BAHAN GENETIK SITOPLASMA - from ordinary people · PDF fileLeluhur mitokondria sama dengan bakteri. Suharsono. 2005. BTK505. IPB Proses biosintesis protein di dalam sel ... (pada β,

Suharsono. 2005. BTK505. IPB

BAHAN GENETIK SITOPLASMA

Bahan genetikKromosom

Bahan genetikekstrakromosom

Prokaryot:Plasmid

Bahan genetiksitoplasma

Eukaryot:MitokondriaKloroplast

Ekstrakromosom


Sel


Asal-usul Eukaryot

•Endosimbiosis antara prokaryot anaerobi (mitokondria/ kloroplast) danprokaryot aerobi


Proses evolusi organel



Makanan dan pemanenanenergi

Katabolisme: 3 tahap dari makanan ke

limbah1.Pemecahan molekul besar

menjadi subunit yang lebihkecil saluran pencernaan

2. Pemecahan subunit kecilmenjadi asetil Co-A (+ATP, NADH) glikolisis di dalamsel (sitoplasma)

3.Oksidasi asetil Co-A menjadiH2O dan CO2 (+ATP) siklus asam sitrat dantransport elektron di dalammitokondria


Glikolisis

Sitosol

Mitokondria


Pemrosesan molekul di dalam mitokondria

Sitosol


Fosforilasi oksidatif


Mitokondria

Kesamaan dengan prokaryot

1. Bentuk dan ukuran2. DNA: sirkuler (walaupun tidak semuanya)3. Sintesis protein:

-Ribosom 70s-Inhibitor (antibiotik)

4. Reproduksi: pembelahan biner5. Respirasi

Pelomyxa palustris: di dalam sitoplasma terdapat bakteriaerobi untuk melakukan metabolisme oksidatif

Leluhur mitokondria sama dengan bakteri


Proses biosintesis protein di dalam sel

Sitosol


Biosintesis protein mitokondria dan kloroplast

RNA

α-amanitin

Protein prekursor

Cycloheximide

DNA RNA

DNA RNA

Protein

Etidium/Acridine Kloramfenikol, Eritromisin,Tetrasiklin

Situs aksi inhibitor

Inti sel

Kloroplast/Mitokondria


Biosintesis polipeptida di mitokondria

Sitosol


Kompleks polipeptida yang penting

1. NADH-CoQ reductaseCoQ = Coenzim Q = ubiquinon

Membran dalam

2. Succinate-CoQ reductase3. Cytochrome c reductase4. Cytochrome oxidase5. Fo ATP synthetase (5 (khamir) s/d 9 subunit (sapi))

MatriksF1 ATP synthetase-5 polipeptida (α3, β3, γ, δ, ε)-Situs penempelan nukleotida (pada β, atau antara α dan β)-Situs penempelan MgATP, Mg2+, Pi1, 3, 4, 5 terlibat dalam translokasi proton


Gen yang ada di mitokondria

Penyandi Tanaman Khamir

RNA stabil rRNA 26s, 18s, 5s (semua) 21s, 15s (semua) tRNA 30 (semua) 30 (semua)

Protein

NADH dehidrogenase subunit 1 (nadh1) subunit 2 s/d 7 (?) ?

ATP sintetase (10 subunit)

subunit a (atpA) subunit 6 (atp6) subunit 9 (atp9)

subunit 6 (atp6) subunit 8 (atp8) subunit 9 (atp9)

Cytochrome c oxidase (9 subunit)

subunit I (coxI) subunit II (coxII) subunit III (coxIII)

subunit I (coxI) subunit II (coxII) subunit III (coxIII)

Ubiquinol cytochrome c reductase (Cytochrome b/c1) (9 subunit)

cytochrome b (cob) Apocytochrome b

Protein ribosomal 1 protein subunit kecil 33 protein subunit kecil 38 protein subunit besar

Kloroplast jagung: 16 rRNA, tRNA, LSU rubisco -


Protein di mitokondria yang disandi gen yang ada di intiLokasi di mitokondria Polipeptida

F1 ATPase: sub unit α (kecuali tanaman), β, γ

Carbamyl phosphate synthetaseMn2+-superoxyde dismutase

Matriks RNA polymeraseProtein ribosomCitrat synthetase & enzim-enzim siklus asam sitratOrnithine transcarbamylaseCytochrome c1Sub unit V cytochrome b/c1

Membran dalam Transporter ADP-ATPCytochrome c oxydase: su IV, V, VI, VIIProteolipid kompleks Fo-ATPaseCytochrome c

Ruang antar membran Cytochrome c peroxydaseCytochrome b2

Membran luar Porin


Pewarisan sifat yang disandi oleh gen mitokondria

- Tidak mengikuti hukum Mendel (non mendelian inheritance)

- Melalui sitoplasma- Uniparental (umumnya)- Melalui induk betina (maternal

inheritance) misalnya: tanaman CMS- Khusus khamir (yeast): biparental,misalnya: perkawinan khamir normal x “petite”


Siklus hidup khamir (Saccharomyces cerevisiae)

n n

n

n

n

n

Askus

Meiosis n Spora α

Mitosis Mitosis

Sporulasi(kekurangan N)

Spora2n

2nSel vegetatifdiploidn

Sel vegetatif a

nSel vegetatif α

nSpora a


Pewarisan bahan sitoplasma pada khamir

Mt normal

Mt petite

Meiosis

Zigot diploid

A (haploid) B (haploid)


Mitosis

MitosisMitosis

Normal Normal Normal Petite

Mitokondria didistribusikansecara acak kepada selanak


Mutan petite• B. Ephrussi (1940)• Pertumbuhan lambat, koloni kecil (petite)• Tidak mampu melakukan fosforilasi oksidatif• Energi diperoleh dari fermentasi glukosa menjadi etanol• Mutasi terjadi pada DNA inti (pet) menghasilkan petite

nuklir (inti) atau pada DNA mitokondria (rho- atau ρ-)• Pewarisan pet mengikuti hukum mendel, pewarisan ρ-

tidak mengikuti hukum mendel


Pewarisan sifat petite

pet + ρ- ρ- ρ+ρ+

pet+ ρ+

ρ-ρ+

ρ-

pet pet + + ρ+ ρ+ ρ+ ρ+ ρ- ρ- ρ- ρ-

Petite nuklir Petite netral Petite supresifSegregasi Mendelian2 mutan : 2 liar

Segregasi non-mendelian4 liar : 0 mutan

Segregasi non-mendelian0 liar : 4 mutan

Hipotesis:1. Petite netral kehilangan sebagian besar mtDNA, sedangkan petite

supresif mengalami perubahan (atau kehilangan) sedikit mtDNA.2. Replikasi mtDNA petite supresif lebih cepat daripada tipe liar sehingga

pembelahan mitokondria petite supresif juga lebih cepat.


Mitokondria manusia

Utas L ：８ｔRNAUtas H ：

•ｒRNA (12s, 16ｓ）•１４ｔRNA•１１ｍRNA (SU I, II, III Cyt c oxidase ；SU 6 F1-ATPase；７SU NADH-CoQ reduktase dan Cyt b)

•2 situs inisiasi transkripsi•Transkrip I: sbl tRNA Phe - stl rRNA 16s•Transkrip II: rRNA 12s - seluruh mtDNA•Transkrip I 10x> transkrip II rRNA sangat banyak


Importasi protein ke mitokondria (organel)


Peptida signal

Transportasi protein ke ruang antar membran Pemotongan protein di ruang antar membran

Heliks α

Linier


Importasi protein ke dalam kloroplast


Kloroplast

Klorofil



Perbandingan mitokondria dan kloroplas dalam sintesis ATP

Documents

BAHAN GENETIK SITOPLASMA - from ordinary people · PDF fileLeluhur mitokondria sama dengan bakteri. Suharsono. 2005. BTK505. IPB Proses biosintesis protein di dalam sel ... (pada β,