9/19/2011
KROMOSOM
KROMOSOM, DNA, RNA DAN SINTESIS PROTEIN Oleh : Ade Salimah, Ir. Farida, Ir., M.P
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2007
KONSEP KROMOSOM : Struktur berupa benangbenang-benang halus dalam nukleus sebagai pembawa gen Terlihat saat pembelahan mitosis dan meiosis Terdiri dari dua benang halus yang terpintal disebut : kromonema kromonema Spiral kromonema diseliputi substansi dasar disebut : matriks Anggapan teori seludang : Kromosom terdapat dalam seludang matriks Pada jarak tertentu dari benang kromosom terdapat penebalan penebalan--penebalan disebut kromomer Jumlah dan jarak kromomer satu sama lain untuk masingmasing-masing kromosom tidak sama Kromomer dianggap sebagai materi pembawa sifat keturunan (gen) Kromomer dapat diamati dengan baik pada kromosomkromosom-kromosom homolog sub fase zygonema profase pada pembelahan meiosis tanaman Trillium sp Kromomer tampaknya berpasangan Pada tempat persilangan (kiasma) dari kromatid tidak terdapat kromomer.
KROMOSOM
KROMOSOM STRUKTUR KROMOSOM
SUSUNAN KROMOSOM SUSUNAN KIMIA KROMOSOM DNA………………………16 % RNA………………………12% Nukleoprotein…………....72% Protamine mengelilingi DNA Histon menghambat Transkripsi Non Histon: maka selnya aktif Enzim : DNA Polimerase RNA Polimerase
KROMOSOM
K R O M O S O M
KROMONEMA dua benang halus yang terpintal seperti spiral MATRIKS substansi dasar berupa selaput yang meliputi kromonema LOCUS lekukan--lekukan pada kromosom lekukan KROMOMER bintik--bintik kecil berupa penebalan dalam locusbintik locus-locus, diduga sebagai materi pembawa gen SENTROMER pusat kromosom yang menggenting dan membengkok LENGAN KROMOSOM bagian kromosom selain sentromer HETEROKROMATIS bagian kromosom yang banyak mengandung asam nukleat EUKROMATIS bagian kromosom yang kurang atau tidak mengandung asam nukleat
KROMOSOM BENTUK KROMOSOM
STRUKTUR KROMOSOM Kromosom Normal
Menentukan
Letak Sentromer -----------------------------Bentuk -----------------------------Bentuk Kromosom MEDIAN (DI TENGAH) ------------------------------- ------------------------------- Metasentrik SUBMEDIAN (AGAK KE TENGAH) ------------------------- Submetasentrik SUBTERMINALIS (AGAK KE UJUNG ----------------------- Akrosentrik TERMINALIS (DI UJUNG) --------------------------- --------------------------- Telosentrik
Kromosom Satelit
1
9/19/2011
KROMOSOM
KROMOSOM KAITAN BUNDELAN DNA DALAM SEBUAH KROMOSOM Panjang kromosom
: bermilyunbermilyun-milyun nm
Diameter tangan kromosom
: 700 nm
Tangan kromosom terdiri dari tumpukan gulungan superkoil Diameter gulungan superkoil : 200 nm Gulungan superkoil tersusun dari gulungan ikatan serat heliks. Diameter ikatan serat helix : 30 nm Ikatan serat heliks tersusun dari gulungan nukleosoma Diameter gulungan nukleosoma : 10 nm Nukleosoma terdiri dari ikatan DNA heliks ganda Diameter DNA heliks ganda : 2 nm
KROMOSOM JUMLAH KROMOSOM BEBERAPA HEWAN MANUSIA GORILLA SIMPANSE ORANG UTAN KERA SIAMANG KUKANG SAPI DOMBA KAMBING KELEDAI KUDA MARMOT KELINCI ANJING KUCING TIKUS SAWAH TIKUS RUMAH
KROMOSOM JUMLAH KROMOSOM BEBERAPA TUMBUHAN PADI JAGUNG GANDUM ROTI GANDUM BIER KENTANG TOMAT TEMBAKAU BAWANG KUBIS LOBAK
24 20 42 14 48 24 48 16 18 18
MENTIMUN 14 KACANG POLONG 14 BUNCIS 22 CEMARA 24 CHERRY 32 KECUBUNG 24 NENAS 150 KAPRI 14 RAGI 34 JAMUR 4
46 48 48 48 48 50 50 60 60 60 62 64 60 44 78 38 42 40
MERPATI AYAM KALKUN KATAK KADAL SALAMANDER IKAN MAS BELALANG ULAT SUTERA LALAT RUMAH KECOAK CACING TANAH UDANG DROSOPHILA NYAMUK ASCARIS BAKTERI COLI
80 78 82 26 38 28 94 24 56 12 24 36 168 8 6 2 1
KROMOSOM
STRUKTUR BERUPA BENANGBENANG-BENANG HALUS DALAM NUKLEUS, SEBAGAI PEMBAWA GEN TERLIHAT SAAT PEMBELAHAN MITOSIS DAN MEIOSIS TERDIRI ATAS DUA BENANG HALUS YANG TERPINTAL, DISEBUT KROMONEMA KROMOSOM TERDAPAT DALAM SELUDANG MATRIKS
2
9/19/2011
D N A
&
D N A
R N A
DNA = Deoxyribo Nucleic Acid Asam nukleat yang molekul gulanya berupa deoksiribosa RNA = Ribo Nucleic Acid Asam nukleat yang molekul gulanya berupa ribosa ASAM NUKLEAT polimer berbentuk rangkaian nukleotida, yang antar jalurnya, dihubungkan oleh pasangan basabasa-basa nitrogen melalui ikatan hidrogen yang sifatnya lemah (mudah lepas)
– A berpasangan dengan T. – G berpasangan dengan C
Jalur I : AGC AAC ATC Jalur II : TCG TTG TAG Bentuk struktur DNA : Berupa heliks rangkap (double (double helix). helix). Berbentuk rangkaian ganda nukleotida DNA, yang berputar membentuk spiral
R N A
•NUKLEOTIDA Molekul yang tersusun dari : - gugusan basa nitrogen - gugusan gula - gugusan fosfat Molekul--molekul nukleotida yang berdekatan pada masingMolekul masingmasing jalur, dirangkaikan oleh gugusan gulanya, dengan perantara gugusan fosfat. Ikatan gula dengan fosfat tersebut disebut sebagai tulang punggung nukleotida tersebut. * BASA NITROGEN Basa organik yang mengandung nitrogen, terdri dari : * Basa Purin terdiri atas : Adenin (A) dan Guanin(G) * Basa Pirimidin terdiri atas : Cytosin (C), Timin (T), dan Urasil (U DNA mengandung : A, G, C, dan T RNA mengandung : A, G, C, dan U * GUGUSAN GULA (Pentosa) - DNA : deoksiribosa : C5H10O4 - RNA : ribosa : C5H10O5
D N A
D N A Struktur molekul DNA Merupakan dua jalur rangkaian deoksiribonukleotida yang komplementer
&
&
R N A
Ukuran DNA Panjang : beberapa milyun nm Diameter : 2 nm 10--9 sampai 10,36 x 10 10--9 mg/nukleus/sel Bobot : 2 x 10 Sintesis DNA : DNA disintesis di dalam nukleus selama interfase. Mitosis belum bisa dimulai apabila : jumlah DNA dalam nukleus belum 2 kali lipat. Selama mitosis DNA berada dalam kromosom. Fungsi DNA : Menyampaikan informasi tentang gen atau sifat sel yang dikandungnya, dengan cara mendiktekannya kepada m-RNA
B A
S
S
T
A
R
N
K
U I
T
T
U
R
R
O G
D
E
N
N
A
3
9/19/2011
D N A
&
R N A
D N A
&
R N A
EMPAT BASA NITROGEN, NUKLEOSIDA DAN NUKLEOTIDA DARI MOLEKUL D N A DEOKSIRIBONUKLEOSIDA + ASAM FOSFAT = DEOKSIRIBONUKLEOTIDA
SINGKATAN NYA
ASAM DEOKSIADENILIN (DEOKSI ADENOSIN MONOFOSFAT)
d AMP
DEOKSIGUANOSIN
ASAM DEOKSIGUANILIN (DEOKSI GUANOSIN MONOFOSFAT)
d GMP
CYTOSIN (C)
DEOKSISITIDIN
ASAM DEOKSISITIDILIN (DEOKSI SITIDIN MONOFOSFAT
d SMP
TIMIN (T)
TIMIDIN
ASAM TIMIDILIN (TIMIDIN MONOFOSFAT
TMP
N O
BASA NITROGEN
1.
ADENIN (A)
2.
GUANIN (G)
3.
4.
BASA + DEOKSIRIBOSA = DEOKSIRIBO NUKLEOSIDA DEOKSIADENOSIN
D N A
R N A KONSEP RNA RNA = Ribo Nucleic Acid, biasa disebut : ARN = Asam Ribo Nukleat, yaitu : Asam nukleat yang molekul gulanya berupa ribosa (C5H10O5) Basa nitrogen pada RNA Basa purin : Adenin (A), dan Guanin (G) Basa pirimidin : Cytosin (C), dan Urasil (U) Merupakan bentuk komplementer dari DNA Basa (T) pada DNA menjadi Basa (A) pada RNA Basa (A) pada DNA menjadi Basa (U) pada RNA Basa (C) pada DNA menjadi Basa (G) pada RNA Basa (G) pada DNA menjadi Basa (C) pada RNA
D N A DNA
&
R N A
R N A
RNA
Molekul gula: deoksiribosa
Molekul gula: ribosa
Basa nitrogen : A, G, C, dan T
Basa nitrogen : A, G, C, dan U
Terdapat pada : kromosom dalam nukleus, mitokondria, plastida sentriol
Terdapat pada : nukleous dalam nukleus ribosom dalam sitoplasma
Berbentuk : rantai ganda (dua jalur rantaian nukleotida)
Berbentuk : rantai tunggal (satu jalur rantaian nukleotida)
4
9/19/2011
D N A
&
D N A
R N A
KONVERSI UKURAN PANJANG 1mm 1µ 1mµ 1mµ = 10-3 µ 1nm = 10-3 µ 1A = 10-1 mµ = 10-1 nm
Keterangan : µ = mikron = mikrometer mµ = milimikron = nm = nanometer A = angstrom
D N A
&
Konsep mRNA : - Berbentuk rantai tunggal nukleotida yang panjang. - Merupakan RNA terpanjang dalam sel. - Sebagai bentuk komplementer dari molekul DNA yang dipakai sebagai pola. - Merupakan hasil cetakan mol. DNA
CAA TTG…GAC ATT
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
Jalur mRNA : A U G G U U A A C … C U C U A A
D N A
&
R N A
Sintesis mRNA mRNA disintesis dari DNA dalam nukleus Fungsi mRNA - mengkopi informasi genetik yang didiktekan oleh DNA - membawa informasi (yang masih berupa kode) tersebut dari nukleus ke ribosom dalam sitoplasma untuk dibentuk menjadi protein BM mRNA : Terkecil : 500.000 ( 900 nukleotida) Terbesar : 4.000.000 (12.000 nukleotida) mRNA dibentuk oleh DNA jika dibutuhkan saja, bila tugasnya selesai, maka mRNA hancur dalam plasma
1.
mRNA =messenger RNA, Disebut juga dd-RNA = duta RNA Berupa rantai tunggal yang panjang
2.
tRNA = transfer RNA Berupa rantai tunggal, berbentuk daun semanggi bertanganbertangan-4
3.
rRNA = ribosomal RNA Berupa rantaian tunggal, yang pada daerah tertentu melipat balik.
D N A
R N A
1. mRNA (= mesengger RNA)
Contoh : Jalur I DNA : T A C
R N A
JENIS DAN BENTUK RNA :
= 10-3 m = 10-6 m = 10-9 m = 10-9 m = 10-10 m
= 10-3 mm = 10-6 mm = 10-6 mm = 10-7 mm = 10-7 mm
&
&
R N A
Kodon = kode genetik, yaitu : - Urutan 3 basa nitrogen pada molekul DNA. - Setiap kodon akan mengkode 1 asam amino Transkripsi, yaitu : - Proses pemindahan informasi genetik yang masih berupa kode dari DNA ke mRNA agar, dapat dikirimkan ke sitoplasma Sistron, yaitu : - Serangkaian kodon yang diperlukan untuk sebuah molekul polypeptida (protein) - Jumlah kodon yang diperlukan tergantung dari jumlah asam amino yang menyusun protein yang disintesis. - Dari 1.500 basa nitrogen dihasilkan 500 asam amino.
R N A 2. tRNA (transfer RNA) - Ukuran molekulnya sangat kecil. - Ada sekitar 60 macam, yang masingmasing-masing terdiri atas 80 nukleotida - Dibuat dari DNA dalam inti sel, tetapi selalu terdapat dalam sitoplasma - Berbentuk daun semanggi bertangan 4 Tangan keke-1 : Merupakan ujung perangkai asam amino yaitu sebagai aseptor Tangan keke-2 : Merupakan ujung pengenal kodon, yang disebut anti kodon Tangan keke-3 : Merupaka ujung pengenal enzim bagi asam amino. Tangan keke-4 : Merupakan ujung pengenal ribosom yang cocok untuk masingmasing-masing tRNAnya Tangan keke-1 berseberangan dengan tangan keke-2 Tangan keke-3 berseberangan dengan tangan keke-4
5
9/19/2011
R N A
R N A Fungsi tRNA
Mengenal kodon yang telah ditranskripsikan pada mRNA, dilakukan oleh antikodon pada tRNA - Membawa asam amino ke mRNA di ribosom (dalam sitoplasma), yang sesuai dengan kodonkodon-kodon yang terdapat pada mRNA tadi - Merangkaikan asam amino tersebut dengan asam amino sebelumnya, sehingga terbentuk protein - Pada setiap tangan pengenal kodon dari tRNA terdapat 3 basa nitrogen (1 antikodon) yang menggambarkan jenis asam amino tertentu yang dapat dilihat pada tangan pengenal asam amino. - Bila tugasnya selesai, tRNA kembali ke sitoplasma untuk digunakan lagi pada sintesis berikutnya. - Dalam 1 detik terbentuk sebuah rangkaian polipeptida yang terdiri atas 4.000 asam amino
-
R N A
3. rRNA (ribosomal RNA) - Berbentuk rantai tunggal nukleotida, yang pada daerah tertentu melipat balik, sehingga mirip rantai rangkap - Merupakan RNA yang terbanyak dalam sel - Terdapat 2 ukuran rRNA : a. rRNA ukuran kecil (BM= 600.000) Terdapat di dalam ribosom sub unit kecil b. rRNA ukuran besar (BM=1.300.000) Terdapat di dalam ribosom sub unit besar - Disintesis dari prekursor (gen khusus dalam kromatin) dalam reaksi yang dikatalisis oleh enzim - Dikode dari DNA dalam nukleolus, menyatu dengan protein, kemudian menempati ribosom dalam sitoplasma
R N A
R N A Fungsi rRNA - Sebagai perakit protein - rRNA meskipun tidak digunakan selalu berada dalam ribosom - Ribosom mengandung : 60% rRNA 40% protein basa - Ribosom subunit besar mengikat tRNA - Ribosom subunit kecil mengikat mRNA
SINTESIS PROTEIN
RIBOSOM
Kodon pada mRNA untuk asam amino
6
9/19/2011
SINTESIS PROTEIN
SINTESIS PROTEIN
KODON PADA mRNA UNTUK ASAM AMINO BASA KE 1
SINTESIS PROTEIN
2
3
U
C
A
G
U
Phenil Alanin Phenil Alanin Leucine Leucine
Serine Serine Serine Serine
Tyrosine Tyrosine Tyrosine Tyrosine
Cysteine Cysteine Terminasi Triphtophan
U C A G
C
Leucine Leucine Leucine Leucine
Proline Proline Proline Proline
Histidine Histidine Histidine Histidine
Arginine Arginine Arginine Arginine
U C A G
A
Iso Leucine Iso Leucine Iso Leucine Iso Leucine
Threonine Threonine Threonine Threonine
Asparagine Asparagine Lycine Lycine
Serine Serine Arginine Arginine
U C A G
G
Valine Valine Valine Valine
Alanine Alanine Alanine Alanine
Asparagine Asparagine Glutamine Glutamine
Glycine Glycine Glycine Glycine
U C A G
SINTESIS PROTEIN BAGAN SINTESIS DARI Mrna dan rRNA
SINTESIS PROTEIN
SINTESIS PROTEIN
7
