T25 Oktober 2013 Kelas Reguler Sore Prodi Agroteknologi UMBY Dosen : Tyastuti Purwani

(1)

T25 Oktober 2013

Kelas Reguler Sore

Prodi Agroteknologi UMBY

Dosen : Tyastuti Purwani

(2)

DASAR-DASAR GENETIKA

OLEH: OLEH: SUHERMAN, Ph.D SUHERMAN, Ph.D

(3)

Perkembangbiakan Makhluk Hidup

_{Aseksual ; keturunannya berkembang menjadi salinan}

tepat dari induknya selama mereka dibesarkan dalam keadaan yg sama

_{Seksual ; keturunannya mengembangkan ciri-ciri yg}

saling berbeda dan berlainan pula dari salah satu tetuanya

(4)

Dari beberapa teori tentang sifat-sifat

diwariskan, ada dua hal penting:



TEORI MENDEL memberikan dasar-dasar

dalam genetika



TEORI PEWARISAN SIFAT-SIFAT

PEROLEHAN tidak lulus uji ilmiah namun

tetap dipertahankan ahlinya

(5)

Teori Mendel

_{Gregor Mendel (1822-1884)}

_{Sifat turun temurun (tanaman ercis)}

_{Menyilangkan varietas biji bulat dan keriput}

Hipotesis Mendel

 Setiap organisme ada sepasang faktor yg mengendalikan sifat

tertentu (GEN)

 Faktor ini satu dari masing-masing induk  Spesifik dan tidak berubah

 Sel-sel reproduksi dipersiapkan, maka disebarkan sebagai

unit-unit pada setiap gamet (Hukum Mendel 1/segregasi)

(6)

Perkembangan ilmu Genetika

_{Dimulai sejak th 1940}

‘Kromosom dlm sel adalah pembawa sifat-sifat keturunan seseorang’

_{Th 1951 ahli genetika James Watson bersama ahli fisika}

Francis Crick dan Maurice Wilkins meneliti kromosom

‘Membuat model bentuk molekul DNA’’ hadiah Nobel th

(7)

KROMOSOM DAN GEN

_{Kromosom terdapat dalam nukleus (inti sel)}

_{Kromosom: jalinan kromatin dlm inti sel yg berupa benang atau batang} _{Jumlah setiap sel sama utk spesies tertentu}

_{Jumlah kromosom Manusia 46 (diploid)}

_{Manusia berasal dari persatuan antara dua gamet yaitu ovum (sel}

telur=23) dan spermatozoa =23 (haploid).

_{Individu baru akan mewarisi sifat-sifat orang tuanya.} _{Pembawa unsur-unsur pewarisan yaitu gen}

_{Gen-gen itu merupakan rangkaian asam deoksiribonukleat (DNA)}

(8)

(9)

•

Deoksiribose Nucleic Acid (DNA) atau Asam

Deoksiribosa Nukleat (ADN)

• DNA ditemukan pd th 1869 (Friedrich Miescher)

‘Rahasia kehidupan dpt diungkapkan melalui penelitian kimia pada sel-sel’

• Wujud sebagai untaian yg sangat halus

• Pembawa sifat keturunan

• Disusun oleh asam nukleat (polinukleotida)

• Polinukleotida adalah polimer dari nukleotida

(10)

Nukleotida terdiri dari :

1. Gula pentosa (Deoksiribosa)

2. Basa Nitrogen (Adenin, Guanin, Timin dan Citosin)

(11)

(12)

Basa Nitrogen

_{Basa nitrogen terdiri dari kelompok senyawa Purin dan}

Pirimidin

_{Basa nitrogen penyusun DNA dari kelompok Purin adalah}

Adenin (A) dan Guanin (G)

_{Basa nitrogen penyusun DNA dari kelompok Pirimidin}

adalah Timin (T) dan Sitosin (C)

(13)

(14)

(15)

STRUKTUR DNA

_{Terdapat dalam kromosom, berarti dalam inti sel. Inti sel}

dapat membelah diri, berarti DNA juga.

_{Proses berlipatgandanya DNA disebut Replikasi.}

_{Berbentuk double heliks (dua rantai berpilin) sehingga}

saling berpasangan (komplimen) : A=T dan C=G.

_{Kedua rantai bisa menjadi template/ cetakan untuk}

membentuk molekul DNA yang baru

_{Arah polimerisasi : dari 5’ ke 3’ (Atom C ke 5 dari gula}

pada satu nukleotida berikatan dengan atom C ke 3 dari gula nukleotida yang lain). Arah cetakan adalah dari 3’ ke 5’

(16)

Replikasi DNA

_{Hipotesa tentang Replikasi DNA yang saat ini banyak}

digunakan adalah semikonservatif :

Double heliks membuka dan tiap pita yg lama dibentuk pita DNA yg baru. Jadi satu DNA membentuk dua anak baru dengan masing-masing komponen satu pita lama dan satu pita baru

(17)

RNA

_{Ribonucleic acid (RNA) asam ribonukleat} _{Berantai tunggal}

_{Disusun oleh asam nukleat (polinukleotida)} _{Gula : Ribosa}

_{Basa nitrogen : A,C,G, dan Urasil (pada DNA adalah}

Timin)

_Fosfat

(18)

Macam-macam RNA

_{mRNA (massenger) terdapat dalam nukleus. mRNA}

dicetak oleh salah satu pita DNA yg berlangsung dalam nukleus

_{tRNA (transfer) terdapat dalam sitoplasma. Seperti daun}

semanggi

_{rRNA (ribosom) terdapat dalam ribosom. Molekulnya}

(19)

Fungsi RNA

_{mRNA bertugas menerima informasi/keterangan genetik dari DNA.} Proses ini dinamakan transkripsi dan berlangsung dalam nukleus. Berfungsi sbg perantara ant DNA krom dan asam amino

sitoplasma. Berperan penting dlm pembuatan protein

_{tRNA bertugas mengikat asam amino yang terdapat dalam}

sitoplasma. Sebelum dapat diikat oleh tRNA, asam animo berekasi terlebih dahulu dg ATP supaya berenergi dan aktif. tRNA

membawa asam amino yg diikat itu ke ribosom. Disinilah

berlansung perubahan informasi genetik yg dinyatakan oleh urutan basa dari mRNA ke urutan asam amino dlm protein yg dibentuk. Proses perubahan ini disebut Translasi

_{rRNA bertugas mensintesa protein dg menggunakan asam amino.} Proses ini berlangsung dlm ribosom dan hasil akhirnya adalah polipeptida

(20)

Sintesa Protein

_{Sintesa protein berlangsung dalam ribosom}

_{DNA mengandung informasi untuk mengatur dan membangun}

tubuh manusia yg kompleks. Akan tetapi bagaimana hasil ini dapat diselesaikan?

_{Dengan membentuk protein}

_{Protein sgt diperlukan karena berbagai macam protein}

struktural dan fungsional ikut mengambil bagian di hampir semua proses dalam sel.

_{Protein struktural terdapat dalam membran, serabut kontraktil}

dan filamen intrasellular.

_{Protein fungsional seperti enzim sangat dibutuhkan untuk}

(21)

Apakah protein itu?



_{Suatu seri asam amino (aa)}



_{Gabungan dari 2 aa di sebut dipeptida}



_{Gabungan dari banyak aa disebut polipeptida}



_{Polipeptida punya berat molekul 10.000: protein}



Cara untuk menetapkan jumlah serta urutan

nukleotida yg berperan dlm menentukan posisi

yang tepat dari tiap aa dlm rantai peptida yang

bertambah panjang

(22)

1. DNA melalui proses replikasi, setelah DNA pjg bisa digunakan jadi cetakan utk membentuk RNA di nukleus jenis mRNA

2. mRNA mempunyai rantai tunggal keluar melalui membran nukleus masuk ke sitoplasma

3. Didalam mRNA terdpt kodon yg td 3 nukleotida

4. RNA jg terdr tRNA mengandung antikodon utk membawa aa yg

ditranslasi/terjemahan dari3 jns kodon menjadi1 jns aa

5. Antikodon ini akan melekat pd kodon yg terdpt di mRNA

6. rRNA tempat membentuk protein, pros pembentukan ini: translasi

7. Proses pembentukan mRNA:translasi 8. Protein yg dibentuk ad gabungan aa yg

(23)

(24)

Kodon inisiasi AUG yg terjemahannya Metionin Proses pemanjangan protein ini diteruskan sampai

(25)

U C A G U UUU Phe UUC Phe UUA Leu UUG Leu UCU Ser UCC Ser UCA Ser UCG Ser UAU Tyr UAC Tyr UAA End UAG End UGU Cys UGC Cys UGA End UGG Trp C CUU Leu CUC Leu CUA Leu CUG Leu CCU Pro CCC Pro CCA Pro CCG Pro CAU His CAC His CAA Gln CAG Gln CGU Arg CGC Arg CGA Arg CGG Arg A AUU Ile AUC Ile AUA Ile AUG Met (Init) ACU Thr ACC Thr ACA Thr ACG Thr AAU Asn AAC Asn AAA Lys AAG Lys AGU Ser AGC Ser AGA Arg AGG Arg G GUU Val GUC Val GUA Val GUG Val GCU Ala GCC Ala GCA Ala GCG Ala GAU Asp GAC Asp GAA Glu GAG Glu GGU Gly GGC Gly GGA Gly GGG Gly

(26)

(27)

(28)

Pertumbuhan & perkembangan sel

_{Berlaku pd makhluk hidup uniseluler maupun multiseluler} _{Pembelahan uniseluler = reproduksi}

_{Pembelahan multiseluler = dari muda sampai dewasa}

_{Semakin besar ukuran jaringan tubuh makin banyak jumlah sel yg}

menyusunnya

_{Setelah satu sel mbelah menjadi dua maka masing2 masuk dlm stadium}

interfase dan kemudian akan mengalami ptumbuhn sel shg menjadi dewasa dan siap untuk membelah kembali

_{Pd dasarnya akan terjadi secara berulang dimana sel muda tumbuh}

(29)

Tahap perubahan sel scr umum:

_{Tahap G1 (first gap phase) dimulai dari sel muda yg baru}

membelah

- umumnya membutuhkan waktu 3-4 jam - tahap ini akan terjadi sintesa RNA diikuti sintesa protein yg myebabkn sitoplasma bertambah dan sel akan berkembang

(30)

Sambungan…

_{Tahap S (Synthetic phase)}

- terjadi proses sintesis DNA blangsung 7-8 jam

- molekul2 DNA akan terbentuk melalui proses replikasi dari molekul DNA yg sudah ada

- terjadi pbentukn molekul histon yg mrpk protein dasar dari kromosom

(31)

Sambungan…Tahap G2 (second gap phase)

- tahap akhir pertumbuhan sel yg disusul dg pembelahan

- umumnya 2-5 jam proses sintesis RNA masih terjadi namun perlahan

- sintesa akan berhenti saat pembelahan sel dimulai

(32)

Sambungan…

_{Sintesa DNA terjadi dalam waktu singkat (tahap S)}

_{Sintesa RNA terus terjadi sampai saat sel akan membelah}

lagi

_{Siklus sel ini akan berjalan terus pada jaringan tubuh yang}

(33)

(34)

(35)

(36)