MATERI GENETIK 2

 D. DNA  

1.    Komposisi DNA (deoxyribo-nucleic  acid,  asam  deoksiribo-nukleat)

DNA merupakan struktur doble heliks (tangga terpilin) yang  tersusun atas rangkaian nukleotida, yang terdiri dari:

1. Gugus phosfat

2. Gula pentose (gula deoksiribosa)

3. Basa nitrogen  =  purin       : Adenin dan Guanin ( A dan G ).

    pirimidin : Sitosin dan Timin ( S/C dan T ).

2.    Fungsi DNA

DNA mempunyai fungsi sebagai berikut:

a.  Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan proses replikasi.

b.  Sebagai  cetakan  (template)  untuk  kode  asam  amino  pada  DNA/kodon.  

c.  Sebagai pengatur seluruh metabolisme sel.

3.    Replikasi DNA

Replikasi DNA adalah suatu tahapan penggandaan DNA yang terjadi pada saat sebelum  pembelahan  sel  (interfase tahap  sintesis  DNA).  

a.  Konservatif

Bentuk double heliks DNA lama tetap, kemudian menghasilkan pita double heliks yang baru.

b.  Semikonservatif

Double heliks DNA induk memisahkan diri, dan setiap pita tunggal mencetak pasangannya.

c. Dispersif

Double heliks  induk terputus-putus, kemudian segmen tersebut akan membentuk segmen yang baru yang bergabung dengan segmen lama untuk membentuk DNA baru

                                                                                                       

-      DNA bersifat autokatalitik (membentuk DNA baru) dan heterokatalitik (membentuk RNA mensintesis protein)

-      Replikasi diawali dengan terbukanya pilinan dan pemisahan rantai oleh enzim helikase  sehingga terbentuk dua pita tunggal. Kedua pita tersebut berfungsi sebagai cetakan DNA baru dengan bantuan enzim DNA polimerase. Dan Enzim ligase untuk menyambung ulir tunggal DNA yang baru terbentuk.

E. RNA

1.    Komposisi RNA

-      RNA merupakan polinukleotida, namun ukurannya jauh lebih pendek dari polinukleotida penyusun DNA atau hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA. RNA terdiri dari pita tunggal dan tidak berpilin.

-      Susunan RNA terdiri atas:

a. gugus fosfat,

b. gula pentosa (gula ribosa),

c. basa nitrogen. Basa nitrogen dibedakan menjadi dua jenis.

1) Basa purin yang tersusun dari Adenin (A) dan Guanin (G).

2) Basa pirimidin yang tersusun dari Sitosin (C/S) dan Urasil (U).

2.    Pembagian RNA

Berdasarkan sifatnya, RNA dapat dibedakan menjadi

a. RNA genetik, pada virus dan berfungsi layaknya DNA bagi virus, bertanggung jawab dalam membawa unsur genetik (genom virus)

b. RNA nongenetik. RNA nongenetik tidak berfungsi layaknya DNA. Mahkluk hidup umumnya memiliki DNA maupun RNA.

Berdasarkan letak dan fungsinya dalam sintesis protein, RNA dibedakan atas:

a.  messenger RNA (mRNA) atau RNA duta (RNAd) atau kodon: RNA yang membawa kode genetik dari inti ke ribosom. RNAd dibentuk oleh DNA di dalam inti sel

b.  transfer RNA (tRNA) atau anti kodon: RNA yang menterjemahkan dan membawa asam amino  ke ribosom  sesuai kode genetik yang dibawa RNA_d . _tRNA dibentuk oleh DNA di sitoplasma. 

c.  ribosom RNA (rRNA): sebagai tempat pembentukan protein dan mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah sepanjang RNA duta. RNAr dibentuk oleh DNA di ribosom

Ribosom terdiri dari 2 sub unit, yaitu: 1) Sub unit kecil yang berperan dalam mengikat RNA duta. 2) Sub unit besar yang berperan untuk mengikat RNA transfer yang sesuai.

F. SINTESIS PROTEIN

-      Protein sangat penting untuk pembentuk sel, bagian dari molekul-molekul dari enzim.

-      Gen tersusun atas DNA, DNA tersusun atas nukleotida, nukleotida terdiri dari pospat, gula dan basa nitrogen

-      Dalam sintesis protein diperlukan 20 macam  asam amino; DNA; mRNA dan tRNA sebagai pelaksana; ATP sebagai sumber energi; enzim RNA polimerase.

Tahapan sintesis protein:

1. Sel Eukariotik

a. Transkripsi

Transkripsi adalah pencetakan mRNA oleh DNA template dengan menggunakan RNA polimerase. Proses ini terjadi di dalam nukleus. Misalnya, basa nitrogen DNA template adalah TAC TTT AGT AAT, maka mRNA adalah AUG AAA UCA UUA.

Sintesis protein dimulai dengan pembukaan rantai DNA oleh Enzim helikase.

Translasi terdiri dari:

            1)  Inisiasi

Menempelnya enzim RNA polimerase pada bagian pita DNA yang disebut promotor, yaitu titik awal dimulainya transkripsi dan sebagai penentu pita DNA yang akan digunakan sebagai cetakan.

           2)  Elongasi (pemanjangan)

Enzim RNA polimerase akan bergerak sepanjang pita DNA untuk terus membentuk mRNA hingga terbentuk pita mRNA. Pita mRNA ini akan terus memanjang. Oleh itu, tahap ini disebut tahap elongasi.

3)  Terminasi

Pada saat enzim RNA polimerase sampai pada tempat pemberhentian (terminal site) DNA, transkripsi akan terhenti, mRNA dibebaskan dan RNA polimerase terlepas dari DNA. DNA akan kembali seperti bentuknya semula. Hasil dari transkripsi, yakni mRNA selanjutnya akan  keluar dari menuju sitoplasma.

b. Translasi

Translasi adalah tahap penerjemahan kode mRNA oleh tRNA sambil membawa asam amino sesuai pemintaan mRNA.  Tahap ini terjadi di dalam sitoplasma dengan bantuan ribosom

Misalnya kode genetik  mRNA (kodon) adalah    AUG AAA UCA UUA maka tRNA (antikodon) adalah UAC UUU AGU AAU

Translasi terdiri dari:

           1)  Inisiasi

mRNA dan tRNA awal (inisiator) berikatan dengan ribosom subunit kecil. tRNA inisiator antikodon UAC yang membawa asam amino pertama yaitu metionin yang merupakan kode start yaitu AUG. Setelah itu, ribosom subunit besar berikatan dengan ribosom subunit kecil.

2)  Elongasi

Elongasi terjadi setelah tRNA kedua berikatan dengan kodon selanjutnya setelah kodon start. Misalnya, kodon lain setelah kodon start UAC, maka akan berikatan dengan antikodon tRNA AUG yang membawa asam amino tyrosin. Kedua asam amino, metionin dan valin, akan berikatan dengan bantuan enzim peptidil transferase, hingga terbentuk polipeptida

3) Terminasi

Translasi terhenti ketika ribosom mencapai kodon stop pada mRNA.  Kodon stp yaitu UAA, UAG dan UGA

-      Pada proses sintesis protein, satu macam gen umumnya hanya mengatur satu sintesis polipeptida. Polipeptida yang terbentuk terlebih dahulu dimodifikasi untuk menjadi protein yang fungsional. Misalnya beberapa polipeptida harus disatukan untuk membentuk satu protein memiliki fungsi tertentu.

-      beberapa asam amino yang dapat dikodekan oleh lebih dari satu triplet atau disebut juga kodon sinonim. Tiga triplet lainnya tidak mengodekan asam amino, tetapi berfungsi sebagai kodon stop, triplet yang memerintah penghentian proses translasi. Selain kodon stop, terdapat juga kodon yang memerintahkan dimulainya proses translasi, yaitu kodon AUG berfungsi juga sebagai pengode asam amino metionin.

2. Sel prokariotik

Proses transkripsi umumnya terjadi bersamaan dengan proses translasi, RNAd yang belum selesai terbentuk dalam proses transkripsi segera melakukan proses translasi , dikarenakan di sitoplasma adanya perangkat terjadinya  translasi yaitu asam amino, enzim, ATP dan RNAt.

Perbedaan Antara DNA dan RNA

Pembeda	DNA	RNA
Letak	Di dalam nukleus, plastida, mitokondria	Di dalam nukleus, sitoplasma, matriks, plastida, ribosom
Bentuk pita	Double helix	Tunggal, tak berpilin
Ukuran	Sangat panjang	Pendek
Kadar	Tetap	Tidak tetap
Fungsi	Pengendali faktor keturunan dan sintesis RNA	Berperan dalam aktivitas sintesis protein
Basa nitrogen	Purin (adenin dan guanin) Pirimidin (timin dan sitosin)	Purin (adenin dan guanin) Pirimidin (urasil dan sitosin)
Komponen gula	Deoksiribosa	Ribosa