1

Pengertian

Sel (cella) – Robert Hooke : suatu ruangan kecil yang

dibatasi oleh membran, yang didalamnya terdapat cairan

(protoplasma)

Sel: satuan terkecil makhluk hidup yang dapat melaksa-

nakan kehidupan.

a. Secara struktural- merupakan unit terkecil penyusun

makhluk hidup

b. Secara fungsional- menjalankan fungsi kehidupan

kemudian membentuk organisme

c. Mengandung materi genetik- materi penentu sifat2

makhluk hidup shg dapat diwariskan kepada

keturunannya

SEL JARINGAN ORGAN individu

Teori Sel1. Sel merupakan kesatuan struktural makhluk

hidup, semua makhluk hidup tersusun atas sel.

2. Sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup. Sel mengatur fungsi2 pada makhluk hidup

3. Sel adalah kesatuan pertumbuhan dari makhluk hidup. Rudolf virchow “omne cellulae a cellulae”

4. Sel merupakan kesatuan hereditas (sifat menurun) makhluk hidup. Sel mengandung sifat keturunan (genetik) yang diwariskan kepada keturunannya.

Karakteristik Sel1. Sel sangat kompleks namun teratur

2. Sel memiliki program genetik dan memiliki cara untuk

menggunakannya

3. Sel mampu memperbanyak diri

4. Sel membutuhkan, memperoleh dan menggunakan

energi

5. Sel melakukan berbagai reaksi kimiawi

6. Sel terlibat dalam berbagai aktivitas mekanis

7. Sel mampu merespon terhadap berbagai rangsang

8. Sel mampu mengatur diri

2

5

Struktur sel prokariot pada bakteri

flagella

pili

kapsul

Dinding sel

Membran plasma

sitoplasma

DNA

Ribosom dlm sitoplasma

DNA

plasmid

DNA kromosom

bakteri

Bakteri

Agrobacterium

tumefaciens

Fig. 4.8a, p. 59

microtubules

(components of

cytoplasm)

Golgi body

vesicle

microfilaments

(components of

cytoskeleton)

mitochondrion

chloroplast

central vacuole

rough endoplasm

reticulum (rough ER)

ribosomes (attached to

rough ER)

ribosomes (free in

cytoplasm)

smooth endoplasmic

reticulum

(smooth ER)

DNA + nucleoplasm

nucleolus

nuclear envelope

NUCLEUS

plasma membrane

cell wall

STRUKTUR SEL

EUKARIOT : SEL

TANAMAN

7

Molekul Coat

Protein (CP) pada

TMV, penting

untuk rekayasa

tanaman

1. RNA, 2. molekul protein CP

(kapsomer), 3. Kapsid (pelindung

protein)

Saat virus menginfeksi

sel, virus menempel

pada sel, asam nukleat

masuk ke dalam sel,

kapsid tetap di luar sel

Tobacco Mosaic Virus

(TMV): Virus RNA Apa DNA (asam deoksiribonukleat)

• Merupakan persenyawaan kimia yg plg penting pada mahluk hidup , yg membawa keterangan genetik dari sel khususnya atau dari mahluk dalam keseluruhannya dari satu generasi ke generasi berikutnya.

• DNA penting digunakan dlm ilmu sitologi, genetika,biomol, biologi perkembangan, biokimia dan evolusi.

3

Struktur DNA

Model double heliks DNA J. Watson & F. Crick

berdasar:

1. Penemuan struktur asam nuklet (Pauling dan Corey)

2. Pola difraksi DNA (single-crystal X-ray analysis (Wilkins

& Franklin)

3. Pola perbandingan jumlah A-T, G-C (1 : 1) – Chargaff

Hukum Ekuivalen Chargaff

a. Jumlah PURIN = PIRIMIDIN

b. Banyaknya ADENIN = TIMIN, jumlah GLISIN =

SITOSIN

DNA terbentuk dari 4 tipe nukleotida (ATGC) yang

berikatan secara kovalen

Watson dan Crick (1953)

Dengan dukungan data difraksi

sinar-X dari Rosalind Franklin dan

Maurice Wilkins

Dengan dukungan data analisis

kimia basa nitrogen dari Erwin

Chargaff

Memformulasikan struktur DNA

adalahbenang ganda anti

paralel, berbentuk heliks

yang saling berkomplemen

Mengelompokkan basa DNA

menjadi purin dan pirimidin

Memformulasikan model replikasi

DNA

SUSUNAN KIMIA DNA

DNA merupakan susunan makromolekuler (polimer) yang komplek, terdiri 3 macam molekul :

• 1. GULA PENTOSA

• 2. ASAM PHOSPHAT

• 3. BASA NITROGEN

- Pirimidin = Sitosin (S) dan Timin (T)

- Purin = Adenin (A) dan Guanin (G)

4

STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA PENYUSUN ASAM NUKLEAT DITEMUKAN OLEH ALBERT KOSSEL (1879)

Gula

ribosa

Basa

N

MONOMER PENYUSUN MOLEKUL DNA

(deoxyribonucleic acid)

Fosfat

STRUKTUR ASAM NUKLEAT PENYUSUN DNA

PASANGAN BASA NUKLEOTIDA

Basa-basa

Purine:

A, G

Basa-basa

Pyrimidine:

T, C

U (pada RNA)

Dua ikatan Hidrogen dari AT dan 3 ikatan Hidrogen untuk GC

5

Struktur dsDNA secara skematik dari gula phosphat sebagai tulang punggung dari basa nukleotida

Untuk memaksimumkan

pengemasan pasangan

basa, kedua untaian

DNA berpilin membentuk

double heliks, dengan

satu putaran

komplementer setiap 10

pasang basa

Bentuk skematik double heliks DNA

Jarak antara basa nukleotida dan lekukan minor dan major dari molekul dsDNA

Ukuran Molekul DNA pada beberapa jasad hidup

Lagiman 20

Jasad

hidup/

plasmid

(pico-gram) Pasangan

basa (kbp)

Panjang

(um)

E. coli 0,004 4.700 1.250

Plasmid Col E1 0,009x 10-3 9 2

Saccharomyces

(n=16)

0,014 12.057 4.172

Ayam (n=16) 1,260 1,3x 106 400x 10-3

Manusia (n=23) 3,25 3,3x 106 1x 106

Jagung (n=10) 8,40 8,4x 106 2,5x 106

Keterangan: 1 pico-g=10 -12 gram, kbp= kilo base pairs= 1000 pasangan basa, n= jumlah

kromosom pada keadaan haploid, 1 u= 10-3 mm

6

Organisasi DNA di dalam sel

F. Misher – bahan yang ada di dalam nukleus (nuclein) Kromosom atau DNA???

Kromosom:struktur kumpulan untaian ganda molekul DNA yang dikemas dalam bentuk tertentu yang kompak.

Dalam inti sel eukariot, kromosom nampak saat sel mulai membelah. Sel umumnya mempunyai kromosom diploid.

Kromosom

Genom: satu kesatuan gen yg secara alami

dimiliki oleh satu sel / virus atau satu kesatuan

kromosom jasad eukariot pada fase haploid

DNA di luar kromosom: plasmid, DNA

mitokondria, DNA kloroplas

Skema

kromosom

Struktur kromosom yang

mengemas molekul DNA

pada inti sel terlihat jelas

saat metafase pada

pembelahan sel.

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

Gen dalam kromosom

Gen tersusun atas daerah urutan basa nukleotida yang mengkode

informasi genetik (coding gene region= exon) dan daerah tidak

mengkode informasi genetik (non-coding gene region = intron).

Molekul DNA membawa informasi hereditas dari sel dan komponen

protein (molekul2 histon) dari kromosom mempunyai fungsi penting

dalam pengemasan dan pengontrolan molekul DNA yang sangat

panjang sehingga dapat muat di dalam nukleus dan mudah diakses

ketika dibutuhkan

Selama reproduksi, jumlah kromosom haploid, dan material genetik

hanya separoh dari masing2 parental (GENOM)

7

KODE GENETIK.DNA adl bahan genetik yang membawa informasi genetik

dari sel ke sel dan dari satu generasi ke generasi

berikutnya.

Bagaimana informasi genetik tsb terdapat di dlm molekul

DNA ??? Apakah dlm btk kode ?

Bagaimana kode yang tersusun dalam sebuah untaian

molekul DNA yang terdiri dari asam phosphat, gula

deoksiribosa dan basa nitrogen? Asam fosfat dan gula

deoksiribosa selalu sama, tetapi basa nitrogennya (ATGC)

selalu berbeda beda

Contoh cDNA yang mengkode enzim alcohol

dehyrogenase dan chitinase (untuk sifat ketahanan

tanaman)

Dalam tahap analisis ekspresi gen pada tanaman

hairulroslan@hotmail.com, Unimas Malaysia

Organisasi genom pada virus dan sel Prokariot (bakteri)

28

Genompada Virus Genompada bakteri

•DNA untaian tunggal•DNA untaian ganda•RNA untaian tunggal•RNA untaian ganda•Struktur linear•Struktur lingkar (circuler)

•Kromosom terdiri atas 1 unit molekul DNA untaianganda (double stranded) dengan struktur lingkar•Terdapat plasmid sebagaibahan genetik tambahan, berupa DNA untaianganda struktur lingkardengan ukuran kecil

8

Organisasi genom pada sel Eukariot

• Pada sel jamur, tanaman, hewan

• Organisasi genom: promoter, coding region, terminator. Coding region: intron, dan exon

• Intron: tidak ada terjemahannya ke protein

• Exon: ada terjemahannya ke protein

• Struktur DNA untaian ganda linear dengan ukuran jauh lbh besar dari prokariot dikemas dalam kromosom

• Gen kelas I: mengkode pembentukan r RNA, Gen kelas II: mengkode pembentukan m RNA, Gen kelas III: mengkode pembentukan t RNA 29

Struktur RNA

merupakan hasil

transkripsi DNA

9

Proses sintesis protein pada sel prokariot

Regulasi GEN

Fungsi DNA adalah

membawa gen yang

mengandung

informasi yang

menentukan jenis

protein yang harus

disintesis (kapan,

dalam tipe sel yang

mana, berapa banyak

jumlah protein)