BAB IV STRUKTUR DAN EKPRESI GEN mekanisme pengaturan

BAB IV. STRUKTUR DAN EKPRESI GEN (mekanisme pengaturan sifat) SECARA MOLEKULAR 1. STRUKTU GEN DNA Sbg Bahan Genetik: Bahan Genetik organisme pd umumnya adalah DNA. § GEN (faktor keturunan) terletak pd KROMOSOM. § KROMOSOM tersusun atas DNA dan PROTEIN. § INFORMASI GENETIK terletak dlm DNA dan tidak dlm protein.

STRUKTUR DNA: Spiral Ganda (Double Helix) Watson dan Crick (1953): DNA berstruktur “Spiral Ganda” (“Doble Helix”) yakni DNA terdiri atas 2 pita polinukleotida yg saling melilit dlm bentuk spiral. Gula-fosfat sbg tulang punggung dan di bagian dalam terdpt BASA-N.

DNA: Polinukleotida (Gabungan mononukelotida-2) MONONUKLEOTIDA

Komponen Mononukletida DNA: 1) Gula Pentosa: deoksiribosa 2) Basa Nitrogen (basa N): Pirimidin (C, T) dan Purin (A, G) 3) Gugusan fosfat (asam fosfat)

STRUKTUR POLINUKLEOTIDA pada DNA § Polinukleotida: gabungan NUKLEOTIDA-2 § penggabungan NUKLEOTIDA-2 melalui ikatan fosfodiester: Gugus Fosfat melekat pada: 1) C 5’ deoksiribosa suatu nukleotida dan 2) C 3’ deoksiribosa nukleotid berikutnya Maka terbtk rangkaian panjang 5’-3’.

PASANGAN BASA DNA § Pasangan basa komplementer (A=T dan C=G) mrpk sifat terpenting dari struktur DNA. § Struktu DNA dinyatakan dlm pasangan basa. § Contoh: DNA (gambar samping) mempunyai struktur: 5’-ATGAC-3’ 3’-TACTG-5’ § Pasangan basa ini berperan dlm Ø Pewarisan Sifat (replikasi DNA) & Ø Pengaturan Sifat (ekspresi gen)

PENGERTIAN GEN SECARA MOLEKULAR • Secara molekular, Gen adalah segmen DNA yang mengkode m. RNA atau polinukleotida/ protein. • Pada proses eksresi genetik, gen mengkode pembentikan RNA, selanjutnya mengkode pembentukan protein.

2. MEKANISME PENGATURAN SIFAT GENETIK) (EKSPRESI a. Pengertian Ekspresi Genetik § EKSPRESI GENETIK: pengungkapan faktor genetik (gen) menjadi fenotipe § EKSPRESI GENETIK: Penejemahan urutan nukleotida (basa-N) DNA menjadi urutan asam amino protein DIAGRAM EKSPRESI GENETIK

Diagram EKPRESI GENETIK PADA PROKARIOT

b. EKPRESI GENETIK SBG PENGATURAN SIFAT (METABOLISME) MAKHLUK HIDUP § Pertumbuhan/perkembangan organisme ditentukan serangkaian reaksi biokimia dg katalisator ENZIM (disebut METABOLISME) § Pengaturan sifat/fenotipe/metabolisme oleh faktor genetik berlangsung melalui kontrol pembentukan protein enzim (EKSPRESI GENETIK).

FENOTIPE DITENTUKAN PRODUK GEN-2 DNA RNA TRANSKRIPSI SATU GEN PROTEIN TRANSLASI FENOTIPE JALUR BIOKIMIA SATU ENZIM/PROTEIN/POLIPEPTIDA

c. MEKANISME EKSPRESI GENETIK: (TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI) Mekanisme ekspresi genetik mengikuti DOGMA SENTRAL BIOLOGI MOLEKULAR: aliran (transfer) informasi genetik dari urutan nukleotida DNA manjadi urutan asam amino protein. Ekspresi genetik mencakup dua proses pokok: 1. TRANSKRIPSI: pembentukan RNA pd DNA cetakan dg bantuan Enzim RNA polimerase. 2. TRANSLASI: penterjemahan urutan nukleotida m. RNA dan menghasilkan urutan as. amino dlm SINTESIS PROTEIN

1). TRANSKRIPSI (SINTESIS RNA): proses pembentukan RNA dg menggunakan DNA sbg pola cetakan untuk menentukan urutan nukleotida RNA dan dikatalisis ensim RNA polimerase. § Hanya 7% DNA yg ditranskripsi pd suatu waktu § Transkripsi melibatkan pemilihan daerah pita DNA yg ditranskripsi sesuai kebutuhan. DIAGRAM TRANSKRIPSI

Mekanisme Dasar Transkripsi (1) INISIASI (berlangsung di daerah promoter) § Diawali penempelan dan pengikatan RNA polimerase pada daerah tertentu DNA § Pembukaan rantai ganda DNA § Perangkaian nukleotida pertama (di Titik START) (2) PEMANJANGAN: § Pemanjangan untai RNA berlansung dg arah 5’— 3’ (3) TERMINASI: § Sintesis RNA berakhir, komplek sintesis RNA (RNA polimerase dan untai RNA yg terbentuk) terlepas dari untai DNA (di daerah TERMINATOR)

2). TRANSLASI: penerjemahan urutan nukleotida m. RNA menjadi rangkaian asam amino suatu polipeptida/protein § Penerjemahan tsb berdasar kode genetik (KODON). § KODON: kode genetik yg terdiri atas 3 nukleotida berurutan yg mengkode suatu asam amino, Misal: Ø GUG mengkode violin Ø UUG mengkode leusin § Rangkaian nukleotida m. RNA dibaca tiap tiga nukleotida sbg satu kodon unt. satu as. amino, mulai dari kodon inisaiasi (AUG) hingga kodon terminasi (UAA, UAG, AGA)

KODE GENETIK (KODON): kode genetik yg berupa 3 nukleotida yg berurutan (triplet) pada m. RNA yg mengkode satu asam amino.

Translasi Berlangsung Di Ribosom § Penyusun ribosom: molekul r. RNA + molekul-2 protein § Ribosom terdiri 2 unit: unit besar + unit kecil DIAGRAM RIBOSOM

Makanisme Dasar Translasi § Berlangsung 3 tahap: 1) Inisiasi 2) pemanjangan 3) Terminasi § Diperlukan t. RNA yg berfungsi membawa as. amino spesefik. § t. RNA mempunyai urutan nukleotida (ANTI-KODON) yg mampu mengenal KODON pd m. RNA DIAGRAM TRANSLASI