fifth task

Download Fifth Task

Post on 07-Nov-2015

215 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

bioteknologi

TRANSCRIPT

BIOTECHNOLOGYFIFTH TASK

DOSEN:Heli Siti Halimatul M., S. Pd., M. Si.

OLEH:DESY WIJAYANTI(1402888)

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIASEKOLAH PASCA SARJANAUNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA2015

1. DNA berupa untai ganda berbentuk helix dengan arahan anti parallel.a. Gambarkan dan jelaskan struktur kimia DNAJawab: Ada tiga struktur DNA yang dikenal selama ini. Struktur-struktur DNAtersebut adalah sebagai berikut:1. Struktur PrimerDNA tersusun dari monomer monomer nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari satu basa nitrogen berupa senyawa purin atau pirimidin, satu gula pentose berupa 2-deoksi-D-ribosa dalam bentuk furanosa, dan satu molekul fosfat. Penulisan urutan basa dimulai dari kiri yaitu ujung 5bebas (tidak terikat nukleotida lain) menuju ujung dengan gugus 3hidroksil bebas atau dengan arah 5 32. Struktur SekunderSalah satu sifat biokimia DNA yang menentukan fungsinya sebagai pembawa informasi genetik adalah komposisi basa penyusun. Pada tahun 1949-1953, Edwin Chargaff menggunakan metode kromatografi untuk pemisahan dan analisis kuantitatif keempat basa DNA, yang diisolasi dari berbagai organisme. Kesimpulan yang diambil dari data yang terkumpul adalah sebagai berikut :a. Komposisi basa DNA bervariasi antara spesies yang satu dengan spesies yang lain.b. Sampel DNA yang diisolasi dari berbagai jaringan pada spesies yang sama mempunyai komposisi basa yang sama.c. Komposisi DNA pada suatu spesies tidak berubah oleh perubahan usia, keadaan nutrisi maupun perubahan lingkungan.d. Hampir semua DNA yang diteliti mempunyai jumlah residu adenin yang sama dengan jumlah residu timin (A=T), dan jumlah residu guanin yang sama dengan jumlah residu sitosin (G=C) maka A+G = C+T, yang disebut aturan Charrgaff.e. DNA yang diekstraksi dari spesies-spesies dengan hubungan kekerabatan yang dekat mempunyai komposisi basa yang hampir sama.Pada tahun 1953, James D. Watson dan Francis H.C. Crick berhasil menguraikan struktur sekunder DNA yang berbentuk heliks ganda melalui analisis pola difraksi sinar X dan membangun model strukturnya. Heliks ganda tersebut tersusun dari dua untai polinukleotida secara anti parallel (arah 5 3 saling berlawanan) berputar ke kanan dan melingkari suatu sumbu. Unit gula fosfat berada di luar molekul DNA dengan basa-basa komplementer yang berpasangan di dalam molekul. Ikatan hidrogen di antara pasangan basa memegangi kedua untai heliks ganda tersebut. Kedua untai melingkar sedemikian rupa sehingga keduanya tidak dapat dipisahkan kembali bila putaran masing-masing untai dibuka.

Jarak di antara kedua untai hanya memungkinkan pemasangan basa purin (lebih besar) dengan basa pirimidin (lebih kecil). Adenin berpasangan dengan timin membentuk dua ikatan hidrogen sedangkan guanin berpasangan dengan sitosin membentuk tiga ikatan hidrogen. Dua ikatan glikosidik yang mengikat pasangan basa pada cincin gula, tidak persis berhadapan. Akibatnya, jarak antara unit-unit gula fosfat yang berhadapan sepanjang heliks ganda tidak sama dan membentuk celah antara yang berbeda, yaitu celah mayor dan celah minor. 3. Struktur Tersier Kebanyakan DNA virus dan DNA mitokondria merupakan molekul lingkar. Konformasi ini terjadi karena kedua untai polinukleotida membentuk struktur tertutup yang tidak berujung. Molekul DNA lingkar tertutup yang diisolasi dari bakteri, virus dan mitokondria seringkali berbentuk superkoil, selain itu DNA dapat berbentuk molekul linier dengan ujung-ujung rantai yang bebas.

Gambar 3. Struktur DNA

b. Tunjukan dan sebutkan berbagai ikatan kimia yang ada pada struktur tersebut.Jawab:Secara struktural, DNA merupakan polimer nukleotida, di mana untuk setiap nukleotida tersusun atas gula deoksiribosa, pospat, dan basa. Polimer tersebut membentuk struktur double heliks, di mana kedua heliks disatukan oleh ikatan hidrogen yang terjadi antara basa-basa yang ada. Ada empat macam basa yang terdapat di dalam DNA, yaitu Adenin, Sitosin, Guanin, dan Timin. Adenin akan membentuk dua ikatan hidrogen dengan Timin, sedangkan Guanin akan membentuk tiga ikatan hidrogen dengan Sitosin.

Gambar 4. Struktur DNAc. Apa perbedaan antara DNA dan RNA. DNA adalah polimer asam nukleat yang tersusun secara sistematis dan merupakan pembawa informasi genetik yang diturunkan kepada jasad keturunannya. Informasi genetik disusun dalam bentuk kodon yang berupa tiga pasang basa nukleotida dan menentukan bentuk,struktur, maupun fisiologi suatu jasad. RNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik. RNA sebagai penyimpan informasi genetik misalnya pada materi genetik virus, terutama golongan retrovirus. RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein.RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim ( ribozim ) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain. Secara structural, struktur RNA hampir sama dengan DNA, perbedannya terletak pada:1. Basa utama RNA adalah Adenin, Guanin, Sitosin dan Urasil, dengan panjang molekul 70 sampai 10.000 pb. 2. Unit gula RNA adalah D-ribosa3. Molekul RNA berupa untai tunggal, kecuali pada beberapa virus. 2. Jelaskan Perbedaan organisasi gen prokariot dan eukariotJawab:A. Prokariot

Gambar 1. Organisasi Gen Prokariot (ex: organisasi operon lac pada bakteri E. Coli)

a. PromotorPromotor adalah urutan DNA spesifik yang berperan dalam mengendalaikan transkripsi gen struktural dan terletak di daerahupstream(hulu) dari bagian struktural gen.Fungsi dari promotor adalah sebagai tempat awal peletakan enzim RNA polymerase yang nantinya melakukan transkripsi pada bagian structuralPada prokariot bagian penting promotornya disebut sebagai Pribnow box pada urutan nukeotida -10 dan -35 yang biasanya berupa TATA box. Pribnow merupakan daerah tempat pembukaan heliks DNA untuk membentuk kompleks promoter terbuka. b. OperatorOperator merupakan urutan nukleotida yang terletak diantara promoter dan bagian structural dan merupakan tempat pelekatan protein repressor (penekan atau penghambat ekspresi gen). jika terdapat repressor yang melekat pada operator maka RNA polymerase tidak bisa melanjutkan ekspresi gen yang berlangsung. c. TerminatorBagian terminator adalah bagian gen yang berperan dalam proses penghentian transkripsi. d. RNA PolimeraseRNA polymerase merupakan enzim yang mengkatalisis proses transkripsi.

Gambar 2. organisasi operon lac pada bakteri E. Coli

B. EukariotSecara garis besar organisasi gen pada eukariot hambir sama dengan organisasi gen yang terdapat pada prokariot, hanya yang membedakan terletak pada bagian strukturalnya. Pada eukariot bagian strukturan terdapat Intron dan Ekson.1. Intron (intervening sequences) Skuens yang tidak mengkode asam amino 2. EksonSkuens yang antinya akan dikode menjadi asam amino

Gambar 3. Coding region pada organisasi gen eukariot

3. Gen pada eukariot dikelompokkan menjadi gen kelas I (mengkode pembentukan rRNA yang berperan dalam pembentukan ribosom), kelas II (gen yang mengkode sintesis semua molekul protein), dan kelas III (mengkode molekul tRNA yang berperan dalam transport asam amino pada proses translasi protein). 4. Pada eukariot, sebagian besar gen yang mengkode protein hanya berupa sel tunggal (single copy).5. Pada eukariot tidak dikenal adanya sistem operon karena satu gen struktural dikendalikan oleh satu promoteur. 6. Gen-gen pada eukariot tersebar pada beberapa kromosom. Ekpresi genetik pada eukariot bersifat monosistronik: satu transkrip yang dihasilkan hanya mengkode satu macam produk ekspresi.7. Pada eukariot, RNA disintesis dalam nucleus dan kemudian dipindahkan melalui membrane nucleus ke sitoplasma. Pada prokariot tidak ada pemisahan region (compartment) dalam proses transkripsi atau translasi

3. Jelaskan dengan mengambil contoh segmen DNA untuk menjelaskan dogma central baru. Jawab: Tahapan sintesis protein mengikuti aturan dogma sentral, dimana informasi genetik dipindahkan dari DNA ke DNA melalui tahap replikasi. Dari DNA ke RNA melalui tahap transkripsi. Selanjutnya dari RNA ke protein melalui sintesis protein. Sebelum terjadi sintesis protein, DNA pada struktur nukleosom akan lepas dari protein histon oleh bantuan kerja enzim polimerase.Secara umum, proses sintesis protein meliputi tiga tahapan utama, antara lain:a. Replikasi DNASetiap sel dapat memperbanyak diri dengan cara membelah. Sebuah sel membelah menjadi 2 sel, 2 sel membelah menjadi 4 sel, 4 sel membelah menjadi 8 sel dan seterusnya. Sebelum sel membelah, terjadi perbanyakan komponen-komponen di dalam sel termasuk DNA. Perbanyakan DNA dilakukan dengan cara replikasi. Dengan demikian, replikasi adalah proses pembuatan (sintesis) DNA baru atau penggandaan DNA di dalam nukleus. Pada saat replikasi berlangsung, DNA induk membentuk kopian DNA anak yang sama persis sehingga DNA induk berfungsi sebagai cetakan untuk pembentukan DNA baru.

Gambar 1. Tahapan replikasi DNA1. DNA helikase, berfungsi untuk membuka rantai ganda DNA induk.2. Enzim primase, membentuk primer yang merupakan segmen pendek dari RNA sebagai pemula untuk terjadinya sintesis protein.3. Dari ujung 3 RNA primer, DNA polimerase menambahkan pasangan basa nitrogen (dari nukleotida-nukleotida) pada rantai tunggal DNA induk dan terbentuk rantai DNA yang bersambungan secara kontinyu (tanpa terpisah-pisah) yang disebut leading strand.4. Pada rantai tunggal DNA induk yang lain, DNA polimerase membentuk lagging strand (merupakan keseluruhan rantai kopian DNA yang pertumbuhannya tidak kontinyu) dengan memperpanjang RNA primer-RNA primer di beberapa tempat sehingga membentuk segmen-segmen DNA baru yang saling terpisah. Segmen-segmen itulah yang disebut fragmen Okazaki.5. DNA polimerase yang lainnya, menggantikan RNA primer dengan DNA dan enzim ligase menghubungkan segmen-segmen okazaki, sehingga terbentuk salinan DNA baru. DNA baru yang telah terbentuk (identik dengan DNA induk) a