BIOLOGI MOLEKULER

1. BIOLOGI MOLEKULER SEMESTER III FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS PANCASILA

2. Material genetika • Informasi genetika dari organisme dibawa dalam bentuk molekul DNA yang pada beberapa makhluk / organisme dalam bentuk RNA yang kemudian akan dipindahkan dalam bentuk protein. • Untuk mendapatkan informasi genetik maka utas DNA tersebut harus dipotong terlebih dahulu menggunakan enzim restriksi tertentu sesuai dengan utas DNA yang dikenalinya.

3. Material Genetika Kromosom (Protein + Asam Nukleat) Ekstra Kromosom: -. Plasmid( Pada Prokaryot) Ekstra Kromosom: -. Mitokondria -. Kloroplas (organ yang (Pada Eukaryot ) berklorofil) -.Sitoplasma

4. Protein • Penyusun gen • Merupakan rangkaian dari beberapa peptida • Bagian yang penting di dalam plasma • Cadangan makanan • Sebagai bahan enzim (dasar penyusun enzim ) • Macam-macam protein • Fungsional → Berbagai macam enzim (katalis) • Cadangan → Disimpan sebagai protein cadangan

5. Lanjutan protein • Pada dasarnya protein adalah polipeptida, setiap sel mampu mensintesis protein tertentu sesusai dengan keperluan. • Protein merupakan gabungan asam amino dengan gugus karboksil dari asam amino lain secara berurutan, Misal : • Bila 2 asam amino yang bergabung maka terbentuk DIPEPTIDA • Bila 3 asam amino yang bergabung maka terbentuk TRIPEPTIDA • Bila terjadi penggabungan yang lebih besar maka akan dibentuk POLIPEPTIDA

6. ASAM AMINO • Adalah suatu Molekul yang terdiri dari : • Satu Gugus Karboksil • Satu gugus amin (NH2) • Asam amino yang paling sederhana adalah glisin • Asam amino yang terdapat di dalam tumbuhan ada ± 20 macam • Jenis asam amino dapat dilihat dari gugus R nya : • Glisin, Alanin, Serin, Treonin, Valin, Leusin, Isoleusin, Norleusin, Asam Aspartam, Asam Glutamat, Lisin, Arginin, Sistin, Sistein, Metionin,Fenilalanin, Tirosin, Histidin, Triptofan, Prolin • Didalam Penggabungan 2 molekul asam amino akan melepaskan 1 molekul air

7. Sandi genetik • Sandi ( kode ) genetik • Adalah merupakan triplet kodon ( triplet code ) • Merupakan gabungan dari 3 nukleotida yang menyandikan asam amino • Basa nukleotida terdiri dari A,G,C,T tetapi dalam proses alaminya triplet kodon dalam bentuk RNA ( sekuen basa mRNA → A,G,C,U) • Basa tunggal mRNA tidak mengkode satu asam aminopun. • Basa duplet (2 basa) : 42→ 16 asam amino < 20 asam amino • Basa triplet (3 basa) : 43 → 64 asam amino >> 20 asam amino sehingga satu asam amino dapat disandikan lebih dari satu triplet kodon • Triplet kodon diawali / ditentukan menggunakan pendekatan sama dengan percobaan Nirenberg • Dari 64 kodon → 61 menyandikan 20 asam amino • 3 kodon yang tidak menyandikan asam amino adalah UAA UAG stop codon UGA ( nonsense codon ) • Asam amino pertama adalah : AUG = Metionin → startcodon • Kode genetik selain degenerated ( universal ) : Seperangkat kodon yang sama dipakai oleh semua organisme dan tipe sel.

8. Sintesa/ Sumber Asam Amino • Makanan • Dari makanan dalam sel • Hidrolisis Protein • Protein didalam sel dicerna menjadi asam amino • Peristiwa Aminasi • Berasal dari karbohidrat melalui proses transaminasi, sebaliknya asam amino dapat mensintesis karbohidrat melalui proses deaminasi

9. Tabel m RNA BASA KEDUA AUG Met

10. Struktur Asam nukleat • Asam nukleat adalah suatu senyawa yang merupaka asam inti yang terdiri dari DNA dan RNA • Merupakan rantai POLINUKLEOTIDA yaitu : Makromolekul yang tersusun oleh molekul yang lebih sederhana yang disebut Nukleotida • Nukleotida merupakan molekul yang tersusun atas • satu gula, • satu basa, dan • satu fosfat. • Nukleosida adalah kombinasi suatu gula pentosa yang dihubungkan dengan basa purin atau pirimidin melalui ikatan C - N

11. Nukleotida • Protein yang bergabung dengan asam nukleat . • Nukleotida dalam sitoplasma dan dalam inti adalah sama tetapi jenis asam nukleatnya berbeda. • Nukleotida tersusun atas : 1 Basa DNA 1 Gula Komponen yang essential 1 Fosfat RNA • Gula → Ribosa & Deoksiribosa • Basa → Adenin, Guanin, Timin, Sitosin • Polinukleotida adalah→ Ikatan antara 2 nukleotida dari 2 gugus fosfat yang terikat pada 2 pentosa → ikatan Fosfodiester • Tiap struktur DNA / RNA merupakan suatu polinukleotida yang ujung-ujungnya C3 & C5

12. Nukleotida & Nukleosida

13. STRUKTUR MOLEKUL DNA DAN RNA • Bahan dasar penyusun molekul asam nukleat

14. DNA (Double) • 2 rantai DNA yang membentuk helix saling berikatan antara hydrogen dengan basa nitrogen dari utas DNA yang berhadapan • Backbone fosfat terletak dibagian luar helix • Basa nitrogen menghadap ke dalam • Ke-2 utas DNA berlawanan arah • 5’→3’ \ A-T • 3’→5’ / G-C • Ke-2 rantai double helix DNA →komplementer • Informasi yang disandikan DNA menentukan sifat dan organisme

15. Model Molekul DNA • Berdasarkan gagasan W.T Atsbury (1940) • DNA memiliki struktur 3 dimensi berdasarkan hasil kristalografi sinar X. DNA sangat padat maka nukleotida yang menyusun poli nukleotida berbentuk pipih yang masing-masing tegak lurus terhadap sumbu memanjang dan tiap-tiap nukleoti da mempunyai jarak 3.4 Å • Wilkins • Melanjutkan penelitian W.T Atsbury dan diperoleh serabut- serabut DNA yang kemudian oleh Rosalind franklin berhasil membuat foto melalui difraksi sinar X dan molekul DNA mem punyai struktur spiral.

16. . Model Watson dan Crick Kesimpulan Watson dan Crick • Deretan Polinukleotida DNA mempunyai bentuk sebagai spiral teratur • Spiral mempunyai diameter kira-kira 20 Å dan lebar spiral tetap • Spiral mempunyai satu putaran lengkap (10 X putaran ) jarak antara nukleotida 3.4 Å. Jadi 1 putaran lengkap 34 Å. • Molekul DNA sangat padat , maka spiralnya Duplex. • Molekul DNA berbentuk 2 pita spiral yang saling berpilin (Double Helix) bagian luar deretan gula fosfat (tulang punggung double helix/ backbone fosfat berada dibagian luar) • Pada bagian dalam terdapat basa purin dan pirimidin • 2 Polinukleotida yang berhadapan dihubungkan oleh H+

17. Model Double Heliks ( Watson & Crick) • 2 jenis struktur DNA : Struktur a dan b • Setiap molekul tersusun oleh 2 rantai polinukleotida • Ke 2 rantai nukleotida bersifat komplementer & antipararel • Komplementer : Basa purin - Basa pirimidin A T G C • Antipararel : 5! P 3! OH 3! OH 5! P • Ke 2 rantai polinukleotida berputar membentuk pilinan mengelilingi satu sumbu perputaran kearah kanan • Ikatan Hidrogen : antara pasangan basa • Ikatan fosfodiester : antara 2 nukleotida • Gugus fosfat : Hidrofilik Gugus basa-basa : Hidrofobik

18. Struktur DNA

19. RANTAI INFORMASI GENETIK • BAGAN PROSES TRANSFER INFORMASI DNA Replikasi Transkripsi RNA Protein

20. Hubungan gen dengan Protein • Gen mengendalikan sifat morfologi / sifat fisiologi melalui pembentukan enzim atau protein • Penyakit yang diwariskan menunjukkan adanya perubahan struktur protein, misalnya : Alkaptonuria,Anemia • Mutasi pada suatu gen menyebabkan terjadinya perubahan pada struktur enzim atau protein • RNA merupakan perantara gen dengan protein • Keparalelan Protein dengan Gen • Gen merupakan rangkaian nukleotida • Protein merupakan rangkaian asam amino • Rangkaian nukleotida gen menentukan rangkaian asam • amino protein Bukti : Perubahan Nukleotida gen menyebabkan perubahan asam amino protein.