Genetika dan biologi

1. GENETIKA DAN BIOLOGI
MOLEKULER
MIKROORGANISME
Oleh :
dr. Ishak Lewi Ndaumanu
dr. Surti Wulan Kharisma
dr. Yulius Hermanto
dr. Fini Meirisa Alnaz
dr. M. Razak Sudarman
dr. Yudi Purnama Nugraha
dr. Andrea Nistiana
dr. Era Yulian Ineka

2.  Menjelaskan dan menganalisis hereditas, atau
ketetapan dan perubahan berbagai fungsi fisiologis
yang membentuk sifat organisme.
 Mikrobiologi molekular mempelajari interaksi antar
berbagai sistem sel mikroorganisme, termasuk
hubungan antara DNA, RNA dan biosintesis protein
serta regulasi dari interaksi tersebut
GENETIKA

3. • Sel memiliki nukleus, pada inti sel terdapat jalinan
seperti benang halus yang disebut kromosom.
Kromosom inilah yang merupakan pembawa sifat
keturunan.
• Di sepanjang kromosom terdapat gen yang
merupakan penentu sifat keturunan suatu makhluk
hidup. Jadi baik kromosom maupun gen sama
pentingnya dalam penurunan sifat.
Gen & Kromosom

4. Berdasarkan fungsinya, kromosom dibedakan
menjadi dua tipe, yaitu:
1. Kromosom Tubuh (Autosom) Yaitu kromosom yang
menentukan ciri-ciri tubuh.
2. Kromosom Kelamin (Gonosom) , mrpk kromosom
yang menentukan jenis kelamin pada individu jantan
atau betina.
Gen & Kromosom

5. Penurunan sifat organisme termasuk mikroorganisme termasuk virus melalui
DNA atau RNA pada virus

6.  DNA : persenyawaan kimia yang membawa
informasi genetik dari suatu generasi ke
generasi berikutnya.
 Struktur kimia DNA terdiri atas tiga
komponen dasar:
a. gugus gula
(deoksiribosa)
b. asam fosfat
c. basa nitrogen  terdiri dari 2jenis:
purin (adenin & guanin)
pirimidin (sitosin & timin)
DNA (Deoxyribo Nucleic Acid)

7. PERBEDAAN DNA & RNA
Perbedaan DNA RNA
Gula Deoksiribosa Ribosa
Basa
pirimidin
Timin Urasil
Bentuk Rantai ganda
(double helix),
rantai panjang,
terpilin
Rantai tunggal,
pendek, tidak
terpilin

8.  Eukariot
 DNA berada dalam inti sel dan RNA di sitoplasma
 Prokariot
 DNA dan RNA berada di sitoplasma
 DNA terpilin dan tersusun dalam kromosom
 Virus
 Tidak tersusun kompak dalam kromosom, tetapi bisa dalam
bentuk teruntai, terlipat, dan segmental
 Berutas ganda maupun tunggal
DNA dan RNA

9. Aliran informasi genetik mengikuti dogma sentral.
Dikenal 3 proses pada dogma sentral, yaitu :
1. Replikasi
2. Transkripsi
3. Translasi
ALIRAN INFORMASI GENETIK

11. Replikasi yaitu proses penggandaan bahan informasi
genetik.
Pada replikasi DNA, satu molekul DNA heliks ganda
dikonversi menjadi dua molekul anak yang identik.
Proses replikasi melibatkan enzim-enzim :
1. REPLIKASI
Enzim helikase
Enzim single strand binding
Enzim DNA polimerase III
Enzim DNA polimerase I

12. REPLIKASI
DNA

13. Transkripsi yaitu proses sintesis mRNA dengan menggunakan
DNA sebagai cetakan.
Terdapat 3 jenis RNA, yaitu :
a. messenger RNA (mRNA)  RNA pembawa pesan,
membawa informasi yg dikode (kode genetik) dari
kromosom yang ada di inti sel (nukleus) ke sitoplasma.
b. transfer RNA (tRNA)  terdapat di sitoplasma, berfungsi
untuk mengikat asam amino yang terdapat di sitoplasma,
kemudian membawanya ke ribosom.
c. ribosomal RNA (rRNA)  terdapat di ribosom, berfungsi
untuk mensintesis protein dari asam amino.
Proses transkripsi memerlukan enzim RNA polimerase yg
berfungsi untuk mengkatalisis pembentukan rantai mRNA dari
cetakan DNA.
2. TRANSKRIPSI

14. TRANSKRIPSI

15.  Translasi yaitu proses penerjemahan kode genetik pada mRNA
menjadi urutan asam amino dalam sintesis protein.
 Terjadi proses penerjemahan bahasa asam nukleat pada mRNA
yg disebut kodon sebagai bahasa protein. Kodon adalah
kelompok tiga nukleotida (triplet). Setiap kodon mengkode
asam amino tertentu.
 Proses translasi berlangsung pada tapak translasi pada ribosom.
Terdapat 3 tapak aktif untuk berlangsungnya proses translasi,
yaitu tapak A (Amino), tapak P(peptidil), dan tapak E (exit).
3. TRANSLASI

16. tRNA mengalami aktivasi dengan asam amino pertama yg disebut
aminoasil tRNA yg membawa antikodon UAC  aminoasil tRNA
masuk ke tapak P dan berinteraksi dg kodon start AUG
3. TRANSLASI
Terikatnya aminoasil tRNA yg membawa antikodon komplementer
dg kodon pada mRNA  proses pemanjangan rantai polipeptida
dimulai.
Aminoasil tRNA pada tapak P bergerak ke arah ujung 3’ mRNA dan
memasuki tapak E dan tidak lagi bermuatan.
Terjadi proses terminasi translasi karena aminoasil tidak bisa terikat
pada kodon STOP serta tidak mempunyai tRNA dg antikodon yg
komplementer dg kodon STOP. Selain itu, proses translasi dapat
berhenti karena adanya protein faktor pelepas (Release FactorRF-1
dan RF-2).

17. TRANSLASI

18.  Bakteri dapat memindahkan DNA ke bakteri yang lain
melalui 3 cara :
 TRANSFORMASI
 TRANSDUKSI
 KONJUGASI
 Sel asal yang memindahkan DNA disebut
DONOR, sedangkan sel yang menerima
DNA disebut RESIPIEN
 DNA donor akan bergabung dengan DNA
resipien sehingga terjadi rekombinasi
TRANSFER DNA

19. Perpindahan DNA

20.  Potongan DNA dilepaskan dari bakteri donor
kemudian langsung diambil dari lingkungan
ekstrasel oleh bakteri resipien
 Rekombinasi terjadi antara molekul tunggal
transforming DNA dan khromosom bakteri
resipien
 Agar aktif pada transformasi, molekul DNA paling
sedikit 500 nukleotida, dan aktivitas
transformasi dihancurkan secara cepat dengan
memberikan deoksribonuklease pada DNA
TRANSFORMASI

22. Transformasi
Kegunaan :
–Teknologi DNA rekombinan
 Tahap-tahap
 DNA masuk
 Gram +
 Gram –
 Rekombinasi

23.  Bakteriofaga berfungsi sebagai vektor untuk
memasukkan DNA dari bakteri donor ke
bakteri resipien
 Untuk beberapa faga, disebut transducing
phages, fraksi kecil dari virion yang
dihasilkan selama fase litik
TRANSDUKSI

24.  Komposisi
 Asam nukleat
 Ukuran genom
 Basa modifikasi
 Protein
 Proteksi
 Infeksi
 Struktur (T4)
 Ukuran
 Kepala/ kapsid
 Ekor
Struktur & komposisi faga
Kepala/Kapsid
Dasar
Serabut
ekor
EkorSelubung
kontraktil

25.  Adsorpsi
 LPS untuk T4
 Perlekatan ireversibel
 Kontraksi selubung
 Injeksi asam nukleat
 DNA uptake
Infeksi faga sel inang

26. Transduksi
 Pelepasan faga
 Replikasi faga dan degradasi DNA inang
 Perakitan partikel-partikel faga
 Infeksi resipien
 Rekombinasi
 Infeksi donor

27.  Terjadi kontak langsung antara bakteri donor
dan resipien menghasilkan jembatan
sitoplasmik di antara keduanya sehingga terjadi
transfer sebagian atau seluruh genom donor ke
resipien
 Kemampuan donor ditentukan oleh plasmid
konjugatif spesifik yang disebut plasmid
fertilitas atau plasmid seks
KONJUGASI

29.  Transfer gen dari donor ke
resipien melalui kontak fisik
langsung antar sel
 Pertemuan dua bakteri
o Donor
faktor F (faktor Fertilitas)
 F (sex) pilus
o Resipien
 tidak memiliki faktor F
Konjugasi
Donor
Recipien