oleh : muhammad arif m. s - · pdf filemutasi = perubahan basa nukleotida pada genom yang...
TRANSCRIPT
Oleh : Muhammad Arif M. S.Pi
GENETIKA BAKTERI
(MATERI GENETIK)
GENOM
KROMOSOM KROMOSOM
GEN GEN GEN GEN
DNADNADNADNADNADNA
GENETIKA BAKTERI
keragaman ......................... biodiversitykemiripan .......................... similaritykekhasan ............................. speciality
PENGONTROL ???
Unit-unit hereditas yang diwariskan dari generasi kegenerasi disebut GEN.
Gen-gen tersebut berada di dalam suatu molekul pan-jang yang disebut dengan asam deoksiribonukleat(deoxyribose nucleic acid) atau populer disebut DNA
Setiap gen menempati posisi yang spesifik di kromosom yang disebut lokus.
(> 99%)
(<1%)
materi genetik ada di mana ???
struktur dan dimensi materi genetik ?
organisasi materi genetik .......
...................... genom
...................... gen500-1500 pasang basa
...................... DNAA G T C
T C A G
...................... kromosomgen 1, 2, 3, 4, ....., n (total genom ikan 50.000 gen)
Struktur kromosom
Kromosom berbentuk seperti untaian yang mengandung unit pewarisan sifat yang disebut DNA. Kromosom memiliki bagian sentral yang disebut dengan sentromer dan lengan kromosom yang disebut dengan kromatid. Kromatid memiliki diameter kurang lebih 600 nm yang terdiri atas serat kromatid berdiameter 30 nm dan nukleosom berdiameter 10 nm. Selain itu kromosom terdapat protein histon dan DNA
Berdasarkan posisi sentromernya, kromosom digolongkan kedalam empat macam, yaitu :Metasentrik adalah sentromer terletak di tengah-tengah kromosom.Sub-metasentrik adalah sentromer terletak agar mengarah ke pinggir kromsom.Akrosentrik adalah sentromer terletak didekat ujung kromosom.Telosentrik adalah sentromer terletak di ujung kromosom
(A) Metasentrik (B) Sub-metasentrik (C) Akrosentrik (D) Telosentrik
Struktur DNA dan RNA
Gen disusun oleh suatu substansi yang disebut dengan deoxyribonucleic acid(DNA). DNA terdiri atas dua untaianpanjang terpilin yang membentuk heliksganda (double helix). Setiap urutan DNA disusun oleh unit-unit nukleotida yang teridiri atas1. Basa nitrogen,2. Gula dioksiribosa dan3. Asam fosfat.
Basa
Dua macam basa Purin
Adenine A DNA RNA Guanine G DNA RNA
Pyrimidines Cytosine C DNA RNA Thymine T DNA Uracil U RNA
Struktur nukleotida
Nukleotida terdiri dari: Gula pentosa Yaitu gula dengan 5
karbon Pada DNA gula ini
adalah deoksiribosa. Pada RNA gula
berupa gula ribosa.
Sebuah group fosfat Fosfat ini
menghubungkan gula pada satu nukleotida ke fosfat pada nukleotida berikutnya untuk membentuk polinukleotida
Basa nitrogen
DNA :– Timin (T)– Adenine (A)– Sitosin (C)– Guanin (G)
RNA :– Urasil (U)– Adenin (A)– Sitosin (C)– Guanin (G)
Pasangan basa
Karena ada 4 jenis basa → Ada 4 jenisNukleotida dari DNA
Antar Nukleotida yg menjadi Polinukleotida DNAdihubungkan dgn ikatan Fosfodiester → setiapgugusan P menghubungkan atom C no.3 darideoksiribose sebuah nukleotida dengn atom C no.5dari deoksiribose nukleotida berikutnya dst, dgngugusan P terletak di luar rantai (Gambar).
Ikatan-ikatan lemah, yg dikenal dengan IkatanHidrogen, menghubungkan basa dari satu rantai dgnbasa dari rantai yg lain.
Perbedaan DNA dan RNA
Karakteristik DNA RNA
Untai Ganda Tunggal
Gula Deoksiribosa Ribosa
Basa Timin Urasil
REPLIKASI DNAReplikasi DNA pada cetakan 3’ –5’ terjadi seutas demi seutasdengan arah 5’ – 3’.
Utas-utas pendek tersebutdihubungkan oleh enzim ligaseDNA.
RNA & SINTESA PROTEIN
DNA RNA PROTEIN
TRANSKRIPSI : sintesa mRNA dng menggunakan bagian tertentudari DNA sebagai cetakan
A UT AG CC GA UT A
Template DNA mRNA
Hanya 1 untai DNA yg bertindak sebagai template SENSE STRANDUntai DNA pasangannyaANTI SENSE STRANDEnzim yg berperan : RNA-polymeraseTitik Awal Transkripsi Promoter SiteTitik Akhir Transkripsi Terminator Site
TRANSKRIPSI TRANSLASI
PROSES TRANSKRIPSI
TRANSLASI
Proses menggunakan informasi urutan nirogenous base dari mRNA untuk menyusunasam amino suatu protein
mRNA berhubungan dng RIBOSOME (terdiri atas rRNA & protein) Asam amino tertentu melekat pada tRNA Pada bag tertentu dari tRNA tdp 3 nukleotidaANTICODON Segmen 3 nukleotida pada mRNA CODON Ribosome bergerak sepanjang rantai mRNA, setiap kali asam-asam amino berikatan
membentuk polypeptides Bila beberapa ribosome melekat pada satu rantai mRNA disebut
POLYRIBOSOMES
KODE GENETIK
Codon mRNA dan Asam Amino yang disandinya
Terdapat kemungkinan 64 codons, tetapi Asam Amino hanya 20∴ 1 Asam Amino bisa disandi oleh beberapa codons
keadaan ini disebut : DEGENERACY OF THE CODE
61 mrpk SENSE CODONS menyandi Asam Amino3 mrpk NONSENSE CODONS mengakhiri sintesa protein
(TERMINATOR CODONS) :UAA, UAG, UGA
INITIATOR CODONAUG utk Methionine memulai sintesaprotein
GENETIC CODES
BEBERAPA ISTILAH
GENOM seluruh gen yg tdp dlm suatu organisme
GENOTYPE komposisi genetik suatu organismegen normal/mutasi membawa sifat ttt
PHENOTYPE ekspresi gen sifat morfologi/biokimiayg dpt dilihat
PROTOTROPH strain bakteri normal yg baru diisolir
AUXOTROPH strain yang mengalami mutasi
Ukuran Genom
Genom E. Coli berukuran sebesar 4.6 Mb(4.600kbp), sedangkan genom prokariot umumnya berukuran antara 5- 10 Mb. Ukuran genom merupakan ciri spesifik spesies.
MUTASI DAN REKOMBINASI
Mutasi = Perubahan basa nukleotida pada genom yang dapat diwariskan dan dapat berakibat baik atau buruk pada organisme yang bersangkutan., . Perubahan yang terjadi adalah akibat adanya rekombinasi genetika.
MUTASI DAN MUTAN Mutan adalah Galur yang menunjukkan adanya
perubahan, yang mempunyai perbedaan genotip atau sekuen nukleotida genom, dengan galur induk.
Contoh : Gen his C Escherichia coli menyandikan protein HisC yang terlibat dalam biosintesis asam amino histidin.
( Mutan His C : HisC1, HisC2 kode His-
menyebabkan galur tidak mampu mensintesis histidin)
MUTASI BAKTERI
Perubahan pada gen morfologi/biokimiaMelindungi thd seleksi alam Dapat terjadi secara spontan Dapat diturunkan ke generasi berikutnya Dapat kembali ke bentuk semula BACK MUTATION
KECEPATAN MUTASI relatif konstandalam 1 generation time
Rumus : a = MN1 – N0
a : kecepatan mutasiM : jumlah mutasiN0 : jml sel mula-mulaN1 : jml sel setelah doubling
MORPHOLOGIC MUTANTS
Normal bakteria
Agar plate + mutagen
Observasi koloni bakteri yang tumbuhBandingkan dengan koloni kuman normal
MUTASI dapat dipercepat 10 – 100 x dng bahan MUTAGEN
Fisis sinar x, sinar uv, sinar α, γKemis nitrat, acridine, N-mustard
AKIBAT MUTASI
Mutant strain memiliki daya resistensiMisalnya terhadap : - antibiotika ,UV light, BacteriophageDapat juga terjadi DRUG DEPENDENCE, mis. thd sulfa(sulfaquinoxalin)
Bakteri kebal dpt mensintesa PABA(para amino benzoic acid)
dlm jumlah banyak
PEMINDAHAN MATERI GENETIK
HARUS ADA SEL DONOR & SEL RESIPIEN
MACAM :
1.TRANSFORMATION (transformasi)
2.TRANSDUCTION ( Transduksi)
3. CONJUGATION ( Konjugasi)
Rekombinasi genetik pemindahan secara langsungbahan genetik (DNA) di antara dua sel bakteri melaluiproses berikut:
1. Transformasi perpindahan materi genetik berupaDNA dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain.
2. Transduksi pemindahan materi genetik bakteri kebakteri lain dengan perantaraan virus.
3. Konjugasi transfer DNA (berupa plasmid) karenaadanya kontak sel dengan membentuk jembatanuntuk pemindahan materi genetik.
TRANSFORMASI
- Kali pertama diamati oleh Frederick Griffith (1928)pada bakteri Streptococcus pneumoniae
- Sel Donor lisis mengeluarkan DNA
- Sel Resipien mengambil DNA terlarut yang dilepaskanoleh sel Donor
Percobaan Griffith
TRANSFORMATION
TRANSDUCTION
Pemindahan materi genetik dari suatu bakteri ke bakteri yang lain dengan perantara bacteriophage (virus)
1. Generalized Transduction2. Restricted Transduction
TRANSDUCTION
CONJUGATION
Pada proses ini perlu kontak antara 2 sel SEX PILI
Sel donor adalah F+, sel resipen F-
F+ ( F factor ) merupakan Plasmid dapat ditransfer
Jika F factor integrasi ke dlm khromosom HFr( High Frequency of Recombination)
Konjugasi
Pili sex
PLASMID
Plasmid adalah molekul DNA sirkuler yang terpisah dariDNA kromosomal dan bisa membelah sendiri. Iniberbentuk melingkar and double-stranded.
Ukuran dari plasmid beragam dari 1 sampai lebih dari 250 kb, sehingga hanya sebagian kecil dari plasmid alami yang dapat bermanfaat sebagai vektor kloning
Plasmid terdiri dari plasmid F untuk konjugasi, plasmid R untuk memberikan sifat resisten terhadap antibiotik, colplasmid, plasmid virulensi dan plasmid degradatif.
Plasmid
Terimakasih.........ilaliqoooo...