GENETIKA GENETIKA KEDOKTERANKEDOKTERAN

YUSRIANI MANGARENGI ARISYUSRIANI MANGARENGI ARIS

I. PENDAHULUANI. PENDAHULUAN

1. UMUM1. UMUM Genetika mempelajari tentang sifat materi Genetika mempelajari tentang sifat materi

genetik yaitu DNA (Deoxyribo nucleic acid)genetik yaitu DNA (Deoxyribo nucleic acid) Genetika transmisi : studi tentang pola Genetika transmisi : studi tentang pola

transmisi gen dari satu generasi ke transmisi gen dari satu generasi ke generasi berikutnyagenerasi berikutnya

Genetika populasi : studi tentang perilaku Genetika populasi : studi tentang perilaku gen dalam populasigen dalam populasi

Genetika molekuler : studi tentang Genetika molekuler : studi tentang struktur dan fungsi genstruktur dan fungsi gen

2. Peranan genetika 2. Peranan genetika kedokterankedokteran

Penentuan etiologi, diagnosa, penyuluhan Penentuan etiologi, diagnosa, penyuluhan genetikgenetik

Penyebab utama kelainan genetik pada Penyebab utama kelainan genetik pada manusia yaitu gen (mutasi DNA), manusia yaitu gen (mutasi DNA), kromosom, multifaktorkromosom, multifaktor

Garrod (1902) melaporkan penyakit Garrod (1902) melaporkan penyakit alkaptonuria pada manusia, sebagai bapak alkaptonuria pada manusia, sebagai bapak genetika kedokterangenetika kedokteran

Berperan di bidang pediatri, obstetri, Berperan di bidang pediatri, obstetri, interna, kedokteran kehakimaninterna, kedokteran kehakiman

II. MATERIAL GENETIKII. MATERIAL GENETIK

1. DNA sebagai materi genetik1. DNA sebagai materi genetik Persyaratan :Persyaratan :

a. Mengandung informasi biologis, a. Mengandung informasi biologis, sehingga dapat dipertahankan dari sehingga dapat dipertahankan dari generasi ke generasigenerasi ke generasib. Dapat direproduksi dan ditransfer b. Dapat direproduksi dan ditransfer secara teratur dari generasi ke generasisecara teratur dari generasi ke generasic. Dapat mengekspresikan diri dalam c. Dapat mengekspresikan diri dalam bentuk fenotipbentuk fenotipd. Menciptakan variabilitas (keragaman) d. Menciptakan variabilitas (keragaman) pada makhluk hiduppada makhluk hidup

Penelitian yang membuktikan bahwa DNA Penelitian yang membuktikan bahwa DNA adalah materi genetik :adalah materi genetik :

- transformasi pada bakteri (Griffith, - transformasi pada bakteri (Griffith, 1928)1928)

- konjugasi bakteri (Ledeberg &Tatum,- konjugasi bakteri (Ledeberg &Tatum,1946)1946)

- infeksi bakteriophag(Hersley & Case, - infeksi bakteriophag(Hersley & Case, 1952)1952)

- Tobacco Mosaic Virus (Gieser & - Tobacco Mosaic Virus (Gieser & Schramm, Schramm, 1956)1956)

DNA sebagai materi genetik karena :DNA sebagai materi genetik karena : Struktur kimia DNA cukup stabil untuk Struktur kimia DNA cukup stabil untuk

diturunkan dari sel ke sel dan dari diturunkan dari sel ke sel dan dari generasi ke generasi generasi ke generasi

DNA mampu bereplikasiDNA mampu bereplikasi DNA mampu mengarahkan biosintesis DNA mampu mengarahkan biosintesis

protein/enzimprotein/enzim Adanya keragaman urutan basa DNA Adanya keragaman urutan basa DNA

menyebabkan keragaman makhluk hidupmenyebabkan keragaman makhluk hidup DNA dapat mengalami mutasi dan DNA dapat mengalami mutasi dan

mengadakan rekombinasi sehingga ada mengadakan rekombinasi sehingga ada keragaman m. hidupkeragaman m. hidup

DNA universal, merupakan materi genetik DNA universal, merupakan materi genetik semua makhluk hidup kecuali virus RNA semua makhluk hidup kecuali virus RNA

Eksperimen Griffith (1928) membuktikan Eksperimen Griffith (1928) membuktikan bahwa DNA adalah materi genetikbahwa DNA adalah materi genetik

Eksperimen pada bakteri pneumococcus, Eksperimen pada bakteri pneumococcus, ada 2 jenis bakteri ada 2 jenis bakteri

- Tipe S (smooth), bersifat virulen, - Tipe S (smooth), bersifat virulen, mempunyai kapsul, permukaan licin mempunyai kapsul, permukaan licin terdiri dari sub tipe I S, II S dan III S terdiri dari sub tipe I S, II S dan III S

- Tipe R (rough), bersifat non virulen, - Tipe R (rough), bersifat non virulen, tidak mempunyai kapsul, permukaan tidak mempunyai kapsul, permukaan kasar terdiri dari I R, II R dan III Rkasar terdiri dari I R, II R dan III R

Eksperimen Griffith :Eksperimen Griffith : Sub tipe II R disuntikkan ke tikus. Tikus Sub tipe II R disuntikkan ke tikus. Tikus

tetap hidup dan tidak terdapat bakteritetap hidup dan tidak terdapat bakteri Sub tipe III S disuntikkan ke tikus maka Sub tipe III S disuntikkan ke tikus maka

tikus mati dan ditemukan bakteritikus mati dan ditemukan bakteri Sub tipe III S dimatikan dengan panas, Sub tipe III S dimatikan dengan panas,

suntikkan ke tikus. Tikus tetap hidup dan suntikkan ke tikus. Tikus tetap hidup dan tidak ada bakteritidak ada bakteri

Sub tipe II R dicampur dengan sub tipe III Sub tipe II R dicampur dengan sub tipe III S yang sudah dimatikan dengan panas, S yang sudah dimatikan dengan panas, suntikkan ke tikus. Tikus mati dan dalam suntikkan ke tikus. Tikus mati dan dalam tubuh tikus terdapat bakteri III S yang tubuh tikus terdapat bakteri III S yang virulen virulen

Keimpulan ; DNA tipe III S masuk ke tipe II Keimpulan ; DNA tipe III S masuk ke tipe II R dan mentransformasi II R menjadi III SR dan mentransformasi II R menjadi III S

2.Lokus Materi Genetik2.Lokus Materi Genetik Bagian sel yang berfungsi pada pewarisan Bagian sel yang berfungsi pada pewarisan

sifat adalah inti sel atau nukleus.sifat adalah inti sel atau nukleus. Nukleus mengandung matriks disebut Nukleus mengandung matriks disebut

nukleoplasma, terdiri dari benang-benang nukleoplasma, terdiri dari benang-benang kromatin yang akan berubah menjadi kromatin yang akan berubah menjadi kromosom pada pembelahan sel.kromosom pada pembelahan sel.

Kromosom disusun oleh protein dan asam Kromosom disusun oleh protein dan asam nukleat membentuk nukleoproteinnukleat membentuk nukleoprotein

Nukleoprotein yang mengandung DNA Nukleoprotein yang mengandung DNA terdapat dalam nukleus, mitokondria dan terdapat dalam nukleus, mitokondria dan kloroplaskloroplas

RNA terdapat dalam sitoplasma (ribosom) RNA terdapat dalam sitoplasma (ribosom)

3. Struktur Biokimia DNA3. Struktur Biokimia DNA

DNA terdiri dari gula pentosa DNA terdiri dari gula pentosa (deoksiribosa), fosfat dan basa nitrogen.(deoksiribosa), fosfat dan basa nitrogen.

DNA berbentuk tangga tali yang tersusun DNA berbentuk tangga tali yang tersusun dari rangkaian nukleotida.dari rangkaian nukleotida.

Induk tangga disusun oleh gula Induk tangga disusun oleh gula deoksiribosa yang berikatan dengan fosfat, deoksiribosa yang berikatan dengan fosfat, sedang anak tangga disusun oleh sedang anak tangga disusun oleh gabungan dua basa nitrogen.gabungan dua basa nitrogen.

Ada 4 macam basa nitrogen yang Ada 4 macam basa nitrogen yang menyusun anak tangga, yaitu kelompok menyusun anak tangga, yaitu kelompok pirimidin tdr dr sitosin C dan timin T, pirimidin tdr dr sitosin C dan timin T, kelompok purin tdr dr adenin A dan guanin kelompok purin tdr dr adenin A dan guanin GG

STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA STRUKTUR KIMIA NUKLEOTIDA PENYUSUN ASAM NUKLEATPENYUSUN ASAM NUKLEAT

Gula ribosa

BasaN

Gabungan antara sebuah basa dan sebuah Gabungan antara sebuah basa dan sebuah gula disebut nukleosidagula disebut nukleosida

Kombinasi antara nukleosida dengan Kombinasi antara nukleosida dengan fosfat disebut nukleotidafosfat disebut nukleotida

Susunan pasangan basa N bersifat Susunan pasangan basa N bersifat spesifik, yaitu G berpasangan dengan C spesifik, yaitu G berpasangan dengan C dan A dengan Tdan A dengan T

Antara dua basa N yang berpasangan Antara dua basa N yang berpasangan terdapat ikatan hidrogen yang lemah yaitu terdapat ikatan hidrogen yang lemah yaitu antara G dan C terdapat tiga ikatan antara G dan C terdapat tiga ikatan hidrogen, sedangkan antara A dan T hidrogen, sedangkan antara A dan T terdapat dua ikatan hidrogen.terdapat dua ikatan hidrogen.

Penyusunan DNA bersifat umum untuk Penyusunan DNA bersifat umum untuk semua makhluk hidup yaitu terdiri dari semua makhluk hidup yaitu terdiri dari gula deoksiribosa, fosfat dan basa N. gula deoksiribosa, fosfat dan basa N. Perbedaan terdapat pada urutan jenis Perbedaan terdapat pada urutan jenis dan jumlah nukleotida pada rantai DNA. dan jumlah nukleotida pada rantai DNA.

Menurut Watson dan Crick, DNA Menurut Watson dan Crick, DNA merupakan 2 rantai polinukleotida yang merupakan 2 rantai polinukleotida yang berpasangan berbentuk tangga tali berpasangan berbentuk tangga tali terpilin atau tangga spiral ganda terpilin atau tangga spiral ganda (double helix).(double helix).

Arah kedua rantai dari tangga spiraal Arah kedua rantai dari tangga spiraal ganda tsb berlawanan, yaitu rantai yang ganda tsb berlawanan, yaitu rantai yang satu dari arah 3’ ke 5’ sedangkan rantai satu dari arah 3’ ke 5’ sedangkan rantai lainnya dari arah 5’ ke 3’ lainnya dari arah 5’ ke 3’

PASANGAN BASA NUKLEOTIDAPASANGAN BASA NUKLEOTIDA

STRUKTUR ASAM NUKLEATSTRUKTUR ASAM NUKLEAT

4. Replikasi DNA4. Replikasi DNA Replikasi adalah pembentukan duplikat Replikasi adalah pembentukan duplikat

diri, dan DNA dapat melakukan fungsi diri, dan DNA dapat melakukan fungsi autokatalitik artinya dapat mengaktifkan autokatalitik artinya dapat mengaktifkan diri untuk menggandakan dirinyadiri untuk menggandakan dirinya

Proses replikasi diringkas sebagai berikut :Proses replikasi diringkas sebagai berikut : Helicase akan membuka lilitan rantai DNA, Helicase akan membuka lilitan rantai DNA,

di depan DNA polymerasedi depan DNA polymerase Terbukanya lilitan rantai DNA distabiliser Terbukanya lilitan rantai DNA distabiliser

oleh protein SSB (Single Stranded DNA oleh protein SSB (Single Stranded DNA Binding) sehingga terbentuk garpu Binding) sehingga terbentuk garpu replikasi.replikasi.

Replikasi dimulai pada ujung 3’ menuju 5’ Replikasi dimulai pada ujung 3’ menuju 5’ dari satu rantai parentaldari satu rantai parental

Suatu RNA primer disintesis oleh RNA polymerase Suatu RNA primer disintesis oleh RNA polymerase (primase) dan komplementer dengan rantai DNA (primase) dan komplementer dengan rantai DNA parental.parental.

Pada RNA primer ditambahkan Pada RNA primer ditambahkan deosiribonukleotida yang komplementer dengan deosiribonukleotida yang komplementer dengan rantai DNA ke arah garpu replikasi atas bantuan rantai DNA ke arah garpu replikasi atas bantuan DNA polymerase III, membentuk “leading strand”DNA polymerase III, membentuk “leading strand”

Rantai DNA parental lain (berlawanan) Rantai DNA parental lain (berlawanan) mempunyai ujung 5’, sehingga tdk dapat mempunyai ujung 5’, sehingga tdk dapat mensintesis “leading strand”. Sintesis dilakukan mensintesis “leading strand”. Sintesis dilakukan segmen demi segmen ke arah berlawanan dgn segmen demi segmen ke arah berlawanan dgn garpu replikasi . Rantai sintesis ini disebut garpu replikasi . Rantai sintesis ini disebut “lagging strand”. Segmen disebut fragmen “lagging strand”. Segmen disebut fragmen Okazaki.Okazaki.

Terjadi celah antara 2 segmen, DNA polimerase I Terjadi celah antara 2 segmen, DNA polimerase I mengeluarkan RNA primer, dan diisi oleh mengeluarkan RNA primer, dan diisi oleh deoksiribonukleotida dan celahnya ditutupi oleh deoksiribonukleotida dan celahnya ditutupi oleh DNA ligase. DNA ligase.

Model replikasi DNA :Model replikasi DNA : Replikasi konservatif, tangga spiral ganda Replikasi konservatif, tangga spiral ganda

(molekul DNA induk) berperan sebagai (molekul DNA induk) berperan sebagai cetakan, sehingga molekul DNA baru yang cetakan, sehingga molekul DNA baru yang terbentuk tidak mengandung atom dari terbentuk tidak mengandung atom dari molekul DNA indukmolekul DNA induk

Replikasi dispersif, fragmen dari molekul DNA Replikasi dispersif, fragmen dari molekul DNA induk berfungsi sebagai cetakan. DNA ini induk berfungsi sebagai cetakan. DNA ini merakit 2 molekul baru yang mengandung merakit 2 molekul baru yang mengandung molekul DNA baru dan lama yang tersusun molekul DNA baru dan lama yang tersusun secara acaksecara acak

Replikasi semikonservatif, kedua pita molekul Replikasi semikonservatif, kedua pita molekul DNA induk memisah, dan masing-masing DNA induk memisah, dan masing-masing berfungsi sebagai cetakan bagi molekul DNA berfungsi sebagai cetakan bagi molekul DNA baru baru

5. Asam ribonukleat (RNA)5. Asam ribonukleat (RNA)

Perbedaan DNA dengan RNA :Perbedaan DNA dengan RNA :

DNADNA1.Terdapat dalam 1.Terdapat dalam nukleus, mitokondria nukleus, mitokondria dan kloroplasdan kloroplas

2. Tersusun dari 2. Tersusun dari polinukleotida ganda polinukleotida ganda yang panjangyang panjang

3. Komponen 3. Komponen nukleotida : gula : nukleotida : gula : deoksiribosa, fosfat, deoksiribosa, fosfat, basa N : A, T, G, Cbasa N : A, T, G, C

4. Fungsi : mengontrol 4. Fungsi : mengontrol sifat, sintesis protein, sifat, sintesis protein, sintesis RNAsintesis RNA

RNARNA1. Terdapat dalam 1. Terdapat dalam

sitoplasmasitoplasma

2. Tersusun dari 2. Tersusun dari polinukleotida polinukleotida tunggaltunggal

3. Komponen 3. Komponen nukleotida : gula : nukleotida : gula : ribosa, fosfat, basa ribosa, fosfat, basa N : A, G, C, U N : A, G, C, U

4. Fungsi : sintesis 4. Fungsi : sintesis proteinprotein