DNA 5’ ------ ACTGCC ------ 3’ utas coding
3’ ------ TGACGG ------ 5’ utas cetakan
mRNA 5’ --- ACUGCC --- 3’
tRNA 3’-- UGA -- 5’ (bgn antikodon)
Thr
(a.a yg dibawa)
• Utas coding = utas sense
Urutan nt di sini menentukan urutan a.a pada
rantai polipeptida yang dibentuk.
– Kode genetik: 1 a.a dikode oleh urutan 3 nt
– Urutan basa N dibaca dari 5’-3’
• Utas template = utas cetakan
– Sebagai utas cetakan bagi pembentukan mRNA
• mRNA
– Sesuai hukum berpasangan apabila di utas
cetakan tertulis A maka pada utas mRNA
tertulis U, apabila tertulis G maka pada utas
mRNA tertulis C
– Urutan basa N dibaca dari 5’-3’
– Satu kodon t.d 3 nt 1 asam amino
• Gen: suatu segmen DNA yang berisi informasi/
kode genetik urutan asam amino dari suatu rantai
polipeptida / protein
• Gen: terdapat pada rantai DNA
• Peta gen: menunjukkan letak gen pd rantai DNA
• mRNA:
– Urutan kodon (kode genetik pada mRNA)
menentukan urutan a.a yg akan dirangkai
– Satu kodon terdiri dari 3 nukleotida (triplet)
• Kode genetik bersifat hampir universal
– Universal berarti kodon yang sama berlaku
untuk asam amino yang sama pada semua
mahluk hidup
• .
• Total ada 43 = 64 kodon
• 3 kodon (UAA, UAG, UGA) : kodon
terminasi
• Kodon inisiasi: AUG
(sebagian kecil organisme GUG)
• Jumlah asam amino dasar penyusun
protein : 20, jadi banyak asam amino
yang punya lebih dari 1 kodon
• Kodon pada mRNA akan dikenali oleh
antikodon pd tRNA yang akan
membawa asam amino yang sesuai
dengan kodon tersebut untuk dirangkai
mRNA  urutan kodon
• .
Transfer RNA (tRNA)
• .
Organisme dg materi genetik RNA
• Terdiri dari beberapa macam virus
yang :
– Tidak pernah mentranskripsikan materi
genetik ke molekul DNA
– Dapat mentranskripsikan materi
genetik ke dsDNA (cDNA)
• E.reverse transkriptase
• Diintegrasikan ke genom inang
acuan ekspresi gen RNA virus yang baru
MUTASI
• .
MUTASI PADA TINGKAT GEN
• Substitusi
• Insersi (1 atau lebih)
• Delesi (1 atau lebih)
MOLEKUL DNA EUKARIOT
• Sebagian besar di inti (dalam kromosom)
• DNA terikat protein
kromatin
+ DNA
+ Histon
+ Protein non histon
+ RNA (sedikit)
• Di dalam mitokhondria (mengandung sedikit
gen)
» Tidak mengandung histon,
» Berbentuk sirkuler
rRNA prokariota
• 3 spesies rRNA :
– rRNA 23 S
– rRNA 5 S
– rRNA 16 S
sub unit ribosom 50 S
sub unit ribosom 30S
• S (Svedberg) : koefisien sedimentasi
PEMATANGAN mRNA (Eukariot)
• hn RNA (Eukariot)
PEMATANGAN mRNA (Eukariot)
• Capping
PEMATANGAN mRNA (Eukariot)
• .
REKOMBINASI KROMOSOM
PERLU PENJAJARAN KROMOSOM HOMOLOG
Organisme dg materi genetik RNA
• Terdiri dari beberapa macam virus
yang :
– Tidak pernah mentranskripsikan materi
genetik ke molekul DNA
– Dapat mentranskripsikan materi
genetik ke dsDNA (cDNA)
• E.reverse transkriptase
• Diintegrasikan ke genom inang
acuan ekspresi gen RNA virus yang baru
PEMATANGAN mRNA (Eukariot)
• .
JENIS MOLEKUL RNA
•
•
•
•
Messenger RNA (mRNA)
Transfer RNA (tRNA)
Ribosomal RNA (rRNA)
Pada eukariota juga ada :
• snRNA (small nuclear RNA)
berperan pada proses splicing
Messenger RNA (mRNA)
• Acuan (template) untuk sintesis protein
• Berfungsi meneruskan informasi genetik
dari gen (DNA).
• Berisi instruksi dlm penyusunan asam
amino
• mRNA eukariot :
– Ujung 5’ ada topi 7 mGTP
– Ujung 3’ ada ekor poli A (20 – 200 A),
kecuali mRNA histon
Transfer RNA (tRNA)
• Membawa aa aktif ke ribosom untuk
dirangkai menjadi rantai polipeptida
sesuai urutan pada mRNA
• Minimal ada 20 jenis tRNA
• Adaptor, memp. tempat spesifik
untuk :
– mengikat aa
– Mengenal nukleotida pada mRNA
Transfer RNA (tRNA)
• Terdiri dari 70 – 90 nukleotida
• Berbentuk daun semanggi
• Ujung 3’ : CCA
• Gugusan OH atom C-3 adenosil
berikatan ester dg gugusan
karboksil asam amino
• Banyak mengandung basa yang tidak
umum pada RNA (inosin, ribotimin,
pseudourasil, dihidrourasil)
Transfer RNA (tRNA)
• Lengkung dihidrourasil (DHU) :
– Pengenalan thd enzim aminoasil-tRNA
transferase
• Lengkung antikodon :
– Pengikatan dengan kodon (pada mRNA)
• Lengan ekstra
• Lengkung ribotimin-pseudourasil-sitosin
(TΨC) :
– Pengikatan tRNA dengan ribosom
• Ujung 3’ : CCA
EKSPRESI GEN
• .
Aktivasi dan pengikatan asam
amino pada tRNA
• Terjadi di sitosol
• E.aminoasil-tRNA sintetase
• 2 tahap :
– Pengaktifan asam amino
• Perlu ATP
– Pengikatan aminoasil AMP ke tRNA
• Terbentuk aminoasil tRNA (charge tRNA)
TRANSLASI
• Perubahan bahasa dari urutan
nukleotida dari mRNA menjadi urutan
asam amino polipeptida
• Lokasi : ribosom
• Cetakan / template : mRNA
• Pembawa asam amino ke ribosom :
tRNA
TRANSLASI
Terdiri dari 3 tahap :
• Tahap inisiasi
• Tahap elongasi
• Tahap terminasi
TRANSLASI
Tahap inisiasi translasi
• Pengikatan faktor inisiasi
(IF1,IF2,IF3) ke ribosom sub unit
kecil
• Pengikatan mol.charge tRNA dan
mRNA ke ribosom sub unit kecil
• Pembentukan kompleks inisiasi 70S
Tahap elongasi translasi
• Pengikatan aminoasil tRNA
• Pembentukan ikatan
peptida
• Translokasi
PEMBENTUKAN IKATAN PEPTIDA
• .
TAHAP ELONGASI TRANSLASI
• .
KODE GENETIK
• Terdapat di mRNA
• Mengkode spesifisitas asam amino
penyusun protein
• Terdiri dari 3 nukleotida (triplet) 
kodon
• Total ada 64 kodon
• 3 kodon (UAA, UAG, UGA) : kodon
terminasi
• Hampir universal
• Akan dikenal oleh antikodon pd tRNA
TAHAP TERMINASI TRANSLASI
• Situs A ditempati stop kodon
• Tak ada tRNA yang mengenali stop
kodon
• Situs A ditempati release factor
• Memicu pelepasan polipeptida dari
peptidil tRNA, pemecahan secara
hidrolitik
• Kompleks ribosom pecah menjadi
komponen semula
TAHAP TERMINASI TRANSLASI
• .
POLISOM
• .
PEMATANGAN PROTEIN
Dapat terjadi :
• Pelepasan ggs N-formil pada ujung
amino
• Pelepasan metionin
• Pemutusan rantai polipeptida
• Reaksi oksidasi
• Reaksi hidroksilasi
• Pembentukan ikatan disulfida
• Dan lain-lain
INHIBITOR SINTESIS PROTEIN
PADA PROKARIOT
ANTIBIOTIK
A
CARA KERJA
Streptomisin
Berikatan dg subunit ribosom 30S
shg menghambat inisiasi dan
menyebabkan salah baca mRNA
Tetrasiklin
Berikatan dg subunit ribosom 30S
dan menghambat pengikatan
aminoasil tRNA
Berikatan dg subunit ribosom 50S
dan menghambat aktivitas
Kloramfenikol
INHIBITOR SINTESIS PROTEIN
PADA PROKARIOT DAN EUKARIOT
INHIBITO
R
Puromisin
CARA KERJA
Analog aminoasil-tRNA, shg
terjadi terminasi dini
Actinomisin D Mengikat DNA dan
menghambat gerakan RNA
polimerase, shg mencegah
transkripsi
Mitomisin
Terjadi iktan kovalen antara 2
INHIBITOR SINTESIS PROTEIN
PADA EUKARIOT
Sikloheksimid
menghambat aktivitas
peptidil transferase
ribosom sub unit 60 S