Dokumen tersebut membahas tentang replikasi dan ekspresi gen. Secara singkat: 1. Replikasi DNA diperlukan untuk menyalin informasi genetik ke generasi berikutnya. 2. Replikasi melibatkan pemisahan rangkaian DNA menjadi utas tunggal yang berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis rangkaian baru. 3. Ekspresi gen melibatkan transkripsi DNA menjadi mRNA dan translasi mRNA menjadi protein.

1. III. REPLIKASI & EKSPRESI GEN
 Fungsi/sifat gen: penyimpan informasi genetik
 Informasi genetik yg ada pd DNA hrs
dipertahankan atau diwariskan ke generasi
berikutnya.
 Pewarisan informasi dgn replikasi (sifat gen)
 Replikasi (penggadaan DNA): proses
pembentukan DNA baru berdasarkan molekul DNA
yg sudah ada
 Informasi genetik yg dikandungnya hrs dp
diekpresikan (sifat lain gen)

2. 11 jam
8 jam
4 jam
1 jam
Cell cycle

3. • DNA must be copied
• The DNA molecule produces 2 IDENTICAL
new complementary strands following the rules
of base pairing: A-T, G-C
• Each strand of the original DNA serves as a
template for the new strand

4. • Selama replikasi, pasangan-pasangan basa dapat
menjadi templates /cetakan untuk rangkaian DNA yg
baru.

5. • Tahap pertama : pemisahan rangkaian DNA
Tahapan Replikasi DNA:

6. • Tahap kedua :
– Setiap rangkaian berfungsi sbg cetakan yg dpt menentukan
urutan basa berdasarkan komplementari rangkaian

7. • Tahap ketiga :
– Nukleotida terhubung sebagai tulang punggung gula /fosfat
dari rangkaian baru. Setiap molekul DNA sekarang terdiri
atas satu rangkaian lama & satu rangkain yg baru.

8. Model DNA Replication

9. • Setiap molekul DNA yg selesai dlm replikasi memiliki
molekul yg identik dg induknya
• Model Konservatif : 2 utas ganda DNA scr bersama-
sama membentuk utas baru, shg dibentuk satu utas
ganda baru & satu utas ganda lama
• Model SemiKonservatif: setiap utas DNA menjadi
cetakan (template) utk pembentukan utas DNA baru,
shg akhir replikasi ditemukan 2 utas ganda (satu utas
baru dan satu utas lama)
• Model Dispersif: akan menghasilkan 2 utas ganda
baru, yg masing-masing terdiri utas lama & utas baru
yg disusun scr berselang-seling

10. DNA Replication
• Semiconservative Model
(Watson and Crick): 2
untaian DNA tetua terpisah
dan masing2 sbg tempelate
utk synthesis DNA yg baru.
Parental DNA
DNA Template
New DNA

11. Sintesis DNA akan terjadi jika utas ganda DNA terurai
menjadi 2 utas tunggal
 Utas tunggal sbg cetakan utk sintesis DNA baru
 Utas ganda dpt terurai menjadi utas tunggal pd daerah: titk
awal replikasi (ori)
 DNA yg ada ori yg dpt replikasi: replikon
 Penguraian utas ganda menjadi utas tunggal : enzim
Helikase
 Awal replikasi, Helikase menyisip pd ori , dr daerah ori utas
ganda terurai.
 Penguraian utas ganda menyebabkan tegangan pd utas
ganda diatasnya
 Tegangan tsb dikurangi oleh enzim Girase

12.  Setelah utas ganda DNA terurai, molekul RNA berukuran pendek
(primer) disintesis & menempel pd ujung 3” OH dr utas DNA sesuai aturan
Chargaff (G-C, A-T), dgn bantuan enzim RNA polimerase (primase)
 dari RNA primer, DNA disintesis dgn menggunakan cetakan utas DNA
yg sudah ada, dgn arah sistensis 5’P ke 3”OH & mengikuti aturan
Chargaff.
Sintesis DNA dr RNA primer dikatalisis oleh enzim DNA polimerase III
 DNA utas ganda yg diuraikan helikase menimbulkan bentuk garpu
 Utas tunggal dr penguraian utas ganda dipertahankan kestabilannya
oleh protein pengikat utas tunggal SSBP (single stranded binding protein)
Sintesis DNA mempunyai arah 5’ ke 3’, shg pd saat percabangan garpu
memanjang, salah satu utas akan disintesis DNA scr Kontinyu, dan utas
lain disintesis DNA Tidak Kontinyu

13.  Utas DNA sbg cetakan DNA utk sisntesis Kontinyu disebut utas
Leading, dan utk cetakan Tidak Kontinyu disebut utas Lagging
 Utas Lagging terdpt fragmen (potongan DNA)- fragmen Okazaki
 DNA polimerase I berfungsi: menghilangkan RNA primer &
mensisntesis DNA pd celah fragmen Okazaki
 Kedua potongan DNA yd berdekatan disambungkan oleh enzim Ligase

17. Ekspresi Gen
Yi : proses penentuan sifat dr suatu organisme oleh gen
 Ada 2 tahap ekspresi gen : Transkripsi dan translasi
 Transkripsi terjadi di nukleus & Translasi di Sitoplasma

18. DNA Transcription
• DNA dpt membuka
sendiri (“unzip”) &
RNA nucleotides
berhubungan dgn
DNA strand.
• DNA & RNA
dibentuk dr
NUCLEOTIDES &
disebut NUCLEIC
acids.

19.  Transkripsi : proses pembentukan molekul RNA dgn
menggunakan DNA sbgi cetakan (template)
 Tdk semua DNA ditranskripsikan, ttp hanya bagian
tertentu
 Bagian tertentu (unit dari DNA) disebut Gen
 Keseluruhan DNA (gen atau sekuensi DNA bukan
penyandi = non coding) yg dikandung oleh organisme
disebut GENOM

20.  Ruas DNA yg akan ditranskripsi dibatasi oleh Promotor
& Terminator
 Hanya satu utas DNA yg digunakan sbg cetakan utk
sintesis RNA
 Utas cetakan disebut template & utas lain sbg
pendamping
 Transkripsi : 3 jenis RNA (mRNA, tRNA, rRNA). Hanya
mRNA yg diterjemahkan menjadi protein
DNA
RNA
RNA
RNA
RNA

21.  tRNA ; pembawa asam amino yg akan dirangkaikan
menjadi polipeptida
 rRNA : molekul penyusun ribosom
Transkripsi dikatalisis oleh transkriptase (RNA polimerase)
 Pada eukaryote, ada 3 jenis RNA polimerase :
- RNA polimerase I: fungsi mengkatalisis rRNA
- RNA polimerase II : mengkatalisis sintesis tRNA
- RNA polimerase III: mengkatalisis sintesis mRNA
 Enzim RNA polimerase lengkap disebut Holoenzim,
tersusun dr enzim inti & Faktor transkripsi
 transkripsi ada 3 tahap: inisiasi sisntesis RNA,
pemanjangan (elongasi) RNA, & terminasi sintesis RNA

22. Holoenzim RNA polimerase (BM 480 kD)
----------------------------------------------------------------------------------------
Sub unit Gen Fungsi
----------------------------------------------------------------------------------------
Enzim inti:
α rpoA penempelan promotor
Β rpoB penempelan nukleutida
β΄ rpoC penempelan cetakan
ω ?
Faktor transkripsi
σ rpoD Inisiasi transkripsi
NusA Elongasi RNA
ρ terminasi

23.  Tahap Inisiasi
- RNA polimerase (faktor sigma) menempel pd mol DNA
- DNA terurai menjadi utas tunggal
- Nukleutida pertama ditempatkan didepan utas cetakan & disintesis
nukleutida berikutnya sesuai utas cetakan
- Daerah/situs peletakan nukleutida pertamasitus inisiasi
- Setelah terbentuk rangkaian RNA 2-9 nukleutida, faktor sigma keluar
kompleks enzim inti
 Promotor: situs yg dikenali pertama oleh RNA polimerase sbg tempat
penempelannya
 Promotor : sekuensi DNA sekitar 40 bp, terletak sbelum mulai
transkripsi
 Kode +1 : nukleutida pertama disintesis
 Kotak Pribnow (TTG...) daerah peringatan RNA polimerase utk mulai
transkripsi (pd Prokaryotik)- (daerah -35 - -30)
 Kotak TATA (Goldberg-Hohness) (daerah -30) pd Eukaryotik

24.  Tahap Elongasi
- Dilakukan oleh faktor NusA
- Ribonukleotida tumbuh membentuk hibrid DNA/RNA
- RNA polimerase bergerak terus sepanjang DNA, sambil memisahkan
utas DNA
- RNA polimerase menutupi DNA sepanjang 60 bp
- RNA berpisah dgn utas DNA
 Tahap terminasi
- RNA polimerase tdk mampu menempelkan ribonukleutida pd RNA yg
telah terbentuk
- Faktor rho menggantikan NusA
- RNA polimerase dan RNA dibebaskan dr DNA
- DNA membentuk utas ganda kembali

27. DNA Translation
• Sel menggunakan
informasi dr
“messenger” RNA
utk memproduksi
proteins

28.  Translasi : as amino dirangkaikan dg amino lain utk
membentuk polipeptida (protein)
 jenis amino tergantung urutan nukleotida pd mRNA
 mRNA sbg cetakan utk sintesis protein
 mRNA merupakan rangkaian kodon yg dibaca oleh
ribosom
 Kodon berpasangan dgn antikodon pd tRNA
 Translasi berlangsung dr kodon awal smpai kodon akhir
 hanya ada 1 kodol awal AUG (menyandi Metionin) dan 3
kodon akhir (UAA, UAG, UGA)

29. • 3 Nucleotides = a triplet or CODON
(mengcode utk specific AMINO ACID)
• AMINO ACIDS membentuk proteins.

30. The 20 Amino Acids

31. Tahapan Translasi :
 Tahap Inisiasi :
- ribosom menempel pd mRNA pd daerah spesifik
- Ribosom mempunyai 2 situs (P=peptidil dan A=aminoasil)
- bila ribosom ketemu kodol awal (AUG), tRNA bawa
metionil & masuk ke situs P
- Sesuai dgn kodon, tRNA bawa amino & masuk situs A
 Tahap elongasi:
- dimulai bila ribosom bergerak ke arah 3’OH
- tRNA pd situs P keluar sambil memindahkan amino yg berasal dr A
- A kosong, & selanjutnya diisi kembali oleh tRNA yg bawa amino lain
- Proses terus berjalan sepanjang mRNA sambil merangkai amino

32. Tahapan Translasi :
 Tahap terminasi :
- ribosom bertemu dgn kodon akhir
- sintesis protein berakhir
- Ribosom berpisah dr mRNA

33. Sandi genetik (kodon)
U C A G
U UUU Phe UCU Ser UAU Try UGU Cys U
UUC UCC UAC UGC C
UUA Leu UCA UAA Stop UGA Stop A
UUG UCG UAG UGG Stop G
C U
C
A
G
A U
C
A
G
G U
C
A
G

34. Transcription/Translation Quiz
1. Why is transcription necessary?
2. Describe transcription.
3. Why is translation necessary?
4. Describe translation.
5. What are the main differences
between DNA and RNA.
6. Using the chart on page 303,
identify the amino acids coded for by
these codons:
UGGCAGUGC

35. 1. Mengapa diperlukan transkripsi?
Transcription untuk membuat messenger RNA
(mRNA) sbg cetakan utk membentuk yg
disimpan pd ribosomes dlm cytoplasm.
2. Jelaskan proses transcription.
RNA polymerase terikat pd DNA, untaian
terpisah, kemudian menggunakan satu
untaian sbg tempelate utk menyusun mRNA.
3. Mengapa translasi diperlukan?
untuk membentuk asam amino dan
selanjutnya secara bersama-sama dgn
peptida membentuk protein.

36. 4. Jelaskan apa itu translasi
Sel menggunakan informasi dr mRNA
utk memproduksi proteins.
5. Apa perbedaan DNA & RNA.
DNA has deoxyribose, RNA has ribose;
DNA has 2 strands, RNA has one strand;
DNA has thymine, RNA has uracil.
6. Using the chart on page 303, identify the
amino acids coded for by these codons:
UGGCAGUGC
tryptophan-glutamine-cysteine

37. AMAZING DNA FACTS…
• DNA from a single human
cell extends in a single
thread for almost 2 meters
long!!!
• It contains information
equal to some 600,000
printed pages of 500 words
each!!!
(a library of about 1,000 books)

38. LET’S REVIEW DNA…
LM p.44
1. List the conclusions Griffith & Avery,
Hershey & Chase drew from their
experiments.
2. Summarize the relationship between
genes & DNA.
3. Describe the overall structure of the
DNA molecule.
4. What are the 4 kinds of bases?

39. 1. Why is replication necessary?
2. When does replication occur?
3. Describe how replication works.
4. Use the complementary rule to
create the complementary
strand:
A---?
G---?
C---?
T---?
A---?
G---?
A---?
G---?
C---?
A---?
G---?
T---?
Replication Quiz

40. 1. Why is replication necessary?
So both new cells will have the correct
DNA
2. When does replication occur?
During interphase (S phase).
3. Describe how replication works.
Enzymes unzip DNA and complementary
nucleotides join each original strand.
4. Use the complementary rule to
create the complementary strand:
A---T
G---C
C---G
T---A
A---T
G---C
A---T
G---C
C---G
A---T
G---C
T---A
Replication Quiz

41. Amino Acids Grouped by Characteristics
Group Characteristic
Amino Acid
Name
Abrev. Letter Structure
Hydrophobic
Non-Polar
Alanine Ala A
Valine Val V
Leucine Leu L
Isoleucine Ile I
Proline Pro P
Methionine Met M
Phenylalanine Phe F
Tryptophan Trp W
Hydrophilic
Polar
Glycine Gly G