pengertian - sumarsih07's weblog · pdf filedna kromosom bakteri bakteri agrobacterium...
TRANSCRIPT
1
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 Sel1. 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 Sel1. 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
2
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 SEJARAH PENEMUAN BAHAN GENETIK
– 1882, Walther Flemming menemukan kromosom adalahbagiandari sel yang ditemukan Mendel
– 1887, Edouard-Joseph-Louis-Marie van Benedenmenemukan bahwa suatu jasad memiliki jumlah kromosomtertentu
– 1902, Walter Stanborough Sutton menyatakan bahwakromosom berpasangan
– 1910, Thomas Hunt Morgan menemukan bahwa bahanpembawa sifat adalah gen yang berada di dalam kromosom
– 1926, Hermann Muller menemukan bahwa sinar X dapatmenginduksi mutasi
– 1928, Fred Griffith menemukan perubahan bentuk dindingsel Streptococcus pneumoniae
3
Perubahan bentuk dinding sel
Streptococcuspneumonia
Penelitian Fred Griffith
Dua galur:
Smooth (S) – Virulent (gel coat)
Rough (R) – Kurang Virulen
Tikus disuntik dengan galur R and
galur S yang dimatikan melalui
pemanasan
Tikus mati dan ditemukan hanya
mengandung bakteri galur S
SEJARAH PENEMUAN BAHAN GENETIK
– 1935, Andrei Nikolaevitch Belozersky berhasilmengisolasi DNA murni
– 1941, George Beadle dan Edward Tatummenemukan hubungan mutasi dengan kerusakanproses biokimia sel
– 1944, Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod danMaclyn McCarty yang melanjutkan pekerjaanGriffith menemukan bahwa DNA adalah bahanyang menyebabkan perubahan bentuk dinding selStreptococcus pneumoniae
Penelitian Avery, MacLeod, dan McCarty A. Hershey dan M. Chase menggunakan P dan S radioisotop
membuktikan DNA adalah pembawa informasi genetik
4
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 DNA J. 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
adalahbenang 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)
5
STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA PENYUSUN ASAM NUKLEAT DITEMUKAN OLEH ALBERT KOSSEL (1879)
Gula
ribosa
Basa
N
MONOMER PENYUSUN MOLEKUL DNA
(deoxyribonucleic acid)
Fosfat
Pasangan Basa A-T dan G-C Struktur dsDNA secara skematik dari gula phosphat sebagai tulang punggung dari basa nukleotida
6
Untuk memaksimumkan
pengemasan pasangan
basa, kedua untaian
DNA berpilin membentuk
double heliks, dengan
satu putaran
komplementer setiap 10
pasang basa
Bentuk skematik double heliks DNAJarak antara basa nukleotida dan lekukan minor dan major dari molekul dsDNA
Ukuran Molekul DNA pada beberapa jasad hidup
Lagiman 23
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 -12 gram, kbp= kilo base pairs= 1000 pasangan basa, n= jumlah
kromosom pada keadaan haploid, 1 u= 10-3 mm
Organisasi DNA di dalam sel
F. Misher – bahan yang ada di dalam nukleus (nuclein) Kromosom atau DNA???
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.
7
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
8
Contoh cDNA yang mengkode enzim alcohol
dehyrogenase dan chitinase (untuk sifat ketahanan
tanaman)
Dalam tahap analisis ekspresi gen pada tanaman
[email protected], Unimas Malaysia
Organisasi genom pada virus dan sel Prokariot (bakteri)
31
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 untaianganda (double stranded) dengan struktur lingkar•Terdapat plasmid sebagaibahan genetik tambahan, berupa DNA untaianganda struktur lingkardengan 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 32