SUBSTANSI GENETIK (kumpulan script materi)


Definisi genetika

Genetika adalah bidang sains yang mempelajari hereditas dan variasi herediter. Antara hereditas dan herediter hampir memiliki frase kata yang sama tetapi memiliki makna yang berbeda. hereditas adalah kemampuan dasar makhluk hidup untuk mewariskan karakter atau sifat fisik dari induk kepada keturunannya, sedangkan herediter adalah sifat yang diturunkan.

Dalam reproduksi aseksual karakteristik yang dimiliki oleh keturunan akan sama persis dengan induknya, Hal tersebut dikarenakan dalam reproduksi aseksual individu tunggal adalah satu-satunya induk dan meneruskan salinan semua gen nya kepada keturunannya. sedangkan dalam reproduksi seksual dua induk menghasilkan keturunan yang memiliki Kombinasi gen-gen yang unik yang diwarisi dari kedua induknya. keturunan hasil reproduksi seksual berbeda secara genetik dari saudara-saudara dan kedua orang tuanya. Mereka merupakan variasi dari tema yang sama yaitu kemiripan keluarga, bukan replika yang sama persis. Variasi genetik merupakan konsekuensi penting dari reproduksi seksual.

orang tua memberikan informasi terkode kepada anak-anaknya dalam bentuk unit herediter yang disebut dengan gen. Gen yang kita warisi dari ibu dan ayah merupakan tautan genetik kita dengan orang tua dan gen gen lah yang menyebabkan kemiripan keluarga seperti warna mata atau bintik-bintik yang mirip. Gen kita memprogram sifat-sifat spesifik yang muncul saat kita berkembang dari sel yang terfertilisasi menjadi dewasa. Program genetik tersebut tertulis dalam bahasa DNA, polimer dari 4 nukleotida yang berbeda. Informasi yang terwariskan diteruskan dalam bentuk sequence spesifik nukleotida DNA dari setiap gen, mirip seperti informasi tercetak yang disampaikan dalam bentuk urut-urutan huruf bermakna. DNA sel eukariot dikemas dalam kromosom kromosom di dalam nukleus.

 

 

Kromosom

Kromosom adalah benang-benang halus yang terdapat di dalam inti sel atau nukleus. Setiap spesies makhluk hidup memiliki jumlah dan bentuk kromosom yang khas. Misalnya manusia memiliki 46 kromosom di hampir semua sel nya. setiap kromosom terdiri atas 1 molekul DNA tunggal yang panjang yang ter kumpar secara rumit bersama dengan berbagai protein. Suatu kromosom mengandung beberapa ratus atau bahkan beberapa ribu gen, yang masing-masing merupakan sekuensi spesifik nukleotida dalam molekul DNA. Lokasi spesifik suatu gen pada suatu kromosom disebut dengan lokus yang dalam bahasa latinnya berarti tempat.

 

 

Jumlah kromosom

seperti yang telah saya sampaikan bahwa jumlah dan bentuk kromosom pada setiap spesies makhluk hidup adalah khas. Pada manusia hampir pada seluruh selnya kecuali sel kelamin memiliki jumlah kromosom sebanyak 46 buah. Jumlah tersebut terdiri atas 44 kromosom tubuh atau yang dikenal dengan nama autosom dan 2 buah kromosom kelamin yang dikenal dengan nama genosom. pada makhluk hidup yang lain jumlah kromosomnya dapat berbeda-beda begitu, begitu pula dengan bentuk kromosomnya. Faktor inilah yang menjadi pembatas antar spesies tidak dapat melakukan perkawinan.

Perhatikan tabel jumlah kromosom dari beberapa Makhluk hidup berikut ini, manusia memiliki 46 kromosom sedangkan simpanse dan kera memiliki 48 kromosom kita lihat pula kuda memiliki 64 kromosom. Pada tumbuhan kita dapat melihat Cemara memiliki jumlah kromosom sebanyak 24 buah, pohon ceri memiliki jumlah kromosom sebanyak 32 buah dan kubis memiliki kromosom sebanyak 18 buah. dari sini dapat kita lihat setiap spesies makhluk hidup memiliki jumlah kromosom yang khas atau berbeda.

 

Jenis kromosom

Seperti yang telah di singgung sebelumnya bahwa kromosom terbagi menjadi dua jenis yaitu kromosom tubuh yang dikenal dengan nama autosom dan kromosom kelamin yang dikenal dengan nama genosom. Autosom atau kromosom tubuh berperan dalam memberi informasi genetik tentang karakteristik tubuh makhluk hidup mulai dari ujung rambut sampai ujung kaki, sedangkan genosom atau kromosom kelamin berperan dalam penentuan jenis kelamin makhluk hidup. Untuk manusia dengan jumlah kromosom 46 buah, jumlah kromosom tubuh adalah 44 buah atau 22 pasang dan kromosom kelamin berjumlah 2 buah atau sepasang. Kromosom pada manusia tersebut dapat dituliskan sebagai berikut. Untuk laki-laki di tuliskan 44 XY, sedangkan untuk perempuan di tuliskan 44 XX. Berikut dapat kita lihat Citra kromosom jika disusun berpasangan mulai dari kromosom terpanjang, susunan ini disebut kariotipe. kedua kromosom yang menyusun satu pasangan memiliki kesamaan panjang, posisi sentromer dan pola pewarnaan. keadaan seperti ini disebut homolog atau kromosom homolog. kedua kromosom dari setiap pasangan mengandung gen gen yang mengontrol karakter warisan yang sama. Pola umum dari kromosom homolog tersebut tidak berlaku pada genosom, pada genosom terdapat 2 kromosom yang berbeda yang disebut X dan y. Kromosom laki-laki di kode dengan x y, sedangkan perempuan di kode dengan x dan X.

 

Bentuk kromosom

Kromosom memiliki bentuk yang beragam, tetapi pada umumnya memiliki struktur yang sama. Perhatikan gambar kromosom berikut ini. Kromosom memiliki bagian-bagian antara lain. Bagian lengan atau yang dikenal dengan nama telomer, bagian ini berisi pengemasan rantai DNA. Bagian berikutnya adalah sentromer, bagian ini menjadi pemisah antara telomer telomer kromosom. Berdasarkan letak sentromernya kromosom dibagi menjadi 4 jenis yaitu. metasentrik jika sentromernya terletak di bagian tengah dan membagi kromosom menjadi 2 lengan yang sama panjang. yang kedua submetasentrik jika sentromernya terletak agak ke pinggir sehingga lengan kromosom terbagi tidak sama panjang. Yang ketiga akrosentrik, jika letak sentromer hampir berada pada ujung lengan kromosom. Dan yang terakhir adalah telosentrik, di mana sentromer terletak pada ujung lengan kromosom.

 

Gen dan DNA

jika diurai lengan kromosom atau yang kita kenal dengan nama telomer akan berbentuk rantai ganda yang berpilin, rantai ini dikenal dengan nama DNA atau deoksiribosa nukleic acid. Fragmentasi atau potongan dari rantai ini dikenal dengan nama gen. bagian inilah yang dikatakan bertanggung jawab terhadap pewarisan sifat dari makhluk hidup. DNA yang berbentuk rantai berpilin ganda atau yang dikenal double helix berisi nukleotida panjang yang berperan dalam sintesa protein, bagian inilah yang nantinya akan mencirikan karakteristik fisik makhluk hidup. Hal tersebut dikarenakan seluruh tubuh makhluk hidup, termasuk enzim dan hormon terbentuk dari protein yang dikodekan oleh DNA.

 

Hubungan kromosom, gen dan DNA

Jadi bagaimana hubungan antara kromosom, DNA dan gen ? kromosom adalah benang-benang halus yang terdapat di dalam inti sel, jika diurai kromosom akan berisi rantai panjang ganda yang berpilin sesamanya, rantai ini dikenal dengan nama DNA atau deoksiribosa nucleic acid. Sedangkan potongan rantai DNA dikenal dengan nama gen, pada satu rantai DNA bisa terdapat ratusan hingga ribuan gen, atau potongan DNA.

 

Seperti yang telah kita pelajari bahwa DNA dan RNA merupakan salah satu komponen dari materi genetik yang mengkode karakteristik tubuh makhluk hidup. Berdasarkan kode kode yang dibawa oleh keduanya, tubuh akan men sintesa protein yang merupakan zat pembangun tubuh, dari sinilah dikatakan mengapa DNA dan RNA merupakan materi genetik. Dari semua molekul yang ada di alam, asam nukleat bersifat unik karena mampu mengarahkan replikasinya sendiri dari monomer. Bahkan, kemiripan anak dengan induknya didasari oleh replikasi DNA secara tepat sama dan pewarisan DNA dari satu generasi ke generasi berikutnya. informasi herediter dikodekan dalam bahasa kimiawi DNA dan diproduksi dalam semua sel tubuh makhluk hidup. Program DNA inilah yang mengarahkan perkembangan sifat, biokimiawi, anatomi, fisiologi dan sampai taraf tertentu perilaku makhluk hidup.

 

Definisi DNA

DNA adalah salah satu dari jenis asam nukleat yang wajib dimiliki oleh makhluk hidup. DNA atau deoksiribosa nukleic acid merupakan senyawa yang digambarkan berbentuk rantai panjang ganda yang saling berpilin sesamanya. jika melihat sejarah yang ada penemuan peran DNA sebagai materi genetik mulai pada tahun 1928. Pada saat itu petugas medis asal Inggris bernama Frederick griffith yang menyelidiki bakteri penyebab pneumonia yaitu streptokokus pneumonia yang menyebabkan pneumonia pada mamalia. Saat itu, Iya memiliki dua Galur bakteri. yang satu bersifat patogen dan yang lainnya bersifat non patogen. Ia heran, ketika Galur yang awalnya bersifat non patogen menjadi bersifat patogen, setelah dicampur kan sisa sel bakteri patogen yang telah dibakar. Iya menyimpulkan bahwa ada komponen kimiawi sel yang patogen yang menyebabkan perubahan terwariskan ini, walaupun identitas zat tersebut belum diketahui. Griffith menyebutkan fenomena ini dengan istilah transformasi, yang kini didefinisikan sebagai perubahan genotip dan fenotip.

 

Struktur DNA

Pada awal tahun 1950 an, para peneliti berkonsentrasi terhadap pencarian struktur berdimensi tiga dari DNA. dan yang berhasil menemukan model tiga dimensi dari DNA tersebut adalah 2 orang peneliti yaitu James Watson dari Amerika dan Francis crick dari Inggris. berdasarkan model tiga dimensi DNA tersebut kita mengetahui bahwa DNA memiliki bentuk rantai ganda panjang yang saling berpilin sesamanya. Rantai ini tersusun atas rangkaian senyawa nukleotida, Iya itu senyawa yang terbentuk dari gugus fosfat sebagai dasarnya berikatan dengan gugus gula deoksiribosa yang kemudian berikatan pula dengan basa nitrogen. Oleh sebab itu, DNA dikenal juga dengan nama rantai polinukleotida. DNA merupakan rantai ganda yang tersusun dari basa nitrogen, basa nitrogen pada DNA terbagi menjadi dua jenis yaitu : basa purin dan basa pirimidin. Basa purin terdiri atas adenin yang disingkat A dan guanin yang disingkat dengan G, sedangkan basa pirimidin terdiri atas timin yang disingkat T dan sitosin yang disingkat dengan S. Pada rantai ganda atau double helix, basa purin selalu berikatan dengan basa pirimidin. Adenin akan berikatan dengan timin yang diikat dengan 2 atom hidrogen sementara guanin akan berikatan dengan sitosin yang diikat oleh tiga atom hidrogen. Sehingga secara logika, bahwa ikatan antara guanin dan sitosin memiliki ikatan yang lebih kuat dibandingkan ikatan antara adenin dan timin. Pada rantai ganda DNA juga, jumlah basa purin akan = jumlahnya dengan basa pirimidin. keteraturan jumlah basa purin dan basa pirimidin ini dikenal dengan istilah aturan chargaff.

 

Pengemasan DNA

DNA terdapat didalam nukleus atau inti sel, mitokondria dan kloroplas. tetapi hanya DNA yang terdapat pada nukleus yang berperan dalam proses hereditas. karena dari rantai DNA yang terdapat pada nukleus lah yang digunakan dalam proses sintesis protein.

DNA adalah rantai nukleotida yang sangat panjang, sehingga untuk menempatkannya pada kromosom yang sangat kecil diperlukan pengemasan yang optimal. Basa basa nitrogen pada DNA dipasangkan dalam kombinasi yang spesifik. adenin akan berikatan dengan timin sementara guanin akan berikatan dengan sitosin. Adenin dan guanin merupakan basa purin yang memiliki 2 cincin organik, sedangkan timin dan sitosin adalah basa pirimidin yang memiliki 1 cincin organik. Jarak antara rantai ganda hanya berjarak 2 nanometer. jika basa purin yang memiliki 2 cincin organik saling berikatan sesamanya maka jarak antara rantai ganda DNA akan terlalu lebar. sedangkan jika basa pirimidin yang memiliki 1 cincin organik saling berikatan sesamanya maka jarak antara rantai ganda DNA akan terlalu sempit. Maka untuk mendapatkan lebar yang konsisten dengan diameter yang seragam, basa purin yang memiliki 2 cincin organik harus berpasangan dengan basa pirimidin yang memiliki 1 cincin organik. Menurut Watson dan crick, setiap basa nitrogen baik basa purin maupun basa pirimidin memiliki gugus samping kimiawi yang dapat membentuk pasangan hidrogen yang sesuai. Adenin membentuk dua ikatan hidrogen dengan timin dan hanya dengan timin. sementara guanin membentuk tiga ikatan hidrogen dengan sitosin dan hanya dengan sitosin. walaupun model tiga dimensi DNA yang dibuat oleh Watson dan crick menjelaskan aturan chargaff yang menerangkan bahwa jumlah adenin akan setara dengan jumlah timin, jumlah guanin setara dengan sitosin. tetapi aturan tersebut tidak membatasi urut urutan nukleotida di sepanjang rantai DNA. urutan lurus keempat basah dapat bervariasi dalam berbagai cara yang tidak terhitung jumlahnya dan setiap gen memiliki urutan yang unik.

 

Replikasi DNA

DNA adalah salah satu asam nukleat yang bersifat unik, karena dapat menggandakan rantainya dengan cara mereplikasi rantainya sendiri. Dalam makalah keduanya, Watson dan crick menduga tentang bagaimana DNA melakukan proses replikasi. mereka menjelaskan bahwa model DNA mereka memiliki untaian yang saling berpasangan atau komplementer, sebelum proses duplikasi, ikatan hidrogen akan putus dan kedua rantai membuka serta memisah. setiap rantai kemudian bertindak sebagai cetakan untuk pembentukan rantai pendamping pada dirinya sendiri, sehingga kita akhirnya akan memperoleh dua pasang rantai yang awalnya hanya satu. Terlebih lagi, urut-urutan pasangan basa akan diduplikasi secara tepat sama. berdasarkan hipotesa replikasi rantai DNA tersebut terdapat 3 model replikasi DNA yaitu : model konservatif, semikonservatif dan model dispersif.

model konservatif menjelaskan replikasi rantai DNA yang kedua induk menyatu kembali setelah bertindak sebagai cetakan untuk untaian rantai baru, sehingga mengembalikan rantai double helix induk.

model semikonservatif menjelaskan bahwa kedua untai rantai DNA memisah dan masing-masing berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis untaian baru yang komplementer.

model dispersif menjelaskan setiap untaian pada kedua molekul anakan mengandung campuran DNA sintesis yang lama dan baru.

prinsip dasar replikasi DNA sebenarnya sederhana secara konseptual akan tetapi proses sesungguhnya melibatkan beberapa proses biokimiawi yang rumit.

 

Tentang RNA

Asam nukleat berikutnya yang wajib dimiliki oleh setiap makhluk hidup adalah RNA atau ribosa nukleat acid. Berbeda dengan DNA yang berbentuk untaian rantai ganda yang panjang, untaian rantai RNA berbentuk rantai tunggal yang pendek. Erna terbentuk dari proses penterjemahan rantai panjang DNA yang terpotong menjadi untaian 3 set basa nitrogen yang dikenal dengan nama kodon triplet. Seperti untaian rantai DNA yang tersusun atas rangkaian nukleotida, rantai RNA juga tersusun atas rangkaian nukleotida. Yang membedakan hanya pada basa nitrogen pirimidin, jika pada DNA basa pirimidin terdiri dari timin dan sitosin. maka pada Erna basa pirimidin terdiri dari urasil dan sitosin. Sehingga pada rantai RNA, basa nitrogen terdiri atas basa purin yaitu adenin dan guanin serta basa pirimidin yang terdiri dari urasil dan sitosin. RNA atau ribosa nucleic acid yang dalam bahasa Indonesianya adalah asam ribonukleat terbagi menjadi tiga jenis yaitu : RNA messenger, RNA transfer dan RNA ribosom. RN messenger terdapat pada nukleus atau inti sel, RNA ini terbentuk karena pengkodean rantai DNA sense. Setelah RNA messenger terbentuk maka untaian akan keluar menuju sitoplasma. Di sini rantai RNA mesenger akan di kode menjadi RNA transfer. Setelah sukses di kode dan terbentuk RNA transfer. maka RNA transfer akan menuju ribosom untuk di kode ulang di sana. Di ribosom, RNA transfer akan diterjemahkan menjadi RNA ribosom yang nantinya akan menjadi kode untuk mensintesis asam amino pada proses sintesis protein atau polipeptida.

 

Protein adalah senyawa makromolekul yang tersusun dari senyawa yang lebih kecil atau monomer yang dikenal dengan nama asam amino atau peptida. Karena tersusun dari banyak asam amino protein dikenal juga dengan nama polipeptida atau rantai polipeptida. Protein atau polipeptida dibentuk pada setiap sel makhluk hidup dan organela penting yang menjalankan peran ini adalah ribosom. Penyusunan protein dari asam-asam amino serta pembentukan asam amino atau peptida itu sendiri merupakan rangkaian proses kimiawi yang rumit dan kompleks serta melibatkan banyak komponen pada prosesnya.

 

Tentang asam amino atau peptida

Asam amino atau peptida adalah monomer yang menyusun suatu senyawa makro yang kita kenal sebagai protein. Asam amino atau peptida berdasarkan dapat atau tidaknya tubuh makhluk hidup untuk mensintesis nya terbagi menjadi dua jenis yaitu asam amino esensial dan asam amino non esensial. Jumlah keseluruhan dari asam amino adalah 20 jenis, dari 20 jenis asam amino tersebut 11 diantaranya dapat disintesis oleh tubuh kita sehingga kita tidak perlu mensuplai nya dari luar. Asam amino seperti ini dikenal dengan nama asam amino non esensial antara lain alanin, arginine, asparagin, asam aspartat, sistein, asam glutamat, glutamin, glisin, prolin, serin dan tirosin. Jenis asam amino lainnya adalah asam amino esensial, asam amino ini penting bagi tubuh kita tetapi tubuh tidak dapat mensintesis nya sendiri sehingga tubuh perlu mengambilnya dari makanan dan minuman yang yang kita konsumsi. Asam-asam amino tersebut antara lain histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, tryptophan dan Vallin

 

Tempat terjadinya sintesis polipeptida

peptida atau asam amino dibentuk di dalam setiap sel makhluk hidup tepatnya pada organela yang dikenal dengan nama ribosom.ribosom adalah suatu organel sel yang berbentuk butiran-butiran halus yang mengambang bebas pada sitoplasma atau menempel pada retikulum endoplasma dengan jumlah yang mencapai ribuan unit. Ribosom memiliki 3 situs pengikatan rantai RNA transfer antara lain :

Situs p atau situs peptidil rantai RNA transfer, situs ini berperan menampung rantai RNA transfer yang membawa rantai polipeptida yang sedang tumbuh.

Situs a atau situs aminoasil rantai RNA transfer, situs ini berperan mengangkut asam amino yang akan ditambahkan ke rantai polipeptida.

Situs e atau exit site, berperan sebagai tempat rantai RNA transfer meninggalkan ribosom.

 

Mekanisme tahapan sintesis polipeptida

Protein seperti yang telah dijelaskan sebelumnya merupakan rangkaian dari banyak asam amino atau peptida yang membentuk rantai panjang. Pembentukan asam amino juga merupakan tahapan dan rangkaian proses yang sangat kompleks.proses pembentukan atau sintesis peptida dimulai dari inti sel atau nukleus sampai pada ribosom. Sintesis polipeptida dimulai dari rantai DNA atau deoksiribosa nucleic acid yang terdapat pada inti sel. Rantai double helix DNA akan dipisahkan menjadi 2 bagian an-nas suatu struktur yang dikenal dengan nama rantai RNA polimerase. Dari 2 rantai DNA yang telah dipisahkan tersebut,hanya satu rantai yang digunakan pada proses sintesis polipeptida. Rantai ini dikenal dengan nama DNA sense atau DNA template atau DNA cetakan. Rantai DNA sense atau DNA template atau DNA cetakan memiliki arah dari 3 aksen menuju 5 aksen. Setelah itu, rantai DNA sense akan mengalami proses transkripsi yaitu sintesis rantai RNA di bawah arahan DNA. Kedua asam nukleat menggunakan bahasa yang sama dan informasi hanya ditranskripsikan atau disalin dari satu molekul menjadi molekul lain. Seperti halnya salinan, molekul rantai RNA transcript bisa dikirimkan dalam banyak salinan. Setelah proses transkripsi, sintesis polipeptida berlanjut dengan proses translasi. translasi didefinisikan sebagai proses sintesis polipeptida yang terjadi di bawah arahan rantai RNA messenger. Pada proses ini terjadi perubahan bahasa, sel harus menterjemahkan molekul rantai RNA messenger menjadi squence asam amino. Mekanisme dasar transkripsi dan translasi pada bakteri dan organisme eukariota sebenarnya mirip, perbedaan terjadi hanya pada ada aliran informasi genetik karena bakteri adalah makhluk hidup prokariota yang tidak memiliki membran inti. Dengan ketiadaan membran inti memungkinkan translasi dapat dimulai saat transkripsi sedang berlangsung.

 

Transkripsi

Terdapat dogma sentral terkait sintesis protein. Bahwa rangkaian perintah molekular dengan aliran terarah informasi genetik dari DNA membentuk rantai RNA yang kemudian membentuk protein. Dogma sentral ini dikemukakan oleh Francis crick pada tahun 1956.

Selama proses transkripsi, gen menentukan sekuens basa-basa disepanjang molekul rantai RNA messenger. Untuk setiap gen, hanya satu dari kedua untaian DNA yang akan di transkripsikan. Untaian ini dikenal dengan nama untaian cetakan atau DNA sense atau DNA template. Sekuens spesifik nukleotida di sepanjang DNA menandai tempat transkripsi gen dimulai dan berakhir. Sekuens DNAtempat rantai RNA polimerase melekat dan menginisiasi transkripsi dikenal sebagai promoter. Selain berperan sebagai titik mulai transkripsi dengan cara menjadi situs pengikatan rantai RNA polimerase, promotor juga menjadi penentu untaian heliks yang digunakan sebagai cetakan. Keseluruhan kompleks faktor transkripsi dan rantai RNA polimerase yang terikat ke promotor disebut kompleks inisiasi transkripsi. Pada organisme eukariot kompleks inisiasi transkripsi disebut kotak tata atau tata box.

Tahapan proses transkripsi.

1. Inisiasi, setelah rantai RNA polimerase berikatan dengan promoter, untaian untaian DNA membuka dan polimerase menginisiasi sintesis rantai RNA dititik mulai pada untaian cetakan.

2. Pemanjangan, polimerase bergerak menghilir membuka DNA dan memperpanjang transkrip rantai RNA dari arah 5 aksen ke-3 aksen. Setelah transkripsi, untaian untaian DNA kembali membentuk heliks ganda.

3. Terminasi. Transkrip rantai Erna dilepaskan dan polimerase melepaskan diri dari DNA.

Terminator yang ditranskripsikan berfungsi sebagai sinyal terminasi yang menyebabkan polymerase melepaskan diri dari DNA dan melepaskan transkrip.

 

Translasi

Dalam proses translasi, sel menterjemahkan pesan genetik dan membangun polipeptida sesuai pesan tersebut. pesan tersebut merupakan serangkaian kodon disepanjang molekul rantai RNA messenger dan sang penterjemah disebut rantai RNA transfer. Molekul-molekul rantai RNA transfer tidak sepenuhnya identik.kunci penerjemahan pesan genetik menjadi sekuens asam amino spesifik adalah setiap tipe molekul rantai RNA transfer mentranslasi kodon rantai RNA mesenger tertentu menjadi asam amino tertentu. Ketika suatu molekul rantai RNA transfer tiba di ribosom, molekul tersebut membawa suatu asam amino spesifik pada salah satu ujungnya sedangkan pada ujung yang lain rantai RNA transfer terdapat suatu triplet nukleotida yang disebut antikodon. Translasi bersifat sederhana dari segi prinsip namun bersifat kompleks dari segi biokimiawi dan mekanismenya.

Tahapan proses translasi :

1. Inisiasi. Berupa proses penyatuan rantai RNA messenger dan rantai RNA transfer yang membawa asam amino pertama dari polipeptida dan kedua sub unit ribosom.

2. Pemanjangan. Pada tahap ini asam amino ditambahkan satu persatu ke asam amino sebelumnya. Setiap penambahan melibatkan keikutsertaan beberapa protein yang disebut faktor pemanjangan.

3. Terminasi. Pemanjangan berlanjut sampai kodon stop pada rantai RNA messenger mencapai situs a dari ribosom. Triplet basa uag, uaa dan uga tidak mengkode asam amino melainkan memberikan sinyal untuk menghentikan translasi.

Mengapa harus kodon triplet?

Terdapat 20 jenis asam amino baik yang esensial maupun non esensial dengan 4 jenis basa nitrogen yang mengkode nya. Jika satu set bahasa nitrogen digunakan untuk mengkode 1 jenis asam amino maka hanya akan terbentuk 4 jenis asam amino dari empat basa nitrogen yang tersedia. Jika menggunakan dua set basa nitrogen maka hanya akan terbentuk 16 jenis asam amino yang dapat terakomodir dari empat basa nitrogen dengan 2 set basa nitrogen untuk 1 jenis asam amino. Jika menggunakan 3 set basa nitrogen maka akan diperoleh 64 set kodon triplet dari empat jenis basa nitrogen yang tersedia. Jumlah set ini cukup untuk mengkode 20 jenis asam amino atau peptida yang ada.

 

 

Dipublikasi di Uncategorized | Tag , , , , , , , , , , | Meninggalkan komentar

PPG Dalam Jabatan Tahap 3 Tahun 2019 Universitas Negeri Semarang SMA Negeri 12 Semarang


PPG Dalam Jabatan Tahap 3 Tahun 2019

Universitas Negeri Semarang  |  SMA Negeri 12 Semarang

PPGDJ T3 2019 UNNES

Dipublikasi di Uncategorized | 1 Komentar

SAVE HORNBILL


Dipublikasi di Uncategorized | Meninggalkan komentar

Metabolisme


Metabolisme didefinisikan sebagai keseluruhan proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, dalam prosesnya metabolisme melalui tahapan-tahapan yang dikenal dengan jalur metabolisme. Jalur ini terbagi menjadi 2 (dua) bagian yaitu :

  1. Katabolisme, adalah reaksi pembongkaran/pelepasan/perombakan/penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Pada prosesnya reaksi ini menghasilkan sejumlah energi sel dalam bentuk kalor, oleh sebab itu reaksi ini sering pula dikatakan sebagai reaksi eksoterm. Contoh dari reaksi ini adalah respirasi seluler (aerob dan anaerob).
  2. Anabolisme adalah reaksi penyusunan atau pembentukan senyawa kompeks dari senyawa-senyara yang lebih sederhana. Dalam prosesnya reaksi ini membutuhkan sejumlah energi sehingga ia dikenal dengan nama endoterm. Contoh dari reaksi ini adalah : fotosintesis, kemosintesis dan sintesis protein.

Dalam setiap prosesnya metabolisme memerlukan suatu zat guna menjalankan prosesnya, zat tersebut lebih dikenal dengan nama enzim.

Enzim

Enzim adalah biokatalisator atau suatu zat yang berasal dari makhluk hidup yang bertujuan mempercepat laju reaksi dalam proses metabolisme.

Enzim memiliki struktur yang tersusun atas 2 (dua) bagian, yaitu :

  1. Bagian yang tersusun atas protein (apoenzim), bagian ini bersifat thermolabil (tidak suka akan suhu tinggi)
  2. Bagian yang tersusun dari bagian non protein (gugus prostetik), bagian ini juga tersusun atas 2 (dua) bagian berdasarkan penyusunnya yaitu : Kofaktor jika penyusunnya adalah senyawa logam (anorganik) seperti Fe, Cu dan Zn serta Koenzim jika penyusunnya adalah senyawa organik seperti NADH dan Vitamin

Ciri-ciri enzim

Enzim memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

  1. Enzim adalah biokatalisator
  2. Tidak tahan pada suhu tinggi (thermolabil)
  3. Bekerja secara spesifik (khusus)
  4. Dapat bekerja bolak balik
  5. Diperlukan dalam jumlah kecil
  6. Dapat digunakan berulang ulang
  7. Dipengaruhi oleh lingkungan

Cara kerja enzim

Enzim bekerja secara spesifik, artinya enzim hanya dapat bekerja pada substrat tertentu. Terdapat 2 buah teori yang menjelaskan bagaimana enzim bekerja pada sebuah substrat untuk menghasilkan produk.

Teori pertama, teori yang mengatakan bahwa enzim hanya dapat bekerja pada substrat tertentu sehingga tidak dapat bekerja pada substrat lainnya. Teori ini dikenal dengan nama lock and key theory atau teori gembok dan anak kunci. Seperti yang kita ketahui bahwa kunci gembok hanya dapat membuka gembok yang sesuai dengan relief yang terdapat pada anak kuncinya, seperti inilah teori pertama menggambarkan cara kerja enzim.

Teori kedua, teori ini menggambarkan bahwa enzim memiliki sisi aktif yang strukturnya dapat menyesuaikan bentuk substrat dimana enzim tersebut bekerja. Teori ini dikenal dengan istilah induced fit theory atau teori kecocokan terinduksi. Teori ini berpendapat bahwa bagian sisi aktif enzim adalah bagian yang fleksibel sehingga enzim dapat lebih leluasa dalam memproses substrat untuk dijadikan suatu produk.

Dari kedua teori ini, teori gembok dan anak kuncilah yang paling banyak diterima dalam menggambarkan bagaimana enzim bekerja pada sebuah substrat.

Katabolisme

Seperti yang kita ketahui bersama bahwa katabolisme adalah reaksi pemecahan senyawa makro molekul menjadi senyawa yang lebih sederhana, contoh dari reaksi ini adalah respirasi baik yang terjadi secara aerob maupun anaerob. Perbedaan dari keduanya terdapat pada jumlah energi dan produk yang dihasilkan dari reaksi tersebut, pada reaksi respirasi aerob dibasilkan karbondioksida sebagai sisa hasil pembongkaran dan energi sebesar 38 ATP atau setara 675 kkal untuk pemecahan 1 molekul glukosa. Sedangkan untuk respirasi anaerob akan menghasilkan senyawa berupa asam laktat ataupun etanol sebagai zat sisa hasil metabolisme dan energi sebesar 2 ATP yang setara dengan 21 kkal untuk hasil pemecahan 1 molekul glukosa.

Katabolisme terjadi dalam 4 (empat) tahapan reaksi, yaitu : glikolisis, dekarboksilasi oksidasi, siklus krebs dan transfer elektron.

Glikolisis adalah reaksi pemecahan molekul glukosa (C6H12O6) menjadi 2 molekul asam piruvat yang masing-masing memiliki 3 atom C. Glikolisis terjadi dalam sitoplasma sel, yaitu salah satu komponen utama sebuah sel yang menjadi komponen penting karena juga berperan sebagai alat transportasi sel dan tempat organela seluler lainnya. Glikolisis berasal dari kata glukosa dan lisis ini selain menghasilkan 2 molekul asam piruvat juga menghasilkan sejumlah energi sel yang dikenal dengan istilah ATP (adenosin triphisphat), salah satu energi sel berikatan phosphat. ATP yang dihasilkan dari glikolisis berjumlah 2 molekul, akan tetapi pada awal proses ini juga membutuhkan energi yang sama besarnya. Sehingga pada beberapa literatur dikatakan bahwa glikolisis hanya menghasilkan produk berupa 2 molekul asam piruvat.

Dekarboksilasi oksidasi adalah proses antara glikolisis dan siklus krebs, beberapa literatur bahkan ada yang tidak memasukkannya sebagai salah satu tahapan dari respirasi seluler. Dekarboksilasi oksidasi adalah proses pengurangan 1 atom C yang terdapat pada asam piruvat (produk dari glikolisis) menjadi molekul Asetil koenzim A yang memiliki 2 atom C. Proses ini terjadi dalam organela sel yang kita kenal dengan nama mitokondria (house of power). Selain Asetil koenzim A sebagai produk dari proses oksidasi asam piruvat, molekul NADH (nikotinamida adenin dinukleotida hidrogen) sebanyak 2 molekul dan 2 molekul ATP.

Siklus krebs adalah proses lanjutan setelah dekarboksilasi oksidasi, yaitu reaksi penambahan sejumlah molekul asam oksaloasetat yang memiliki atom berjumlah 4 buah ke dalam Asetil koenzim A menghasilkan sebuah senyawa berupa asam sitrat yang memiliki 6 atom C. Proses yang terjadi pada mitokondria ini selain menghasilkan asam sitrat, juga menghasilkan energi sel baik energi berikatan phosphat maupun energi berikatan elektron berupa NADH dan FADH (flavin adenin dinukleotida hidrogen) yang masing-masing berjumlah 6 dan 3 molekul ditambah 2 molekul ATP sebagai energi siap pakai untuk kebutuhan energi seluler.

Transfer elektron adalah proses akhir dalam reaksi pemecahan molekul glukosa menjadi energi sel (kalor) dalam bentuk ATP dan kalori serta beberapa zat buangan sisa hasil metabolisme berupa karbondioksida (CO2). Pada proses transfer elektron tidak seperti proses-proses pada tahapan sebelumnya, pada proses ini tidak terjadi penambahan atau pengurangan atom C seperti pada tahapan sebelumnya. Pada proses yang terjadi di mitokondria ini terjadi proses pelepasan atom OH. Terdapat 2 (dua) jenis energi yang terdapat pada respirasi sel, bentuk energi yang pertama adalah energi ikatan phosphat. Energi ini adalah energi siap pakai yang bentuknya dapat digunakan langsung oleh sel, contohnya : ATP (adenosin triphosphat) dan ADP (adenosin diphosphat). Bentuk energi yang berikutnya adalah energi ikatan elektron, energi bentuk ini adalah energi tidak siap pakai dimana yang perlu dilakukan adalah pelepasan atom OH agar bentuk energi tersebut dapat digunakan oleh sel. Contoh energi bentuk ini adalah adalah NADH atau nikotinamida adenin dinukloetida hidrogen dan FADH (flavin adenin dinukleotida hidrogen), untuk 1 molekul NADH setelah proses pembebasan OH jumlah energi yang diperoleh akan setara dengan 3 molekul ATP, sedangkan untuk 1 molekul FADH akan setara dengan energi 2 molekul ATP setelah pembebasan atom OH.

moejie01

Dipublikasi di Uncategorized | Meninggalkan komentar