Trigger 2 : Ekspresi Gen

          Pada tahun 1953 , James Watson dan Francis Crick,mampu mengidentifikasi rantai asam deoxyribonucleat (DNA) didalam kromosom. Struktur yang ditemukannya adalah rantai ganda anti parallel yang membawa ribuan gen yang menentukan sifat-sifat makhluk hidup yang diturunkan dari generasi ke generasi beriktunya. DNA menentukan hidung pesek atau mancung, membedakan sifat dan bentuk jantung ,mata ,kulit, hati dan lainnya. DNA juga mengatur pertumbuhan, pembelahan sel, differensiasi sel dll, sehingga terbentuk hewan, manusia dan organisme hidup lainnya.

Proses penyimpanan dan pemindahan informasi genetic dikenal dengan nama ‘’dogma central  biology “. Materi genetic, DNA selalu dalam keadaan aktif.

Aktifitas DNA ini berhubungan dengan ekspresi gen.

STEP 1 :

1. Differensiasi sel  : suatu pembelahan sel dimana sel telah mencapai  volume pertumbuhan akhir  terspesialisasi sesuai fungsinya menghasilkan jaringan organ / organism baru
2. Pembelahan sel : proses untuk menghasilkan jumlah DNA kromosom yang cukup banyak
3. Dogma central biology  : semua info genetic ada di DNA yang akan ditranskripsi ke RNA yang akan ditranslasi menjadi protein
4. Materi genetik : DNA mencatat biru (menyimpan) bagi segala akjtivitas gen
5. Ekspresi  gen : rangkaian proses penerjemahan informasi genetic (dalam bentuk urutan pada DNA / RNA) menjadi protein dan lebih jauh lagi fenotipenya
6. Rantai ganda antiparalel : molekul yang tersusun berdampingan tetapi dengan arah berlawanan

STEP 2 :

1. Apa cirri-ciri dari rantai ganda anti parallel?
2. Bagaimana DNA dapat mengatur pertumbuhan , pembelahan, differensiasi sel?
3. Bagaimana proses penyimpanan dan pemindahan informasi genetic?
4. Apa saja aktivitas dari DNA?
5. Apa hubungan DNA dengan ekspresi gen?
6. Bagaimana gen menurunkan sifat-sifat dari generasi ke generasi?
7. Apa yang menyebabkan differensiasi sel?
8. Sebutkan pembagian pembelahan sel?
9. Apakah ada DNA dalam keadaan pasif, kalau ada jeleskan!

STEP 3 :

1. - Tersusun berdampingan
   - Berlawanan arah
2. LO
3. Transkripsi dan translasi
4. - Untuk pertumbuhan sel
   - Untuk pembelahan sel
   - Untuk pembentukan ciri dari organisme
   - Differensiasi sel
5. Hubungannya adalah  DNA yang menyimpan informasi genetic dan ekspresi gen lah yang menterjemahkan informasi genetic di DNA
6. Dengan cara proses sintesa protein pada sel di dalam tubuh makhluk hidup
7. - Aktivitas DNA
   - Nutrisi
   - Faktor lingkungan
8. mitosis : pembelahan yang menghasilkan 2 sel anakan yang identik hanya terdapat pada somatic
   meiosis : pembelahan yangmenghasilkan 4 sel anakan dengan jumlah kromosom ½ dari sel induk, hanya terdapat pada sel gonad
9. Tidak ada karena materi genetic DNA tersebut selalu dalam meadaan aktif

STEP 4 :

                               

STEP 5 :

1. Proses DNA dalam mengatur pembelahan, pertumbuhan dan diffensiasi sel
2. Mekanisme dogma central biology
3. Hubungan ekspresi gen dengan aktivitas DNA
4. Struktur, bentuk dan fungsi DNA
5. Defenisi, proses, tujuan dari ekspresi gen dan tempat terjadinya ekspresi gen
6. - Struktur kromosom
   - Letak DNA dalam kromosom

STEP 6 :

 Pertumbuhan dan perkembangan umumnya pada organisme multiselular yang hidup

• Siklus sel
  Proses duplikasi secara akurat untuk menghasilkan jumlah DNA kromosom yang cukup banyak dan mendukung segregasi untuk menghasilkan 2 sel anakan yang identik secara genetic
  Pertumbuhan dan perkembangan sek tidak lepas dari siklus kehiduapan yang dialami sel untuk teteap bertahan hidup. Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan meregulasi waktu pembelahan/mengatur perkembangan sel dengan cara mengatur jumlah ekspresi (translasi gen pada masing-masing sel yang menentukan differansiasinya)
• Regenerasi dan differensiasi sel
  Proses pertumbuhan dan perkembangan sel yang bertujuan untuk mengisi ruang tertentu pada jaringan/memperbaiki yang rusak.
  Deferensiasi sel adalah proses pematangan suatu sel; menjadi sel yang spesifik dan funsional terletak pada posisi tertentu pada jaringan. Dan mendukung fisiologis Makhluk hidup misalnya sebuah stemp sel mampu berdifferensiasi dan regenerasi.

Dogma central biology adalah semua informasi yang terdapat pada DNA, kemudian digunakan untuk menghasilkan protein melalui proses translasi.
Mekanisme:

• Transkripsi
  proses sintesis molekul RNA pada DNA template, ada 3 tahap
  1. Insiasi (pengawalan) dimulai ketika holenzim RNA polymerase menempel pada protomer : tahapnya
      pembentukan kompleks protomer tertutup, terbuka, penggabung nukleotida awal dan perubahan
      informasi DNA polymerase
  2. Elongasi (pemanjangan) karena struktur sigma dilepas dari kompleks koenzim
      Yaitu pemanjangan nukleoptida setelah RNA polymerase menempel pada protomer maka enzim
      tersebut akan terus bergerak sepanjang molekul DNA mengurai dan meluruskan helix.
  3. Terminasi (pengakhiran)
      Terminasi juga tidak terjadi disembarang tempat. Transkripsi berakhir ketika menemui nukleotida
      tertentu berupa stop koden. Selanjutnya RNA – terlepas dari DNA template menuju ribosom
• Translasi
  Proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam amino yang menyusun suatu polipeptida
  1. Insiasi
      tRNA mengikat asam amino yang menyebabkan tRNA teraktivasi. Proses ini dikatalis oleh enzim
      tRNA sintase. Kemudian ribosom mengalami pemisahan sub unit besar dan kecil.
  2. Elongasi
      Bedanya dengan transkripsi pada translasi asam amino yang dipanjangkan. Pertama adalah
      pengikatan tRNA pada sisi A yang ada ribosom pemindahan tersebut membentuk ikatan peptida
  3. Terminasi
      Translasi berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi yang ada pada mRNA
      mencapai posisi A pada ribosom

Hubungan ekspresi gen dan DNA

Dimana aktivitas DNA berperan dalam membantu mengaktifkan/mengistirahatkan gen-gen yang mengatur proses sintesa protein

Struktur DNA
DNA terdiri dari 2 utas benang polinukleotida yang saling berpilin membentuk helix ganda (double helix). Seutas polinukleotida pada molekul DNA tersusun atas rangkaian nukleotida tersusun atas:

• Gugus gula deoksiribosa pada (gula pentose yang kehilangan satu atom oksigen)
• Gugusan asam fosfat yang teriakat pada atom C nomor 5 dari gula
• Guguasn basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 dari gula

4 macam asam nukleotida

• Ikatan A – gula disebut Adenosin deoksiribonukleosida (deoksiadenosin)
• Ikatan G – gula disebut guanosin deoksiribonukleosida (deosiagonosin)
• Ikatan C – gula disebut sitidin deoksiribonukleosida (deoksiasitidin)
• Ikatan T – gula disebut timidin deoksiribonukleosida(deoksiatimidin)

Bentuk DNA
Pada tahun 1954 berdasarkan hasil penelitian dari Rosalind frenklin , james Watson dan frencis crick. DNA diketahui berbentuk double helik. Terdiri dari 2 pita yang berpilin jadi 1

http://biologipedia.blogspot.com/

http://www.faikshare.com/

Fungsi DNA
Fs. Genotipik

• DNAmampu menyimpan infor masi genetik dengan tepat
• Dapat meneruskan informasi genetik kepada keturunannya dari generasi ke generasi merupakan merupakan fungsi genotipik yang dilakukan melalui replikasi
• DNA mengatur perkembangan fenotipe organisasi (mengarah pada pertumbuhan differensiasi organisme mulai dari zigot hingga individu dewasa) merupakan fungsi fenotipik yang dilaksanakan melalui ekspresi gen.

Ekspresi gen : rangkaian proses penerjemahan info genetic (dalam bentuk urutan basa pada DNA/RNA) menjadi protein dan lebih jauh lagi fenotipe.

Proses ekspresi gen : Dogma central biology ada 3 tahap :

1. Replikasi DNA
2. Transkripsi DNA menjadi RNA
3. Translasi RNA menjadi protein/pelipeptida

Tujuan ekspresi gen dalam tubuh manusia:

     Untuk mengekspresikan gen menjadi fenotipe (sifat yang tampak) missal: rambut yang hitam, kulit saawo matang, hidung mancung dsb

Gen ini dapat menjadi rambut kita berwarna hitam dengan cara dogma central biology molekuler. Secara garis besar dogma central biology untuk menghasilkan molekul RNA melalui transkripsi sebagian info RNA tersebut akan digunakan untuk menghasilkan protein melalui proses yang disebut translasi

Tempat terjadinya ekspresi gen : pada inti sel (kromosom)

Struktur kromosom

     Kromosom adalah struktur di dalam sel berupa daerah panjang molekul  yng tidak dari 1 molekul DNA dan berbagai protein terkait yang merupakan infogenetik suatu organisme dengan kata lain kromosom merupakan suatu tempat bersamanya DNA, dengan metode yang sangat rumit sedemikian sehingga DNA yang membawa informasi genetic yang sangat panjang mampu ditempatkan di inti sel yang berukuran sangat kecil (perlu bantuan mikroskop untuk melihatnya)

DNA merupakan komponen kimia utama kromosom dan merupakan bahan yang menghasilkan gen sehingga DNA disebut juga molekul warisan karena DNA boleh mewariskan sifat-sifat organisme induk

http://www.news-medical.net/

Kesimpulan:

DNA yang terdapat dalam diri makhluk hidup terdiri dari ribuan gen untuk menentukan sifat dari makhluk hidup tersebut dari generasi ke generasi.  DNA sangat berhubungan dengan ekspresi gen untuk mengaktifkan gen-gen yang mengatur proses sintesa protein. Ekspresi gen terjadi pada inti sel (kromosom)

Ekspresi gen betujuan untuk mengekspresikan gen menjadi fenotipe (sifat-sifat yang tampak) seperti: rambut hitam, kulit sawo matang, dan lain-lain. Gen ini dapat menjadikan rambut berwarna hitam dengan cara dogma central biology.

DAFTAR PUSTAKA

Grisham,Charles.1999.Biochemistry and Molecular Biology.Oxford Univercity Press.

Murray, Robert.2006.Biokimia Harper.Jakarta : EGC

Wlliams, H.S.2002.History of Science.New York : Saunders Collage