titipan resta 2

Pada tahun 1955, penelitian James Watson dan Francis Crick terhadap DNA membawa era baru dalam biologi. Banyak ilmuwan mengalihkan perhatian mereka pada ilmu genetika. Sekarang, setelah penelitian bertahun-tahun, struktur DNA terungkap hingga taraf yang sangat  kompleks. Molekul yang disebut DNA, yang ditemukan dalam nukleus pada setiap sel dari 100 trilyun sel di dalam tubuh kita, mengandung rancang bangun lengkap untuk tubuh manusia. Informasi mengenai seluruh ciri-ciri seseorang, dari penampilan fisik hingga struktur organ dalam, tercatat dalam DNA dengan sistem pengkodean khusus. Informasi dalam DNA dikode dalam urutan empat basa  khusus yang membangun molekul ini. Basa ini dinamakan A, T G, C sesuai dengan huruf awal namamereka. Seluruh perbedaan struktural antara manusia tergantung pada variasi urutan huruf-huruf semacam bank data yang terdiri dari empat huruf. Urutan huruf dalam DNA menentukan struktur tubuh manusia hingga bagian terkecil. Selain ciri seperti tinggi, mata, rambut dan warna kulit, DNA dalam sebuah sel mengandung informasi desain dari 206 tulang, 600 otot, jaringan 10.000 otot pendengaran, jaringan 2 juta saraf penglihatan, 100 milyar sel saraf, 130milyar meter pembuluh darah dan 100 trilyun sel di dalam tubuh. Jika kita menuliskan informasi yang dikode dalam DNA, sama artinya dengan menyusun sebuah perpustakaan raksasa yang terdiri dari 900 volume ensiklopedia yang masing-masing setebal 500 halaman. Informasi yang sangat banyak ini dikode dalam komponen DNA yang disebut “gen”

Sumber : Evolusi_11_kebuntuan_evolusi_molekuler.doc

DNA dasar molekuler untuk diturunkan. Masing- masing untai DNA adalah rantai nukleotida, yang cocok satu sama lain dalam pusat tersebut untuk membentuk anak tangga pada tangga yang memutar. Gen sesuai dengan daerah dalam  DNA, molekul terdiri dari dua rantai yang mengandung empat jenis  nukleotida . Urutan nukleotida ini mengandung informasi genetik dari organisme yang diwariskan. DNA secara alami terjadi dalam bentuk ganda, dengan nukleotida pada setiap untai yang komplementer satu sama lain. Setiap untai dapat bertindak sebagai template (cetakan) untuk  membuat untai pasangan DNA baru. Ini adalah metode fisik untuk membuat salinan dari gen yang dapat diwariskan. Urutan nukleotida pada gen adalah  diterjemahkan oleh sel untuk menghasilkan rantai asam amino, menciptakan protein. Urutan asam amino dalam protein sesuai dengan urutan nukleotida dalam gen. Hubungan antara urutan nukleotida dan urutan asam amino yang dikenal sebagai  kode genetik.Asam amino dalam protein menentukan bagaimana lipatan struktur ini menjadi bentuk tiga-dimensi, yang pada gilirannya, bertanggung jawab untuk fungsi protein tersebut

Percobaan Hershey-Chase pada tahun 1952 juga menunjukkan bahwa DNA (bukan protein) merupakan bahan genetik dari virus yang menginfeksi bakteri, memberikan bukti lebih lanjut bahwa DNA adalah molekul yang bertanggung jawab atas pewarisan.

Selama proses replikasi DNA, kesalahan kadang-kadang terjadi pada polimerisasi untai kedua. Kesalahan ini, menyebabkan mutasi yang dapat menimbulkan dampak pada fenotipe organisme, terutama jika itu terjadi dalam urutan gen pengkode protein. Tingkat kesalahan biasanya sangat rendah, kesalahan gapat terjadi setiap 1-10-basa karena kemampuan “proofreading” dari DNA polymerase

Sumber : Bahan pelatihan Basis Molekuler dari Hereditas  (GENETIKA) TOT IPA SMK November 2010 Surabaya

Molekul dasar untuk gen adalah asam deoksiribo nukleat (DNA).  DNA terdiri dari rantai nukleotida, terdiri atas empat jenis: adenine (A), sitosin (C), guanin (G), dan timin (T). Informasi genetik ada dalam urutan nukleotida tersebut, dan gen eksis sebagai urutan membentang di sepanjang rantai DNA.

DNA biasanya ada sebagai molekul untai ganda, digulung menjadi berbentuk  heliks ganda . Setiap nukleotida dalam DNA selalu berpasangan dengan mitra nukleotida pada untai berlawanan: A berpasangan dengan T, dan pasangan C dengan G. Oleh karena itu, dalam dua bentuk, masing-masing untai efektif berisi semua informasi yang diperlukan, berlebihan dengan untai mitranya. Struktur DNA ini merupakan dasar fisik untuk pewarisan: replikasi DNA duplikasi informasi genetik dengan memisahkan untaian dan menggunakan masing-masing untai sebagai template untuk mensintesis untai pasangan baru. [36]

Gen disusun secara linier urutan DNA sepanjang rantai panjang, yang disebut kromosom . Pada bakteri, setiap sel biasanya berisi kromosom sirkuler tunggal, sedangkan  organisme eukariotik (termasuk tumbuhan dan hewan) memiliki DNA diatur dalam kromosom linier ganda. Untai DNA ini seringkali sangat panjang; misalnya kromosom manusia terbesar, panjangnya sekitar 247 juta pasangan basa[37] DNA dari kromosom dikaitkan dengan struktural protein yang kompak mengatur, dan akses kontrol ke DNA, membentuk material yang disebut kromatin. Dalam eukariota, kromatin biasanya terdiri dari nukleosom, segmen DNA sekitar inti dari protein histon[38] Satu set lengkap materi herediter pada suatu organisme (biasanya urutan DNA gabungan dari semua kromosom) disebut Genom

Proses yang meningkatkan laju perubahan dalam DNA disebut mutagenik: bahan kimia mutagenik mempromosikan kesalahan dalam replikasi DNA, sering dengan mengganggu struktur pasangan basa, sedangkan radiasi UV menyebabkan mutasi dengan kerusakan struktur DNA. [58] Faktor kimia dapat menimbulkan kerusakan pada DNA yang terjadi secara alami, dan sel-sel menggunakan mekanisme perbaikan DNA untuk memperbaiki ketidaksesuaian urutan basa. Bagaimanapun, memperbaiki kadang-kadang gagal untuk menjadikan DNA kembali dangan urutan aslinya.

Dalam organisme yang menggunakan crossover kromosom untuk bertukar gen DNA dan bergabung kembali, kesalahan dalam alignment selama meiosis juga dapat menyebabkan mutasi. [59] Kesalahan dalam crossover sangat mungkin ketika urutan serupa menyebabkan mitra kromosom untuk mengadopsi alignment. Kekeliruan ini membuat beberapa daerah di genom lebih rentan untuk bermutasi. Kesalahan ini menciptakan perubahan struktural yang besar dalam urutan duplikasi DNA, inversi atau penghapusan seluruh daerah, atau pertukaran bagian dari keseluruhan disengaja antara kromosom yang berbeda (disebut translokasi).

DNA dapat dimanipulasi di laboratorium,. enzim restriksi yang biasa digunakan adalah enzim yang dapat memotong DNA pada urutan tertentu, diprediksi menghasilkan fragmen DNA. [73] Fragmen DNA dapat divisualisasikan melalui penggunaan elektroforesis gel, yang memisahkan fragmen menurut panjangnya.

Penggunaan enzim ligasi memungkinkan untuk fragmen DNA dihubungkan, dan dengan ligating fragmen DNA bersama-sama dari sumber yang berbeda, peneliti dapat membuat DNA rekombinan. Sering dikaitkan dengan organisme hasil rekayasa genetika, DNA rekombinan umumnya digunakan dalam konteks plasmid-fragmen pendek DNA sirkular dengan beberapa gen. Dengan memasukkan plasmid ke dalam bakteri dan bakteri tumbuh pada piring agar (untuk mengisolasi klon sel bakteri), klonal dapat dimasukkan fragmen DNA (suatu proses yang dikenal sebagai kloning molekuler). (Kloning juga dapat merujuk kepada penciptaan organisme klonal, melalui berbagai teknik.)

DNA juga dapat diperkuat dengan menggunakan prosedur yang disebut polymerase chain reaction (PCR). [74] Dengan menggunakan urutan pendek DNA yang spesifik, PCR dapat mengamplifikasi daerah target DNA. Karena bisa mengamplifikasi dari jumlah DNA yang sangat sedikit, PCR sering digunakan untuk mendeteksi keberadaan sekuens DNA spesifik.

DNA sequencing dan genotyping


Salah satu teknologi yang paling mendasar dikembangkan untuk mempelajari genetika, adalah sekuensing DNA yang memungkinkan para peneliti untuk menentukan urutan nukleotida dalam fragmen DNA. Dikembangkan pada tahun 1977 oleh Frederick Sanger dan rekan kerja, rantai-terminasi sequencing kini secara rutin digunakan untuk urutan fragmen DNA. [75] Dengan teknologi ini, peneliti telah mampu mempelajari urutan molekul yang terkait dengan banyak penyakit manusia.

 

Sekarang metode sequencing telah menjadi lebih murah, para peneliti dapat mengurutkan genom banyak organisme, dan dengan menggunakan alat-alat komputasi untuk digabungkan bersama urutan berbagai fragmen (proses perakitan yang disebut genom). [76] Teknologi ini digunakan untuk urutan genom manusia, yang mengarah ke penyelesaian Human Genome Project pada tahun 2003. [23] Teknologi baru sequencing tinggi secara dramatis menurunkan biaya sekuensing DNA, dan banyak peneliti berharap untuk menurunkan biaya resequencing genom manusia. [77]

 

Jumlah besar data sekuens tersedia telah menciptakan bidang genomik, penelitian yang menggunakan alat komputasi untuk mencari dan menganalisis pola dalam genom penuh organisme. Genomik juga dapat dianggap sebagai bidang bioinformatika, yang menggunakan pendekatan komputasi untuk menganalisa set besar data biologis.

Sumber : Bahan Presentasi TOT IPA SMK handout basis Molekuler dan Hereditas, Surabaya 2010

 

 

 

 

 

 

Diterbitkan oleh

mujidinahmad

bekerja Tekun adalah Modal

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s