Transcript BIOLOGI MOLEKULER

BIOLOGI MOLEKULER
SEMESTER III
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS PANCASILA
Material genetika
 Informasi genetika dari organisme dibawa
dalam bentuk molekul DNA yang pada
beberapa makhluk / organisme dalam bentuk
RNA yang kemudian akan dipindahkan dalam
bentuk protein.
 Untuk mendapatkan informasi genetik maka
utas DNA tersebut harus dipotong terlebih
dahulu menggunakan enzim restriksi tertentu
sesuai dengan utas DNA yang dikenalinya.
Material Genetika
Kromosom (Protein + Asam Nukleat)
Ekstra Kromosom:
Ekstra Kromosom:
(Pada Eukaryot )
-. Plasmid( Pada Prokaryot)
-. Mitokondria
-. Kloroplas (organ yang
berklorofil)
-.Sitoplasma
Protein
 Penyusun gen
 Merupakan rangkaian dari beberapa peptida
 Bagian yang penting di dalam plasma
 Cadangan makanan
 Sebagai bahan enzim (dasar penyusun enzim )
 Macam-macam protein
 Fungsional → Berbagai macam enzim
(katalis)
 Cadangan → Disimpan sebagai protein
cadangan
Lanjutan protein
 Pada dasarnya protein adalah polipeptida, setiap sel
mampu mensintesis protein tertentu sesusai dengan
keperluan.
 Protein merupakan gabungan asam amino dengan
gugus karboksil dari asam amino lain secara berurutan,
Misal :
Bila 2 asam amino yang bergabung maka terbentuk
DIPEPTIDA
Bila 3 asam amino yang bergabung maka terbentuk
TRIPEPTIDA
Bila terjadi penggabungan yang lebih besar maka
akan dibentuk POLIPEPTIDA
ASAM AMINO
 Adalah suatu Molekul yang terdiri dari :
 Satu Gugus Karboksil
 Satu gugus amin (NH2)
 Asam amino yang paling sederhana adalah glisin
 Asam amino yang terdapat di dalam tumbuhan ada ± 20 macam
 Jenis asam amino dapat dilihat dari gugus R nya :
 Glisin, Alanin, Serin, Treonin, Valin, Leusin, Isoleusin, Norleusin,
Asam Aspartam, Asam Glutamat, Lisin, Arginin, Sistin, Sistein,
Metionin,Fenilalanin, Tirosin, Histidin, Triptofan, Prolin
 Didalam Penggabungan 2 molekul asam amino akan melepaskan 1
molekul air
Sandi genetik
 Sandi ( kode ) genetik
 Adalah merupakan triplet kodon ( triplet code )
 Merupakan gabungan dari 3 nukleotida yang menyandikan asam amino
 Basa nukleotida terdiri dari A,G,C,T tetapi dalam proses alaminya triplet kodon dalam
bentuk RNA ( sekuen basa mRNA → A,G,C,U)
 Basa tunggal mRNA tidak mengkode satu asam aminopun.
 Basa duplet (2 basa) : 42 → 16 asam amino < 20 asam amino
 Basa triplet (3 basa) : 43 → 64 asam amino >> 20 asam amino sehingga satu asam
amino dapat disandikan lebih dari satu triplet kodon
 Triplet kodon diawali / ditentukan menggunakan pendekatan sama dengan percobaan
Nirenberg
 Dari 64 kodon → 61 menyandikan 20 asam amino
 3 kodon yang tidak menyandikan asam amino adalah UAA
UAG
stop codon
UGA
( nonsense
codon )
 Asam amino pertama adalah : AUG = Metionin → startcodon
 Kode genetik selain degenerated ( universal ) : Seperangkat kodon yang sama dipakai
oleh semua organisme dan tipe sel.
Sintesa/ Sumber Asam Amino
Makanan
Dari makanan dalam sel
Hidrolisis Protein
Protein didalam sel dicerna menjadi asam
amino
Peristiwa Aminasi
Berasal dari karbohidrat melalui proses
transaminasi, sebaliknya asam amino dapat
mensintesis karbohidrat melalui proses
deaminasi
• Tabel m RNA
BASA KEDUA
Basa
pertama
U
UUU
U
UUC
UUA
UUG
Phe
Leu
C
UCU
UCC
A
UAU
G
UGU
Tyr
ser
UCA
UCG
UAC
UAA
Cys
UGC
Stop kodon
UGA
Stop kodon
Basa
ketiga
U
C
A
G
UAG
UGG
CUU
CUC
C
CCU
CCC
Leu
CUA
CUG
CAU
His
Pro
CCA
CCG
CAC
CAA
Trp
CGU
CGC
Arg
Gln
CGA
CGG
U
C
A
G
CAG
A
AUU
AUC
AUA
AUG
Ile
ACU
ACC
AAU
Thr
Met
AGU
Asn
ACA
ACG
AAC
AAA
AGC
AGA
Lys
AAG
GUU
GUC
G
GCU
GCC
Val
GUA
GUG
Arg
U
C
A
G
AGG
GAU
Ala
GCA
GCG
Ser
Asp
GGU
GGC
Glu
GGA
GGG
GAC
GAA
Gly
U
C
A
G
Struktur Asam nukleat
 Asam nukleat adalah suatu senyawa yang merupaka asam inti yang terdiri
dari DNA dan RNA
 Merupakan rantai POLINUKLEOTIDA
yaitu : Makromolekul yang tersusun oleh molekul yang lebih sederhana
yang disebut Nukleotida
 Nukleotida merupakan molekul yang tersusun atas
 satu gula,
 satu basa, dan
 satu fosfat.
 Nukleosida adalah kombinasi suatu gula pentosa yang dihubungkan
dengan basa purin atau pirimidin melalui ikatan C - N
Nukleotida
 Protein yang bergabung dengan asam nukleat .
 Nukleotida dalam sitoplasma dan dalam inti adalah sama tetapi
jenis asam nukleatnya berbeda.
 Nukleotida tersusun atas :
1 Basa
1 Gula
Komponen yang essential
1 Fosfat
 Gula → Ribosa & Deoksiribosa
 Basa → Adenin, Guanin, Timin, Sitosin
DNA
RNA
 Polinukleotida
adalah→ Ikatan antara 2 nukleotida dari 2 gugus fosfat yang terikat
pada 2 pentosa
→ ikatan Fosfodiester
 Tiap struktur DNA / RNA merupakan suatu polinukleotida yang
ujung-ujungnya C3 & C5
 Nukleotida & Nukleosida
No
Nukleotida
Nukleosida
1
Adenosin monofosfat
Adenosin
2
Guanosin monofosfat
Guanosin
3
Timidin monofosfat
Timidin
4
Sitidin monofosfat
Sitosin
5
Uridin monofosfat
Uridin
STRUKTUR MOLEKUL DNA DAN RNA
 Bahan dasar penyusun molekul asam nukleat
JENIS
DNA
RNA
GULA
DEOKSIRIBOSE
RIBOSE
PIRIMIDIN
-. SITOSIN
-. SITOSIN
-. URASIL
-. TIMIN
PURIN
-. ADENIN
-. ADENIN
-. GUANIN
-. GUANIN
DNA (Double)
 2 rantai DNA yang membentuk helix saling berikatan
antara hydrogen dengan basa nitrogen dari utas DNA
yang berhadapan
 Backbone fosfat terletak dibagian luar helix
 Basa nitrogen menghadap ke dalam
 Ke-2 utas DNA berlawanan arah

5’→3’ \ A-T

3’→5’ / G-C

Ke-2 rantai double helix DNA →komplementer
 Informasi yang disandikan DNA menentukan sifat dan
organisme
Model Molekul DNA
1.
Berdasarkan gagasan W.T Atsbury (1940)

DNA memiliki struktur 3 dimensi berdasarkan hasil kristalografi
sinar X. DNA sangat padat maka nukleotida yang menyusun poli
nukleotida berbentuk pipih yang masing-masing tegak lurus
terhadap sumbu memanjang dan tiap-tiap nukleoti da mempunyai
jarak 3.4 Å
2.
Wilkins

Melanjutkan penelitian W.T Atsbury dan diperoleh serabutserabut DNA yang kemudian oleh Rosalind franklin berhasil
membuat foto melalui difraksi sinar X dan molekul DNA mem
punyai struktur spiral.
. Model Watson dan Crick
Kesimpulan Watson dan Crick
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Deretan Polinukleotida DNA mempunyai bentuk sebagai spiral
teratur
Spiral mempunyai diameter kira-kira 20 Å dan lebar spiral
tetap
Spiral mempunyai satu putaran lengkap (10 X putaran ) jarak
antara nukleotida 3.4 Å. Jadi 1 putaran lengkap 34 Å.
Molekul DNA sangat padat , maka spiralnya Duplex.
Molekul DNA berbentuk 2 pita spiral yang saling berpilin
(Double Helix) bagian luar deretan gula fosfat (tulang
punggung double helix/ backbone fosfat berada dibagian luar)
Pada bagian dalam terdapat basa purin dan pirimidin
2 Polinukleotida yang berhadapan dihubungkan oleh H+
Model Double Heliks ( Watson & Crick)
 2 jenis struktur DNA : Struktur a dan b
 Setiap molekul tersusun oleh 2 rantai polinukleotida
 Ke 2 rantai nukleotida bersifat komplementer & antipararel
 Komplementer : Basa purin
A
G
 Antipararel
: 5! P
3! OH
-
Basa pirimidin
T
C
3! OH
5! P
 Ke 2 rantai polinukleotida berputar membentuk pilinan mengelilingi satu
sumbu perputaran kearah kanan
 Ikatan Hidrogen
: antara pasangan basa
 Ikatan fosfodiester : antara 2 nukleotida
 Gugus fosfat
: Hidrofilik
Gugus basa-basa
: Hidrofobik
Struktur DNA
N
o
Struktur A
Struktur B
Struktur Z
(Rich dkk )
1
Lebih pendek & besar
dari pada B
Panjang & kecil
Lebih ramping & lebih
panjang dari A& B
2
Jarak antara basa 2,7 A0
Jarak antara basa 3,4 A0
3
Panjang satu lilitan
+ 29,7 A0
Panjang satu lilitan
+ 34 A0
4
Jumlah basa satu
lilitan 11
Jumlah basa satu
lilitan 10
Jumlah basa satu
lilitan 12
5
Arah putaran kekanan
Arah putaran kekanan
Arah putaran kekiri
Punggung fosfat zig
zag karena ada selang
seling G – C ( purin –
pirimidin )
RANTAI INFORMASI GENETIK
 BAGAN PROSES TRANSFER INFORMASI
DNA
Replikasi
Transkripsi
RNA
Protein
 Hubungan gen dengan Protein
1. Gen mengendalikan sifat morfologi / sifat fisiologi melalui
pembentukan enzim atau protein
2. Penyakit yang diwariskan menunjukkan adanya perubahan
struktur protein, misalnya : Alkaptonuria,Anemia
3. Mutasi pada suatu gen menyebabkan terjadinya perubahan
pada struktur enzim atau protein
4. RNA merupakan perantara gen dengan protein
 Keparalelan Protein dengan Gen




Gen merupakan rangkaian nukleotida
Protein merupakan rangkaian asam amino
Rangkaian nukleotida gen menentukan rangkaian asam
amino protein
Bukti : Perubahan Nukleotida gen menyebabkan perubahan asam
amino protein.