Tulisan Mengenai Genetika

Dogma Central Genetika Molekuler

Yang dimaksud disini adalah Dogma central semua informasi yang terkandung dalam DNA, kemudian akan digunakan untuk menghasilkan molekul RNA melalui transkripsi, dan beberapa informasi pada RNA tersebut akan digunakan untuk menghasilkan protein melalui proses yang disebut translasi.
Berikut adalah mekanisme prosesnya:
Sebenarnya dalam proses dogma central, ada beberapa referensi yang mencakup replikasi DNA, dan ada yang tidak. Karena ada yang mengartikan dogma central adalah proses ekspresi gen dari DNA –> RNA –> protein. Ada pula yang menyebutkan sebelum ekspresi gen berlangsung, DNA harus dilipat gandakan  dulu
■ REPLIKASI
Proses replikasi DNA adalah proses pengandaan DNA dimana proses ini diperlukan dalam pembelahan sel. Sebelum proses ekspresi gen, biasanya DNA dilipatgandakan menjadi lebih banyak. Proses replikasi DNA pada dasarnya adalah 1 double stranded DNA dicopy menjadi 2 buah, dari 2 buah akan dicopy menjadi 4 buah. Jadi berawal dari denaturasi DNA yang akan membuka pilinan dari double stranded menjadi single stranded. Kemudian dengan bantuan sebuah enzim yang disebut DNA polimerase, DNA akan terikat DNA polimerase kemudian copy DNA terjadi. Melalui prinsip replikasi DNA ini lah PCR (Polymerase Chain Reaction) dilakukan.
■ Transkripsi
Ini merupakan tahap awal dalam proses sintesis protein yang pada akhirnya proses ini akan mengekspresi sifat-sifat genetik yang muncul sebagai fenotip. Dan untuk mempelajari biologi molekuler tahap dasar yang perlu kita ketahui adalah bagaimana mekanisme sintesis protein dapat dinyatakan sebagai sehingge fenotipe.
Transkripsi adalah sintesis molekul RNA dalam template DNA.Proses ini terjadi dalam inti sel (nukleus) tepatnya pada kromosom.
Komponen yang terlibat dalam proses transkripsi yaitu: DNA template yang terdiri dari basa nukleotida Adenin (A), Guanin (G), Timin (T), Sitosin (S); enzim polimerase RNA, faktor transkripsi, prekursor (bahan yang ditambahkan sebagai diinduksi) .
Hasil dari proses sintesis tiga jenis RNA, yaitu mRNA messeger RNA), tRNA (transfer RNA), rRNA (RNA ribosomal).
Sebelum itu saya akan menjelaskan terlebih dahulu bagian utama dari gen. Gen terdiri atas: promoter, bagian struktural (terdiri dari gen yang mengkode sifat yang akan diekspresikan), dan terminator.
Sedangkan struktur RNA polimerase terdiri atas: beta, beta-prime, alpha, sigma. Pada struktur beta dan beta-prime bertindak sebagai katalisator dalam transkripsi. struktur Sigma untuk polimerase RNA holoenzim berlangsung hanya menempel promotor.Bagian yang disebut enzim inti terdiri dari alfa, beta, dan beta-prime.
Tahapan dalam proses transkripsi pada dasarnya terdiri dari 3 tahap:
1. Inisiasi (pengawalan)
Transkripsi tidak dimulai di mana saja pada DNA, tapi di hulu (upstream) dari gen promotor. Salah satu bagian terpenting dari promoter adalah kotak Pribnow (TATA box). Inisiasi dimulai ketika holoenzim RNA polimerase menempel pada promotor. Tahapan dimulai dari pembentukan kompleks promoter tertutup, pembentukan kompleks promoter terbuka, penggabungan beberapa nukleotida awal, dan perubahan konformasi RNA polimerase karena struktur sigma holoenzim kompleks dihapus.
2. Elongasi (pemanjangan)
Proses selanjutnya adalah perpanjangan. Berikut ini adalah pemanjangan nukleotida perpanjangan. Setelah promotor RNA polimerase melekat pada enzim tersebut akan terus bergerak sepanjang molekul DNA, mengurai dan meluruskan heliks tersebut. Dalam pemanjangan, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3 ‘molekul RNA yang baru dibentuk. Misalnya, DNA template nukleotida A, maka nukleotida RNA yang ditambahkan adalah U, dan seterusnya. Pemanjangan maksimum tingkat molekul transkrip RNA berrkisar antara 30-60 nukleotida per detik. Pemanjangan kecepatan tidak konstan.
3. Penghentian (terminasi)
Penghentian juga tidak terjadi di sembarang tempat. Transkripsi berakhir ketika sebuah nukleotida spesifik melihat kodon STOP.Selain itu, terlepas dari template DNA RNA ribosom.
■ TRANSLATION
Tahap selanjutnya setelah transkripsi adalah terjemahan.Penerjemahan adalah suatu proses penerjemahan urutan nukleotida molekul mRNA yang ada dalam rangkaian asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein.
Apa yang dibutuhkan dalam proses penerjemahan adalah: mRNA, ribosom, tRNA, dan asam amino.
Sebelumnya, saya pertama akan menjelaskan tentang struktur ribosom. Ribosom terdiri atas subunit besar dan kecil. Ketika dua subunit digabungkan untuk membentuk sebuah monosom. subunit kecil berisi peptidil (P), dan Aminoasil (A). Sedangkan subunit besar mengandung Exit (E), P, dan A. Kedua subunit mengandung satu atau lebih molekul rRNA. rRNA sangat penting untuk mengidentifikasi bakteri pada tingkat biologi molekuler, pada prokariotik dan eukariotik 16 S 18 S.
Seperti transkripsi, terjemahan ini juga dibagi menjadi tiga tahap:
1. Inisiasi
Pertama tRNA mengikat asam amino, dan ini menyebabkan acara diaktifkan atau tRNA disebut asilasi-amino. Amino-asilasi proses dikatalisis oleh enzim tRNA sintetase. Kemudian ribosom mengalami pemisahan menjadi subunit besar dan kecil.Selanjutnya molekul mRNA subunit kecil menempel pada tongkat dengan kodon awal: 5 ‘- AGGAGG – 3′. Situs order dimana subunit kecil disebut urutan Shine-Dalgarno. Subunit kecil dapat menempel pada mRNA bila IF-3. IF-3/mRNA-fMet IF-2/tRNA-fMet pembentukan kompleks dan asam amino yang disebut N-formylmethionine dan memerlukan banyak GTP sebagai sumber energi. tRNA-fMet, melekat pada kodon pembuka P subunit kecil.Selanjutnya, subunit besar menempel pada subunit kecil. Dalam proses ini IF-1 dan IF-2 dilepas dan GTP dihidrolisis terhadap GDP, dan siap untuk perpanjangan.
2. Pemanjangan
Perbedaan dalam proses transkripsi, terjemahan dari asam amino diperpanjang. Langkah-langkah yang diambil dalam proses perpanjangan, yang pertama adalah pengikatan tRNA ke sisi A pada ribosom. Transportasi akan membentuk ikatan peptida.
3. Penghentian
Terjemahan akan berakhir pada satu waktu dari tiga kodon terminasi (UAA, UGA, UAG) yang berada dalam posisi A pada mRNA mencapai ribosom. Pada E. coli ketiga sinyal penghentian proses translasi diakui oleh protein yang disebut faktor rilis (RF).Anil RF pada kodon terminasi mengaktifkan enzim transferase peptidil yang menghidrolisis ikatan antara polipeptida dng tRNA pada P dan menyebabkan tRNA kosong translokasi ke sisi memiliki E (exit).
Itulah mekanisme transkripsi dan proses penerjemahan. Proses selanjutnya adalah protein tersebut akan diekspresikan oleh tubuh kita dalam bentuk fenotipe
(http://biowidhi.wordpress.com/2008/04/16/dogma-central-genetika-molekuler/
Fragmen Okazaki adalah fragmen DNA pendek berukuran kurang lebih 200 basa yang disintesis pada untai diskontinyu

KROMOSOM
adalah struktur benang dalam inti sel yang bertanggung jawab dalam hal sifat keturunan (hereditas). Kromosom adalah KHAS bagi makhluk hidup.

GEN adalah "substansi hereditas" yang terletak di dalam kromosom.

Gen bersifat antara lain :
- Sebagai materi tersendiri yang terdapat dalam kromosom.
- Mengandung informasi genetika.
- Dapat menduplikasikan diri pada peristiwa pembelahan sel.
Sepasang kromosom adalah "HOMOLOG" sesamanya, artinya mengandung lokus gen-gen yang bersesuaian yang disebut ALELA.

LOKUS adalah lokasi yang diperuntukkan bagi gen dalam kromosom.
ALEL GANDA (MULTIPLE ALLELES) adalah adanya lebih dari satu alel pada lokus yang sama.
Dikenal dua macam kromosom yaitu:

1. Kromosom badan (Autosom).
2. Kromosom kelamin / kromosom seks (Gonosom).

THOMAS HUNT MORGAN
adalah ahli genetika dari Amerika Serikat yang menemukan bahwa faktor-faktor keturunan (gen) tersimpan dalam lokus yang khas dalam kromosom.

Percobaan untuk hal ini dilakukan pada lalat buah (Drosophila melanogaster) dengan alasan sebagai berikut:

- Cepat berkembang biak,
- Mudah diperoleh dan dipelihara,
- Cepat menjadi dewasa (umur 10 - 14 hari sudah de~wasa),
- Lalat betina bertelur banyak,
- Hanya memiliki 4 pasang kromosom, sehingga mudah diteliti.

Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA (bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Di dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel.
Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagai materi genetik; artinya, DNA menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku umum bagi setiap organisme. Di antara perkecualian yang menonjol adalah beberapa jenis virus (dan virus tidak termasuk organisme) seperti HIV (Human Immunodeficiency Virus).
Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari ketiga komponen tersebut dinamakan nukleotida, sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida.
Rantai DNA memiliki lebar 22-24 Å, sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 Å[2]. Walaupun unit monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom terbesar pada manusia terdiri atas 220 juta nukleotida[3].
Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.
DNA terdiri atas dua untai yang berpilin membentuk struktur heliks ganda. Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotida untai lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada heliks ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang terdapat pada kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalah adenina (dilambangkan A), sitosina (C, dari cytosine), guanina (G), dan timina (T). Adenina berikatan hidrogen dengan timina, sedangkan guanina berikatan dengan sitosina. Segmen polipeptida dari DNA disebut gen, biasanya merupakan molekul RNA.[4]
 [sunting] Replikasi


Pada replikasi DNA, rantai DNA baru dibentuk berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yang digandakan.
Replikasi merupakan proses pelipatgandaan DNA. Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan membelah diri. Pada setiap sel, kecuali sel gamet, pembelahan diri harus disertai dengan replikasi DNA supaya semua sel turunan memiliki informasi genetik yang sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA terdiri dari dua rantai dan rantai yang satu merupakan "konjugat" dari rantai pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu rantai, maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk. Ada beberapa teori yang mencoba menjelaskan bagaimana proses replikasi DNA ini terjadi. Salah satu teori yang paling populer menyatakan bahwa pada masing-masing DNA baru yang diperoleh pada akhir proses replikasi; satu rantai tunggal merupakan rantai DNA dari rantai DNA sebelumnya, sedangkan rantai pasangannya merupakan rantai yang baru disintesis. Rantai tunggal yang diperoleh dari DNA sebelumnya tersebut bertindak sebagai "cetakan" untuk membuat rantai pasangannya.
Proses replikasi memerlukan protein atau enzim pembantu; salah satu yang terpenting dikenal dengan nama DNA polimerase, yang merupakan enzim pembantu pembentukan rantai DNA baru yang merupakan suatu polimer. Proses replikasi diawali dengan pembukaan untaian ganda DNA pada titik-titik tertentu di sepanjang rantai DNA. Proses pembukaan rantai DNA ini dibantu oleh enzim helikase yang dapat mengenali titik-titik tersebut, dan enzim girase yang mampu membuka pilinan rantai DNA. Setelah cukup ruang terbentuk akibat pembukaan untaian ganda ini, DNA polimerase masuk dan mengikat diri pada kedua rantai DNA yang sudah terbuka secara lokal tersebut. Proses pembukaan rantai ganda tersebut berlangsung disertai dengan pergeseran DNA polimerase mengikuti arah membukanya rantai ganda. Monomer DNA ditambahkan di kedua sisi rantai yang membuka setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal ini berlanjut sampai seluruh rantai telah benar-benar terpisah.
Proses replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis rantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan pemasukan monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah kemungkinan terjadinya kesalahan sintesis amatlah kecil.
[sunting] Penggunaan DNA dalam teknologi
[sunting] DNA dalam forensik
Ilmuwan forensik dapat menggunakan DNA yang terletak dalam darah, sperma, kulit, liur atau rambut yang tersisa di tempat kejadian kejahatan untuk mengidentifikasi kemungkinan tersangka, sebuah proses yang disebut fingerprinting genetika atau pemrofilan DNA (DNA profiling). Dalam pemrofilan DNA panjang relatif dari bagian DNA yang berulang seperti short tandem repeats dan minisatelit, dibandingkan. Pemrofilan DNA dikembangkan pada 1984 oleh genetikawan Inggris Alec Jeffreys dari Universitas Leicester, dan pertama kali digunakan untuk mendakwa Colin Pitchfork pada 1988 dalam kasus pembunuhan Enderby di Leicestershire, Inggris. Banyak yurisdiksi membutuhkan terdakwa dari kejahatan tertentu untuk menyediakan sebuah contoh DNA untuk dimasukkan ke dalam database komputer. Hal ini telah membantu investigator menyelesaikan kasus lama di mana pelanggar tidak diketahui dan hanya contoh DNA yang diperoleh dari tempat kejadian (terutama dalam kasus perkosaan antar orang tak dikenal). Metode ini adalah salah satu teknik paling tepercaya untuk mengidentifikasi seorang pelaku kejahatan, tetapi tidak selalu sempurna, misalnya bila tidak ada DNA yang dapat diperoleh, atau bila tempat kejadian terkontaminasi oleh DNA dari banyak orang.
[sunting] DNA dalam komputasi
DNA memainkan peran penting dalam ilmu komputer, baik sebagai masalah riset dan sebagai sebuah cara komputasi.
Riset dalam algoritma pencarian string, yang menemukan kejadian dari urutan huruf di dalam urutan huruf yang lebih besar, dimotivasi sebagian oleh riset DNA, dimana algoritma ini digunakan untuk mencari urutan tertentu dari nukleotida dalam sebuah urutan yang besar. Dalam aplikasi lainnya seperti editor text, bahkan algoritma sederhana untuk masalah ini biasanya mencukupi, tetapi urutan DNA menyebabkan algoritma-algoritma ini untuk menunjukkan sifat kasus-mendekati-terburuk dikarenakan jumlah kecil dari karakter yang berbeda.
Teori database juga telah dipengaruhi oleh riset DNA, yang memiliki masalah khusus untuk menaruh dan memanipulasi urutan DNA. Database yang dikhususkan untuk riset DNA disebut database genomik, dam harus menangani sejumlah tantangan teknis yang unik yang dihubungkan dengan operasi pembandingan kira-kira, pembandingan urutan, mencari pola yang berulang, dan pencarian homologi.
[sunting] Sejarah
DNA pertama kali berhasil dimurnikan pada tahun 1868 oleh ilmuwan Swiss Friedrich Miescher di Tubingen, Jerman, yang menamainya nuclein berdasarkan lokasinya di dalam inti sel. Namun demikian, penelitian terhadap peranan DNA di dalam sel baru dimulai pada awal abad 20, bersamaan dengan ditemukannya postulat genetika Mendel. DNA dan protein dianggap dua molekul yang paling memungkinkan sebagai pembawa sifat genetis berdasarkan teori tersebut.
Dua eksperimen pada dekade 40-an membuktikan fungsi DNA sebagai materi genetik. Dalam penelitian oleh Avery dan rekan-rekannya, ekstrak dari sel bakteri yang satu gagal men-transform sel bakteri lainnya kecuali jika DNA dalam ekstrak dibiarkan utuh. Eksperimen yang dilakukan Hershey dan Chase membuktikan hal yang sama dengan menggunakan pencari jejak radioaktif (bahasa Inggris: radioactive tracers).
Misteri yang belum terpecahkan ketika itu adalah: bagaimanakah struktur DNA sehingga ia mampu bertugas sebagai materi genetik? Persoalan ini dijawab oleh Francis Crick dan koleganya James Watson berdasarkan hasil difraksi sinar X pada DNA oleh Maurice Wilkins dan Rosalind Franklin.
Pada tahun 1953, James Watson dan Francis Crick mendefinisikan DNA sebagai polimer yang terdiri dari 4 basa dari asam nukleat, dua dari kelompok purina:adenina dan guanina; dan dua lainnya dari kelompok pirimidina:sitosina dan timina. Keempat nukleobasa tersebut terhubung dengan glukosa fosfat.[5]
Maurice Wilkins dan Rosalind Franklin menemukan bahwa molekul DNA berbentuk heliks yang berputar setiap 3,4 nm, sedangkan jarak antar molekul nukleobasa adalah 0,34 nm, hingga dapat ditentukan bahwa terdapat 10 molekul nukleobasa pada setiap putaran DNA. Setelah diketahui bahwa diameter heliks DNA sekitar 2 nm, baru diketahui bahwa DNA terdiri bukan dari 1 rantai, melainkan 2 rantai heliks.
Crick, Watson, dan Wilkins mendapatkan hadiah Nobel Kedokteran pada 1962 atas penemuan ini. Franklin, karena sudah wafat pada waktu itu, tidak dapat dianugerahi hadiah ini.
Konfirmasi akhir mekanisme replikasi DNA dilakukan lewat percobaan Meselson-Stahl yang dilakukan tahun 1958.
[sunting] Referensi
1.^ (Inggris)"All Cells Replicate Their Hereditary Information by Templated Polymerization". Bruce Alberts, et al.. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=mboc4&part=A2. Diakses pada 19 Maret 2010. 
2.^ Mandelkern M, Elias J, Eden D, Crothers D (1981). "The dimensions of DNA in solution". J Mol Biol 152 (1): 153-61. PMID 7338906. 
3.^ Gregory S, et. al. (2006). "The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1". Nature 441 (7091): 315-21. PMID 16710414. 
4.^ (Inggris)Geoffrey M. Cooper (2000). The Cell - A Molecular Approach (edisi ke-2). Sunderland (MA): Sinauer Associates. hlm. Gene. ISBN 0-87893-106-6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=cooper&part=A2886&rendertype=def-item&id=A3080. Diakses pada 12 Agustus 2010. 
5.^ (Inggris)Geoffrey M. Cooper (2000). The Cell - A Molecular Approach (edisi ke-2). Sunderland (MA): Sinauer Associates. hlm. Heredity, Genes, and DNA. ISBN 0-87893-106-6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=cooper&part=A417. Diakses pada 12 Agustus 2010. 
Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_deoksiribonukleat"
Gen (dari bahasa Belanda: gen) adalah unit pewarisan sifat bagi organisme hidup. Bentuk fisiknya adalah urutan DNA yang menyandi suatu protein, polipeptida, atau seuntai RNA yang memiliki fungsi bagi organisme yang memilikinya. Batasan modern gen adalah suatu lokasi tertentu pada genom yang berhubungan dengan pewarisan sifat dan dapat dihubungkan dengan fungsi sebagai regulator (pengendali), sasaran transkripsi, atau peran-peran fungsional lainnya[1][2]. Penggunaan "gen" dalam percakapan sehari-hari (misalnya "gen cerdas" atau "gen warna rambut") sering kali dimaksudkan untuk alel: pilihan variasi yang tersedia oleh suatu gen. Meskipun ekspresi alel dapat serupa, orang lebih sering menggunakan istilah alel untuk ekspresi gen yang secara fenotipik berbeda. Gen diwariskan oleh satu individu kepada keturunannya melalui suatu proses reproduksi, bersama-sama dengan DNA yang membawanya. Dengan demikian, informasi yang menjaga keutuhan bentuk dan fungsi kehidupan suatu organisme dapat terjaga.
Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Gen"

Secara keseluruhan kumpulan gen-gen yang terdapat di dalam setiap sel individu organisme disebut sebagai genom. Dengan perkataan lain, genom suatu organisme adalah kumpulan semua gen yang dimiliki oleh organisme tersebut pada setiap selnya.
Theme: Andreas04 by Andreas Viklund. Blog pada WordPress.com.
Genom (Ing. genome), dalam genetika, adalah keseluruhan bahan genetik yang membawa semua informasi pendukung kehidupan pada suatu makhluk hidup, baik yang merupakan gen atau bukan. Pada semua makhluk hidup, genom mencakup semua informasi genetik yang dibawa DNA, baik di inti sel (nukleus), mitokondria, maupun plastida. Virus tertentu memiliki genom dalam bentuk RNA. Istilah ini diperkenalkan oleh Hans Winkler, seorang profesor dari Universitas Hamburg, Jerman pada tahun 1920, sebagai singkatan (portmanteau) dari gene dan chromosome. Kajian yang mempelajari bahan genetik secara keseluruhan ini dikenal sebagai genomika (genomics).
Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Genom"