Upload
elyoka
View
71
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
genetika bakteri
Citation preview
13/04/23 04:24 AM 1
GENETIKA BAKTERI
13/04/23 04:24 AM 2
Genom Prokariota
• secara umum :
-genom prokariota < eukariota
-sirkuler (mayoritas), linier (minoritas)
-mempunyai plasmid (sebagian)
13/04/23 04:24 AM 3
Genom Prokariota
• secara umum :
-lebih padat
-tidak punya intron
-membentuk superkumparan (supercoil) :
girase DNA (topoisomerase)
13/04/23 04:24 AM 4
Ukuran Genom
• E. coli 4,64 Mb
• S. cerevisiae (yeast) 12,1 Mb
• H. sapiens (humans) 3.000 Mb
13/04/23 04:24 AM 5
Ukuran Genom
• Mus musculus (mouse) 3.300 Mb
• Oryza sativa (rice) 565 Mb
• Zea mays (maize) 5.000 Mb
13/04/23 04:24 AM 6
Glosarium
• genom : one complete copy of the genetic information in a cell (Tortora et al., 2001) ; the entire genetic complement of a living
organism (Brown, 1999)
• intron : a noncoding region within a discontinuous gene (Brown, 1999)
• exon : a coding region within a discontinuous gene (Brown, 1999)
13/04/23 04:24 AM 7
Glosarium
• Mb = Megabase pair = 1.000 kb = 1.000.000 bp
• bp = base pair = pasang basa = pb
• M = Mega = 1.000.000
• k = kilo = 1.000
13/04/23 04:24 AM 8
Suplemen
• 1 sel E. coli : 2,0 µm (p) x 1,0 µm (l)
-ukuran genom : 4,64 Mb = 4.640.000 pb
-linier → 1 mm
• prokariota : bakteri, ganggang biru
• eukariota : fungi, protozoa, nonvertebrata, vertebrata, tumbuhan
13/04/23 04:24 AM 9
Genom Escherichia coli
13/04/23 04:24 AM 10
Pengaturan Ekspresi Gen Pada Bakteri
• reaksi metabolis
-dikatalisis oleh enzim
-dibagi 2 (dua), yakni reaksi anabolis (biosintesis) & reaksi katabolis
(degradasi)
• gen → sintesis protein (antara lain enzim)
13/04/23 04:24 AM 11
Pengaturan Ekspresi Gen Pada Bakteri
• sel menghemat energi dengan cara membuat protein yang diperlukan
• 60−80 % gen → konstitutif → produk dihasilkan secara tetap, misalnya enzim
untuk glikolisis
• sisanya (20−40 %) → diatur (diregulasi) → dibuat apabila diperlukan
13/04/23 04:24 AM 12
Glosarium
•constitutive enzyme : an enzyme that is
produced continuously
13/04/23 04:24 AM 13
Pengaturan Ekspresi Gen Pada Bakteri
• terdapat 2 mekanisme, yakni
represi dan induksi
↓
transkripsi mRNA
↓
sintesis enzim dari mRNA
13/04/23 04:24 AM 14
Pengaturan Ekspresi Gen Pada Bakteri
• represi -inhibisi ekspresi gen
-menurunkan sintesis enzim ← respons terhadap kelebihan produk akhir
-dimediasi oleh protein yang disebut represor (→memblok polimerase
RNA)
13/04/23 04:24 AM 15
Pengaturan Ekspresi Gen Pada Bakteri
• induksi
-inducer → mendorong transkripsi (misalnya alolaktosa)
-inducible enzyme, misalnya*E. coli ↔ medium tanpa laktosa
→galaktosidase β (-)
* E. coli ↔ medium berisi laktosa →galaktosidase β (+)
13/04/23 04:24 AM 16
Suplemen
• polimerase RNA (RNA polymerase)
-mengatalisa transkripsi DNA untuk membentuk RNA
-inisiasi transkripsi
• galaktosidase β : laktosa → galaktosa + glukosa
13/04/23 04:24 AM 17
Model Operon Ekspresi Gen
• 1961-FranÇois Jacob & Jacques Monod-formulasi
• dasar : penelitian pada induksi enzim-enzim katabolis pada E. coli
• -galaktosidase β (Z) : laktosa → galaktosa + glukosa
-permease (Y) : transport laktosa di dalam sel
-tranasetilase (A) : metabolisme disakarida
13/04/23 04:24 AM 18
Model Operon Ekspresi Gen
• promoter (P)-promotor
-daerah dimana polimerase RNA memulai transkripsi
• operator (O)-seperti lampu lalu lintas →
menjalankan/menghentikan transkripsi gen struktural
13/04/23 04:24 AM 19
Model Operon Ekspresi Gen
• operon : P, O, Z, Y, A
• lac operon :
-gen struktural : Z, Y, A
-daerah kontrol : P, O
• regulatory gene (I)
-gen pengatur
-mengode protein represor
13/04/23 04:24 AM 20
Lac Operon
•Lihat slide berikut !
13/04/23 04:24 AM 21
13/04/23 04:24 AM 22
Mekanisme Pertukaran Genetik
• memasukkan DNA ke dalam bakteri
• ada 3 mekanisme, yaitu transformasi, transduksi,
dan konjugasi
13/04/23 04:24 AM 23
Mekanisme Pertukaran Genetik
• transformasi -beberapa bakteri secara spontan mengambil DNA dari medium dan menyisipkannya ke dalam genom
-contoh : S. pneumoniae, E. coli, H. influenzae
13/04/23 04:24 AM 24
Mekanisme Pertukaran Genetik
• transduksi
-memasukkan materi genetis ke dalam bakteri dengan memakai fage
13/04/23 04:24 AM 25
Suplemen
• fage-= bakteriofag
-virus yang menyerang bakteri
-contoh : β → C. diphtheriae ; phi X 174→ Salmonella ; Mu, λ, P1,
F1, T1, T2,T4, T7 → E. coli
13/04/23 04:24 AM 26
Mekanisme Pertukaran Genetik
• konjugasi-memerlukan kontak sel ke sel
-syarat : mempunyai plasmid konjugatif
-contoh : E. coli mempunyai plasmid F
13/04/23 04:24 AM 27
Suplemen
• plasmid
-cincin DNA kecil dalam sitoplasma
-umumnya terdapat pada bakteri
-tipe-tipe plasmid :
*resistance − resistensi terhadap antibiotika
: Rbk E. coli
13/04/23 04:24 AM 28
Suplemen
*fertility − konjugasi & transfer DNA di antara bakteri : F E.
coli
*killer − sintesis toksin yang membunuh bakteri lain : Col E.
coli (produksi colicin)
13/04/23 04:24 AM 29
Suplemen
*degradative − enzim untuk metabolisme molekul tak lazim : TOL
P. putida (metabolisme toluen)
*virulence − patogenisitas : Ti Agrobacterium tumifaciens (→
crown gall disease pada tumbuhan dikotil)
13/04/23 04:24 AM 30
Mutasi
• → mutan
• mutasi spontan
-jarang
-1 : 106−109 pembelahan sel
-↑ ← mutagen
13/04/23 04:24 AM 31
Mutasi
• berbagai jenis mutasi
-urutan asli (wild type) : GAA (glu) GGU (gly) UAC (tyr) AUU (ile) ACU (thr)
-substitusi basa : GAA (glu) GGU (gly) AAC (asn) AUU (ile) ACU (thr)
-delesi : GAA (glu) GGU (gly) ↓ ACA (thr) UUA (leu) CU
13/04/23 04:24 AM 32
Mutasi
-insersi : GAA (glu) GGU (gly) AUA (ile) CAU (his) UAC (tyr) U
-duplikasi : GAA (glu) GGU (gly) GGU (gly) GGU (gly) UAC (tyr)
-perubahan menjadi kodon terminasi : GAA
(glu) GGu (gly) UAA (kodon terminasi) AUU ACU
13/04/23 04:24 AM 33
Suplemen
•AUG Met/Start
•UAA Stop
•UAG Stop
•UGA (Stop)
13/04/23 04:24 AM 34
Glosarium
• mutation : any change in the nitrogenous base sequence of DNA
• mutation rate : the probability that a gene will mutate each time a cell
divides
• mutagen : an agent in the enviroment that brings about mutations
13/04/23 04:24 AM 35
Replikasi DNA Bakteri
•Lihat slide berikut !
13/04/23 04:24 AM 36