9/16/2012
Materi Kuliah Bioteknologi Pertanian Prodi Agribisnis Pertemuan Ke 4
BAHAN PENYUSUN GENETIK Ir. Sri Sumarsih, MP. Email:
[email protected] Weblog: Sumarsih07.wordpress.com Website: agriculture.upnyk.ac.id
SEJARAH PENEMUAN BAHAN GENETIK – 1882, Walther Flemming menemukan kromosom adalah bagian dari sel yang ditemukan Mendel – 1887, Edouard-Joseph-Louis-Marie van Beneden menemukan bahwa suatu jasad memiliki jumlah kromosom tertentu – 1902, Walter Stanborough Sutton menyatakan bahwa kromosom berpasangan – 1910, Thomas Hunt Morgan menemukan bahwa bahan pembawa sifat adalah gen yang berada di dalam kromosom – 1926, Hermann Muller menemukan bahwa sinar X dapat menginduksi mutasi – 1928, Fred Griffith menemukan perubahan bentuk dinding sel Streptococcus pneumoniae
SEJARAH PENEMUAN BAHAN GENETIK Perubahan bentuk dinding sel Streptococcus pneumonia 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
– 1935, Andrei Nikolaevitch Belozersky berhasil mengisolasi DNA murni – 1941, George Beadle dan Edward Tatum menemukan hubungan mutasi dengan kerusakan proses biokimia sel – 1944, Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod dan Maclyn McCarty yang melanjutkan pekerjaan Griffith menemukan bahwa DNA adalah bahan yang menyebabkan perubahan bentuk dinding sel Streptococcus pneumoniae
1
9/16/2012
Penelitian Avery, MacLeod, dan McCarty
Organisasi bahan genetik Skema kromosom
menggunakan P dan S radioisotop membuktikan DNA adalah pembawa informasi genetik
A. Hershey dan M. Chase
Gen dalam kromosom
Struktur kromosom yang mengemas molekul DNA pada inti sel terlihat jelas saat metafase pada pembelahan sel.
Genom: satu kesatuan gen atau satu kesatuan kromosom jasad eukariot pada fase haploid
DNA di luar kromosom: plasmid, DNA mitokondria, DNA kloroplas
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
2
9/16/2012
PENYUSUN MOLEKUL DNA (deoxyribonucleic acid)
STRUKTUR BASA NUKLEOTIDA PENYUSUN MOLEKUL DNA
Basa N
Gula ribosa Purin
STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA PENYUSUN ASAM NUKLEAT DITEMUKAN OLEH ALBERT KOSSEL (1879)
Pirimidin
PASANGAN BASA NUKLEOTIDA
STRUKTUR ASAM NUKLEAT PENYUSUN DNA
Basa-basa Purine: A, G
Basa-basa Pyrimidine: T, C U (pada RNA)
3
9/16/2012
Watson dan Crick (1953) Dengan dukungan data difraksi sinar-X dari Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins
REPLIKASI DNA
Dengan dukungan data analisis kimia basa nitrogen dari Erwin Chargaff Memformulasikan struktur DNA
adalah benang ganda anti paralel, berbentuk heliks yang saling berkomplemen Mengelompokkan basa DNA menjadi purin dan pirimidin Memformulasikan model replikasi DNA
REPLIKASI DNA
PEMANJANGAN ASAM NUKLEAT
4
9/16/2012
Ekspresi gen F. Crick dan G. Gamov (1957) merumuskan "central dogma“ cara kerja DNA mengendalikan messenger RNA yang kemudian mengendalikan sintesis protein
TRANSLASI RNA pada Ribosome m RNA membawa kode genetik dari copy DNA t RNA membawa asamasam amino spesifik yang akan digabungkan menjadi protein
Kode genetik (Triplet Codon)
r RNA menyusun ribosom tempat berlangsungnya sintesis protein
5
9/16/2012
20 MACAM ASAM AMINO PENYUSUN PROTEIN Macam Asam Amino Alanine Arginine Asparagine Asam aspartat Cysteine Glutamine Asam Glutamat Glycine Histidine Isoleucine Leucine Lysine Methionine Phenylalanine Proline Serine Threonine Tryptophan Tyrosine Valine
Simbul 1 Huruf A R N D C Q E G H I L K M F P S T W Y V
• Contoh cDNA yang mengkode enzim alcohol dehyrogenase and chitinase (untuk sifat ketahanan tanaman) • Dalam tahap analisis ekspresi gen pada tanaman
Simbul 3R HurufN Ala Arg Asn Asp Cys Gln Glu Gly His Ile Leu Lys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val
21
[email protected], Unimas Malaysia
Mengapa ekspresi gen melalui pembentukan protein? Protein adalah polimer asam-asam amino (polipeptida) yang mempunyai berbagai macam fungsi dalam sel: • Protein enzim sebagai biokatalisator reaksi biokimia dalam
• • • • • • •
sel (reaksi sederhana sd reaksi kompleks termasuk reaksi metabolisme) Sebagai pengatur ekspresi genetik (proses replikasi, transkripsi dan translasi) Sebagai pengangkut molekul kecil dan ion Berperan dalam sistem pergerakan terkoordinasi Komponen sistem kekebalan tubuh Pheromone Sebagai penerus impuls syaraf Sebagai komponen pendukung kekuatan regang
6
