Tugas Blog 3 (Substansi Genetik)

 

Kelompok 1 XII ipa 2

Anggun Fransiska A

Ayu Gustina

Desy Mayang Sary

Rebekka

Wenni Miranti

 

1.  Jelaskan 3 struktur penting DNA secara rinci dengan menggunakan gambar dan penjelasan?
2. Jelaskan 3 struktur penting RNA secara rinci dengan menggunakan gambar dan penjelasan?
3. Jelaskan perbedaan DNA dan RNA dengan menggunakan gambar dan penjelasan secara rinci dalam hal Letak, bentuk dan strukturnya, fungsi, kadarnya, basa nitrogen, jenis gula, dan macamnya?
4. Jelaskan simbol/kariotype kromososm pada manusia jenis kelamin pria dan wanita dan bagaimana simbol/kariotype kromosom pada sel gametnya?
5. Pada sintesis protein terdiri dari dua tahap yaitu: Transkripsi dan Translasi, jelaskan tahap tersebut dengan menyertakan gambar yang sesuai?

 

1. Struktur  DNA
          Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
- Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)
- basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T)
- gugus fosfat

 

 

 

 

 

2. Struktur dasar dari RNA

Struktur dasar dari RNA, namun, dapat dijelaskan sebagai ribosa gula, yang adalah nomor dari 1' melalui 5', dengan:

• basis yang melekat pada posisi 1'
• gugus hidroksil pada posisi 2'
• fosfat yang melekat pada 3' posisi satu ribosa dan 5' posisi berikutnya

Asam ribonukleat (RNA) memiliki basis adenin (A), sitosina (C), guanina (G), dan urasil (U). Gambar kredit: National Institute of umum Medical Sciences

RNA pangkalan

Basis yang melekat 1' posisi, umumnya adenin (A), sitosina (C), guanina (G) atau urasil (U).

Adenina dan guanina merupakan purina; sitosina dan urasil adalah merupakan pirimidina. Dasar dapat membentuk ikatan hidrogen antara sitosina, dan guanina, adenina dan urasil dan guanina-urasil.

Tidak seperti DNA yang berisi hanya empat basa A, T, G dan C, RNA matang dapat mengandung basa yang dimodifikasi dan gula.

Pseudouridina (Ψ), di mana hubungan antara urasil dan ribosa berubah dari ikatan C–N C–C bond, dan ribotimidina (T), yang ditemukan di berbagai tempat. Lain terkenal adalah Hipoxantina, basa adenina deaminated nukleosida yang disebut inosina (I).

Gugus hidroksil RNA

Ada kehadiran gugus hidroksil pada posisi 2' ribosa gula. Hal ini membuat RNA berbeda dari DNA dan RNA membuat mengadopsi A-bentuk geometri daripada B-bentuk paling sering diamati dalam DNA. Ini berarti ada alur utama yang sangat dalam dan sempit dan alur yang dangkal dan lebar kecil.

Gugus hidroksil pada 2' berarti bahwa di daerah fleksibel molekul RNA bahan kimia dapat menyerang ikatan berdekatan phosphodiester untuk membelah tulang punggung.

Gugus fosfat RNA

Gugus fosfat melekat 3' posisi satu ribosa dan 5' posisi berikutnya.

Gugus fosfat memiliki muatan negatif. Hal ini membuat RNA molekul bermuatan (polyanion).

Struktur tersier RNA

Setelah RNA terbentuk, seperti protein memerlukan untuk mengalami perubahan untuk membentuk struktur tersier tertentu. Perancah untuk struktur ini disediakan oleh sekunder struktural unsur-unsur yang ikatan hidrogen dalam molekul. The strand membentuk jepit rambut loop, tonjolan, dan internal loop. Karena RNA dikenai, ion-ion logam seperti Mg2 + yang diperlukan untuk menstabilkan struktur sekunder dan tersier yang banyak.

RNA tersier struktur ditentukan dengan menggunakan pemetaan gangguan menyelidik dan modifikasi kimia, resonansi magnetik nuklir (NMR), Kristalografi sinar-x dan mikroskop elektron cryo.

3. RNA memiliki perbedaan dengan DNA,

Antara lain yaitu(Poedjiati, 1994):

1. Bagian pentosa RNA adalah ribosa, sedangkan bagian pentosa DNA adalah dioksiribosa.

2. Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda, bentuk molekul RNA berupa rantai tunggal yang terlipat, sehingga menyerupai rantai ganda.

3. RNA mengandung basa adenin, guanin dan sitosin seperti DNA tetapi tidak mengandung timin, sebagai gantinya RNA mengandung urasil.

4. Jumlah guanin dalam molekul RNA tidak perlu sama dengan sitosin, demikian pula jumlah adenin, tidak perlu sama dengan urasil.

Selain itu perbedaan RNA dengan DNA yang lain adalah dalam hal(Suryo, 1992):

1. Ukuran dan bentuk

Pada umumnya molekul RNA lebih pendek dari molekul DNA. DNA berbentuk double helix, sedangkan RNA berbentuk pita tunggal. Meskipun demikian pada beberapa       virus tanaman, RNA merupakan pita double namun tidak terpilih sebagai spiral.

2. Susunan kimia

Molekul RNA juga merupakan polimer nukleotida, perbedaannya dengan DNA yaitu:

a. Gula yang menyusunnya bukan dioksiribosa, melainkan ribosa.

b. Basa pirimidin yang menyusunnya bukan timin seperti DNA, tetapi urasil.

3. Lokasi

DNA pada umumnya terdapat di kromosom, sedangkan RNA tergantung dari macamnya, yaitu:

a. RNA d(RNA duta), terdapat dalam nukleus, RNA d dicetak oleh salah satu pita DNA yang berlangsung didalam nukleus.

b. RNA p(RNA pemindah) atau RNA t(RNA transfer), terdapat di sitoplasma.

c. RNA r(RNA ribosom), terdapat didalam ribosom.

4. Fungsinya

DNA berfungsi memberikan informasi atau keterangan genetik, sedangkan fungsi RNA tergantung dari macamnya, yaitu:

a. RNA d, menerima informasi genetik dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel.

b. RNA t, mengikat asam amino yang ada di sitoplasma.

c. RNA t, mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino, proses ini berlangsung di ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida.

Ada beberapa cara untuk menentukan DNA dan RNA, yaitu(Frutan and Sofia, 1968):

1. Jaringan hewan dan alkali hangat

RNA akan terpecah menjadi komponen-komponen nukleotida yang larut dalam asam. DNA sulit dipecah atau dirusak oleh alkali.

2. Metode Schnider

Jaringan dan asam trikloro asetat panas dan diperkirakan DNA dapat diuji oleh reaksi kalorimetri dengan difenilanin, yang mana akan bereaksi dengan purin dioksiribosa dan tidak bereaksi dengan purin ribosa.

3. Metode Feligen

Fuchsin sulfurous acid akan berwarna merah dengan DNA, dan tidak dengan RNA. Reaksi ini diterapkan untuk mempelajari distribusi RNA dan DNA didalam bagian-bagian sel.

4. Secara Spektroskopi

Pengaukuran absorbsi cahaya oleh RNA dan DNA pada 260nm dimana spektra cincin purin dan pirimidin asam nukleat menunjukkan maksimal.

Tiga bentuk utama RNA yang terdapat didalam sel adalah mRNA(messenger RNA), rRNA(ribosa RNA), dan tRNA(transfer RNA). Tiap bentuk RNA ini mempunyai berat molekul dan komposisi yang berlainan, tetapi khas untuk tiap macam bentuk RNA. Semua RNA terdiri dari rantai tunggal poliribonukleotida. Pada sel bakteri, hampir semua RNA ada di dalam sitoplasma. Disel hati kira-kira 11% terdapat dalam nukleus(terutama mRNA), sekitar 15% dalam mitokondria, lebih dari 50% dalam ribosom, dan kira-kira 24% dalam strosol.

 

4. Kromosom pada Manusia

Pada manuisa, setiap sel somatik (semua sel selain sperma dan ovum) berjumlah 46 kromosom.Kromosom-kromosom tersebut dapat disusun berpasang-pasangan dimulai dengan kromosom yang terpanjang.Kromosom yang membentuk pasangan memiliki panjang, posisi sentromer, dan pola pewarnaan yang sama dinamakan kromosom homolog.Kedua kromosom dari setiap pasangan membawa gen (unit instruksi yang mempengaruhi sifat herediter tertentu) yang mengendalikan karakter warisan yang sama.Terjadinya pasangan kromosom homolog dalam kariotipe adalah konsekuensi dari asal-usul seksual.Setiap individu mewarisi sebuah kromosom dari setiap pasangan kromosom dari masing-masing induknya.Dengan demikian, pada manusia ke-46 kromosom dalam sel somatik sebenarnya adalah dua set maternal (dari ibu) dan satu set paternal (dari ayah).

Ada satu pengecualian penting terhadap aturan kromosom homolog ini untuk sel somatik, yaitu adanya dua kromosom unik, disebut sebagai X dan Y.Betina memilki sepasang kromosom homolog X (XX), jantan memiliki sebuah kromosom X dan sebuah kromosom Y (XY).Karena keduanya menentukan jenis kelamin suatu individu, kromosom X dan Y dinamakan gonosom atau kromosom seks.

Kromosom lainnya selain gonosom dinamakan autosom atau kromosom tubuh.Untuk itu perhitungan jumlah kromosom pada manusia adalah 22 pasang autosom dan sepasang gonosom.Meskipun mammalia betina, termasuk manusia mewarisi du kromosom X, salah satu kromosom X pada setiap sel hampir tidak aktif sama sekali pada waktu perkembangan embriotik.Kromosom X yang tidakaktif pada setiap sel mammalia betina mengalami pemadatan menjadi benda padat, disebut Barr body.barr body letaknya memanjang, terlihat berada di dalam sel somatik betina pada tahap interfase.Sebagian besar gen pada kromosom X yang membentuk Barr Body tidak diekspresikan, meskipun beberapa gen tetap aktif.Sperma dan ovum berbeda dari sel somatik dalam jumlah kromosomnya.Masing-masing sel kelamin atau gamet ini memiliki suatu set tunggal 22 autosom (22A) ditambah satu set kromosom seks yaitu X dan Y.Sebuah sel dengan satu set kromosom tunggal dinamakan sel haploid.Untuk manusia, jumlah haploid adalah 23 (n = 23).Berikut daftar jumlah kromosom dari beberapa jenis hewan dan manusia.

5. Tahap Proses Sintesis Protein.

 Pembuatan berbagai jenis protein adalah salah satu peristiwa yang paling penting bagi sel karena protein tidak hanya membentuk komponen struktural dari sel, juga menyusun enzim yang mengkatalisis produksi biomolekul organik sisa yang diperlukan untuk hidup. Secara umum, genotipe dikodekan dalam DNA dinyatakan sebagai fenotipe oleh protein dan produkdikatalisis enzim lainnya.

DNA bertempat di inti terlalu besar untuk bergerak melalui membran nuklir, sehingga harus disalin oleh yang lebih kecil, RNA beruntai tunggal (transkripsi), yang bergerak keluar dari inti untuk ribosom terletak di sitoplasma dan retikulum endoplasma kasar untuk mengarahkan perakitan protein (terjemahan). Gen tidak benar-benar membuat protein, tetapi mereka memberikan cetak biru dalam bentuk RNA, yang mengarahkan sintesis protein.

Transkripsi

Transkripsi terjadi di dalam inti sel dan merupakan pengalihan dari kode genetik dari DNA ke RNA komplementer. Enzim RNA polimerase …

• Menempel ke dan membuka ritsleting molekul DNA menjadi dua untaian yang terpisah.
• Mengikat segmen promotor DNA yang mengindikasikan awal untai tunggal DNA yang akan disalin.
• Bergerak sepanjang DNA dan mencocokkan nukleotida DNA dengan RNA komplementer
• nukleotida untuk menciptakan sebuah molekul RNA baru yang dipolakan DNA.

Menyalin DNA terus sampai RNA polimerase mencapai sinyal terminasi, yang merupakan satu set spesifik nukleotida yang menandai akhir dari gen yang akan disalin dan juga sinyal melepaskan DNA dengan RNA baru dicetak.

Ketiga jenis RNA adalah …

1.     mRNA (messenger RNA) ditranskripsi dari DNA dan membawa informasi genetik dari DNA yang akan diterjemahkan menjadi asam amino.

2.     tRNA (transfer RNA) “menafsirkan” kodon tiga huruf dari asam nukleat dengan kata asam amino satu huruf

3.     rRNA (ribosomal RNA) adalah jenis yang paling melimpah dari RNA, dan bersama dengan protein yang terkait menyusun ribosom.

Ketika RNA polimerase selesai menyalin segmen tertentu dari DNA, DNA mengkonfigurasi ulang ke dalam struktur double-helix asli. Yang baru dibuat mRNA bergerak keluar dari inti dan masuk ke sitoplasma.

Translasi

Terjemahan adalah konversi informasi yang terkandung dalam urutan nukleotida mRNA menjadi urutan asam amino yang bersatu untuk menciptakan protein. MRNA bergerak ke ribosom dan “dibaca” oleh tRNA, yang menganalisis bagian dari tiga urutan nukleotida sebelah, yang disebut kodon, pada mRNA dan membawa asam amino yang sesuai untuk dirakit menjadi rantai polipeptida berkembang. Tiga nukleotida kodon spesifik untuk asam amino tertentu. Oleh karena itu, sinyal setiap kodon untuk masuknya asam amino tertentu, yang menggabungkan dalam urutan yang benar untuk membuat protein tertentu yang dikodekan DNA.

Perakitan polipeptida dimulai ketika ribosom menempel pada kodon start yang terletak di mRNA. Kemudian tRNA membawa asam amino ke ribosom, yang terbuat dari rRNA dan protein dan memiliki tiga situs ikatan untuk mendorong sintesis. Situs mengarahkan pertama mRNA sehingga kodon dapat diakses tRNA, yang menempati dua lokasi yang tersisa karena mereka menyimpan asam amino mereka dan kemudian melepaskan dari mRNA untuk mencari lebih banyak asam amino. Terjemahan berlanjut sampai ribosom mengakui kodon yang menandai akhir dari urutan asam amino. Polipeptida, saat selesai, dalam struktur utamanya. Hal ini kemudian dilepaskan dari ribosom untuk memulai pemutarbalikan untuk mengkonfigurasi ke bentuk akhir untuk memulai fungsinya.

Setelah protein dibuat, mereka dikemas dan diangkut ke tujuan akhir mereka di jalur yang menarik yang dapat digambarkan dalam tiga langkah yang melibatkan tiga organel:

• Vesikel mengangkut protein dari ribosom ke aparatus Golgi, alias kompleks Golgi, di mana mereka dikemas ke dalam vesikel baru.
• Vesikel bermigrasi ke membran dan melepaskan protein mereka ke luar sel.
• Lisosom mencerna dan mendaur ulang bahan limbah untuk digunakan kembali oleh sel.

Enzim dalam aparatus Golgi memodifikasi protein dan menyertakan mereka dalam vesikel baru yang kuncup dari permukaan aparatus Golgi. Aparatus Golgi sering dianggap sebagai kemasan dan distribusi tengah sel.

Vesikel kecil, amplop membran-tertutup yang biasanya dibuat dalam retikulum endoplasma atau aparat Golgi dan digunakan untuk mengangkut zat melalui sel.

Lisosom adalah jenis khusus dari vesikel yang berisi enzim pencernaan untuk sel dan berguna dalam pemecahan produk limbah sisa protein, lemak, karbohidrat, dan asam nukleat ke dalam bagian-bagian komponennya untuk disusun ulang dan penggunaan kembali oleh sel.