3. MATERI GENETIKA
Materi genetik adalah informasi yang
terdapat pada setiap sel makhluk hidup
yang dapat diturunkan pada keturunan
berikutnya.
Materi genetik makhluk hidup disebut
juga dengan istilah asam nukleat dan
juga ada yang mengatakan faktor
hereditas. Semua istilah tersebut
memiliki pengertian yang sama dan
menunjuk pada hal yang sama pula.
Materi genetik tersusun atas DNA
(deoxyribonucleic acid) dan RNA
(ribonucleic acid).
DNA adalah informasi yang berisi sifat-
sifat makhluk hidup, sedangkan RNA
merupakan turunan dari DNA, yang
terbentuk ketika informasi DNA akan
diterjemahkan dalam bentuk nyata.
5. Materi
genetik meliputi
kromosom, DNA,
RNA, dan Gen,
materi genetik ini
akan diturunkan
pada keturunannya
melalui proses
reproduksi
Secara berurutan
dari besar ke kecil :
Kromosom - Gen -
DNA
Kromosom
Gambar: Pengemasan DNA dalam kromosom.
DNA heliks ganda
Kromosom
pada tahap
metafase
6. •Kromosom adalah suatu
struktur padat yang terdiri dari
2 komponen molekul, yaitu:
Protein
DNA
•Struktur padat kromosom
hanya dapat dilihat jelas saat
sel membelah pada tahap
metafase.
•Terdapat di dalam nukleus (inti
sel).
•Tersusun dari benang –
benang kromatin yang halus.
•Nukleosom merupakan unit
dasar kromosom.
7. •Untaian DNA di pintal pada suatu set
protein yaitu histon menjadi suatu
bentukan yang disebut nukleosom.
•Unit-unit nukleosom membentuk
benang-benang yang lebih padat dan
terpintal menjadi lipatan-lipatan
solenoid.
•Lipatan solenoid membentuk benang-
benang kromatin.
•Benang-benang kromatin tersusun
membentuk kromosom.
Gambar: Struktur
kromosom
8. •Kromomer adalah struktur
berbentuk manik-manik yang
merupakan akumulasi materi
kromatin.
•Sentromer adalah daerah lekukan
(kontriksi) disekitar daerah
pertengahan kromosom, dimana
juga dijumpai kinetokor.
•Kinetokor adalah daerah tempat
perlekatan benang-benang spindel
dan tempat melekatnya lengan
kromosom.
•Satelit adalah bagian kromosom
yang berbentuk bulatan dan terletak
di ujung lengan kromatid.
•Telomer adalah daerah terujung
kromosom fungsinya menjaga
stabilitas bagian ujung kromosom
Bagian-bagian
Kromosom
Gambar: Bagian-bagian Kromosom
10. Gambar: Macam-macam
bentuk kromosom.
Gambar: Kariotipe manusia.
Akrosentrik
Submetasentrik
Metasentrik
Telosentrik
Berdasarkan letak sentromernya, kromosom
dibedakan menjadi 4 macam yaitu:
11. Autosom
•Kromosom tubuh
merupakan kromosom yang
tidak menentukan jenis
kelamin.
•Pada pria dan wanita
bentuk serta jumlahnya
sama.
•Berjumlah 22 pasang
Gonosom
•Kromosom seks,
merupakan kromosom yang
menentukan jenis kelamin.
•Pada pria berupa XY dan
wanita berupa XX, memiliki
bentuk atau jenis yang
berbeda.
Jenis-jenis
kromosom:
12. Setiap sel somatik manusia memiliki kromosom
sebanyak 46, kecuali sel gamet.
Kromosom tersebut dapat tersusun secara
berpasang-pasangan, dimulai yang terpanjang.
Kromosom yang membentuk pasangan mempunyai
panjang, posisi sentromer, dan pola pewarnaan yang
sama, disebut kromosom homolog.
Lokus adalah letak / posisi gen dalam kromosom.
Terjadinya pasangan kromosom homolog dari
kariotipe adalah konsekuensi asal usul seksual.
Sperma dan ovum memiliki kromosom tubuh 22 buah
dan kromosom sex (X) untuk ovum dan (Y) / (X) untuk
sperma, sehingga dinamakan haploid.
Sedangkan sel yang memiliki 23 pasang kromosom
disebut diploid.
Tipe dan jumlah kromosom:
14. Gen:
Unit instruksi untuk menghasilkan atau
mempengaruhi suatu sifat herediter
tertentu.
Alel
Variasi alternatif gen yang menjelaskan
adanya variasi pada pewarisan suatu sifat.
Gen dominan
ditulis dengan
huruf besar, gen
resesif ditulis
dengan huruf kecil.
Karakter tinggi
(dominan) T
Karakter pendek
(resesif) t.
Gambar: Gen pada DNA
15. Kromosom mengandung DNA.
Total informasi genetik yang disimpan dalam DNA suatu sel disebut
genom.
Genom DNA tersusun atas gen-gen.
Satu gen mengandung satu unit informasi mengenai suatu karakter
yang dapat diamati.
Gen merupakan fragmen DNA di dalam kromosom.
Gen dan kromosom
16. Letak suatu gen di dalam
kromosom disebut lokus.
Dianalogikan seperti
manik-manik yang berjejer
pada seutas benang.
Pada sel diploid memiliki 2
lokus untuk setiap karakter
tertentu. D
C
B
A
d
b
c
a
kromosom
gen
Letak dan simbol gen
17. Homozigot dominan = buah manis MM
Homozigot resesif = buah asam mm
Heterozigot = buah manis Mm
Fenotip = sifat yang tampak
Genotip = penyusun genetik dari fenotip
Letak dan simbol alel
19. Adakah kesamaan ciri fisik
antara anak dengan orang
tuanya pada kedua gambar
tersebut????
Bagaimana dengan kalian??
Apakah kalian memiliki
kesamaan ciri fisik dengan
orang tua kalian????
A
B
21. DNA (Deoksyribonucleic Acid)
• Ditemukan oleh Friedrich Miescher
tahun 1869.
• DNA merupakan penyusun gen
pada kromosom di dalam inti sel.
• DNA juga di temukan di dalam
mitokondria, sentriol, kloroplas,
dan plastida.
22. SIFAT DNA
1. Berupa makromolekul asam nukleat.
2. Bersifat kekal karena dapat bereplikasi.
3. Dapat mencetak kode-kode genetik.
4. Memiliki pola urutan nukleotida yang berbeda-beda
pada setiap orang.
23. • Merupakan struktur heliks ganda
berpilin ke kanan.
• DNA merupakan suatu polimer yang
terdiri atas ratusan hingga ribuan
nukleotida.
Nukleutida terdiri atas 3 komponen:
Gula deoksiribosa.
Gugus fosfat.
Basa nitrogen =
• Purin : Adenin dan Guanin ( A
dan G ).
• Pirimidin : Sitosin dan Timin ( S/C
dan T ).
A selalu berpasangan dengan T.
S/C selalu berpasangan dengan G.
Struktur DNA
26. Pita biru menunjukkan rantai dua
Gula - phospat.
Pasangan basa membentuk Penghubung
horizontal diantara rantai-rantai
Dua rantai bergerak dengan arah
Yang berlawanan.
Struktur DNA helix ganda
27. Susunan basa nitrogen
pada DNA.
Setiap gugus phospat menghubungkan
Ujung 3” karbon pada gula ke 5” karbon
Pada gula berikutnya sepanjang rangkanya.
Pasangan S dan G
Memiliki 3 ikatan hidrogen
Pasangan A dan T memiliki
2 ikatan hidrogen
Ikatan hidrogen
Kedua untai bergerak dari arah
3” ke 5”, dua rantai yang anti
Paralel.
30. Replikasi – mengkopi
DNA dikopi di dalam inti sel (organisme eukaryotik)
Mesin yang mengkopi DNA memiliki sejumlah protein dan
mengikuti aturan-aturan yang ditetapkan untuk setiap
organisme.
31. ATURAN DALAM REPLIKASI
DNA
Semiconservative Replication: Masing-masing rantai
DNA sebagai templet (cetakan) untuk menciptakan
sebuah rantai baru.
Replikasi DNA dimulai pada titik khusus yang disebut
Origins of Replication dan berjalan secara dua arah
dan serempak.
DNA disintesis dengan arah 5’3’ – Nukleotida
ditambahkan ke ujung bebas 3’OH.
Sintesis DNA bersifat semi-discontinuous
Leading Strand – Continuous 5’3’ synthesis
Lagging Strand – Discontinuous 5’3’ synthesis
32. ENZIM YANG BERPERAN DALAM
PROSES REPLIKASI DNA
• Helicase, membuka pilinan DNA, dimulai dari
“origin of replication”.
• SSBP – menstabilkan rantai-rantai yang telah
dibuka.
• Topoisomerases mengurangi puntiran
rantai.
• DNA Primase membuat RNA primer yang
akan melekat pada rantai template (rantai
induk).
• DNA polymerase memperpanjang rantai
baru, dimulai dari primer.
• Hanya pemanjangan dari 5’ ke 3’ saja.
37. RNA
Struktur kimia urasil dan
ribosa pada RNA.
Struktur RNAt.
Makromolekul penyimpan dan penyalur informasi
genetik
Ada 3 tipe RNA:
• RNAd membawa kode genetik ke
ribosom
• RNAr komponen utama ribosom
• RNAt membawa asam amino ke
ribosom
Rantai RNAd.
38. MRNA (MESSENGER RNA /
RNA DUTA)
RNA duta merupakan RNA yang dibuat oleh proses yang
dinamakan dengan transkripsi pada inti sel. Peranan mRNA
adalah membawa informasi genetik yang ada pada DNA menuju
ribosom. Informasi yang terdapat pada mRNA berupa kodon
yang tersusun secara triplet, misalkan UCA, UCU, atau AAG.
Kodon tersebut dibuat triplet atau tiga-tiga karena 4 pangkat 3
hasilnya 64, yang kombinasi hurufnya diatas 20.
39. TRNA (TRANSPORT RNA /
RNA TRANSFER)
RNA transfer merupakan RNA yang berperan untuk
membawa asam amino dari sitoplasma menuju
ribosom saat terjadi sintesis protein. tRNA disintesis di
salah satu bagian inti sel secara langsung. Dalam
proses pentransferan asam amino, tRNA memerlukan
energi yang berasal dari pemecahan molekul ATP
menjadi ADP + Pi.
40. RRNA (RIBOSOMAL RNA /
RNA RIBOSOM)
Ribosomal RNA inilah yang sering kita namakan sebagai ribosom.
rRNA merupakan organel yang tersusun atas subunit besar dan
subunit kecil. Ribosom terdapat di sitoplasma sebagai ribosom bebas
atau terikat pada Retikulum endoplasma. Pada saat sintesis protein
berlangsung, ribosom biasanya membentuk polisom atau
poliribosom. Polisom bukanlah gabungan beberapa ribosom,
melainkan hanya beberapa ribosom yang membaca satu rantai mRNA
secara bersamaan sehingga tampak seperti berkelompok-kelompok.
Poliribosom biasanya ada 4 atau 5 ribosom yang membaca pada satu
rantai mRNA yang sama
41. Perbedaan DNA dan RNA
No. Faktor
Perbedaan
DNA RNA
1.
Bentuk struktur
Untai ganda (heliks ganda);
panjang
Untai tunggal, pendek
2.
Letak
Pada kromosom (inti sel),
mitokondria, plastida, kloroplas,
dan sentriol
Di ditoplasma sel,
ribosom, dan inti sel
3.
Jenis gula
Deoksiribosa (kehilangan satu
atom O)
Ribosa
4.
Basa nitrogen
Pirimidin terdiri atas timin dan
sitosin
Pirimidin terdiri atas
urasil dan sitosin
5.
Fungsi
Sebagai materi genetik (bahan
baku) untuk sintesis protein
Alat dalam sintesis
protein
6.
Kadar jumlah
Tetap, tidak dipengaruhi oleh
aktivitas sintesis protein
Tidak tetap,
dipengaruhi oleh
aktivitas sintesis
protein
7.
Keberadaannya Permanen
Periode pendek karena
42. Kode Genetik Keterangan:
Phe : Fenilalanin
Leu : Leusin
Ser : Serin
Tyr : Tirosin
Cys : Sistein
Trp : Triptofan
Pro : Prolin
His : Histidin
Gln : Glutamin
Arg : Arginin
Ice : Isoleusin
Met : Metionin
Thr : Treonin
Asn : Asparagin
Lys : Lisin
Ser : Serin
Val : Valin
Ala : Alanin
Asp : Asam aspartat
Glu : Asam glutamat
Gly : Glisin
44. •Kode genetic diekspresikan ke dalam bentuk sintesis protein.
•Sintesis protein adalah proses pencetakan protein dalam sel. Sifat
enzim (protein) sebagai pengendali dan penumbuh karakter makhluk
hidup ditentukan oleh jumlah jenis, dan urutan asam amino yang
menyusunnya. Sintesis ini melibatkan DNA, RNA, ribosom, dan
enzim-enzim.
•Sintesis protein terdiri dari dua bagian utama yaitu: transkripsi dan
translasi.
45. •Sintesis protein dibagi menjadi dua tahapan utama, yaitu:
Transkripsi
Translasi
•Transkripsi secara garis besar merupakan proses pembuatan mRNA
dari DNA dalam inti sel. mRNA tersebut lalu bergerak menuju
ribosom. Setelah itu, proses translasi, yang meliputi penerjemahan
dan perangkaian asam amino, berlangsung di ribosom.
Tahap-tahap sintesis
protein
46. •Pada organisme eukariot, mRNA yang
dihasilkan itu tidak langsung dapat
berfungsi dalam sintesis polipeptida,
sebab masih mengandung segmen-
segmen yang tidak berfungsi yang
disebut intron. Sedangkan segmen-
segmen yang berfungsi untuk sintesis
protein disebut ekson.
•Di dalam nukleus terjadi
pematangan/pemasakan mRNA yaitu
dengan jalan melepaskan segmen-
segmen intron dan merangkaikan
segmen-segmen ekson.
•Gabungan segmen-segmen ekson
membentuk satu rantai/utas mRNA yang
mengandung sejumlah kodon untuk
Gambar: Proses pematangan mRNA
dengan membuang bagian intron
48. •Transkripsi merupakan
pembentukan/sintesis RNA
dari salah satu rantai DNA,
sehingga terjadi proses
pemindahan informasi genetik
dari DNA ke RNA.
•Proses transkripsi sebenarnya
dibagi menjadi tiga tahapan
utama, yaitu:
Insiasi
Elongasi
terminasi
49. Daerah DNA di mana RNA
polimerase melekat dan mengawali
transkripsi disebut
sebagai promoter. Suatu promoter
menentukan di mana transkripsi
dimulai, juga menentukan yang
mana dari kedua untai heliks DNA
yang digunakan sebagai cetakan.
Inisiasi (permulaan)
50. Saat RNA bergerak di sepanjang DNA,
RNA membuka untaian heliks ganda
DNA dengan bantuan enzim
polimerase, sehingga terbentuklah
molekul RNA yang akan lepas dari
cetakan DNA-nya.
Elongasi (pemanjangan)
51. Transkripsi berlangsung sampai RNA
polimerase mentranskripsi urutan DNA
yang disebut terminator. Terminator
yang ditranskripsi merupakan suatu
urutan RNA yang berfungsi sebagai
kodon terminasi (kode stop) yang
sesungguhnya. Pada sel prokariotik,
transkripsi biasanya berhenti tepat pada
akhir kodon terminasi, yaitu ketika
polimerase mencapai titik terminasi
sambil melepas RNA dan DNA.
Sebaliknya, pada sel eukariotik
polimerase terus melewati sinyal
terminasi, suatu urutan AAUAAA di
dalam mRNA. Pada titik yang jauh kira-
kira 10 hingga 35 nukleotida, mRNA ini
dipotong hingga terlepas dari enzim
Terminasi (pengakhiran)
52. •Translasi adalah penerjemahan mRNA Menjadi Protein
•Setelah mRNA matang (fungsional) terbentuk, proses yang harus
dilakukan adalah keluarnya mRNA dari inti sel menuju ribosom, baik
itu di RE ataupun di sitoplasma.
•Proses translasi sebenarnya dibagi menjadi tiga tahapan utama, yaitu:
Insiasi
Elongasi
terminasi
53. •Setelah sampai diribosom, mRNA akan
menempel pada subunit kecil ribosom (30 S)
lewat ujung 5′.
•Pada saat yang bersamaan, tRNA menempel
pada subunit besar ribosom (50 S). Proses
tersebut akan menyebabkan asam amino
Metionin dengan kodon AUG menjadi asam
amino pertama yang menempel pada ribosom.
•Hal penting yag perlu diingat adalah bahwa
asam amino metionin merupakan asam amino
yang selalu pertama kali menempel pada
ribosom saat sintesis protein.
•Hal tersebut berkaitan dengan adanya kondon
start, yaitu AUG (Metioinin), yang merupakan
kode untuk proses perangkaian asam amino
(sintesis protein sebenarnya) dimulai.
Inisiasi
Gambar: inisasi translasi
54. •Setelah proses inisiasi selesai, proses
selanjutnya adalah penerjemahan
kodon triplet dan penempelan asam
amino sehingga membentuk rantai.
•Penerjemahan kode ini akan diikuti
pengikatan asam amino sesuai kodon
oleh tRNA yang kemudian dibawa ke
kompleks ribosom dan digabungkan
dengan asam amino yang sudah ada
sebelumnya.
•Proses tersebut akan berlangsung
sampai munculnya kodon terminasi.
Elongasi (Pemanjangan rantai
protein/polipeptida)
Gambar: Tahap elongasi translasi; a) RNA t membawa
anticodon AAA dan asam amino (fenilalanin), b)
Antikodon AAA berpasangan dengan kodon RNAm, c)
Pembentukan ikatan peptide, d) Pemanjangan rantai
polipeptida dan ribosom siap menerima RNAt
selanjutnya
55. •Proses elongasi akan diakhiri saat
terbacanya rangkaian kodon UAA, UAG,
atau UGA.
•Kodon-kodon tersebut bukan
pengkode asam amino, merupakan
kodon yang memerintahkan untuk
penghentian sintesis protein.
•Faktor pelepas akan menempel pada
ribosom setelah pembacaan kodon
stop. Faktor pelepas tersebut
menyebabkan terlepasnya mRNA dari
ribosom, selanjutnya diikuti dengan
pemisahan subunit besar dan kecil
ribosom.
•Hasil dari proses sintesis protein
adalah rantai primer protein (rantai
polipeptida) yang masih belum
Terminasi (sintesis
berhenti)
Gambar: Terminasi translasi
