bab 3 Substansi genetik
BAB 3
SUBSTANSI GENETIK
Standar Kompetensi:
• memahami penerapan konsep dasar dan prinsipprinsip hereditas serta implikasinya pada
salingtemas
Kompetensi Dasar:
• menjelaskan konsep gen, DNA, dan kromosom
• menjelaskan hubungan gen (DNA)-RNApolipeptida dan proses sintesis protein
DNA (Deoxyribonucleic Acid)
Pengertian: suatu polimer yang disusun oleh unit-unit
nukleotida yang tersusun berulang-ulang.
Suatu nukleotida tersusun atas:
•Gula deoksiribosa
•Basa nitrogen, yaitu purin dan pirimidin.
Purin terdiri atas Adenin (A), dan Guanin (G).
Pirimidin terdiri atas Timin (T), Sitosin (C)
•Asam fosfat dapat berjumlah satu (mono), dua (di), atau tiga (tri).
Satu nukleotida
DNA
Model DNA Double Helix (Watson & Crick)
berupa
pita spiral yang saling berpilin
Utas ganda DNA: dua rantai polinukleotida yang saling berpilin.
Strukturnya meliputi:
•Gugus gula fosfat merupakan kerangka dari molekul dan terdapat
pada bagian luar.
•Basa nitrogen pada untaian nukleotida berikatan pada basa nitrogen
untaian lainnya. Ikatan antarbasa nitrogen adalah ikatan hidrogen.
•Basa nitrogen purin akan berikatan dengan basa nitrogen pirimidin.
G (guanin) akan selalu berikatan dengan C (sitosin).
A (adenin) akan selalu berikatan dengan T (timin).
DNA
DNA
Fungsi DNA
Mewariskan informasi genetik
dari generasi ke generasi.
Sintesis protein
Replikasi DNA
prosesnya
1. Ikatan hidrogen antara basa-basa terhidrolisis oleh enzim
helikase, lalu terjadi pemisahan pasangan dua pita DNA.
2. Masing-masing pita DNA induk mempersiapkan diri sebagai
cetakan (template) dan menentukan urutan nukleotida yang
akan disusun sepanjang rantai komplemen dengan
dikatalisir oleh enzim DNA polimerase.
3. Nukleotida-nukleotida akan dihubungkan satu sama lain
membentuk kerangka gula fosfat untuk pita DNA yang baru.
Setiap kembaran pita molekul DNA yang baru, akan terdiri
atas satu pita induk dan satu pita komplemen yang baru.
DNA
Tiga hipotesis Replikasi DNA
Konservatif
Semi-konservatif
Dispersif
RNA (Ribonucleic Acid)
Pengertian: suatu polimer yang disusun oleh unit-unit
nukleotida yang tersusun berulang-ulang. Molekulnya
dapat berbentuk pita tunggal atau pita ganda yang lurus.
Suatu nukleotida tersusun atas:
•Gula ribosa
•Basa nitrogen, yaitu purin dan pirimidin.
Purin terdiri atas Adenin (A), dan Guanin (G).
Pirimidin terdiri atas Urasil (U), Sitosin (C)
•Asam fosfat dapat berjumlah satu (mono), dua (di), atau tiga (tri).
Satu nukleotida
RNA
Ada 2 macam RNA:
1. RNA genetik, hanya dimiliki oleh organisme tertentu yang tidak
memiliki DNA.
fungsi: sebagai pewaris sifat dan sintesis protein.
2. RNA non genetik, terdapat pada organisme yang memiliki DNA
sebagai pewaris sifat.
Ada tiga macam:
a. mRNA membawa kode genetik ke ribosom
b. rRNA komponen utama ribosom
c. tRNA membawa asam amino ke ribosom
Gen
Gen
Pengertian: segmen DNA yang menentukan sifat suatu
organisme karena di dalamnya tersimpan informasi
genetik berupa enzim atau protein.
Tersimpan sebagai urutan basa nitrogen pada molekul
DNA yang dibatasi oleh promotor dan terminator.
Pada kromosom,
tersimpan dalam
lokus.
Tempat dimulainya proses transkripsi
DNA dan sintesis protein.
Tempat berakhirnya proses transkripsi
DNA dan sintesis protein.
Kromosom
Asal kata: kroma (warna)
dan soma (badan).
Kromosom: badan yang
mudah menyerap warna.
Kromosom dapat dilihat
ketika sel aktif membelah
(kondensasi DNA).
Kromosom eukariot
tersusun atas DNA
dan protein
(histon dan non histon).
Kromosom
Kromosom mempunyai sentromer dan lengan
Sentromer memiliki kinetokor: tempat
perlekatan benang gelondong selama
pembelahan inti.
Lengan, badan utama dari kromosom.
Di dalam lengan inilah tersimpan struktur
kompleks dari kromosom, yaitu kondensasi
dan terkemasnya kromatin.
Lengan kromosom mengandung:
1. satelit, merupakan bagian yang bulat di
ujung kromosom.
2. telomer, yaitu ujung-ujung kromosom yang
menghalang-halangi bergabungnya kromosom
yang satu dengan lainnya.
Sintesis Protein (Ekspresi Gen)
Pengertian: proses penerjemahan informasi gen yang berisi
enzim atau protein yang diinginkan menjadi enzim atau protein
tersebut.
Tahapannya:
•transfer informasi genetik dari
DNA ke RNA (transkripsi).
•penerjemahan informasi
genetik yang terdapat
pada mRNA ke dalam
polipeptida (translasi).
Transkripsi
Tahap mekanisme transkripsi.
a. Enzim polimerase melekat
pada molekul DNA sehingga
sebagian untai ganda DNA
membuka.
b. Akibatnya, basa nitrogen
pada salah satu pita menjadi
bebas. Kemudian, segera
terbentuk RNA hasil
cetakannya.
c. Enzim polimerase terus
membantu pembentukan RNA
dari salah satu pita DNA. Proses
ini terjadi di dalam nukleus.
d. Akhirnya, hasil transkripsi
dari cetakan DNA yang telah
selesai dikeluarkan dari nukleus
menuju sitoplasma.
Translasi
Translasi adalah tahap penerjemahan kode oleh tRNA berupa urutan asam
amino yang dikehendaki. Tahap translasi dapat dibagi menjadi tiga tahap
utama, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Berikut merupakan tahap
mekanisme translasi.
1. Inisiasi, ribosom mulai membaca mRNA pada start kodon (AUG) yang
hanya dikenali oleh tRNA inisiator.
Translasi
2. Elongasi, selama tahap ini, kompleks, terdiri dari asam amino yang dihubungkan
dengan tRNA, berurutan mengikat kodon yang sesuai dalam mRNA dengan
membentuk pasangan basa komplementer dengan antikodon tRNA. Ribosom
bergerak dari kodon ke kodon sepanjang mRNA. Asam amino ditambahkan satu per
satu, diterjemahkan ke dalam urutan polipeptida.
Translasi
3. Terminasi, proses penerjemahan berlanjut sampai ribosom mencapai stop
kodon (UAA, UAG, UGA). Hal ini mengakhiri terjemahan dan melepaskan
polipeptida lengkap dari ribosom.
SUBSTANSI GENETIK
Standar Kompetensi:
• memahami penerapan konsep dasar dan prinsipprinsip hereditas serta implikasinya pada
salingtemas
Kompetensi Dasar:
• menjelaskan konsep gen, DNA, dan kromosom
• menjelaskan hubungan gen (DNA)-RNApolipeptida dan proses sintesis protein
DNA (Deoxyribonucleic Acid)
Pengertian: suatu polimer yang disusun oleh unit-unit
nukleotida yang tersusun berulang-ulang.
Suatu nukleotida tersusun atas:
•Gula deoksiribosa
•Basa nitrogen, yaitu purin dan pirimidin.
Purin terdiri atas Adenin (A), dan Guanin (G).
Pirimidin terdiri atas Timin (T), Sitosin (C)
•Asam fosfat dapat berjumlah satu (mono), dua (di), atau tiga (tri).
Satu nukleotida
DNA
Model DNA Double Helix (Watson & Crick)
berupa
pita spiral yang saling berpilin
Utas ganda DNA: dua rantai polinukleotida yang saling berpilin.
Strukturnya meliputi:
•Gugus gula fosfat merupakan kerangka dari molekul dan terdapat
pada bagian luar.
•Basa nitrogen pada untaian nukleotida berikatan pada basa nitrogen
untaian lainnya. Ikatan antarbasa nitrogen adalah ikatan hidrogen.
•Basa nitrogen purin akan berikatan dengan basa nitrogen pirimidin.
G (guanin) akan selalu berikatan dengan C (sitosin).
A (adenin) akan selalu berikatan dengan T (timin).
DNA
DNA
Fungsi DNA
Mewariskan informasi genetik
dari generasi ke generasi.
Sintesis protein
Replikasi DNA
prosesnya
1. Ikatan hidrogen antara basa-basa terhidrolisis oleh enzim
helikase, lalu terjadi pemisahan pasangan dua pita DNA.
2. Masing-masing pita DNA induk mempersiapkan diri sebagai
cetakan (template) dan menentukan urutan nukleotida yang
akan disusun sepanjang rantai komplemen dengan
dikatalisir oleh enzim DNA polimerase.
3. Nukleotida-nukleotida akan dihubungkan satu sama lain
membentuk kerangka gula fosfat untuk pita DNA yang baru.
Setiap kembaran pita molekul DNA yang baru, akan terdiri
atas satu pita induk dan satu pita komplemen yang baru.
DNA
Tiga hipotesis Replikasi DNA
Konservatif
Semi-konservatif
Dispersif
RNA (Ribonucleic Acid)
Pengertian: suatu polimer yang disusun oleh unit-unit
nukleotida yang tersusun berulang-ulang. Molekulnya
dapat berbentuk pita tunggal atau pita ganda yang lurus.
Suatu nukleotida tersusun atas:
•Gula ribosa
•Basa nitrogen, yaitu purin dan pirimidin.
Purin terdiri atas Adenin (A), dan Guanin (G).
Pirimidin terdiri atas Urasil (U), Sitosin (C)
•Asam fosfat dapat berjumlah satu (mono), dua (di), atau tiga (tri).
Satu nukleotida
RNA
Ada 2 macam RNA:
1. RNA genetik, hanya dimiliki oleh organisme tertentu yang tidak
memiliki DNA.
fungsi: sebagai pewaris sifat dan sintesis protein.
2. RNA non genetik, terdapat pada organisme yang memiliki DNA
sebagai pewaris sifat.
Ada tiga macam:
a. mRNA membawa kode genetik ke ribosom
b. rRNA komponen utama ribosom
c. tRNA membawa asam amino ke ribosom
Gen
Gen
Pengertian: segmen DNA yang menentukan sifat suatu
organisme karena di dalamnya tersimpan informasi
genetik berupa enzim atau protein.
Tersimpan sebagai urutan basa nitrogen pada molekul
DNA yang dibatasi oleh promotor dan terminator.
Pada kromosom,
tersimpan dalam
lokus.
Tempat dimulainya proses transkripsi
DNA dan sintesis protein.
Tempat berakhirnya proses transkripsi
DNA dan sintesis protein.
Kromosom
Asal kata: kroma (warna)
dan soma (badan).
Kromosom: badan yang
mudah menyerap warna.
Kromosom dapat dilihat
ketika sel aktif membelah
(kondensasi DNA).
Kromosom eukariot
tersusun atas DNA
dan protein
(histon dan non histon).
Kromosom
Kromosom mempunyai sentromer dan lengan
Sentromer memiliki kinetokor: tempat
perlekatan benang gelondong selama
pembelahan inti.
Lengan, badan utama dari kromosom.
Di dalam lengan inilah tersimpan struktur
kompleks dari kromosom, yaitu kondensasi
dan terkemasnya kromatin.
Lengan kromosom mengandung:
1. satelit, merupakan bagian yang bulat di
ujung kromosom.
2. telomer, yaitu ujung-ujung kromosom yang
menghalang-halangi bergabungnya kromosom
yang satu dengan lainnya.
Sintesis Protein (Ekspresi Gen)
Pengertian: proses penerjemahan informasi gen yang berisi
enzim atau protein yang diinginkan menjadi enzim atau protein
tersebut.
Tahapannya:
•transfer informasi genetik dari
DNA ke RNA (transkripsi).
•penerjemahan informasi
genetik yang terdapat
pada mRNA ke dalam
polipeptida (translasi).
Transkripsi
Tahap mekanisme transkripsi.
a. Enzim polimerase melekat
pada molekul DNA sehingga
sebagian untai ganda DNA
membuka.
b. Akibatnya, basa nitrogen
pada salah satu pita menjadi
bebas. Kemudian, segera
terbentuk RNA hasil
cetakannya.
c. Enzim polimerase terus
membantu pembentukan RNA
dari salah satu pita DNA. Proses
ini terjadi di dalam nukleus.
d. Akhirnya, hasil transkripsi
dari cetakan DNA yang telah
selesai dikeluarkan dari nukleus
menuju sitoplasma.
Translasi
Translasi adalah tahap penerjemahan kode oleh tRNA berupa urutan asam
amino yang dikehendaki. Tahap translasi dapat dibagi menjadi tiga tahap
utama, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Berikut merupakan tahap
mekanisme translasi.
1. Inisiasi, ribosom mulai membaca mRNA pada start kodon (AUG) yang
hanya dikenali oleh tRNA inisiator.
Translasi
2. Elongasi, selama tahap ini, kompleks, terdiri dari asam amino yang dihubungkan
dengan tRNA, berurutan mengikat kodon yang sesuai dalam mRNA dengan
membentuk pasangan basa komplementer dengan antikodon tRNA. Ribosom
bergerak dari kodon ke kodon sepanjang mRNA. Asam amino ditambahkan satu per
satu, diterjemahkan ke dalam urutan polipeptida.
Translasi
3. Terminasi, proses penerjemahan berlanjut sampai ribosom mencapai stop
kodon (UAA, UAG, UGA). Hal ini mengakhiri terjemahan dan melepaskan
polipeptida lengkap dari ribosom.