1

GENETIKA MIKROBA

Hayati

FARMASI – FMIPA, UHAMKA

2011

2

Genetika mikroba

A. Kromosom dan plasmidB. Transfer genetik

3

Kromosom & Plasmid

PLASMIDEkstra kromosomal BakteriBerbentuk BulatMempunyai kemampuan replikasi otonom

Kromosom

KROMOSOMKromosom Bakteri berjumlah satuBerbentuk BulatTerdapat di Sitoplasma (tidak mempunyai Inti sel)

Kromosom & Plasmid

4

Kromosom & Plasmid

5

6

Transfer Genetik Transfer Gen dapat didefinisikan sebagai

pertukaran materi genetik dari satu organisme kepada organisme yang lain

Mekanisme rekombinasi genetik pada bakteri: 1. Transformasi2. Transduksi3. Konjugasi

7

Transformasi

1. Suatu bakteri mati & terdegradasi

2. Sebuah fragmen DNA dari bakteri donor yang telah mati, akan berikatan dengan suatu protein pengikat DNA (DNA binding proteins) yang ada di dinding sel kompeten (bakteri resipien).

Proses perpindahan materi genetik dari bakteri yang telah mati & DNA nya terdegradasi, masuk ke dalam sel bakteri lain (umumnya satu spesies), lalu terintegrasi dalam genom nya sehingga menjadi bakteri rekombinan.

Transformasi Animation

8

Transduksi Proses perpindahan materi genetik dari satu sel bakteri ke

bakteri lain dengan perantara Virus (Bakteriofaga) Bakteriofaga adalah Virus yang menginfeksi Bakteri, contoh:

Faga T4 dan Faga Lambda (keduanya menginfeksi E.coli)

Transduksi dibedakan menjadi 2 tipe:1. Transduksi Umum (Generalized Transd.): seluruh gen dari

bakteri dapat dipindahkan pada sel bakteri lainnya, karena seluruh kromosom bakteri donor dirombak dan dipacking dalam faga. Seluruh komponen genetik dalam faga akan ditransfer pada genom bakteri resipien

2. Transduksi Khusus (Specialized Transd.): hanya gen tertentu saja dari bakteri donor yang ditransfer ke genom bakteri resipien

9

Transduksi Umum

1. Bacteriofag litik menempel pada bakteri yang suseptibel.

2. Genom bakteriofag masuk ke dalam sel bakteri dan menguasai mesin metabolisme sel utk membentuk komponen bakteriofag & enzimnya.

3. Komponen kepala bakteriofag atau kapsid akan dibentuk dengan memasukkan genom virus dan bakteri

4. Bakteriofag released. 5. Bakteriofag tsb akan

menempel pada bakteri resipien lainnya.

6. Proses terjadi lagi.

Terjadi pada Faga Litik,

10

Transduksi Khusus1. Faga menempel dan menginjeksikan

genomnya2. Genom faga dimasukkan ke dalam

genom bakteri shg membentuk Profaga3. Kadang2 saat spontaneous induction,

suatu bagian kecil DNA bakteri donor terbawa pada genom Faga yang akan tetap tertinggal dalam genom bakteri resipien.

4. Replikasi Faga, kadang genom bakteri resipien terbawa dalam genom faga

5. Faga yang baru akan menempel pada sel bakteri lain dan proses berulang lagi

6. Genom faga yang mengandung suatu bagian DNA bakteri donor, akan diinsersikan ke dalam genom bakteri resipien

Terjadi pada Faga Lisogenik

11

Konjugasi 1. Bakteri F+ (male) mempunyai plasmid F+ yang mengkodekan pili seksual (sbg donor gen).

2. Pili akan menempel pada sel bakteri F- (female) sebagai bakteri resipien. Satu utas plasmid F+ akan lepas.

3. Pili akan menjadi jembatan antara dua bakteri F+ dan F-. Plasmid (dari donor) akan melewati pili seksual untuk masuk ke sel resipien.

4. Kedua bakteri akan membentuk utas komplementernya sehingga kedua bakteri sekarang mempunyai plasmid F+ plasmid (keudanya menjadi F+ (male) yang mampu membentuk pili seksual.

5. Tidak terjadi donor DNA kromosomal.

1. Konjugasi F+

Konjugasi F+ Animation

12

Konjugasi 1. Pada bakteri F+, plasmid F+ masuk ke kromosom sehingga menjadi bakteri Hfr male.

2. Bakteri F+ membentuk pili seksual, menempel pada bakteri F- (female) sebagai resipien. Salah satu pita DNA kromosom yang telah mengandung insert F+ plasmid lepas

3. Pili menjadi jembatan bagi 2 bakteri tsb, melewatkan kromosom donor kepada resipien. Sesaat kromosom telah masuk ke dalam sel resipien, pili putus, sehingga hanya sebagian kecil DNA donor yang masuk dalam sel resipien.

4. Masing2 bakteri (donor & resipien) membuat komplementer pita DNA dan terintegrasi dalam kromosom.

5. Bakteri donor tetap sebagai Hfr, bakteri resipien tetap sebagai F-.

2. Konjugasi Hfr (High frequency recombinant)

13

Konjugasi 1. Bertindak sebagai donor genetik adalah bakteri yang mempunyai plasmid R (sifat resisten thd beberapa jenis antibiotik) dan dapat membentuk pili seksual.

2. Pili akan menempel pada sel bakteri resipien (F- female), membentuk suatu jenbatan penghubung. Salah satu utas plasmid R lepas.

3. Pita plasmid akan melewati pili untuk masuk ke dalam sel bakteri resipien.

4. Kedua bakteri sama-sama membuat pita komplementer dari plasmid R, sehingga keduanya mampu membentuk pili dan bersifat resisten thd antibiotik.

3. Konjugasi R plasmid

Plasmid pBR322

14

Plasmid pUC18/19

15