• Fragm en Okazaki • Konservat if • Ligase • Sem ikonservat if
Sekilas
Biologi
Ilm uw an forensik dapat m enggunakan DNA yang terletak dalam darah, cairan semen, air liur atau rambut yang tersisa di tempat kejadian kejahatan untuk m engident ifikasi kem ungkinan t ersangka. Proses t ersebut dinam akan fingerprinting genet ik atau pemrofilan DNA.
Pem rofilan DNA dikem bangkan pada 1984 oleh ahli genetik asal Inggris Alec Jeffreys dari Universit as Leicester, dan kali pertam a digunakan untuk mendakw a Colin Pitchfork pada 1988 dalam kasus pembunuhan Enderby di Leicest ershire, Inggris.
Sumber:www.wikipedia.org. (a) (b) (c) 3' 5' 5' 3' 3' 5' 1 Helikase m em buka pilinan m em isahkan rantai DNA induk
2 Pit a kont inu
disint esis oleh DNA p olim erase DNA polim ase
RNA p rim er Prim ase DNA p olim erase Fragm en Okazaki dibuat
3 Pit a diskont inu
t erb ent uk t erp ut us- put us
4 Set elah RNA prim er digant ikan
menjadi DNA oleh DNA polimerase, DNA ligase menyambung fragmen Okazaki
DNA ligase
Arah replikasi keseluruhan DNA
Dari ketiga hipotesis tersebut, hipotesis semikonservatif lebih banyak diterima oleh para ilmuwan dalam menjelaskan replikasi DNA . Beberapa penelitian pun memperkuat hipotesis semikonservatif sebagai mekanisme replikasi DNA .
1. A pakah yang dimaksud dengan gen? 2. Di manakah letak gen dalam kromosom?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman Subbab A
3. A pakah yang dimaksud dengan autosom dan gonosom? 4. Jelaskan hubungan gen, DNA , dan kromosom.
B. Sintesis Protein
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, gen bersama rangkaian DN A -nya memengaruhi sifat makhluk hidup. Bagaimanakah caranya? Jawaban singkat dari pertanyaan tersebut adalah bahwa DNA mengen- dalikan sintesis protein. M engapa sintesis protein sangat penting?
Pada tingkat biokimia, protein sangatlah penting. Protein merupakan pembent uk sel, bagian dari molekul-molekul dan enzim. Enzim yang sebagian besar terbuat dari protein bertanggung jawab bagi pembentukan hampir semua makromolekul (molekul besar) pada sel.
Gambar 3.10
Bagan sint esis prot ein
Gen DNA RNA
t erd ap at
pada t ranskripsi
Asam amino
t ranslasi Rantai asam
am ino/ p olip ep t id a m em b ent uk
Sint esis p rot ein
Pro t ein membentuk
Seperti yang terlihat dari bagan, bahwa sintesis protein terjadi melalui dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi. Proses sintesis protein juga dibantu oleh asam nukleat lain, yakni RNA (ribonucleic acid).
1. RNA (Ribonucleic Acid)
Selain DNA , di dalam sel prokariotik dan eukariotik terdapat asam nukleat lain yang disebut RNA . RNA adalah polimer ribonukleotida. Pita tersebut dapat berbentuk pita tunggal atau pita ganda tidak berpilin. Terdapat beberapa perbedaan RNA dibandingkan DNA , perhatikan tabel berikut.
Letak Di dalam nukleus, plastida, Di dalam nukleus, sitoplasma, mitokondria matriks, plastida, ribosom Bentuk pita Double heli Tunggal, ganda tak berpilin Kadar Tetap Tidak tetap
Fungsi Pengendali faktor keturunan dan Berperan dalam aktivitas sintesis RNA sintesis protein
Basa nitrogen Purin (adenin dan guanin) Purin (adenin dan guanin) Pirimidin (timin dan sitosin) Pirimidin (urasil dan sitosin) Gula Deoksiribosa Ribosa
Tabel 3.2 Perbedaan antara DNA dan RNA
Pembeda D A R A
Kata Kunci
• Asam amino • Pro t ein • Ribosa • RNA • UrasilGambar 3.11
Cont oh t ranskripsi urut an basa nit rogen DNA ke dalam m RNA.
Berdasarkan sifatnya, RNA dapat dibedakan menjadi R A genetik dan R A nongenetik. RNA genetik umumnya terdapat pada virus dan berfungsi layaknya DNA bagi virus, bertanggung jawab dalam membawa unsur genetik (genom virus). A dapun RN A nongenetik tidak berfungsi layaknya DNA . M ahkluk hidup umumnya memiliki DN A maupun RN A . Berdasarkan l et ak dan fungsinya dal am sint esis prot ein, RN A dibedakan atas messenger RN A (mR A), transfer RN A (tR A), dan ribosom RNA (rR A).
a. essenger RNA (mRNA ) atau disebut juga RNA duta, merupakan RN A terbesar dan terpanjang. RN A ini membentuk pita panjang dan berfungsi sebagai pola cet akan pembent uk polipept ida. Oleh karena itu, RN A ini disebut juga kodon karena merupakan hasil transkripsi DNA di dalam inti sel.
b. Transfer RN A (t RN A ) merupakan RN A pendek yang bert indak sebagai penerj emah kodon dari mRN A sehi ngga di sebut j uga antikodon. RNA ini berfungsi juga mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi pita polipeptida di ribosom. Sisi anti kodon tRNA akan berhubungan dengan kodon mRNA .
c. Ribosom RN A (rRN A ) merupakan RN A yang terdapat di dalam ribosom. RNA ini berupa pita tunggal tidak bercabang dan fleksibel. H ingga kini fungsi rRN A belum banyak diketahui, namun diduga berkaitan dengan sintesis protein.
2. Mekanisme Sintesis Protein
Seperti yang telah A nda ketahui, DNA menentukan sifat makhluk hidup. DNA menentukan urutan asam amino pada setiap protein yang disintesis. Proses sintesis protein adalah proses yang kompleks. Dalam proses tersebut diperlukan 20 macam asam amino; mRN A dan tRN A sebagai pelaksana; ATP sebagai sumber energi; enzim RNA polimerase. Secara garis besar, sintesis protein dilakukan melalui dua tahap, yaitu tahap transkripsi dan tahap translasi.
a. Transkripsi
Proses transkripsi, sesuai namanya merupakan proses pencetakan atau penulisan ulang D N A ke dalam mRN A . Proses ini t erjadi di dalam nukleus.
Pada tahap ini, setiap basa nitrogen DN A dikodekan ke dalam basa nitrogen RN A . M isalnya, jika urutan basa nitrogen DN A adalah A CG TA G CTA , maka urut an mRN A hasil t ranskripsi adalah UGC A UC GA U. DNA (sense) Transkripsi m RNA A C G T A G C T U G C A U C G A
Sekilas
Biologi
Max Perutz (1914-2002)Max Perut z m enghabiskan w aktu selam a 25 tahun, sebagian besar karirnya, hanya untuk m em pelajari satu m acam protein, yaitu haem oglobin. Atas jerih payahnya, Perut z m enerim a penghargaan Nobel pada tahun 1962.
Sumber: Kartun Biologi Genetika, 2001;
www.ul.ie.com
Kata Kunci
• m RNA • Nukleus • rRNA • t RNA • TranskripsiTahap transkripsi dapat dibagi lagi menjadi tiga tahap, yaitu iniasi, elongasi, dan terminasi.
1) Inisiasi
Tahap ini diawali oleh melekatnya enzim RNA polimerase pada pita DNA pada titik awal. Pita DNA akan terbuka, akibatnya basa nitrogen pada pit a t ersebut menjadi bebas. Basa nit rogen pada salah sat u pit a tersebut akan menjadi cetakan mRNA . Pita DNA ini disebut juga pita bermakna atau sense. A dapun pita yang tidak ditranskripsi disebut pita tak bermakna atau antisense. Enzim RNA polimerase mulai menyintesis RNA dari titik awal pita.
2) Elongasi (pemanjangan)
Enzim RN A polimerase akan t erus membent uk mRN A hingga t erbent uk pit a mRN A . Pit a mRN A ini akan t erus memanjang. Oleh karena itu, tahap ini disebut tahap elongasi.
3) Terminasi
Pada saat enzim RNA polimerase sampai pada tempat pemberhentian (ter minal site) D N A , t ranskripsi akan t erhent i. Set elah it u, mRN A dibebaskan dan RNA polimerase terlepas dari DNA . DNA akan kembali seperti bentuknya semula. H asil dari transkripsi, yakni mRNA selanjutnya akan keluar dari inti sel melalui membran inti menuju sitoplasma. b. Translasi
Tahap translasi adalah tahap penerjemahan kode mRNA oleh tRNA ke dalam urutan asam amino. Tahap ini terjadi di dalam sitoplasma dengan bantuan ribosom.
Ribosom merupakan salah satu organel dalam sitoplasma yang berperan dalam sintesis protein. Ribosom terdiri atas dua bagian, yaitu subunit besar dansubunit kecil (Gambar 3.13). Ribosom mengandung protein dan rRNA .
3'
5'
3'
DNA
RNA p olim erase
3' 5' C G G A T G C G G A C U A Rant ai m RNA A G 5' Gambar 3.12
Proses pem bent ukan m RNA at au t ranskrip si.
Sumber:Biology: Discovering Life, 1991
Pit a sense Pit a
antisense
Gambar 3.13
Subunit besar dan subunit kecil pada ribosom .
Sumber: Botany, 1995
Subunit besar
Sub unit kecil
Tahap t ranslasi mirip t ahap t ranskripsi. Keduanya menggunakan enzim unt uk membuat rantai polimer polinukleot ida pada t ranskripsi dan polipeptida pada translasi. Pada proses translasi juga terjadi tahap inisiasi, elongasi, dan terminasi.
Pada t ahap t r ansl asi kode genet i k at au k odon dar i mRN A diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino. A pakah kodon itu? Kodon merupakan urutan tiga basa nitrogen pada mRN A . Setiap urutan tiga basa tersebut memiliki arti khusus yang dapat diterjemahkan dalam proses t ranslasi. Urut an t iga basa t ersebut dikenal sebagai triplet. M isalnya, A UG, AAA , UCA , dan UUA .
Kodon pada mRNA dikenali oleh antikodon pada tRNA . Jika urutan t ri pl et pada mRN A adal ah A U G A A A U CA U U A maka urut an antikodonya adalah UA C UUU A GU AA U. Triplet antikodon terletak pada salah satu sisi tRN A . Pada sisi yang lain, tRN A membawa asam amino yang sesuai dengan pesanan kodon.