T25 Oktober 2013 Kelas Reguler Sore Prodi Agroteknologi UMBY Dosen : Tyastuti Purwani
DASAR-DASAR GENETIKA OLEH:
SUHERMAN, Ph.D
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
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
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 unitunit pada setiap gamet (Hukum Mendel 1/segregasi) Bentuk biji dikendalikan oleh dua faktor yg berbeda : alela
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 1962
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)
dengan panjang tertentu dan merupakan komponen kromosom.
•
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 • Berarti: DNA disusun oleh nukleotida-nukleotida
Nukleotida terdiri dari :
1. Gula pentosa (Deoksiribosa) 2. Basa Nitrogen (Adenin, Guanin, Timin dan Citosin) 3. Fosfat
STRUKTUR MOLEKUL GULA PENTOSA
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) Maka DNA tersusun dari A,T,C,G
STRUKTUR MOLEKUL BASA NITROGEN
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’
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
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 Berarti susunan : A, C, G, U
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
berupa pita tunggal tidak bercabang
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
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
menjadi katalisator
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
Kode genetik Cara
untuk menetapkan jumlah serta urutan nukleotida yg berperan dlm menentukan posisi yang tepat dari tiap aa dlm rantai peptida yang bertambah panjang
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 dibawa tRNA
Kodon inisiasi AUG yg terjemahannya Metionin Proses pemanjangan protein ini diteruskan sampai
menemui kodon terminasi (3 jenis)
U UUU Phe UUC Phe UUA Leu UUG Leu CUU Leu CUC Leu CUA Leu CUG Leu
C UCU Ser UCC Ser UCA Ser UCG Ser CCU Pro CCC Pro CCA Pro CCG Pro
A UAU Tyr UAC Tyr UAA End UAG End CAU His CAC His CAA Gln CAG Gln
G UGU Cys UGC Cys UGA End UGG Trp 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
U C
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 menjadi dewasa. Membelah lagi shg terjadi siklus yg dnamakn siklus sel
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
Sambungan…
Tahap S (Synthetic phase)
- terjadi proses sintesis DNA 7-8 jam
blangsung
- molekul2 DNA akan terbentuk melalui proses replikasi dari molekul DNA yg sudah ada - terjadi pbentukn molekul histon yg mrpk protein dasar dari kromosom
Tahap G2 (second gap phase)
Sambungan…
- 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
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
masih muda melalui tahapan G1, S dan G2
Siklus sel
