Aku Curiga..........

Pemicu 2 – BIOMEDIK 1

Wisnu Heri Purwanto (405090035) Selva Awandari (405090052) Inggrid Monica Chandra K. (405090053) Trizandi Nugraha (405090057) Kartika Eda Clearesta (405100121) Samuel Andika (405100122) Liani Anisara (405100123) Adhitia Mahardika (405100124) Obet Agung Sanjaya (405100125) Widyawati ( Penulis ) (405100126) Septinesya Yesica Wijaya ( Sekretaris ) (405100127) Eliata Setyowati ( Ketua ) (405100128)

PENYUSUN PENYUSUN

Pemicu 2

Aku curiga............

Seorang suami meragukan apakah janin yang dikandung istrinya benar anaknya karena sang suami curiga istrinya memiliki pria idaman lain . Setelah bayi lahir , dilakukan tes DNA fingerprint untuk membuktikannya . Apa yang anda pelajari dari kasus diatas...?

Tes DNA fingerprint : ~ Tes untuk identifikasi DNA pada suatu individu kemudian dicocokkan dengan tes DNA dari orang terdekat. ( ? )

~ Setiap individu punya gambaran pola yang khas untuk menentukan informasi kode genetik setiap individu.

Janin : Fase perkembangan mamalia setelah embrio yang masih dalam kandungan.

Unfamiliar Terms

Menetapkan Masalah

1. Mengapa tes DNA fingerprint dilakukan setelah bayi lahir ?

2. Bagaimana tes DNA fingerprint dapat membuktikan bahwa janin itu anaknya ?

3. Adakah tes DNA selain tes DNA fingerprint yang dapat membuktikannya ?

4. Kapan dilakukannya tes DNA fingerprint ?

5. Ada berapa macam tes DNA fingerprint ?

6. Bagian tubuh apa saja yang dapat dipakai untuk tes DNA ?

7. Apa saja teknik tes DNA ?

8. Mengapa tes yang dilakukan tes DNA , bukan tes RNA ?

Curah Pendapat1. Secara logika bisa, tetapi caranya tidak manusiawi.

2. ~ Tes untuk identifikasi DNA pada suatu individu kemudian dicocokkan dengan tes DNA dari orang terdekat.

~ Setiap individu punya gambaran pola yang khas untuk menentukan

informasi kode genetik setiap individu.

~ Cara mencocokkan DNA dengan metode PCR.

3. Ada. ( ? )

4. Kapan saja setelah lahir.

5. PCR, STR, Tes Paternitas dan tes Maternitas.

6. ~ Organ tubuh : rambut , darah, daging, kuku, epitel.

~ Sel : Mitokondria, Inti Sel

7. ~ Rambut : Chilex.

~ Darah : Phenol Kloroform.

8. DNA menyimpan materi genetik dari orang tua diturunkan ke anak.

Mind MapSuami Curiga

Janin bukan keturunannyaBayi lahir

Tes DNA fingerprint

~ Definisi~ Macam-macam~ Tehknik~ Waktu~ Spesimen yang diperiksa~ Interprestasi hasil~ Cara membaca hasil~ Latar belakang penggunaan Dna dalam tes untuk membuktikan keturunan~ Jenis tes lain

DNA & RNA

~ Dogma sentral ~ Struktur dan fungsi DNA & RNA~ Replikasi, Transkripsi, & Translasi~ Faktor yang terlibat dalam proses Replikasi, Transkripsi, & Translasi~ Hukum pewarisan sifat ( hukum Mendel & genetika Orang tua diturunkan keanak melalui komponen DNA)

Learning Objective1. Mengklarifikasi istilah asing (unfamiliar terms)

2. MM tentang dogma sentral dalam biologi molekuler

3. MM definisi, struktur, fungsi DNA & RNA

4. MM proses Replikasi, Transkripsi dan Translasi

5. MM faktor-faktor dalam proses Replikasi, Transkripsi dan Translasi

6. MM hukum pewarisan sifat

7. MM tes DNA fingerprint

8. MM jenis-jenis tes lain selain tes DNA fingerprint

LO 1Mengklarifikasi istilah asing

Tes DNA fingerprint : Metode untuk mengidentifikasi fragmen- fragmen dari DNA itu sendiri. Atau secara sederhananya adalah metode untuk mengidentifikasi, menghimpun dan menginventarisir file-file khas karakter tubuh.

Janin : Fase perkembangan mamalia setelah embrio yang masih dalam kandungan.

LO 2MM tentang dogma sentral dalam biologi molekuler

PROSES UTAMA METABOLISME Replikasi: Pembentukan salinan tempat dari suatu molekul. Replikasi DNA

merupakan sesuatu yang sangat penting bagi kehidupan karena hal ini yang memulai pembentukan keturunan.

Transkripsi: Penyalinan informasi genetik yang disimpan dalam DNA membentuk RNA.

Translasi: Penterjemahan informasi genetik yang telah tersalin dalam bentuk RNA menjadi polipeptida yang tersusun atas urutan asam amino tertentu.

Fungsi-fungsi ini pada molekul sekompleks DNA, RNA, dan polipeptida harus dilaksanakan tanpa kesalahan (kesalahan mengakibatkan mutasi).

Oleh karenanya, perubahan kimia asam nukleat harus dicegah, dimonitor, dikendalikan, dan diperbaiki bila diperlukan.

Replikasi dan Transkripsi hanya menggunakan 4 nukleotida.

Translasi mengubah basa nukleotida yg terdiri dari 4 nukleotida menjadi basa protein yang terdiri dari 20 huruf asam amino.

Persamaan replikasi, transkripsi dan translasi : membutuhkan cetakan. proses terdiri dari inisiasi, elongasi dan terminasi.

Dogma Central Genetika Molekuler adalah semua informasi terdapat pada DNA, kemudian akan digunakan untuk menghasilkan molekul RNA melalui transkripsi, dan sebagian informasi pada RNA tersebut akan digunakan untuk menghasilkan protein melalui proses yang disebut translasi.

DNA Replication

Transcription Translation

DNA Replication

Transcription TranslationTranscription

Transkripsi

TRANSKRIPSI Tahapan awal dalam proses sintesis protein yang nantinya proses tersebut akan berlanjut pada ekspresi sifat-sifat genetik yang muncul sebagai fenotip.

Transkripsi merupakan proses sintesis molekul RNA pada DNA template. Proses ini terjadi pada inti sel (nukleus) tepatnya pada kromosom.

Komponen yang terlibat dalam proses transkripsi yaitu : DNA template yang terdiri atas basa nukleotida Adenin (A), Guanin (G), Timin (T), Citosin (C) ; enzim RNA polimerase ; faktor-faktor transkripsi, prekursor (bahan yang ditambahkan sebagai penginduksi).

Hasil dari proses sintesis tersebut adalah tiga macam RNA, yaitu mRNA messeger RNA), tRNA (transfer RNA), rRNA (ribosomal RNA).

Tahapan dalam proses transkripsi pada dasarnya terdiri dari 3 tahap, yaitu :

1. Inisiasi (pengawalan)

Transkripsi tidak dimulai di sembarang tempat pada DNA, tapi di bagian hulu (upstream) dari gen yaitu promoter. Salah satu bagian terpenting dari promoter adalah kotak Pribnow (TATA box). Inisiasi dimulai ketika holoenzim RNA polimerase menempel pada promoter. Tahapannya dimulai dari pembentukan kompleks promoter tertutup, pembentukan kompleks promoter terbuka, penggabungan beberapa nukleotida awal, dan perubahan konformasi RNA polimerase karena struktur sigma dilepas dari kompleks holoenzim.

2. Elongasi (pemanjangan)

Pemanjangan di sini adalah pemanjangan nukleotida. Setelah RNA polimerase menempel pada promoter maka enzim tersebut akan terus bergerak sepanjang molekul DNA, mengurai dan meluruskan heliks. Dalam pemanjangan, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3’ molekul RNA yang baru terbentuk. Misalnya nukleotida DNA cetakan A, maka nukleotida RNA yang ditambahkan adalah U, dan seterusnya. Laju pemanjangan maksimum molekul transkrip RNA berrkisar antara 30 – 60 nukleotida per detik. Kecepatan elongasi tidak konstan.

3. Terminasi (pengakhiran)

Terminasi juga tidak terjadi di sembarang tempat. Transkripsi berakhir ketika menemui nukleotida tertentu berupa STOP kodon. Selanjutnya RNA terlepas dari DNA templat menuju ribosom.

DNA Replication

Transcription TranslationTranslation

Translasi

TRANSLASI

Translasi merupakan suatu proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein.

Yang diperlukan dalam proses translasi adalah : mRNA, rRNA, tRNA, dan asam amino.Ribosom terdiri atas subunit besar dan kecil. Bila kedua subunit digabung akan membentuk suatu monosom.

Subunit kecil mengandung sisi Peptidil (P), dan Aminoasil (A). Sedangkan subunit besar mengandung Exit (E), P, dan A. Kedua subunit tersebut mengandung satu atau lebih molekul rRNA. rRNA sangat penting untuk mengidentifikasi bakteri pada tataran biologi molekuler, pada prokariot dan eukariot.

Tahapan dalam proses translasi pada dasarnya terdiri dari 3 tahap, yaitu :

1. Inisiasi

Pertama tRNA mengikat asam amino, dan hal ini menyebabkan tRNA teraktivasi atau peristiwa ini disebut amino-asilasi.

Proses amino-asilasi ini dikatalisis oleh enzim tRNA sintetase. Kemudian ribosom mengalami pemisahan menjadi subunit besar dan kecil.

Subunit kecil selajutnya melekat pada molekul mRNA dengan kodon awal tempat menempel.

Urutan tempat menempelnya subunit kecil disebut urutan Shine-Dalgarno.

2. Elongasi

Tahapan yang dilakukan pada proses elongasi, pertama adalah pengikatan tRNA pada sisi A yang ada di ribosom. Pemidahan tersebut akan membentuk ikatan peptida.

3. Terminasi

Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi (UAA, UGA, UAG) yang ada pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom.

Pada E. coli ketiga sinyal penghentian proses translasi tersebut dikenali oleh suatu protein yang disebut release factor (RF).

Penempelan RF pada kodon terminasi tersebut mengaktifkan enzim peptidil transferase yang menghidrolisis ikatan antara polipeptida dengan tRNA pada sisi Peptidil dan menyebabkan tRNA yang kosong mengalami translokasi ke sisi E (exit).

LO 3MM definisi, struktur, fungsi DNA &

RNA

DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetic.

Menurut Klug dan Cummings 1994, DNA adalah asam nukleat yang mengandung materi genetic dan berfungsi sebagai pengatur perkembangan biologis seluruh bentuk kehidupan secara seluler.

DNA

DNA terdapat dalam nukleus, mitokondria dan kloroplas.

DNA juga dapat diartikan sebagai material khas kromosom yang tidak terdapat pada bagian lain atau pada bagian lain yang tidak terdapat konsentrasi yang cukup untuk dapat memperlihatkan warna (Robert Feulgen).

DNA juga merupakan serangkaian molekul tersusun dari basa purin (adenine dan guanine) dan pirimidin (timine dan cytosine) serta gula dan phosphate sebagai bahan dasar penyusun gen.

Struktur DNA

Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda atau yang lebih dikenal Basa-basa berpasangan Rantai gula fosfat dengan heliks ganda Watson – Crick.

DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang – ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA heliks ganda dan berpilin ke kanan.

Setiap nukleotida terdiri atas tiga gugus molekul yaitu:

1.Gula 5 karbon (2-deoksiribosa).

2.Basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T).

3.Gugus fosfat.

Strukutur DNA Strukutur DNA

Strukutur DNA Strukutur DNA Watson dan CrickWatson dan Crick

STRUKTUR BASA NUKLEOTIDA

Purin Pirimidin

PASANGAN BASA NUKLEOTIDA

Gula ribosa

BasaN

STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA PENYUSUN ASAM NUKLEAT

Peran & Fungsi DNA

1. Sebagai pembawa materi genetik dari generasi ke generasi berikutnya dan untuk menentukan sifat – sifat organisme.

2. Mengontrol aktivitas hidup secara langsung maupun tidak langsung.

3. Melakukan sintesis protein.

4. Sebagai autokatalis, yaitu kemampuan DNA untuk menggandakan diri ( replikasi ).

5. Sebagai heterokatalis, yaitu kemampuan DNA untuk dapat mensintesis senyawa lain.

RNA

RNA adalah singkatan dari asam ribonukleat. Ini adalah molekul yang terdiri dari nukleotida dan ditemukan di dalam struktur sel.

Setiap nukleotida dalam RNA terdiri dari basa nitrogen, gula dan fosfat ribosom.

RNA adalah asam nukleat beruntai tunggal. Hal ini terbentuk melalui sintesis DNA yang dikenal sebagai tempat enzim RNA polimerase yang digunakan oleh sel.

Struktur RNA

RNA merupakan rantai tunggal polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :

1. 5 karbon.

2. basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U).

3. gugus fosfat .

Purin dan primidin yang berkaitan dengan ribose membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.

Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleosida .

RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA.

Strukutur RNA Strukutur RNA

Tipe RNA

RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ), tRNA ( transfer RNA ) atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA ) atau RNAr ( RNA ribosomal ).

1. mRNA atau RNAd

RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma).Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan untuk menentukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.

2. rRNA atau RNAr

RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 - 46% molekul RNAr dan 70 - 80% protein.

RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian basa pendek ( disebut antikodon ).Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon.Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.

3. tRNA atau RNAt

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 mengkatalisis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.

Peran & Fungsi RNA

Perbedaan antara DNA dan RNA

Komponen :1. Gula pada DNA adalah deoksiribosa , sedangkan RNA adalah ribosa.2. Basa nitrogen :~ Purin — DNA adalah Adenin dan Guanin, pada RNA adalah Adenin dan Guanin.~ Pirimidin — DNA adalah Timin dan sitosin, pada RNA adalah Urasil dan sitosin.

Bentuk : ~ DNA berbentuk rantai panjang , ganda, dan berpilin (double heliks).~ RNA berbentuk rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin (single heliks).

Letak : ~ DNA terletak di dalam nukleus, kloroplas, mitokondria.~ RNA terletak di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria.

LO 4MM Proses Replikasi , Transkripsi &

Translasi

DNA harus mereplikasi selama setiap pembelahan sel. TIGA model alternatif untuk replikasi DNA :1. Semikonservatif replikasi.2. Konservatif replikasi.3. Dispersif replikasi.

Replikasi DNA

DNA Replication

• Pada replikasi DNA, masing-masing untai DNA berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis untai pasangannya yang baru, menghasilkan dua molekul DNA.

• Replikasi cara semikonservatif membutuhkan pemisahan untai DNA (pelelehan sebagian, atau denaturasi) sehingga untai yang lama menjadi cetakan.

1. Semikonservatif Replikasi

2. Konservatif Replikasi• Pada replikasi DNA, heliks ganda induk tetap dalam keadaan utuh dan

salinan kedua yang sama telah dibuat.

2. Dispersif Replikasi

• Pada replikasi DNA, setiap untai dari kedua molekul anak terdiri dari campuran bagian untai lama dan untai yang baru disintesis.

DNA double heliks dibuka menjadi dua untai tunggal oleh enzim helikase (9) dengan bantuan topoisomerase (11) yang mengurangi tegangan untai DNA. Untaian DNA tunggal dilekati oleh protein-protein pengikat untaian tunggal (10) untuk mencegahnya membentuk heliks ganda kembali. Primase (6) membentuk oligonukleotida RNA yang disebut primer (5) dan molekul DNA polimerase (3 & 8) melekat pada seuntai tunggal DNA dan bergerak sepanjang untai tersebut memperpanjang primer, membentuk untaian tunggal DNA baru yang disebut leading strand (2) dan lagging strand (1). DNA polimerase yang membentuk lagging strand harus mensintesis segmen-segmen polinukleotida diskontinu (disebut fragmen Okazaki (7)). Enzim DNA ligase (4) kemudian menyambungkan potongan-potongan lagging strand tersebut.

Mekanisme Replikasi DNA

Transkripsi pada Prokaryotik

Proses transkripsi pada prokaryotik terdiri atas 3 tahapan utama, yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi.

Terdapat empat langkah inisiasi pada transkripsi yaitu:

1.Pembentukan kompleks promoter tertutup, yaitu RNA polymerase holoenzim menempel pada DNA bagian promoter suatu gen. Dalam hal ini subunit s yang menempel pada RNA Polimerase berperan dalam menemukan bagian promoter suatu gen. Pada awal penempelan, RNA polymerase masih belum terikat secara kuat dan struktur promoter masih dalam keadaan tertutup (closed promoter complex).

2.Pembentukan kompleks promoter terbuka, RNA polymerase terikat secara kuat dan ikatan hydrogen molekul DNA pada bagian promoter mulai terbuka membentuk struktur terbuka (open promoter complex).

1. Inisiasi Transkripsi

3. Penggabungan beberapa nukleotida awal (10 nukleotida). Bagian DNA yang berikatan dengan RNA polymerase membentuk suatu struktur gelembung transkripsi (transcription bubble) sepanjang kurang lebih 17 pasang basa. Setelah struktur promoter terbuka secara stabil, maka selanjutnya RNA polymerase melakukan proses inisiasi transkripsi dengan menggunakan urutan DNA cetakan sebagai panduannya.

4. Perubahan konformasi RNA polymerase karena subunit s dilepaskan dari kompleks holoenzim. Setelah RNA polymerase menempel pada promoter, subunit s melepaskan diri dari struktur holoenzim. Pelepasan subunit s biasanya terjadi setelah terbentuk molekul RNA sepanjang 8 – 9 nukleotida.

2. Elongasi Transkripsi

1.Pada bagian gelembung transkripsi, basa-basa molekul RNA membentuk hybrid dengan DNA cetakan sepanjang kurang lebih 12 nukleotida. Hybrid RNA-DNA ini bersifat sementara sebab setelah RNA polimerasenya berjalan, maka hidrid tersebut akan terlepas dan bagian DNA yang terbuka tersebut akhirnya akan menutup lagi. RNA polymerase akan berjalan membaca DNA cetakan untuk melakukan proses pemanjangan untaian RNA. Lalu pemanjangan maksimum molekul transkrip RNA berkisar antara 30 sampai 60 nukleotida perdetik.

2.Nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3’ molekul RNA yang baru terbentuk. Nukleotida RNA yang ditambahkan tersebut bersifat komplementer dengan nukleotida pada untaian DNA cetakan. Ada dua hipotesis yang diajukan mengenai perubahan topologi DNA dalam proses pemanjangan transkripsi, yaitu: 1) Enzim RNA polymerase bergerak melingkari untaian DNA sepanjang perjalanannya, 2) Enzim RNA yang terbentuk tidak mengalami pelintiran, tetapi untaian DNA yang ditranskripsi harus mengalami puntiran.

3.Dalam proses pemanjangan transkripsi RNA, terjadi pembentukan ikatan fosfodiester antara nukleotida RNA yang satu dengan nukleotida yang berikutnya dan ditentukan oleh keberadaan subunit b pada RNA polymerase.

3. Terminasi Transkripsi

Terdapat dua macam terminator transkripsi pada Prokaryotik, yaitu:

1. Terminator yang tidak tergantung pada protein rho (rho-dependent terminator).~ Dilakukan tanpa harus melibatkan suatu protein khusus, melainkan ditentukan oleh adanya suatu urutan nukleotida tertentu pada bagian terminator.

2. Terminator yang tergantung pada protein rho (rho-independent terminator).~ Pengakhiran transkripsi yang memerlukan faktor rho hanya terjadi pada daerah jeda yang terletak pada jarak tertentu dari promoter, maka daerah itu tidak dapat berfungsi sebagai daerah pengakhiran transkripsi.

Transkripsi pada Eukaryotik

Eukaryotik terdapat tiga kelas gen, yaitu gen kelas I, kelas II, dan kelas III yang  masing-masing dikatalisis oleh RNA polymerase dan faktor transkripsi yang berbeda.

Proses transkripsi pada eukaryotic pada gen kelas II

1. Inisiasi Transkripsi~ Transkripsi gen kelas II dilakukan oleh RNA polymerase II yang dibantu oleh beberapa faktor transkripsi umum.

• Membentuk kompleks pra-inisiasi yang akan segera mengawali transkripsi jika ada nukleotida.

• Pembentukan kompleks prainisiasi yaitu penyusunan kompleks transkripsi umum (TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, dan TFIIJ) dan RNA polymerase II pada daerah promoter. Faktor transkripsi umum akan menempel secara bertahap sebagai berikut:

1.TFIID menempel pada bagian kotak TATA pada promoter yang dibantu oleh faktor TFIIA sehingga membentuk kompleks DA.

2.Penempelan TFIIB.

3.TFIIF menempel dan diikuti oleh penempelan RNA polymerase II.

4.Faktor TFIIE akan menempel diikuti oleh TFIIH dan TFIIJ.

Dari penempelan tersebut terbentuklah kompleks prainisiasi yakni kompleks DABPoIFEH.

2. Elongasi Transkripsi

1.Pemanjangan dilakukan oleh RNA polymerase dengan distimulasi oleh faktor TFIIS dan TFIIF.

2.Aktivitas RNA polymerase dalam proses transkripsi tidak selalu dalam keadaan tetap , kadang-kadang terjadi jeda pada suatu daerah yang disebut sisi jeda (pausing site). TFIIS berperan dalam mengurangi waktu jeda proses transkripsi pada sisi DNA yang cukup panjang, sedangkan TFIIF mengurangi waktu jeda pada daerah DNA yang acak.

3.Proses pemanjangan transkrip akan berjalan sampai RNA polymerase II mencapai daerah terminator.

3. Terminasi Transkripsi

Terminasi transkripsi dapat terjadi karena adanya aktivitas fosfatase yang spesifik untuk CTD (carboxi-terminal domain) sehingga mengembalikan RNA polymerase II menjadi bentuk yang tidak dapat mengalami fosforilasi.

Dalam keadaan tidak mengalami fosforilasi, RNA polymerase II dapat digunakan lagi dalam proses transkripsi berikutnya (RNA polymerase cycling).

Proses transkripsi pada eukariotik pada gen kelas I

Transkripsi gen kelas I dimulai dari daerah promoter antara dan berakhir pada sisi sebelah hulu promoter utama.

Transkripsi gen kelas I dipengaruhi oleh RNA polimerase I.

Pembentukan pra-inisiasi dilakukan oleh RNA polimerase I dan 2 faktor transkripsi, yaitu SL1 dan UBF ( upstrem binding factor ).

SL1 pertama kali diisolasi oleh sel Hela.

SL1 merupakan faktor yang mempunyai spesifitas untuk suatu spesies.

Faktor SL1 merupakan suatu kompleks protein yang tersusun atas TBP (TATA-box binding protein ) dan 3 molekul TAF (TATA-box associated protein).

UBF adalah faktor yang menempel pada daerah promoter gen rRNA secara langsung bukannya RNA polimerse I.

Faktor UBF juga dapat menstimulasi transkripsi gen rRNA secara in vitro.

Proses transkripsi pada eukariotik pada gen kelas III

Transkripsi gen kelas III dilakukan oleh RNA polimerse III , yang meliputi TFIIIA, TFIIIB, dan TFIIIC serta protein TBP.

TFIIIA adalah suatu protein yang melekat pada DNA dan mempunyai struktur yang disebut zinc-fiber.

Transkripsi dimulai dengan faktor TFIIIC menempel pada kotak A dan kotak B yang ada pada promoter internal.

RNA polimerase III menempel pada daerah awal transkripasi dan siap memulai proses transkripsi.

Secara in vitro, kompleks ikatan TFIIIA, TFIIIB, TFIIIC dan RNA Polimerase III tersebut dapat mendukung proses transkripsi sampai kurang lebih 40 kali.

Terminasi transkripsi gen kelas III pada xenopus terjadi pada suatu daerah tertentu dan tidak melibatkan protein khusus.

Translasi pada Prokariotik

Proses translasi pada prokariotik terdiri atas 3 tahapan utama, yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi.

I . Inisiasi translasi Kodon inisiasi yang dibutuhkan adalah formil metionin.

1. Disosiasi ribosom 70s menjadi sub unit 50s dan 30s dengan menggunakan faktor IF-1.

2. Pengikatan IF-3 , pada subunit 30s.

3. Pengikatan IF-1 , IF-2, dan GTP ( guanosin trifosfat ) bersama-sama dengan IF-3.

4. Pengikatan mRNA dan fMET-tRNA f Met untuk membentuk kompleks inisiasi 30s.

5. Pengikatan sub unit 50s, IF-1 dan IF-3 terlepas.

6. IF-2 terlepas dari kompleks bersamaan dengan hidrolisis GTP sehingga terbentuk kompleks inisiasi 70s yang siap melakukan proses pemanjangan polipeptida.

II . Elongasi Polipeptida

Proses pemanjangan terjadi 3 tahapan, yaitu :

1.Pengikatan aminoasil-tRNA pada sisi A yang ada di ribosom.

2.Pemindahan rantai polipeptida yang tumbuh dari tRNA yang ada pada posisi P kearah sisi A dengan membentuk ikatan peptida.

3.Translokasi ribosom sepanjang mRNA ke posisi kodon selanjutnya yang ada di sisi A.

Proses pemanjangan polipeptida dapat dihambat oleh suatu antibiotik yang disebut puromisin.

III . Terminasi translasi

Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi ( UAA, UGA, UAG ) yang ada pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom.

Pada E.coli , ketiga sinyal pemberhentian proses translasi tersebut dikenali oleh suatu protein , yang disebut release factors (RF) .

Translasi pada Eukariotik

Proses translasi pada eukariotik terdiri atas 3 tahapan utama, yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi.

I . Inisiasi translasi

Kodon inisiasi yang dibutuhkan adalah metionin.

Faktor inisiasi translasi yang dibutuhkan adalah eIF-1, eIF-2, eIF-3, eIF-5 dan eIF-6 (huruf e adalah singkatan dari eukaryotik).

1. Faktor e-IF3 mengubah sub unit kecil ribosom eukaryot (40s) menjadi suatu bentuk yang siap untuk menerima aminoasil-tRNA pertama.

2. Setelah aminoasil –tRNA yang pertama melekat , dengan bantuan eIF-2 terbentuklah kompleks 43s.

3. Dengan bantuan eIF-4 , mRNA melekat ke kompleks 43s membentuk kompleks 48s.

4. Akhirnya, faktor eIF-5 membantu subunit besar (60s) untuk melekat pada kompleks 48s sehingga dihasilkan kompleks 80s yang siap untuk melakukan translasi mRNA.

Faktor eIF-6 adalah suatu faktor anti-asosiasi yang mencegah subunit 60s untuk berasosiasi dengan subunit 40s sebelum terbentuk kompleks inisiasi.

II . Elongasi Polipeptida

Proses pemanjangan terjadi 3 tahapan, yaitu :

1.Pengikatan aminoasil-tRNA pada sisi A yang ada di ribosom.

2.Pemindahan rantai polipeptida yang tumbuh dari tRNA yang ada pada posisi P kearah sisi A dengan membentuk ikatan peptida.

3.Translokasi ribosom sepanjang mRNA ke posisi kodon selanjutnya yang ada di sisi A.

Proses pemanjangan polipeptida dapat dihambat oleh suatu antibiotik yang disebut puromisin.

III . Terminasi translasi

Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi ( UAA, UGA, UAG ) yang ada pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom.

Pada eukaryotik hanya ada satu release factors, yaitu eRF , yang mengenali ketiga kodon terminasi tersebut.

LO 5MM faktor-faktor dalam proses Replikasi, Transkripsi dan Translasi

Replikasi DNA ditentukan oleh beberapa faktor yang termasuk kedalam komponen utama dalam Replikasi DNA, diantaranya :

1.DNA cetakan , yaitu molekul DNA atau RNA yang akan direplikasi.

2.Molekul deoksi ribonukleutida. Deoksi ribonukleutida terdiri atas 3 komponen, yaitu : (i) basa purin atau pirimidin, (ii) gula 5 karbon (deoksiribosa) , dan (iii) gugus fosfat.

3.Enzim DNA polimerase, yaitu enzim utama yang mengkatalisis proses polimerase nukleutida menjadi untaian DNA.

4.Enzim primase, yaitu enzim yang mengkatalisis sintesis primer untuk memulai replikasi DNA.

5.Enzim pembuka ikatan untaian DNA induk, yaitu enzim helikase dan enzim lain yang membantu proses tersebut , yaitu enzim girase.

6.Molekul protein yang menstabilkan untaian DNA yang sudah terbuka, yaitu protein SSB ( single strand binding protein ).

7.Enzim DNA ligase , yaitu enzim yang berfungsi untuk menyambung fragmen-fragmen DNA.

Faktor transkripsi dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:

1. Faktor transkripsi umum, mengarahkan RNA polymerase ke promoter dan menghasilkan transkripsi pada aras dasar (basal level).

2. Faktor transkripsi khusus, pengaturan transkripsi yang lebih spesifik untuk suatu gen.

Faktor-faktor dalam proses translasi :

1.Pada inisiasi translasi prokaryotik , disosiasi ribosom 70s menjadi sub unit 50s dan 30s dengan menggunakan faktor IF-1.

2.Faktor inisiasi translasi eukaryotik yang dibutuhkan adalah eIF-1, eIF-2, eIF-3, eIF-5 dan eIF-6 (huruf e adalah singkatan dari eukaryotik).

3.Pada E.coli , ketiga sinyal pemberhentian proses translasi tersebut dikenali oleh suatu protein , yang disebut release factors (RF).

4.Pada eukaryotik hanya ada satu release factors, yaitu eRF , yang mengenali ketiga kodon terminasi tersebut.

LO 6MM hukum pewarisan sifat

Dasar – dasar hukum Mendel

Mendel mengajukan 4 macam postulat :

1.Faktor keturunan ( gen ) berupa benda yang bersifat partikel tunggal dan selalu berpasangan pada individu diploid.

2.Pada gametogenesis kedua faktor tersebut berpisah ( disegregasi ) sehingga setiap gamet hanya memiliki salah satu dari pasangan faktor tersebut. Kemudian hukum postulat ini diangkat menjadi hukum mendel I atau hukum segregasi.

3.Faktor keturunan (gen) ada yang bersifat dominan ada yang bersifat resesif . Postulat ini disebut dengan prinsip dominan-resesif.

4.Bila ada 2 faktor keturunan yang diperiksa, maka gametogenesis terjadi pilihan bebas ( independent assortment ) , sehingga segala macam kombinasi mungkin terjadi dalam jumlah sama. Dikemudian hari , postulat ini diangkat menjadi hukum mendel II atau hukum independent assortment.

LO 7MM tes DNA fingerprint

Tes DNA fingerprint Metode untuk mengidentifikasi fragmen-fragmen dari DNA itu sendiri. Atau secara sederhananya adalah metode untuk mengidentifikasi, menghimpun dan menginventarisir file-file khas karakter tubuh.

Tujuannya, yaitu (1) tujuan pribadi seperti penentuan perwalian anak atau penentuan orang tua dari anak. (2) tujuan hukum. (3) untuk mendeteksi suatu penyakit tertentu hingga penyakit yang kompleks.

DNA yang biasa digunakan dalam tes ada dua, yaitu DNA mitokondria dan DNA inti sel.

Bagian yang dapat diambil untuk dicek adalah rambut, usapan mulut pada pipi bagian dalam (buccal swab), kuku, daging, air liur, urine, cairan vagina, sperma, darah, dan jaringan tubuh lainnya.

Tes DNA yang dilakukan di Indonesia jika melihat dari faktor waktu, tergolong sangat lama. Diperkirakan memerlukan waktu sampai 12 hari kerja atau hampir dua minggu.

Bahan kimia yang digunakan untuk isolasi adalah Phenolchloroform dan Chilex. Phenolchloroform biasa digunakan untuk isolasi darah yang berbentuk cairan sedangkan Chilex digunakan untuk mengisolasi barang bukti berupa rambut.

Jenis Tes DNA fingerprint

1. Polymerase Chain Reaction (PCR)

PCR dikembangkan dan hak patennya masih dimiliki oleh “Roche Moleculer System Inc & F. Hoffman- La Roche Ltd”.

Polymerases adalah enzim yang ada secara normal dalam tubuh makhluk hidup. Peran enzim tersebut adalah mengkopi materi genetik, meneliti dan mengkoreksi kopian dari DNA.

Setelah enzim melekat pada DNA, DNA dobel helix tersebut terbentuk dua singel strand DNA. Salah satu molekul DNA polimerase mengikat salah satu strand DNA, kemudian ikatan tersebut bergerak sepanjang strand dan kemudian mensintesis strand nukleotida dan setelah strand dikopi, dobel helix menutup kembali.

Proses pencampuran PCR mengikuti 3 tahapan yaitu:

1. Satu potong DNA original didenaturasi pada suhu 94-96oC, dobel helix strand dipisahkan menjadi single strand.

2. Primer mengikat masing-masing strand DNA pada suhu sekitar 50-65oC.

3. Suhu dinaikkan sampai 72oC untuk replikasi DNA.

2. STR (short tandem repeats)

STR adalah lokus DNA yang tersusun atas pengulangan 2-6 basa.

Dalam genom manusia dapat ditemukan pengulangan basa yang bervariasi jumlah dan jenisnya.

Identifikasi DNA dengan penanda STR merupakan salah satu prosedur tes DNA yang sangat sensitif karena penanda STR memiliki tingkat variasi yang tinggi baik antar lokus STR maupun antar individu.

3. Probe

Metode tes DNA yang dengan menggunakan kemampuan partikel emas berukuran nano untuk berikatan dengan DNA.

Metode ini ditemukan oleh dua orang ilmuwan Amerika Serikat yaitu Huixiang Li dan Lewis Rothberg.

Prinsip metode ini adalah mempergunakan untai pendek DNA yang disebut Probe yang telah diberi zat pendar.

Partikel emas berukuran nano dalam metode ini berperan dalam mengikat Probe yang tidak terhibridasi.

Keunggulan metode ini dibandingkan dengan metode konvensional adalah pada kecepatan dan harganya yang jauh lebih cepat dan murah dibandingkan metode elektroforesis DNA.

4. Tes Paternitas

Tes DNA untuk menentukan apakah seorang pria adalah ayah biologis dari seorang anak.

Tes paternitas membandingkan pola DNA anak dengan terduga ayah untuk memeriksa bukti pewarisan DNA yang menunjukkan kepastian adanya hubungan biologis.

5. Tes Maternitas

Tes maternitas adalah tes DNA untuk menentukan apakah seorang wanita adalah ibu biologis dari seorang anak.

Tes ini membandingkan pola DNA anak dengan terduga ibu untuk menentukan kecocokan DNA anak yang diwariskan dari terduga ibu.

Prosedur pemeriksaan DNA Fingerprint

Uji DNA Fingerprint adalah menunjukkan pekerjaan laboratorium yang mengikuti beberapa prosedur yang dilakukan melalui 6 tahapan, yaitu :

Tahap 1: Isolasi DNADNA harus diperoleh dari sel atau jaringan tubuh. Hanya dalam jumlah

sedikit jaringan seperti darah, rambut atau kulit yang bila perlu dapat dilakukan penggandaan dengan “Polimerase Chain Reaction” (PCR).

Tahap 2: Memotong, mengukur dan mensortirEnzim yang khusus disebut enzim restriksi digunakan untuk memotong

bagian-bagian tertentu. Potongan DNA disortir menurut ukuran dengan teknik penyaringan disebut “elektrophoresis”.

Tahap 3: Transfer DNA ke nylonDistribusi potongan DNA ditransfer pada sehelai nylon dengan

menempatkan nylon diatas gel dan direndam selama 1 malam.

Tahap 4 dan 5: ProbingDengan menambahkan radioaktiv atau pewarna probe pada sehelai

nylon menghasilkan DNA fingerprint, Setiap probe seperti batang pendek (pita) hanya 1 atau 2 tempat yang khas pada helaian nylon tersebut.

Tahap 6: DNA FingerprintTahapan akhir DNA fingerprint dibuat dengan menggunakan beberapa

probe (5-10 atau lebih) Biasanya menyerupai pita-pita DNA.

Daftar PustakaDaftar Pustaka http://phileaministry.org/?p=474 , PHILEA MINISTRY Interdenomination Good News Service http://biowidhi.wordpress.com/2008/04/16/dogma-central-genetika-molekuler, biowidhi wordpress ALL ABOUT MOLECULAR http://sciencebiotech.net/, SCIENCE BIOTECH http://substansigenetika.net/wp/tag/1-transkripsi/ , SUBSTANSI GENETIKA http://kumpulan.info/sehat/artikel-kesehatan/48-artikel-kesehatan/ , KUMPULAN INFO KESEHATAN Yuwono T , 2005 , Biologi Molekuler , Jakarta : Erlangga Suryo, 2008, Genetika Manusia, Yogyakarta : Gadjah Mada University Press

TERIMA KASIH