dr. Prategrini P.Sucifaalinda
STIKES MUHAMMADIYAH BANJARMASIN DESEMBER 2008
Merupakan proses penerjemahan informasi genetik (dalam bentuk urutan basa) menjadi protein.
Informasi yang dibawa oleh bahan genetik tidak bermakna apapun apabila tidak
diekspresikan menjadi fenotip. Proses ekspresi genetik :
◦ Replikasi DNA
DNA terdiri dari dua pita yang saling terpilin (Double stranded DNA = DS-DNA) dikenal dengan istilah “Double Helix”
Dibuat pertama kali oleh James D. Watson dan Francis Crick diperbaiki modelnya oleh Wilkins
DNA sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun setiap
organisme yang terletak didalam inti sel. Peranan utama dalam sel sebagai materi
Fungsi DNA
◦ Menyediakan instruksi untuk semua generasi masa depan sel tunggal dan keseluruhan organisme
multiseluler
◦ Mengendalikan aktivitas sel dengan menentukan sintesis enzim dan protein lain
◦ Terdapat unit informasi yaitu gen yang dapat
menentukan rangkaian asam amino suatu protein tertentu
Struktur DNA
1. DNA termasuk kelas molekul organik yang disebut asam nukleat.
2. Nukleotida yang merupakan submit asam nukleat saling dihubungkan oleh ikatan fosfodiester.
3. Kedua ujung polinukleotida berbeda satu sama lin membuatnya menjadi suatu molekul polar.
4. DNA heliks ganda
5. Kedua untai molekul DNA dipasangkan oleh pasangan basa komplementer
6. Variasi DNA ditemukan pada rangkaian linear pasangan basa di sepanjang molekulnya.
Setiap nukleotida terdiri dari :
a. Deoksiribosa, suatu gula berkarbon 5
b. Gugus fosfat, yang terikat pada karbon 5’ deoksiribosa
c. Basa nitrogen, yang terdiri dari empat jenis berbeda yaitu 2 purin dan 2 pirimidin
Struktur molekul DNA yaitu atom karbon berwarna hitam, oksigen warna merah,
nitrogen warna biru, fosfor warna hijau dan hidrogen warna putih.
Setiap nukelotida di satu untai berpasangan
dengan satu nikleotida spesifik pada untai yang lain
Purin dan pirimidin. Basa purin (adenin, guanin), basa
pirimidin (timin dan sitosin). Adenin (A) berpasangan dengan timin (T). Guanin (G) berpasangan dengan sitosin (G)
Pasangan basa komplementer dihasilkan dari
pembentukan ikatan hidrogen antara pasangan yang spesifik
A-T membentuk dua ikatan hidrogen G-C membentuk tiga ikatan hidrogen
Berperan dalam ekspresi genetik
RNA merupakan perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.
Struktur RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida.
Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus gula ribosa dan satu gugus basa nitrogen.
RNA DUTA (MESSENGER RNA, mRNA) Dibentuk oleh DNA di dalam nukleus Merupakan RNA terpanjang
Berperan membawa kode genetik dari DNA
RNA RIBOSOM (RIBOSOMAL RNA, rRNA)
Dibentuk oleh DNA, banyak terdapat di dalam ribosom
Berperan sebagai mesin rakit asam amino pada proses sintesis
protein dan bergrak ke satu arah sepanjang mRNA
RNA TRANSFER (TRANSFEngR RNA, tRNA) Dibentuk oleh DNA, berada dalam sitoplasma Merupakan RNA terpendek
Berperan menterjemahkan kodon dari mRNA dan mengangkut
asam amino yang sesuai dengan mRNA dari sitoplasma ke ribosom utk disusun menjadi protein
Sifat yang
membedakan DNA RNA
Gula yang menyusun deoksiribosa ribosa
Bentuk normal Double stranded dan
single stranded Single stranded
Basa purin
Basa pirimidin Guanin, Adenin Timin, Sitosin Guanin, Adenin Urasil, Sitosin
Jenis/macam Hanya satu 3, RNA duta; RNA
transport; RNA ribosom
Adalah proses perbanyakan bahan genetik (genom DNA dan RNA)
Kemampuan replikasi DNA ada 2 cara yaitu :
◦ Autokatalis : kemampuan memperbanyak diri
◦ Heterokatalis : kemampuan DNA mensintesis molekul lain seperti RNA dan protein
Replikasi DNA sangat cepat dan akurat,
diperkirakan 500 nukleotida direplikasi setiap detik.
Model Replikasi DNA :
a. Replikasi Konservatif
Rantai polinukleotida induk tidak membuka dan kedua rantai polinukleotid Yng dibentuk terdiri atas rantai polinukleotida baru
b. Replikasi dispersif
Kedua rantai polinukleotida induk terputus-putus dan berfungsi sebagai cetakan.
c. Replikasi semikonservatif
Setiap molekul DNA anak pada satu untai DNA parental
(lama) dipertahankan untuk berpasangan dengan satu untai yang baru disintesis.
Replikasi DNA merupakan ciri DNA sehingga salinan identik gen dapat diteruskan ke
generasi berikutnya.
Setiap untai berfungsi sebagai cetakan untuk menyintesis DNA komplementer baru sesuai dengan aturan khusus pasangan basa
DNA polimerase menyintesis DNA dengan
menghubungkan setiap pasangan nukleotida baru ke ujung 3’ untai DNA yang sedang
1. Inisiasi
Replikasi diawali ketika protein spesifik mengenali dan berikatan dengan tempat khusus di sebuah
kromosom yang disebut sumber replikasi. 2. Pengolahan
Replikasi berjalan pada struktur yang disebut garpu replikasi.
a. Arah 5’ ke 3’
b. Elongasi yang kontinu c. Sintesis untai tertinggal
Kompleks Replikasi DNA polimerase
◦ Untuk menggabungkan deoksiribonukleoside trifosfat
Enzim pada garpu replikasi
◦ DNA helikase : untuk mempermudah membuka rantai ganda DNA menjadi dua buah rantai tunggal
◦ Protein pengikat untai tunggal
◦ RNA primase
Eksonuklease
DNA ligase : untuk menyambung bagian-bagian rantai tunggal DNA yang baru
Transkripsi adalah
Pembentukan mRNA dari salah satu pita DNA dengan bantuan enzim RNA polimerase. mRNA membawa pesan DNA untuk memilih polipeptida yang sesuai dalam sintesis protein
Translasi adalah
◦ Proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian
1. Penudungan (copping) 2. Inisiasi (start)
3. Elongasi (pemanjangan untai nukelotida RNA
4. Terminasi (stop)
5. Splicing (pelepasan ekson-ekson)
6. Mengangkut mRNA keluar inti lewat pori inti dan masuk ke sitoplasma
1. Pengaktifan asam amino, yang diaktifkan oleh enzim aminoasil tRNA sintetase
2. Inisiasi (dorongan start) 3. Elongasi (pemanjangan) 4. Terminasi (pengakhiran)
Urutan sintesis protein
1.Transkripsi : ss DNA membentuk ss RNA yaitu RNA duta yang membawa informasi genetik untuk
sintesis protein
2.Fase Inisiasi : RNA duta sampai di ribosom dan RNA ribosom mengkode asam amino sesuai
dengan informasi genetik yang dibawa RNA duta. RNA transpor membawa asam amino yang sesuai ke ribosom
3.Fase Translasi : RNA duta sebagai “cetakan” mulai bekerja menerjemahkan kode triplet (kodon) yang sesuai dengan antikodon RNA transpor
4. Fase Elongasi : RNA duta menggabungkan asam amino-asam amino yang seduai dengan protein
5. Fase Terminasi : kodon yang berisi
“NONSENSE CODE” akan bertindak sebagai terminator (penghentian proses)
Kode yang dibuat untuk menandai informasi genetik yang dibawa oleh DNA.
Dituliskan dalam rangkaian huruf yang
disusun oleh empat macam basa nukleotida yaitu A(Adenin), G (Guanin), C (Sitosin), dan T (Timin); dalam RNA Timin digantikan dengan U (Urasil).
Kodon sebanyak 64 macam tersebut dikenal sebagai kode genetik universal.
Kodon adalah urutan basa nukleotida yang terdiri dari 3 nukleotida berurutan (triplet
kodon) yang menyandi asam amino tertentu. Kodon disusun dengan variasi 4 huruf
dengan susunan 3 huruf berurutan, sehingga ada 64 kombinasi berbeda.
Namun tidak semua ke-64 kodon mengkode asam amino.
UUU, UAG dan UGA merupakan kodon yang
memberikan sinyal “berhenti” atau “stop”, yang artinya biosintesis polipeptida akan berhenti pada lokasi kodon-kodon ini.
Selebihnya ada 61 kodon pengkode asam amino.
Kodon AUG memberikan sinyal “mulai” atau “start”, yang juga mengkode asam amino metionin.
Ala/A Alanin dikode oleh GCU, GCC, GCA, GCG
Arg/R Arginin dikode oleh CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG, AGG
Asn/N Aspargin dikode oleh AAU, AAC
Asp/D Asam Aspartat dikode oleh GAU, GAC Cys/C Sistein dikode oleh UGU, UGC
Gln/Q Glutamin dikode oleh CAA, CAG
Gly/G Glisin dikode oleh GGU, GCG, GGA, GGG
His/H Histidin dikode oleh CAU, CAC
Ile/I Isoleusin dikode oleh AUU, AUC, AUA “Start” dikode oleh AUG
Leu/L Leusin dikode oleh UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
Lys/K Lisin dikode oleh AAA, AAG Met/M Metionin dikode oleh AUG
Phe/F Phenilalanin dikode oleh UUU, UUC
Pro/P Prolin dikode oleh CCU, CCC, CCA, CCG Ser/S Serin dikode oleh UCU, UCC, UCA, UCG,
AGU, AGC
Thr/T Treonin dikode oleh ACU, ACC, ACA, ACG
Trp/T Triptofan dikode oleh UCG
Tyr/W Tirosin dikode oleh UAU, UAC
Val/V Valin dikode oleh GUU, GUC, GUS dan GUG
