Top Banner

of 32

Replikasi Transkripsi Dan Translasi

Oct 13, 2015

Download

Documents

cillong101
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • D. N. AD. N. A

    R. N.AR. N.A

    R E P L I K A S IR E P L I K A S I

  • INFORMASI GENETIKINFORMASI GENETIK

    Materi genetik, DNA, selalu dalam keadaan aktif. Materi genetik, DNA, selalu dalam keadaan aktif.

    Aktivitas ini berhubungan dengan ekspresi gen Aktivitas ini berhubungan dengan ekspresi gen

    dan juga aktivitas tambahan seperti replikasi, dan juga aktivitas tambahan seperti replikasi,

    perbaikan dan rekombinasi. perbaikan dan rekombinasi.

    Ekspresi gen berkaitan dengan proses transkripsi Ekspresi gen berkaitan dengan proses transkripsi dan translasi untuk mensintesis protein. dan translasi untuk mensintesis protein.

    Sedangkan proses replikasi, perbaikan dan Sedangkan proses replikasi, perbaikan dan rekombinasi berkaitan dengan perbanyakan rekombinasi berkaitan dengan perbanyakan

    terarah terhadap DNA yang ada makhluk hidupterarah terhadap DNA yang ada makhluk hidup

  • Proses penyimpanan dan pemindahan informasi Proses penyimpanan dan pemindahan informasi genetik dinyatakan dalam dalil disebutgenetik dinyatakan dalam dalil disebut dogma dogma sentral sentral oleh oleh Francis CrickFrancis Crick dan dan George GamovGeorge Gamov pada pada tahun tahun 19571957

    Prinsip dogma sentral adalah: Prinsip dogma sentral adalah:

    DNA menjadi penentu jenis RNA, kemudian jenis RNA menentukan macDNA menjadi penentu jenis RNA, kemudian jenis RNA menentukan macam am protein yang dapat disintesisprotein yang dapat disintesis

    Dogma ini berlaku universal dan menyatakan Dogma ini berlaku universal dan menyatakan bahwa sekali informasi telah diteruskan menjadi bahwa sekali informasi telah diteruskan menjadi protein, maka tidak dapat dikembalikan lagi protein, maka tidak dapat dikembalikan lagi menjadi bentuk asalnya. Aliran informasi dari asam menjadi bentuk asalnya. Aliran informasi dari asam nukleat ke asam nukleat memang memungkinkan, nukleat ke asam nukleat memang memungkinkan, tetapi aliran informasi dari protein ke asam nukleat tetapi aliran informasi dari protein ke asam nukleat atau dari protein ke protein tidak memungkinkanatau dari protein ke protein tidak memungkinkan

  • REPLIKASI BAHAN GENETIKREPLIKASI BAHAN GENETIK

    proses sintesis (biosintesis) proses sintesis (biosintesis) asam asam nukleat, DNAnukleat, DNA atau atau RNARNA

    Merupakan reaksi kimia yang Merupakan reaksi kimia yang mencirikan proses kehidupanmencirikan proses kehidupan

    Melalui replikasi suatu senyawa Melalui replikasi suatu senyawa kimia dapat membentuk dan kimia dapat membentuk dan memperbanyak dirinya untuk memperbanyak dirinya untuk

    menghasilkan senyawa baru yang menghasilkan senyawa baru yang mirip dengan dirinyamirip dengan dirinya

  • Berdasarkan pengamatan, ada 3 Berdasarkan pengamatan, ada 3

    kemungkinan pola/cara hipotetik kemungkinan pola/cara hipotetik

    replikasireplikasi

    1.1. Pola SemikonservatifPola Semikonservatif

    2.2. Pola KonservatifPola Konservatif

    3.3. Pola DispersifPola Dispersif

  • KomponenKomponen--komponen penting komponen penting

    dalam replikasi :dalam replikasi :

    DNA polimeraseDNA polimerase, yaitu enzim yang mengkatalis , yaitu enzim yang mengkatalis pemanjangan rantai nukleotida satu dengan lainnyapemanjangan rantai nukleotida satu dengan lainnya

    Deoksiribonukleosida trifosfatDeoksiribonukleosida trifosfat, berupa dATP, dTTP, , berupa dATP, dTTP, dGTP, dCTPdGTP, dCTP

    ProteinProtein pembentang dan 20 protein enzim atau pembentang dan 20 protein enzim atau replisoma (fungsi kompleks)replisoma (fungsi kompleks)

    DNA ligaseDNA ligase yang mengkatalis reaksi penyambungan yang mengkatalis reaksi penyambungan fragmenfragmen--fragmen hasil polimerisasifragmen hasil polimerisasi

    DNA templete DNA templete (DNA induk untuk sintesis DNA baru (DNA induk untuk sintesis DNA baru primerprimer

  • Replikasi DNAReplikasi DNA

    Persyaratan dan model Persyaratan dan model

    Replikasi DNA :Replikasi DNA :

    terdapat terdapat situs awalsitus awal berupa berupa TITIK TITIK

    ORIORI (ori C, ori V, dan ori F)(ori C, ori V, dan ori F)

    utas gandautas ganda, asam nukleat , asam nukleat

    harus harus berada dalam bentuk utas berada dalam bentuk utas

    gandaganda

    mengikuti pola mengikuti pola semikonservatifsemikonservatif

    sintesis DNA mempunyai arah sintesis DNA mempunyai arah

    pertumbuhan pertumbuhan 55--33

    berjalan secara berjalan secara bertahapbertahap

    Model replikasi DNA

  • TITIK ORI : TITIK ORI : ((origin of replicationorigin of replication))

    Utas gandaUtas ganda : bahwa implikasi genetik dari heliks : bahwa implikasi genetik dari heliks ganda ialah memungkinkan pembentukan DNA baruganda ialah memungkinkan pembentukan DNA baru

    Semi konservatifSemi konservatif : dalam pembentukan DNA baru, : dalam pembentukan DNA baru, tidak kedua utas poilinukleotida disintesis, hanya tidak kedua utas poilinukleotida disintesis, hanya satu yang disintesis sedangkan utasan yang lainnya satu yang disintesis sedangkan utasan yang lainnya berasal dari molekul DNA terdahuluberasal dari molekul DNA terdahulu

    Ada dua hal yang terpenuhi dengan pola Ada dua hal yang terpenuhi dengan pola semikonservatif, yakni :semikonservatif, yakni :

    fungsi pewarisan fungsi pewarisan dandan fungsi pemeliharaan sifat fungsi pemeliharaan sifat

    dari struktur DNA barudari struktur DNA baru

  • Arah pertumbuhan 5Arah pertumbuhan 5--33, molekul nukleotida , molekul nukleotida

    dalam keadaan bebas akan berbentuk dalam keadaan bebas akan berbentuk

    nukleosidanukleosida--trifosfat. trifosfat.

    Dalam proses sintesis DNA dua nukleotida Dalam proses sintesis DNA dua nukleotida

    digabungkan satu dengan yang lain dengan cara digabungkan satu dengan yang lain dengan cara

    merangkaikan merangkaikan karbon gula kelima (C5)karbon gula kelima (C5) yang yang

    mengandung fosfat dari satu nukleotida kepada mengandung fosfat dari satu nukleotida kepada

    karbon gula ketiga (C3)karbon gula ketiga (C3) yang mengandung OH dari yang mengandung OH dari

    nukleotida lain, nukleotida lain, membentuk ikatan 5membentuk ikatan 5--3 fosfodiester3 fosfodiester

    Replikasi berjalan secara Replikasi berjalan secara bertahapbertahap, melalui , melalui

    pembentukan fragmen pembentukan fragmen OKAZAKIOKAZAKI

  • Percabangan pada Replikasi :Percabangan pada Replikasi :

    Pada situs awal replikasi polimerase DNA Pada situs awal replikasi polimerase DNA akan mengudar pilinan heliks ganda menjadi akan mengudar pilinan heliks ganda menjadi dua utas tunggal. dua utas tunggal.

    Dalam proses pengudaran ini akan terbentuk Dalam proses pengudaran ini akan terbentuk struktur huruf Y, dengan dua cabang utas struktur huruf Y, dengan dua cabang utas tunggal dan batang utas ganda. tunggal dan batang utas ganda.

    Berdasarkan aturan antiparalel dari utasBerdasarkan aturan antiparalel dari utas--utas utas heliks ganda DNA, maka pada percabangan heliks ganda DNA, maka pada percabangan replikasi terdapat dua cabang yang berbeda replikasi terdapat dua cabang yang berbeda ujungnya, yaitu ujungnya, yaitu ujung 3ujung 3OHOH (cabang(cabang leadingleadingdan dan ujung 5ujung 5PP (cabang(cabang lagginglagging))

  • Tahapan penting proses replikasi DNA dan Tahapan penting proses replikasi DNA dan enzim yang digunakanenzim yang digunakan

    1.1. Pengenalan situs awal replikasiPengenalan situs awal replikasi, oleh satu protein , oleh satu protein komponen polimerase DNA yakni protein komponen polimerase DNA yakni protein DnaADnaAyang dihasilkan oleh gen yang dihasilkan oleh gen dnaAdnaA

    2.2. Pengudaran pilinan heliks ganda menjadi utasan Pengudaran pilinan heliks ganda menjadi utasan tunggal dan membentuk percabangan tunggal dan membentuk percabangan replikasireplikasi. Tiga . Tiga proetin dan enzim yang berperan, yaitu : Helikase, proetin dan enzim yang berperan, yaitu : Helikase, Girase, dan protein pelindung utas tunggal (PPUT)Girase, dan protein pelindung utas tunggal (PPUT)

    3.3. Sintesis rantai polinukleotida baruSintesis rantai polinukleotida baru, dilaksanakan , dilaksanakan oleh tiga jenis enzim yaitu : polimerase RNA oleh tiga jenis enzim yaitu : polimerase RNA (primase) untuk proses inisiasi, polimerase DNA (primase) untuk proses inisiasi, polimerase DNA untuk perpanjangan rantai DNA, dan ligase untuk untuk perpanjangan rantai DNA, dan ligase untuk penyatuan fragmen DNApenyatuan fragmen DNA

  • Replikasi RNAReplikasi RNA Replikasi RNA berlangsung hanya Replikasi RNA berlangsung hanya

    dalam perbanyakan genom virus, dalam perbanyakan genom virus, sedangkan pembentukan RNA yang sedangkan pembentukan RNA yang bukan genom virus dilakukan bukan genom virus dilakukan me l a l u i p r o s e s t r a n s k r i p s im e l a l u i p r o s e s t r a n s k r i p s i

    Replikasi RNA dalam beberapa hal Replikasi RNA dalam beberapa hal mempunyai persamaan dengan mempunyai persamaan dengan replikasi DNA, tetapi juga terdapat replikasi DNA, tetapi juga terdapat perbedaan yang cukup nyata. perbedaan yang cukup nyata.

    Replikasi RNA dikatalisis oleh enzim Replikasi RNA dikatalisis oleh enzim replikase atau polimerase RNA replikase atau polimerase RNA yang bergan tung pada RNA yang bergan tung pada RNA s e b a g a i m o d e l .s e b a g a i m o d e l .

    Cth perbedaan :Cth perbedaan :pada replikasi RNA berutas pada replikasi RNA berutas

    ganda digunakan pola ganda digunakan pola konservatif, sedangkan konservatif, sedangkan

    pada DNA menggunakan pada DNA menggunakan pola semikonservatifpola semikonservatif

    Cth persamaan :Cth persamaan :baik pada DNA maupun baik pada DNA maupun

    RNA memerlukan adanya RNA memerlukan adanya utas cetakan, dan sintesis utas cetakan, dan sintesis

    rantai nukleotida baru rantai nukleotida baru tumbuh dengan arah 5tumbuh dengan arah 5--33

  • TranskripsiTranskripsi--TranslasiTranslasi

  • TRANSKRIPSI

    TRANSKRIPSI BALIK

    TRANSLASI

    DNA

    RNA

    PROTEIN

    t. r. a. n. s. k. r. i. p. s. i

    r. e. p. l. i. k. a. s. i

  • Arah pemindahan informasi genetik berdasarkan Arah pemindahan informasi genetik berdasarkan

    Dogma Pusat dari Biologi MolekulerDogma Pusat dari Biologi Molekuler

    DNA

    DNA

    DNA

    REPLIKASIEnzim DNA Pol bergantung DNA

    TRANSKRIPSIEnzim RNA PolBergantung DNA

    TRANSLASIUrutan reaksi yg komplek,

    melibatkan ribosom,RNA, ATP, dsb

    PROTEIN =Polipeptida

    RNA :Enzim DNA Pol bergantung RNA

    (Transkriptase sebaliknya)

    U

    RNA

    U U

  • TRANSKRIPSITRANSKRIPSI

    proses transfer atau penterjemahan informasi proses transfer atau penterjemahan informasi

    genetik dari ruas genetik dari ruas DNADNA (gen) ke dalam molekul (gen) ke dalam molekul RNARNA. .

    proses pembentukan rantai poliribonukleotida dari proses pembentukan rantai poliribonukleotida dari

    berbagai monoribonukleotida:berbagai monoribonukleotida:

    -- melibatkan ruas DNA sebagai model cetakannyamelibatkan ruas DNA sebagai model cetakannya

    -- dipandu oleh enzim dipandu oleh enzim transkriptasetranskriptase sebagai sebagai katalisatornya.katalisatornya.

    Transkriptase adalah Transkriptase adalah polimerase RNApolimerase RNA yang khusus yang khusus berperanan dalam proses transkripsi.berperanan dalam proses transkripsi.

  • Proses transkripsi menyerupai reaksi replikasi Proses transkripsi menyerupai reaksi replikasi namun ada perbedaan prinsip antara keduanya. namun ada perbedaan prinsip antara keduanya.

    Pada proses replikasi seluruh urutan nukleotida DNA digandakan sPada proses replikasi seluruh urutan nukleotida DNA digandakan seperti DNA induk. eperti DNA induk.

    Sedangkan pada proses transkripsi tidak semua DNA ditranskripsi Sedangkan pada proses transkripsi tidak semua DNA ditranskripsi menjadi RNA, hanya gen menjadi RNA, hanya gen atau kelompok gen yang ditranskripsiatau kelompok gen yang ditranskripsi

    Reaksi polimerisasi RNA berlangsung mengikuti Reaksi polimerisasi RNA berlangsung mengikuti arah ribonukleosida 5arah ribonukleosida 5trifosfat ke ribonukleosida trifosfat ke ribonukleosida 33fosfat. fosfat.

    Produk yang terbentuk dari proses ini adalah RNA Produk yang terbentuk dari proses ini adalah RNA yang komplemen dengan salah satu rantai DNA yang komplemen dengan salah satu rantai DNA dupleks yang menjadi cetakan. dupleks yang menjadi cetakan.

  • Proses transkripsi membutuhkan Proses transkripsi membutuhkan rantai DNA rantai DNA tunggal tunggal sebagai cetakan, sebagai cetakan, RNA polimeraseRNA polimeraseuntuk pemanjangan rantai RNA, keempat untuk pemanjangan rantai RNA, keempat ribonukleosida 5ribonukleosida 5--trifosfat (trifosfat (ATP, GTP, UTP, ATP, GTP, UTP, dan dan CTPCTP), serta berbagai ), serta berbagai enzim kompleksenzim kompleks. .

    Secara umum pada proses transkripsi Secara umum pada proses transkripsi dikenal tiga peristiwa/tahapan penting:dikenal tiga peristiwa/tahapan penting:

    1. 1. PromotorPromotor dan proses inisiasi transkripsidan proses inisiasi transkripsi

    2. 2. SintesisSintesis perpanjangan RNAperpanjangan RNA

    3. 3. TerminatorTerminator dan proses akhir transkripsidan proses akhir transkripsi

  • TranslasiTranslasi dalam dalam genetikagenetika dan dan biologi biologi molekularmolekular adalah proses sintesis adalah proses sintesis polipeptidapolipeptidaspesifik berdasarkan spesifik berdasarkan sandi genetikasandi genetika pada pada mRNAmRNA. .

    Proses ini adalah bagian kedua dari tahapan Proses ini adalah bagian kedua dari tahapan biosintesis proteinbiosintesis protein setelah proses setelah proses transkripsitranskripsi. .

    Translasi melibatkan Translasi melibatkan ribosomribosom sebagai sebagai tempat penggabungan tempat penggabungan asam aminoasam amino--asam asam aminoamino menjadi polipeptida dan menjadi polipeptida dan tRNAtRNAsebagai pembawa asam amino ke ribosom sebagai pembawa asam amino ke ribosom dan "penerjemah" sandi genetika mRNA.dan "penerjemah" sandi genetika mRNA.

    T. R. A. N. S. L. A. S. I

  • proses penterjemahan informasi genetik proses penterjemahan informasi genetik yang terdapat pada RNA ke dalam yang terdapat pada RNA ke dalam polinukleotida. polinukleotida.

    penerjemahan polinukleotida mRNA menjadi penerjemahan polinukleotida mRNA menjadi protein. protein.

    Rantai polinukleotida mRNA membentuk Rantai polinukleotida mRNA membentuk triplet nukleotida (kodon) untuk satu atau triplet nukleotida (kodon) untuk satu atau beberapa asam amino. beberapa asam amino.

    T R A N S L A S IT R A N S L A S I

  • KODE GENETIK

  • P e n j e l a s a n :P e n j e l a s a n :

    Kodon Kodon UUUUUU adalah :adalah :

    -- Basa Basa pertamapertama U U

    -- Basa Basa keduakedua UU

    -- Basa Basa ketiga ketiga U U

    Kodon Kodon UUGUUG untuk untuk leusinleusin, kodon , kodon AUGAUGuntuk untuk metioninmetionin (atau (atau titik awal titik awal translasitranslasi), dan seterusnya dengan ), dan seterusnya dengan total kombinasi 64 kodon (43 = 64 dari total kombinasi 64 kodon (43 = 64 dari jumlah monomer dan 3 dari jumlah jumlah monomer dan 3 dari jumlah kelompok).kelompok).

    Penylalanin

    (Phe)

  • CiriCiri--ciri kode genetik adalah sebagai berikut : ciri kode genetik adalah sebagai berikut :

    1).1). Kode genetik adalah kode Kode genetik adalah kode tiga angkatiga angka. Setiap kodon mRNA . Setiap kodon mRNA yang mengkode asam amino dalam rantai polipeptida yang mengkode asam amino dalam rantai polipeptida mengandung tiga nukleotida.mengandung tiga nukleotida.

    2). 2). Kode genetik adalah kode yang Kode genetik adalah kode yang bebas komabebas koma. mRNA dibaca . mRNA dibaca terus, tiga nukleotida (satu kodon) pada satu waktu, tanpa terus, tiga nukleotida (satu kodon) pada satu waktu, tanpa melompati nukleotida yang lain. melompati nukleotida yang lain.

    3). 3). Kode genetik tidak tumpangtindih. mRNA dibaca dalam kelompok Kode genetik tidak tumpangtindih. mRNA dibaca dalam kelompok berurutan tiga nukleotida. berurutan tiga nukleotida. ArtinyaArtinya tiada satu basa tunggal pun tiada satu basa tunggal pun yang dapat mengambil bagian dalam pembentukan lebih dari satu yang dapat mengambil bagian dalam pembentukan lebih dari satu kodon.kodon.

    Pesan Pesan AAGAAGAAGAAGAAGAAG .. dalam sel akan dibaca lisin.. dalam sel akan dibaca lisin--lisin lisin b i l a b i l a pembacaan dari pembacaan dari AAGAAG. Secara teori ada tiga kemungkinan . Secara teori ada tiga kemungkinan pembacaan urutan ini, tergantung dimana pembacaan dimulai, pembacaan urutan ini, tergantung dimana pembacaan dimulai, yaitu yaitu AAGAAG bila mulai dari bila mulai dari A pertamaA pertama, , AGAAGA bila dimulai dari bila dimulai dari A keduaA kedua, , dan dan GAAGAA bi la kerangka baca mulai dar i bi la kerangka baca mulai dar i nukleot ida Gnukleot ida G ..

  • 4).4). Kode genetik bersifat Kode genetik bersifat degenerasidegenerasi, pengecualian , pengecualian ((AUG, metioninAUG, metionin dan dan UGG, triptofanUGG, triptofan), lebih dari ), lebih dari satu kodon mengkode satu kodon mengkode untuk beberapa untuk beberapa asam asam amino. amino.

    5). 5). Kode genetik Kode genetik mempunyai signalmempunyai signal mulai dan signal mulai dan signal berhenti. Signal mulai dan berhenti untuk sintesis berhenti. Signal mulai dan berhenti untuk sintesis protein berada dalam kode genetik ini. protein berada dalam kode genetik ini.

    6). Kode genetik dapat mempunyai 6). Kode genetik dapat mempunyai dua artidua arti, yaitu , yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino. satu asam amino.

    Contoh :Contoh :kodon kodon UUU UUU kode untuk kode untuk phenylalaninphenylalanin tetapi bila ada tetapi bila ada streptomisin dapat pula merupakan streptomisin dapat pula merupakan kode untuk kode untuk

    isoleusin, leusinisoleusin, leusin atau atau serin.serin.

  • 6). 6). Kode genetik Kode genetik hampir universalhampir universal, karena kode , karena kode yang yang sama berlaku untuk semua macam sama berlaku untuk semua macam mahkluk hidup Semua organisme mahkluk hidup Semua organisme mempunyai mempunyai bahasa genetik yang sama. bahasa genetik yang sama.

    Misalnya lisin mempunyai kode genetik AAA atau Misalnya lisin mempunyai kode genetik AAA atau AAG dalam urutan nukleotida mRNA semua AAG dalam urutan nukleotida mRNA semua organisme, arginin oleh CGU, CGC, CGA, CGG. organisme, arginin oleh CGU, CGC, CGA, CGG. AGA, dan AGG, dan seterusnya. Meskipun AGA, dan AGG, dan seterusnya. Meskipun demikian kode demikian kode genetik tersebut tidak genetik tersebut tidak seluruhnya seluruhnya u n i v e r s a l . u n i v e r s a l .

    Misalnya DNA mitokondria Misalnya DNA mitokondria dari beberapa dari beberapa organisme mempunyai sedikit organisme mempunyai sedikit perbedaan perbedaan

    dengan kode tersebut.dengan kode tersebut.

  • Umumnya, kode genetik DNA mitokondria Umumnya, kode genetik DNA mitokondria identik dengan kode genetik DNA inti. identik dengan kode genetik DNA inti. Namun ada sedikit perbedaan. Perbedaan Namun ada sedikit perbedaan. Perbedaan ini disebabkan oleh sedikitnya jumlah tRNA ini disebabkan oleh sedikitnya jumlah tRNA yang dikode oleh DNA mitokondria.yang dikode oleh DNA mitokondria.

    Diperkirakan hanya ada 22 jenis tRNA yang Diperkirakan hanya ada 22 jenis tRNA yang ada dalam mitokondria. Sedangkan untuk ada dalam mitokondria. Sedangkan untuk translasi biasa memerlukan 40 tRNA. Dalam translasi biasa memerlukan 40 tRNA. Dalam banyak hal, basa pertama dan kedua dalam banyak hal, basa pertama dan kedua dalam satu kodon berperan dalam proses seleksi satu kodon berperan dalam proses seleksi tRNA, sebaliknya pada basa ketiga tidak tRNA, sebaliknya pada basa ketiga tidak berperanberperan

  • TUGASTUGAS

    1. Bagaimanakah proses penerjemahan 1. Bagaimanakah proses penerjemahan

    informasi genetik? Jelaskan apa saja yang informasi genetik? Jelaskan apa saja yang

    berperan/terlibat di dalamnya dan terjadi berperan/terlibat di dalamnya dan terjadi

    dimana, serta berilah gambar untuk dimana, serta berilah gambar untuk

    memperjelas.memperjelas.