INTI. Dalam inti/nukleus : 19/03/ kromosom : 2. Satu atau lebih nucleoli:

INTI

Dalam inti/nukleus :

1. kromosom

:

Serabut nucleoprotein – kromatin

2. Satu atau lebih nucleoli

:

bagian-bagian kromosom yang berperan mensintesis rRNA dan penyusunan ribosom

3. Nukleoplasma – plasma inti

4. matriks inti:

Berupa serabut-serabut protein – skelet untuk memberi bentuk pada inti, organisasi kromatin, membantu replikasi dan transkripsi

Selaput inti

•

terdiri atas 2 membran lipid

bilayer

•

Barrier/pembatas untuk

pergerakan ion, larutan,

makromolekul

•

terhubung dengan membran

Retikulum endoplasma kasar

•

Memiliki pori-pori inti

•

Permukaan dalam berikatan

dengan lamina inti

protein

lamin

Pori-pori inti

•• MerupakanMerupakan komplekskompleks poripori ((NPC= NPC= nuclear pore complex)

nuclear pore complex)

• Berperan dalam lalu lintas ribosom, mRNA, tRNA, protein-protein inti

Selaput inti pada saat pembelahan sel

Selaput inti akan terfragmentasi

pada saat pembelahan sel

•

Pada profase

– lamin inti terfosforilasi fragmentasi membran

•

Pada telofase

– pori inti tersusun kembali

– Lamin(Filamen intermediet) mengalami defosforilasi lamina inti terbentuk kembali

• Setiap molekul DNA dikemas dalam suatu kromosom

• Seluruh informasi genetik disimpan dalam kromosom suatu organisma

genom

• GenomE.colimengandung : 4.7 x 106_{pb DNA 1 kromosom} Manusia : 3 x 109_{nukleotidatersebar pada 24 kromosom}

Pada fase Mitosis kromosom dikemas sangat kompak; sedangkan pada interfase kromosom lebih tidak terkondensasi dan aktif mensintensis RNA

STRUKTUR DAN FUNGSI KROMOSOM

Kromosom molekul DNA sangat panjang yang mengandung ribuan gen

Setiap kromosom akan terlihat dengan jelas pada saat terjadinya pembelahan sel

Kromosom akan mengalami

duplikasi/replikasi pada saat sel akan membelah sepasang kromatid

Pada kondisi sel yang tidak aktif membelah (interfase)

kromosom terkemas sebagai kromatin

Centromere Sister chromatids

•

Pada saat

pembelahan sel

–

pasangan kromatid

akan terpisah

–

dihasilkan dua sel

anak yang

masing-masing mengandung

set kromosom yang

identik

Sentromer Pasangan kromatid Duplikasi kromosom Pemisahan kromosom ke sel anak

KROMOSOM FUNGSIONAL

• Setiap kromosom - molekul DNA yang fungsional :

– Mampu mensintesis RNA - transkripsi

– Mampu bereplikasididistribusikan ke sel anak

• Pada saat replikasi diperlukan 3 tipe urutan nukleotida :

– DNA replication originberperan untuk mengarahkan mesin replikasi dan segregasi komosom

– Sentromerberperan mengikatkan molekul DNA ke kumparan mitosis selama pembelahan sel. Setiap kromosom memiliki 1 sentromer, sehingga menjamin bahwa setiap anak sel menerima 1 dari kedua kopi molekul DNA yang direplikasi

– Telomerberperan untuk mencegah kehilangan nukleotida dalam setiap siklus sel dan memungkinkan kromosom untuk direplikasi secara keseluruhan.

FUNGSI

•

Fungsi utama genome :

–

mensintesis molekul RNA

•

Tiga jenis RNA :

–

mRNA (messenger RNA)

yang mengkode protein

–

RNA struktural :

–tRNA (transfer RNA) dan

–rRNA (ribosomal RNA)

•

Setiap bagian DNA yang membentuk molekul RNA

fungsional disebut

gen

PROTEIN PENGIKAT DNA

•2 jenis protein yang mengikat DNA :

–Protein histonhanya pada eukaryot

–Protein non-histon

•Kedua jenis protein dan DNA membentuk kromatin.

•histon : protein molekul kecil yang

mengandung banyak asam amino bermuatan positif (lisin dan arginin). Asam amino bermuatan positif ini memungkinkan molekul histon untuk berikatan dengan DNA

(gugus fosfat DNA: muatan “-”)

•Terdapat 2 kelompok histon :

–Histon nukleosom

• molekul kecil (102-135 asam amino) berperan untuk membuat putaran (‘coil’) DNA

• 4 histon nukleosom : H2A, H2B, H3, H4.

–Histon H1

• molekulnya lebih besar : + 220 asam amino

• pengikat antar nukleosom

Pengemasan DNA

Fungsi :

• untuk mengemas DNA yang panjang berada dalam inti (setiap sel manusia memiliki DNA sekitar 2 meter)

• mempengaruhi aktivitas gen

unit pengemasan DNA terkecil: nukleosom

membentukbeads on a string

1 nukleosom terdiri dari 2 kopi histon nukleosom yang dikelilingi oleh DNA double helix yang berputar 2 kali

Nukleosom dikemas lagi dengan histon H1 untuk membentuk struktur yang lebih padatcoil 30 nm

Kromatin

•

Dua jenis kromatin berdasarkan keaktifan transkripsinya:

–

heterokromatin

sangat terkondensasi dan tidak aktif

transkripsi

–

eukromatin – aktif transkripsi

Heterokromatin :

•

Heterokromatin konstitutif

mengalami pengemasan yang sangat

kompak dalam sel dan bersifat permanen, misalnya kromosom di

daerah sentromer

•

Heterokromatin fakultatif

pada satu saat direaktivasi misalnya

kromosom X pada sel germa. Sebelum mengalami meiosis, kedua

kromosom X harus aktif sehingga kedua sel gamet dapat menerima

masing-masing kromosom X aktif.

• Hewan mamalia betina / wanita kromosom sex XX Xp_Xm

• Pada setiap sel hanya salah satu X yang aktif : Xp

atau Xm _yang

sudah ditentukan sejak embrio • X yang tidak aktif

terkondensasi membentuk Barr body • Pernyebaran secara mosaik pada hewan mamalia betina / wanita Xp _{atau X}m yang aktif.

Kelainan X-linked gene pada manusia

•

Duchenne muscular dystrophy

– mutasi pada gen distrofin

atrofi otot sejak umur muda

•

Fragile-X syndrome

– mutasi pada gen FMR-1

pemanjangan pada daerah gen dengan urutan berulang

(repeated section)

kelainan mental

•

Buta warna merah-hijau

hilangnya gen opsin hijau atau

merah pada kromosom X

Sintesis

protein

Aliran informasi genetik dari DNA

protein

•

Genotip DNA diekspresikan sebagai protein,

yang merupakan dasar molekuler dari sifat

fenotip

•

Informasi yang menunjukkan genotip suatu

organisme terbawa dalam suatu urutan basa

•

Suatu gen spesifik untuk satu polipeptida

–

DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang

kemudian akan ditranslasi menjadi polipeptida

DNA RNA Protein transkripsi translasi DNA molecule Gene 1 Gene 2 Gene 3 DNA strand TRANSCRIPTION RNA Polypeptide TRANSLATIONCodon

• Informasi genetik terdapat dalam kodon yang

kemudian ditranslasikan menjadi urutan asam amino

• Kata dalam bahasa DNA

triplet basa yang dinamakan kodon

• Setiap kodon akan menunjukkan asam amino tertentu polipeptida yang spesifik

•

Secara umum,

semua organisme

memiliki kode

genetik yang sama

•

Ekspresi gen

Start codon RNA Transcribed strand Stop codon Transcription DNA

Transkripsi menghasilkan ‘message’

genetik dalam bentuk RNA

Figure 10.9A RNA polymerase RNA nucleotide Direction of transcription

Newly made RNA

Template strand of DNA

•

Selama transkripsi

DNA helix membuka

–

Nukleotida RNA akan

terbentuk di

sepanjang salah satu

benang DNA

mengikuti aturan

pemsangan basa

–

mRNA kemudian

akan terlepas dari

benang DNA, DNA

RNA polymerase DNA of gene Promoter DNA Terminator DNA Initiation Elongation Termination Area shown in Figure 10.9A Growing RNA Completed RNA

•

Pada eukariot

terdapat intron –

segmen yang tidak

memiliki informasi

selama

pemrosesn RNA

akan dipotong

•

Terjadi penmbahan

urutan tudung /

kepala A dan ekor

RNA eukariot akan diproses sebelum

meingggalkan inti

DNA RNA transcript with cap and tail mRNA

Exon Intron Exon Intron Exon

Transcription Addition of cap and tail

Introns removed

Exons spliced together

Coding sequence

NUCLEUS

CYTOPLASM Tail Cap

•

Pada sitoplasma, ribosom

menempel ke mRNA dan

mentranslasikannya

menjadi polipeptida

•

Proses translasi dibantu

oleh tRNA

•

Setiap molekul tRNA

memiliki triplet anticodon

pada salah satu ujungnya

dan sisi penempelan

asam amino pada sisi

Molekul transfer RNA berfungsi sebagai

penterjemah ketika translasi

Hydrogen bond Amino acid attachment site

Translasi

Ribosom membentuk polipeptida

Codons tRNA molecules mRNA Growing polypeptide Large subunit Small subunit mRNA mRNA binding site P site A site P A Growing polypeptide tRNA Next amino acid to be added to polypeptide

•

mRNA, tRNA, dan ribosom

bekerja sama

membentuk polipeptida

Initiator tRNA

mRNA

Start

codon _{Small ribosomal} subunit P site Large ribosomal subunit A site

Figure 10.14 1 Codon recognition Amino acid Anticodon A site P site Polypeptide 2 Peptide bond formation 3 Translocation New peptide bond mRNA movement mRNA Stop codon

Aliran informasi genetik

dalam sel :

DNA

→

RNA

→

protein

1 Stage mRNA is transcribed from a DNA template. Anticodon DNA mRNA RNA polymerase TRANSLATION Enzyme Amino acid tRNA Initiator tRNA Large ribosomal subunit 2

Stage Each amino acid attaches to its proper tRNA with the help of a specific enzyme and ATP.

3

Stage Initiation of polypeptide synthesis The mRNA, the first tRNA, and the ribosomal subunits

4 Stage Elongation Growing polypeptide Codons 5 Stage Termination mRNA New peptide bond forming Stop Codon

The ribosome recognizes a stop codon. The poly-peptide is terminated and released.

A succession of tRNAs add their amino acids to the polypeptide chain as the mRNA is moved through the ribosome, one codon at a time.