GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt
-
Upload
fahmy-armanda -
Category
Documents
-
view
187 -
download
35
Transcript of GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt
![Page 1: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/1.jpg)
GENETIKA MIKROBA
![Page 2: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/2.jpg)
GENETIKA• Mempelajari kesamaan atau sifat• kebakaan (inheritance) dan
perbedaan atau variasi penyimpangan (variabilitas) antara induk (progeny) dan turunan (offspring)
![Page 3: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/3.jpg)
Hubungan antara DNA, RNA dan sintesis protein
![Page 4: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/4.jpg)
GEN
• Elemen informasi yang spesifik menggambarkan urutan asam amino dari protein
• Sebuah segmen DNA yang mengandung urutan• nukleotida tertentu yang menentukan dalam
sintesis protein tertentu• Informasi dalam gen terdapat dalam urutan
basa-basa (purin dan pirimidin) DNA
• Gen : informasi yang tersimpan• Protein : keberadaan fungsional dari sel
![Page 5: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/5.jpg)
KROMOSOM• Struktur fisik pembawa sifat dalam sel• Tiap sel bakteri mengandung 1 unit kromosom• DNA untai ganda sirkular• Terdedah tanpa membran• Struktur DNA lain (lebih kecil) berupa plasmid PROKARYOT EUKARYOT• Melingkar (sirkular) Linier• Lebih pendek 10 kali lebih panjang• Satu kromosom per sel Lebih dari satu kromosom• Plasmid (common) Plasmid (yeast)
![Page 6: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/6.jpg)
KROMOSOM BAKTERI, PANJANGNYA 1200 X SEL
![Page 7: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/7.jpg)
REPLIKASI DNA• Proses penyalinan urutan basa-basa nukleotida purin
dan pirimidin dalam untai ganda DNA inang ke sel turunan (replikasi semikonservatif : setengah untai asli setengah sintesis baru)
• Diawali dari pelepasan untai ganda oleh enzim DNA gyrase
• Terbentuk garpu repliakasi (replication fork)• Garpu bergerak dalam 2 arah berlawanan sampai
kedua ujung bertemu menghasilkan DNA baru• Masing untai DNA induk berperan sebagai cetakan• Untai baru dijamin komplementer dengan untai lama
oleh DNA polymerase• Untai baru memiliki polaritas berlawanan dengan
untai induk
![Page 8: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/10.jpg)
Bidirectional Growth• Tiap nukleotida memiliki polaritas (ujung 3’
deoksiribosa dan ujung 5’ fosfat)• Pemanjangan terjadi ke 2 arah• Penambahan gugus hanya terjadi pada ujung 3’
bagaimana ujung 5’ tumbuh• DNA polimerase membuat segmen-segmen pendek,
lalu digabung untuk membuat segmen lengkap
• Diawali dengan terbentuk primer lalu terjadi proses penyalinan urutan sampai titik sebelumnya
• DNA polimerase melepaskan primer, DNA ligase menyambungkan segmen-segmen pendek menjadi untaian utuh
![Page 11: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/11.jpg)
Pertumbuhan ujung 5’ (fosfat)
![Page 12: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/13.jpg)
TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI• Informasi dalam gen dicetak ke dalam molekul
messenger Ribo Nucleic Acid (mRNA) melalui proses trankripsi
• mRNA membawa cetakan informasi ke ribosom dalam sitoplasma
• Ribosom kemudian melakukan proses penerjemahan (translation) dengan menggunakan informasi cetakan tersebut untuk mensintesis protein
![Page 14: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/14.jpg)
Tahap Transkripsi• Transkripsi hanya pada satu untai DNA
• Enzim DNA-dependent RNA-polymerase mula- mula menempel pd daerah promotor
• Otomatis untai ganda terbuka, ensim polimerase bergerak maju untuk mensintesis mRNA sesuai urutan DNA (DNA mengandung Guanin maka untai mRNA akan mengandung Cytosin; atau Adenin-Uracil)
• Pencetakan berakhir pada daerah termination sequence
![Page 15: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/16.jpg)
TRANSKRIPSI• Transkripsi melibatkan hanya satu untai DNA
• Enzim yang bertanggung jawab : DNA- dependent RNA polymerase• Mula-mula berikatan dengan daerah promotor
• Nukleotida untai mRNA yang disintesis komplementer dengan untai DNA (e.g. G-C, A-U Note : pirimidin DNA =T~ RNA =U)
• Ribonukleotida ditambahkan pada ujung 3’ (pertumbuhan mRNA arah 5’3’)
• DNA membuka ke depan menutup di belakang double helix bertahan
• Transkripsi berhenti pada untai terminasi
![Page 17: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/17.jpg)
KODE GENETIK• Pesan yang disalin ke mRNA Kode Genetik (kodon)• Teridiri atas 3 pasangan basa (kombinasi A,G,C,U)
• Kombinasi ini (64) menentukan sintesis asam amino oleh ribosom (e.g. UGG : Triptofan)
• Kodon AUG (metionin) selalu merupakan start codon, signal gen yang akan ditranslasi (Formylmethionin pada Archaeobacteria)
• Kodon nonsense (UAA, UAG dan UGA) menghentikan proses translasi
• Beberapa asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon (Leusin : UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG)
• KODE : AUG-AGA-AAA-UUU-AGU-GGG-ACU-ACU- UAA Æ Met-Arg-Lys-Phe-Ser-Gly-Thr-Ser--STOP
![Page 18: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/19.jpg)
TRANSLASI
• Kode genetik dari mRNA diterjemahkan oleh ribosom• Ribosom mensintesis protein sesuai pesanan mRNA• Asam amino teraktivasi oleh ATP / AMP AA*• Asam amino berikatan dengan ujung tRNA• Ada spesifik tRNA untuk tiap AA yang disintesis• Tiga ‘unpaired’ basa pada tRNA berperan sebagai
antikodon• Kodon UUG (leusin) mRNA antikodon AAC (tRNA)
![Page 20: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/21.jpg)
SINTESIS PROTEIN
![Page 22: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/23.jpg)
RINGKASAN SINTESIS PROTEIN
![Page 24: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/25.jpg)
VARIABILITAS MIKROBA• Genotipe : keberadaan genetik pada DNA
• Fenotipe : Keberadaan sifat yang terekspresikan
dalam kondisi tertentu
• Fenotipe dipengaruhi oleh genotipe dan lingkungan (e.g. Azomonas : gummy colony in sucrose, Serratia marsecens pigmen prodigiosin merah pada 25C)
• Perubahan genotip : Mutasi dan Rekombinasi
![Page 26: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/26.jpg)
MUTASI• Sembarang gen dapat mengalami mutasi• Sel / organisma dengan gen termutasi mutan• Organisma induk yang tak termutasi wild type• Mutasi di alam sangat jarang (1 dalam jutaan sel)• Tipe mutasi point (neutral, missense dan nonsense)• Tipe mutasi frameshift (penambahan / pengurangan)• Mutagen (UV, X ray, nitrous acid, acridine orange
dye, ethyl methane sulfonate, nitrosoguanidine)
![Page 27: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/27.jpg)
MUTASI TITIK
• Netral : AAU AAC tetap sintesis
asparagin
• Missense : AAU (asparagin) AAG (lisin)
• Non-sense : UAU (tirosin) UAG (Stop)
![Page 28: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/28.jpg)
MUTASI PERGESERAN FRAME
see the cat and the rat tersisip dsee thd eca tan dth era t…
Penyisipan
Penghilangan
see the cat and the rat hilang e
seet hec ata ndt her at..
![Page 29: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/29.jpg)
MUTAGEN
• Sinar X : menghilangkan elektron dalam atom dan molekul perubahan basa purin & pirimidin
• UV : dimerisasi timin deformasi susunan DNA
• Nitrous acid : abnormalisasi purin & pirimidin
![Page 30: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/30.jpg)
REKOMBINASI• Rekombinasi terjadi antara 2 kromosom yang
homolog• Antar kromosom homolog terdapat gen yang
serupa pada titik yang bersesuaian (allel : gen yang berbeda)
• Pada eukaryot rekombinasi gen terjadi pada proses meiosis (titik pindah silang : chiasma)
• Pada prokaryot terjadi perpindahan gen (donor ke resipien) melalui : transformasi, transduksi dan konjugasi
![Page 31: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/31.jpg)
TRANSFORMASI
• Bentuk paling sederhana dari rekombinasi• Bakteri resipien memperoleh gen dari fragmen
DNA bebas• Sel penerima harus dalam kondisi kompeten• Biasanya terjadi pada fase pertumbuhan
eksponensial akhir• DNA plasmid tidak mengalami seperti ini di alam
![Page 32: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/34.jpg)
TRANSDUKSI• Perpindahan gen dengan perantaraan virus• Virus yang menginfeksi bakteri : bakteriofaga (faga)• Faga meninjeksikan DNA, replikasi, DNA inang
terdegradasi• Faga mengendalikan sintesis protein faga baru• Kombinasi acak terjadi antara DNA inang dengan
transducing phage (faga tertransduksi)• Faga dilepas setelah sel inang lisis• Faga transduksi menginfeksi sel inang baru• Sel inang baru memperoleh rekombinasi gen baru
![Page 35: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/37.jpg)
Lysogeny
![Page 38: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/38.jpg)
KONJUGASI• Proses perpindahan gen dari kontak sel ke sel• Dikenal sebagai reproduksi seksual primitif
(Note : berbeda dengan eukaryot i.e plasmogami)• Hanya materi genetik yang berpindah, dapat
berupa plasmid, fragmen (besar) kromosom atau seluruh kromosom
• Berbeda dengan transformasi atau transduksi hanya terjadi perpindahan fragmen (kecil) kromosom)
• Pili seks berperan
![Page 39: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/39.jpg)
![Page 40: GENETIKA MIKROBA kuliah S2.ppt](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061408/5695d3531a28ab9b029d84cc/html5/thumbnails/40.jpg)