bahan penyusun genetik

9/16/2012
Materi Kuliah
Bioteknologi Pertanian
Prodi Agroteknologi
Pertemuan Ke 2
BAHAN PENYUSUN GENETIK
Ir. Sri Sumarsih, MP.
Email: [email protected]
Weblog: Sumarsih07.wordpress.com
Website: agriculture.upnyk.ac.id
SEJARAH PENEMUAN BAHAN GENETIK
– 1882, Walther Flemming menemukan kromosom adalah
bagian dari sel yang ditemukan Mendel
– 1887, Edouard-Joseph-Louis-Marie van Beneden
menemukan bahwa suatu jasad memiliki jumlah kromosom
tertentu
– 1902, Walter Stanborough Sutton menyatakan bahwa
kromosom berpasangan
– 1910, Thomas Hunt Morgan menemukan bahwa bahan
pembawa sifat adalah gen yang berada di dalam kromosom
– 1926, Hermann Muller menemukan bahwa sinar X dapat
menginduksi mutasi
– 1928, Fred Griffith menemukan perubahan bentuk dinding
sel Streptococcus pneumoniae
SEJARAH PENEMUAN BAHAN GENETIK
Perubahan bentuk dinding sel
Streptococcus pneumonia
Penelitian Fred Griffith
Dua galur:
Smooth (S) – Virulent (gel coat)
Rough (R) – Kurang Virulen
Tikus disuntik dengan galur R and
galur S yang dimatikan melalui
pemanasan
Tikus mati dan ditemukan hanya
mengandung bakteri galur S
– 1935, Andrei Nikolaevitch Belozersky berhasil
mengisolasi DNA murni
– 1941, George Beadle dan Edward Tatum
menemukan hubungan mutasi dengan kerusakan
proses biokimia sel
– 1944, Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod dan
Maclyn McCarty yang melanjutkan pekerjaan
Griffith menemukan bahwa DNA adalah bahan
yang menyebabkan perubahan bentuk dinding sel
Streptococcus pneumoniae
1
9/16/2012
Penelitian Avery, MacLeod, dan McCarty
Organisasi bahan genetik
Skema
kromosom
menggunakan P dan S radioisotop
membuktikan DNA adalah pembawa informasi genetik
A. Hershey dan M. Chase
Gen dalam kromosom
Struktur kromosom yang
mengemas molekul DNA
pada inti sel terlihat jelas
saat metafase pada
pembelahan sel.
Genom: satu kesatuan gen atau
satu kesatuan kromosom jasad
eukariot pada fase haploid
DNA di luar kromosom: plasmid,
DNA mitokondria, DNA kloroplas
Gen: unit molekul DNA (DeoxyRibonucleic Acid) atau RNA
(RiboNucleic Acid) dengan panjang tertentu yang
membawa informasi urutan asam amino suatu protein
atau informasi suatu RNA
2
9/16/2012
PENYUSUN MOLEKUL DNA (deoxyribonucleic acid)
STRUKTUR BASA NUKLEOTIDA PENYUSUN
MOLEKUL DNA
Basa
N
Gula
ribosa
Purin
STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA PENYUSUN ASAM NUKLEAT
DITEMUKAN OLEH ALBERT KOSSEL (1879)
Pirimidin
PASANGAN BASA NUKLEOTIDA
STRUKTUR ASAM NUKLEAT PENYUSUN DNA
Basa-basa
Purine:
A, G
Basa-basa
Pyrimidine:
T, C
U (pada RNA)
3
9/16/2012
Watson dan Crick (1953)
Dengan dukungan data difraksi
sinar-X dari Rosalind Franklin
dan Maurice Wilkins
REPLIKASI
DNA
Dengan dukungan data analisis
kimia basa nitrogen dari Erwin
Chargaff
Memformulasikan struktur DNA
adalah benang ganda anti
paralel, berbentuk heliks
yang saling berkomplemen
Mengelompokkan basa DNA
menjadi purin dan pirimidin
Memformulasikan model
replikasi DNA
REPLIKASI
DNA
PEMANJANGAN ASAM NUKLEAT
4
9/16/2012
Ekspresi gen
F. Crick dan G.
Gamov (1957)
merumuskan "central
dogma“ cara kerja
DNA mengendalikan
messenger RNA yang
kemudian
mengendalikan
sintesis protein
TRANSLASI RNA pada Ribosome
m RNA membawa kode
genetik dari copy DNA
t RNA membawa asamasam amino spesifik
yang akan digabungkan
menjadi protein
Kode
genetik
(Triplet
Codon)
r RNA menyusun
ribosom tempat
berlangsungnya sintesis
protein
5
9/16/2012
20 MACAM ASAM AMINO PENYUSUN PROTEIN
Macam Asam Amino
Alanine
Arginine
Asparagine
Asam aspartat
Cysteine
Glutamine
Asam Glutamat
Glycine
Histidine
Isoleucine
Leucine
Lysine
Methionine
Phenylalanine
Proline
Serine
Threonine
Tryptophan
Tyrosine
Valine
Simbul 1 Huruf
A
R
N
D
C
Q
E
G
H
I
L
K
M
F
P
S
T
W
Y
V
• Contoh cDNA yang mengkode enzim alcohol dehyrogenase
and chitinase (untuk sifat ketahanan tanaman)
• Dalam tahap analisis ekspresi gen pada tanaman
Simbul 3R HurufN
Ala
Arg
Asn
Asp
Cys
Gln
Glu
Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met
Phe
Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
21
[email protected], Unimas Malaysia
Mengapa ekspresi gen melalui
pembentukan protein?
Protein adalah polimer asam-asam amino (polipeptida) yang
mempunyai berbagai macam fungsi dalam sel:
• Protein enzim sebagai biokatalisator reaksi biokimia dalam
•
•
•
•
•
•
•
sel (reaksi sederhana sd reaksi kompleks termasuk reaksi
metabolisme)
Sebagai pengatur ekspresi genetik (proses replikasi, transkripsi dan
translasi)
Sebagai pengangkut molekul kecil dan ion
Berperan dalam sistem pergerakan terkoordinasi
Sebagai komponen sistem kekebalan tubuh
Sebagai pheromone
Sebagai penerus impuls syaraf
Sebagai komponen pendukung kekuatan regang
6