genetika kedokteran
TRANSCRIPT
GENETIKA KEDOKTERAN
YUSRIANI M. ARIS
I. PENDAHULUAN
1. UMUM Genetika mempelajari tentang sifat materi
genetik yaitu DNA (Deoxyribo nucleic acid)
Genetika transmisi : studi tentang pola transmisigen dari satu generasi ke generasi berikutnya
Genetika populasi : studi tentang perilaku gendalam populasi
Genetika molekuler : studi tentang struktur danfungsi gen
2. Peranan genetika kedokteran
Penentuan etiologi, diagnosa, penyuluhangenetik
Penyebab utama kelainan genetik pada manusiayaitu gen (mutasi DNA), kromosom, multifaktor
Garrod (1902) melaporkan penyakit alkaptonuriapada manusia, sebagai bapak genetikakedokteran
Berperan di bidang pediatri, obstetri, interna,kedokteran kehakiman
II. MATERIAL GENETIK
1. DNA sebagai materi genetik
Persyaratan :
a. Mengandung informasi biologis, sehinggadapat dipertahankan dari generasi ke generasi
b. Dapat direproduksi dan ditransfer secarateratur dari generasi ke generasi
c. Dapat mengekspresikan diri dalam bentukfenotip
d. Menciptakan variabilitas (keragaman) padamakhluk hidup
Penelitian yang membuktikan bahwa DNA adalah materi genetik :
- transformasi pada bakteri (Griffith, 1928)
- konjugasi bakteri (Ledeberg &Tatum,1946)
- infeksi bakteriophag(Hersley & Case, 1952)
- Tobacco Mosaic Virus (Gieser & Schramm, 1956)
DNA sebagai materi genetik karena : Struktur kimia DNA cukup stabil untuk
diturunkan dari sel ke sel dan dari generasi kegenerasi
DNA mampu bereplikasi DNA mampu mengarahkan biosintesis
protein/enzim Adanya keragaman urutan basa DNA
menyebabkan keragaman makhluk hidup DNA dapat mengalami mutasi dan mengadakan
rekombinasi sehingga ada keragaman m. hidup DNA universal, merupakan materi genetik semua
makhluk hidup kecuali virus RNA
Eksperimen Griffith (1928) membuktikanbahwa DNA adalah materi genetik
Eksperimen pada bakteri pneumococcus,ada 2 jenis bakteri
- Tipe S (smooth), bersifat virulen,mempunyai kapsul, permukaan licinterdiri dari sub tipe I S, II S dan III S
- Tipe R (rough), bersifat non virulen,tidak mempunyai kapsul, permukaankasar terdiri dari I R, II R dan III R
Eksperimen Griffith : Sub tipe II R disuntikkan ke tikus. Tikus tetap
hidup dan tidak terdapat bakteri Sub tipe III S disuntikkan ke tikus maka tikus
mati dan ditemukan bakteri Sub tipe III S dimatikan dengan panas,
suntikkan ke tikus. Tikus tetap hidup dan tidak ada bakteri
Sub tipe II R dicampur dengan sub tipe III S yang sudah dimatikan dengan panas, suntikkan ke tikus. Tikus mati dan dalam tubuh tikus terdapat bakteri III S yang virulen
Keimpulan ; DNA tipe III S masuk ke tipe II R dan mentransformasi II R menjadi III S
2.Lokus Materi Genetik
Bagian sel yang berfungsi pada pewarisan sifat adalah inti sel atau nukleus.
Nukleus mengandung matriks disebut nukleoplasma, terdiri dari benang-benang kromatin yang akan berubah menjadi kromosom pada pembelahan sel.
Kromosom disusun oleh protein dan asam nukleat membentuk nukleoprotein
Nukleoprotein yang mengandung DNA terdapat dalam nukleus, mitokondria dan kloroplas
RNA terdapat dalam sitoplasma (ribosom)
3. Struktur Biokimia DNA
DNA terdiri dari gula pentosa (deoksiribosa),fosfat dan basa nitrogen.
DNA berbentuk tangga tali yang tersusun darirangkaian nukleotida.
Induk tangga disusun oleh gula deoksiribosayang berikatan dengan fosfat, sedang anaktangga disusun oleh gabungan dua basanitrogen.
Ada 4 macam basa nitrogen yang menyusunanak tangga, yaitu kelompok pirimidin tdr drsitosin C dan timin T, kelompok purin tdr dradenin A dan guanin G
STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA PENYUSUN ASAM NUKLEAT
Gula
ribosa
Basa
N
Gabungan antara sebuah basa dan sebuah guladisebut nukleosida
Kombinasi antara nukleosida dengan fosfatdisebut nukleotida
Susunan pasangan basa N bersifat spesifik,yaitu G berpasangan dengan C dan A dengan T
Antara dua basa N yang berpasangan terdapatikatan hidrogen yang lemah yaitu antara G danC terdapat tiga ikatan hidrogen, sedangkanantara A dan T terdapat dua ikatan hidrogen.
Penyusunan DNA bersifat umum untuksemua makhluk hidup yaitu terdiri darigula deoksiribosa, fosfat dan basa N.Perbedaan terdapat pada urutan jenis danjumlah nukleotida pada rantai DNA.
Menurut Watson dan Crick, DNAmerupakan 2 rantai polinukleotida yangberpasangan berbentuk tangga tali terpilinatau tangga spiral ganda (double helix).
Arah kedua rantai dari tangga spiraalganda tsb berlawanan, yaitu rantai yangsatu dari arah 3’ ke 5’ sedangkan rantailainnya dari arah 5’ ke 3’
PASANGAN BASA NUKLEOTIDA
STRUKTUR ASAM NUKLEAT
4. Replikasi DNA Replikasi adalah pembentukan duplikat diri, dan
DNA dapat melakukan fungsi autokatalitikartinya dapat mengaktifkan diri untukmenggandakan dirinya
Proses replikasi diringkas sebagai berikut : Helicase akan membuka lilitan rantai DNA, di
depan DNA polymerase Terbukanya lilitan rantai DNA distabiliser oleh
protein SSB (Single Stranded DNA Binding)sehingga terbentuk garpu replikasi.
Replikasi dimulai pada ujung 3’ menuju 5’ darisatu rantai parental
Suatu RNA primer disintesis oleh RNA polymerase(primase) dan komplementer dengan rantai DNAparental.
Pada RNA primer ditambahkan deosiribonukleotida yangkomplementer dengan rantai DNA ke arah garpureplikasi atas bantuan DNA polymerase III, membentuk“leading strand”
Rantai DNA parental lain (berlawanan) mempunyai ujung5’, sehingga tdk dapat mensintesis “leading strand”.Sintesis dilakukan segmen demi segmen ke arahberlawanan dgn garpu replikasi . Rantai sintesis inidisebut “lagging strand”. Segmen disebut fragmenOkazaki.
Terjadi celah antara 2 segmen, DNA polimerase Imengeluarkan RNA primer, dan diisi olehdeoksiribonukleotida dan celahnya ditutupi oleh DNAligase.
Model replikasi DNA :
Replikasi konservatif, tangga spiral ganda(molekul DNA induk) berperan sebagai cetakan,sehingga molekul DNA baru yang terbentuktidak mengandung atom dari molekul DNA induk
Replikasi dispersif, fragmen dari molekul DNAinduk berfungsi sebagai cetakan. DNA inimerakit 2 molekul baru yang mengandungmolekul DNA baru dan lama yang tersusunsecara acak
Replikasi semikonservatif, kedua pita molekulDNA induk memisah, dan masing-masingberfungsi sebagai cetakan bagi molekul DNAbaru
5. Asam ribonukleat (RNA)
Perbedaan DNA dengan RNA :
DNA1.Terdapat dalam nukleus, mitokondria dan kloroplas
2. Tersusun dari polinukleotida ganda yang panjang
3. Komponen nukleotida : gula : deoksiribosa, fosfat, basa N : A, T, G, C
4. Fungsi : mengontrol sifat, sintesis protein, sintesis RNA
RNA1. Terdapat dalam
sitoplasma
2. Tersusun dari polinukleotida tunggal
3. Komponen nukleotida : gula : ribosa, fosfat, basa N : A, G, C, U
4. Fungsi : sintesis protein