Pengertian
Sel (cella)– Robert Hooke : suatu ruangan kecil yang dibatasi oleh membran, yang didalamnya terdapat cairan (protoplasma)
Sel:satuan terkecil makhluk hidup yang dapat
melaksa-nakan kehidupan.
a. Secara struktural-merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup
b. Secara fungsional-menjalankan fungsi kehidupan kemudian membentuk organisme
c. Mengandung materi genetik-materi penentu sifat2 makhluk hidup shg dapat diwariskan kepada keturunannya
SEL JARINGAN ORGAN individu
Teori Sel
1. Sel merupakan kesatuan struktural makhluk
hidup, semua makhluk hidup tersusun atas sel.
2. Sel merupakan kesatuan fungsional makhluk
hidup. Sel mengatur fungsi2 pada makhluk hidup
3. Sel adalah kesatuan pertumbuhan dari
makhluk hidup. Rudolf virchow “omne cellulae a cellulae”
4. Sel merupakan kesatuan hereditas (sifat
menurun) makhluk hidup. Sel mengandung sifat keturunan (genetik) yang diwariskan kepada keturunannya.
Karakteristik Sel
1. Sel sangat kompleks namun teratur
2. Sel memiliki program genetik dan memiliki cara untuk
menggunakannya
3. Sel mampu memperbanyak diri
4. Sel membutuhkan, memperoleh dan menggunakan
energi
5. Sel melakukan berbagai reaksi kimiawi 6. Sel terlibat dalam berbagai aktivitas mekanis 7. Sel mampu merespon terhadap berbagai rangsang 8. Sel mampu mengatur diri
5
Struktur sel
prokariot
pada bakteri
flagella pili kapsul Dinding sel Membran plasma sitoplasma DNA Ribosom dlm sitoplasma DNA plasmid DNA kromosom bakteri Bakteri Agrobacterium tumefaciens Fig. 4.8a, p. 59 microtubules (components of cytoplasm) Golgi body vesicle microfilaments (components of cytoskeleton) mitochondrion chloroplast central vacuole rough endoplasm reticulum (rough ER) ribosomes (attached to rough ER) ribosomes (free in cytoplasm) smooth endoplasmic reticulum (smooth ER) DNA + nucleoplasm nucleolus nuclear envelope NUCLEUS plasma membrane cell wall STRUKTUR SEL EUKARIOT : SEL TANAMAN 7 Molekul Coat Protein (CP) pada TMV, penting untuk rekayasa tanaman
1. RNA, 2. molekul protein CP (kapsomer), 3. Kapsid (pelindung protein)
Saat virus menginfeksi sel, virus menempel pada sel, asam nukleat masuk ke dalam sel, kapsid tetap di luar sel Tobacco Mosaic Virus
(TMV): Virus RNA
Apa DNA (asam deoksiribonukleat)
• Merupakan persenyawaan kimia yg plg
penting pada mahluk hidup , yg membawa keterangan genetik dari sel khususnya atau dari mahluk dalam keseluruhannya dari satu generasi ke generasi berikutnya.
• DNA penting digunakan dlm ilmu sitologi,
genetika,biomol, biologi perkembangan, biokimia dan evolusi.
Struktur DNA
Model double heliks DNAJ. Watson & F. Crick
berdasar:
1. Penemuan struktur asam nuklet (Pauling dan Corey) 2. Pola difraksi DNA (single-crystal X-ray analysis (Wilkins & Franklin)
3. Pola perbandingan jumlah A-T, G-C (1 : 1) – Chargaff
Hukum Ekuivalen Chargaff
a. Jumlah PURIN = PIRIMIDIN
b. Banyaknya ADENIN = TIMIN, jumlah GLISIN = SITOSIN
DNA terbentuk dari 4 tipe nukleotida (ATGC) yang berikatan secara kovalen
Watson dan Crick (1953)
Dengan dukungan data difraksi sinar-X dari Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins
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
SUSUNAN KIMIA DNA
DNA merupakan susunan makromolekuler (polimer) yang komplek, terdiri 3 macam molekul :
• 1. GULA PENTOSA
• 2. ASAM PHOSPHAT
• 3. BASA NITROGEN
- Pirimidin = Sitosin (S) dan Timin (T) - Purin = Adenin (A) dan Guanin (G)
STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA PENYUSUN ASAM NUKLEAT DITEMUKAN OLEH ALBERT KOSSEL (1879)
Gula ribosa
Basa N
MONOMER PENYUSUN MOLEKUL DNA (deoxyribonucleic acid)
Fosfat
STRUKTUR ASAM NUKLEAT PENYUSUN DNA
PASANGAN BASA NUKLEOTIDA
Basa-basa Purine: A, G Basa-basa Pyrimidine: T, C U (pada RNA)
Struktur dsDNA secara skematik dari gula phosphat sebagai tulang punggung dari basa nukleotida
Untuk memaksimumkan
pengemasan pasangan basa, kedua untaian DNA berpilin membentuk double heliks, dengan satu putaran
komplementer setiap 10 pasang basa
Bentuk skematik double heliks DNA
Jarak antara basa nukleotida dan lekukan minor dan major dari molekul dsDNA
Ukuran Molekul DNA pada beberapa jasad hidup
Lagiman 20 Jasad hidup/ plasmid (pico-gram) Pasangan basa (kbp) Panjang (um) E. coli 0,004 4.700 1.250 Plasmid Col E1 0,009x 10-3 9 2 Saccharomyces (n=16) 0,014 12.057 4.172 Ayam (n=16) 1,260 1,3x 106 400x 10-3 Manusia (n=23) 3,25 3,3x 106 1x 106 Jagung (n=10) 8,40 8,4x 106 2,5x 106
Keterangan: 1 pico-g=10 -12gram, kbp= kilo base pairs= 1000 pasangan basa, n= jumlah
Organisasi DNA di
dalam sel
F. Misher – bahan yang ada di dalam
nukleus (nuclein) Kromosom atauDNA???
Kromosom:struktur kumpulan untaian
ganda molekul DNA yang dikemas dalam bentuk tertentu yang kompak.
Dalam inti sel eukariot, kromosom
nampak saat sel mulai membelah. Sel umumnya mempunyai kromosom diploid.
Kromosom
Genom: satu kesatuan gen yg secara alami dimiliki oleh satu sel / virus atau satu kesatuan kromosom jasad eukariot pada fase haploid DNA di luar kromosom: plasmid, DNA mitokondria, DNA kloroplas
Skema kromosom
Struktur kromosom yang mengemas molekul DNA pada inti sel terlihat jelas saat metafase pada pembelahan sel.
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
Gen dalam kromosom
Gen tersusun atas daerah urutan basa nukleotida yang mengkode informasi genetik (coding gene region= exon) dan daerah tidak mengkode informasi genetik (non-coding gene region = intron).
Molekul DNA membawa informasi hereditas dari sel dan komponen protein (molekul2 histon) dari kromosom mempunyai fungsi penting dalam pengemasan dan pengontrolan molekul DNA yang sangat panjang sehingga dapat muat di dalam nukleus dan mudah diakses ketika dibutuhkan
Selama reproduksi, jumlah kromosom haploid, dan material genetik hanya separoh dari masing2 parental (GENOM)
KODE GENETIK.
DNA adl bahan genetik yang membawa informasi genetik dari sel ke sel dan dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Bagaimana informasi genetik tsb terdapat di dlm molekul DNA ??? Apakah dlm btk kode ?
Bagaimana kode yang tersusun dalam sebuah untaian molekul DNA yang terdiri dari asam phosphat, gula deoksiribosa dan basa nitrogen? Asam fosfat dan gula deoksiribosa selalu sama, tetapi basa nitrogennya (ATGC) selalu berbeda beda
Contoh cDNA yang mengkode enzim alcohol
dehyrogenase dan chitinase (untuk sifat ketahanan tanaman)
Dalam tahap analisis ekspresi gen pada tanaman
hairulroslan@hotmail.com, Unimas Malaysia
Organisasi genom pada virus dan
sel Prokariot (bakteri)
28
Genom pada Virus Genom pada bakteri
•DNA untaian tunggal
•DNA untaian ganda
•RNA untaian tunggal
•RNA untaian ganda
•Struktur linear
•Struktur lingkar (circuler)
•Kromosom terdiri atas 1
unit molekul DNA untaian ganda (double stranded) dengan struktur lingkar
•Terdapat plasmid sebagai
bahan genetik tambahan, berupa DNA untaian ganda struktur lingkar dengan ukuran kecil
Organisasi genom pada sel Eukariot
• Pada sel jamur, tanaman, hewan
• Organisasi genom: promoter, coding region,
terminator. Coding region: intron, dan exon
• Intron: tidak ada terjemahannya ke protein
• Exon: ada terjemahannya ke protein
• Struktur DNA untaian ganda linear dengan
ukuran jauh lbh besar dari prokariot dikemas dalam kromosom
• Gen kelas I: mengkode pembentukan r RNA,
Gen kelas II: mengkode pembentukan m RNA,
Gen kelas III: mengkode pembentukan t RNA 29
Struktur RNA merupakan hasil transkripsi DNA
Proses sintesis protein pada sel prokariot
Regulasi GEN
Fungsi DNA adalah membawa gen yang mengandung informasi yang menentukan jenis protein yang harus disintesis (kapan, dalam tipe sel yang mana, berapa banyak jumlah protein)
