1. Jelaskan
gambar 24-8 (lehninger ed 5 hal 952) atau (ed 4 hal 929) mengenai transposable
element serta jelaskan juga kegunaan SSR dalam aplikasi?
Jawab:
Gambar 24-8 lehninger
ed 5 hal 952 menjelaskan mengenai jenis
urutan genom yang terdapat pada manusia.
Genom merupakan perangkap lengkap
suatu informasi genetik yang ada pada suatu organisme. Manusia mempunyai 23
genom, genom manusia sangat besar hingga mencapai 2,6 miliyar atau sekitar 5000
km, yang di dalamnya terdapat bermacam-macam substansi seperti 30% gen, 45% Transposon
dan 25% miscellaneous.
Gambar
1. Urutan genom manusia
A. Transposon
Transposon
adalah DNA yang dengan sendirinya dapat berpindah-pindah tempat atau berpindah posisinya.Tranposon dapat berpindah-pindah tempatnya pada satu molekul DNA atau pada satu
kromosom. Tranposon juga dapat pindah dari satu molekul DNA ke molekul DNA
lainnya atau pindah dari satu kromosom ke kromosom lainnya. Karena memiliki
kemampuan untuk berpindah-pindah tempat dengan sendirinya maka sering kali
tranposon disebut juga dengan nama elemen loncat.
Kegunaan transposon:
1.Bila transposon menyisip pada suatu gen maka gen
tersebut akan terganggu fungsinya, oleh karena itu transposon sering digunakan
untuk melakukan mutagenesis sehingga menghasilkan mutan.
2.Transposon
sebagai penanda suatu sel, misalnya transposon pembawa gen resisten terhadap
antibioktik, maka kita dapat menandai suatu strain bakteri dengan menyisipkan
gen resisten terhadap antibiotik, maka untuk menyisipkannya digunakan transposon
Gambar 2.
Transposon sebagai penanda
Transposon terdiri dari 3 yakni:
- LINEs (long interspersed nuclear elements) terdiri dari 6000-8000 pb dan terdapat reverse transcriptase seperti gen yang mungkin termasuk dalam proses retrotransposisi.
- SINEs (short interspersed nuclear elements) terdiri dari 100-300 pb dimana tidak memiliki reverse transcriptase gen tetapi terdapat transpose, kemungkinan diperoleh dari enzim reverse transcriptase yang didapat dari retroelement yang lain.
- Retroviruses sebagai elemen transposable
Retroviruses pertama kali diidentifikasi
80 tahun yang lalu sebagai agen yang terlibat dalam kejadian penyakit Kanker.
Informasi terkini menyatakan bahwa epidemi AIDS terjadi akibat HIV retrovirus.
Pada permulaan 1970an, ditemukan retrovirus yang memiliki kemampuan
menggandakan RNA genomnya dengan mengkonversi RNA menjadi DNA yang lebih stabil
dalam mengintegrasi dengan DNA inangnya. Hal ini hanya merupakan perbandingan
bahwa retrovirus telah dikenal sebagai bentukan khusus dari transposon
eukariot. Pengaruhnya sebagai transposon yang berpindah melalui intermediet RNA
biasanya meninggalkan sel inangnya dan menginfeksi sel yang lain. Bentukan DNA
terintegrasi (provirus) dari retrovirus menunjukkan kesamaannya dengan
ciri-ciri transposon.
Siklus transposisi dari retrovirus
memiliki kesamaan lain dengan transposon prokariot, yang menujukkan adanya
hubungan kekerabatan antara kedua tipe transposon ini. Fase penting dalam
transposisi retrovirus adalah molekul DNA extrachromosomal DNA. Ini terjadi
melalui penggandaan RNA dari partikel virus menjadi DNA melalui polimerase yang
disandikan oleh retrovirus atau yang disebut kenal dengan reverse
transcriptase.
B. Gen
Didalam gen terdapat 28,5 % intron
dan segmen non coding dan hanya 1,5% exons
Fungsi intron: intron lebih panjang
dari pada exon sehingga jumlahnya sangat banyak, intron tidak memilki fungsi
yang spesifik, yang merupakan bagian yang tidak berkode
dari precursor mRNA (pre-mRNA), yang dibuang sebelum mRNA siap ditranslasi.
Ketika intron telah dibuang dari pre-mRNA, hasilnya adalah exon, bagian mRNA
yang berkode
Fungsi exon : jumlah nya sangat
sedikit yaitu hanya 1,5 % dari total 30% gen dan exon lah yang
ditranslasi menjadi protein
C. Miscellaneous
Terdiri dari :
- 3% SSR, yaitu urutan DNA yang selalu berulang, umumnya kurang dari 10 pb panjang diulang jutaan kali per sel. SSR disebut juga DNA satelit, dinamakan demikian karena komposisi dasar yang tidak biasa sering menyebabkan itu untuk bermigrasi sebagai "satelit" band (terpisah dari sisa DNA) ketika sampel DNA selular terfragmentasi dan tersentrifugasi dalam sesium klorida. Studi ini menunjukkan bahwa elemen ini tidak mengkode protein atau RNA.. karena disebut satelit maka segmen DNA yang berisi daerah pengulangan yang berurutan yang terbuat dari pengulangan pendek, biasanya mono-, di-, tri-, atau pengulangan tetranucleotide. Biasanya disebut pengulangan pendek secara tandem.
- 5 % SD : Duplikasi segmental adalah daerah yang awalnya diidentifikasi dalam Proyek Genom Manusia sebagai blok yang panjang dan diulang
- 17 % zat yang belum diketahui : 50-kb segmen genom manusia terbuat dari streches of non genic, non-repetitive, single-copy DNA yang tidak diketahui fungsinya
Gambar
3. Segmen genom manusia
Aplikasi SSR atau Simple Sequence Repeats.
Dalam
bidang genetika manusia, khususnya dalam aplikasi di bidang kedokteran forensik, mikrosatelit dikenal sebagai STR atau Short Tandem Repeats. Mutasi dapat terjadi terhadap banyaknya
pengulangan ini sehingga muncul variasi panjang pengulangan di dalam
individu-individu dalam suatu spesies. Variasi ini membuat mikrosatelit dapat digunakan sebagai penanda genetik.
Fungsi
vital mikrosatelit masih diperdebatkan orang. Gejala pengulangan ini dapat
dijumpai pada semua kelompok organisme hidup, termasuk bakteri. DNA plastida dan mitokondria pun memilikinya, sehingga mikrosatelit dianggap sebagai
relik evolusi dari masa lalu. Secara logis, mikrosatelit dapat dianggap
sebagai "alat keamanan" apabila terjadi kesalahan dalam proses transkripsi. Banyak mikrosatelit terletak pada bagian gen yang disebut intron, yang pada tahap pascatranskripsi akan dibuang, atau pada bagian
nontranskripsi (junk DNA). Dengan demikian, transkripsi akan mengurangi
jumlah protein yang tidak berfungsi akibat kesalahan pembacaan.
Mikrosatelit SSR sebagai penanda genetic
Karena
terdapat variasi dalam cacah pengulangan motif (polimorfisme), dan cacah ini tetap untuk setiap
individu atau populasi/kultivar tertentu, mikrosatelit dapat dipakai sebagai penanda genetik. Mikrosatelit sangat berlimpah dalam suatu genom, meskipun hanya sedikit dijumpai
pada genom prokariota. Suatu gen dapat memiliki lebih dari dua
mikrosatelit.
Sebagai
penanda, mikrosatelit bersifat kodominan dan dapat diketahui lokasinya pada
DNA. Dengan demikian, SSR sesuai untuk mendeteksi heterozigositas. Pemanfaatannya tidak memerlukan waktu lama (dua hari).
Karena berbagai keuntungan ini, mikrosatelit disukai sebagai penanda.
Mikrosatelit
merupakan penanda berbasis PCR, sehingga memerlukan primer. Pembuatan primernya memerlukan
informasi urutan basa sebelum dan sesudah mikrosatelit. Bangunan primer ini
menjadikan penanda mikrosatelit dapat dilacak posisinya dalam suatu genom namun
menjadikannya bersifat spesifik spesies (sukar dipertukarkan antarspesies) karena urutan basa yang
mengapit mikrosatelit berbeda-beda untuk setiap spesies
2. Jelaskan
siklus hidup virus RNA dan Retrovirus
Jawab:
Virus RNA adalah kelompok
virus yang menyimpan informasi genetik di RNA (asam ribonukleat), bukan DNA (asam
deoksiribonukleat) seperti pada umumnya organisme lain. Hal ini memiliki
konsekuensi penting dalam siklus hidup virus dan memberikan potensi untuk
mengecoh sistem kekebalan tubuh.
Penyakit utama
yang disebabkan oleh virus RNA termasuk influenza, hepatitis C dan polio.
Retrovirus berbeda dengan virus RNA karena memasukkan ke
dalam genom genom inang. Dengan cara ini, retrovirus menjadi bagian dari sel.
Cara kerjanya yaitu dimana virus
ini mempunyai genome yang terbuat dari RNA dan organisasi genetik.
RNA virus tertentu yang menginfeksi sel mamalia, memiliki enzim yang disebut
reverse transkriptase. Pada saat infeksi, genom virus yang berbentuk RNA rantai
tunggal (∼10.000
nukleotida) dan enzim tersebut masuk ke dalam sel inang. Pertama, reverse
transkriptase mensintesis rantai DNA yang komplemen dengan RNA virus sehingga
terbentuk hibrida DNA-RNA. Kemudian rantai RNA didegradasi dan diganti dengan
rantai DNA, sehingga terbentuk DNA untai ganda (Gambar 4).
DNA untai ganda
ini sering diintegrasikan ke genom inang. Sehingga gen-gen virus yang sudah
terintegrasi ini kemudian dapat di aktivasi dan ditranskripsi sehingga
menghasilkan protein-protein virus untuk membuat virus baru. Virus RNA yang
mengandung reverse transkriptase di kenal dengan nama retrovirus.
Gambar 4
. Mekanisme infeksi retrovirus
Apa
yang terjadi jika terinfeksi retrovirus? Lihat gambar 5
Gambar
5.
Mekanisme pengiriman asam nukleat oleh retroviral
Setelah
penyerapan reseptor-dimediasi, partikel retroviral dapat memberikan tiga bentuk
informasi genetik
- jika transkripsi balik tidak terjadi, mRNA dapat dikenakan terjemahan langsung
- jika integrasi diblokir, lingkaran episomal dapat dihasilkan yang dapat bertahan dalam sel non-membagi
- jika semua langkah dari proses transduksi retroviral selesai, DNA beruntai ganda terintegrasi dalam kromosom sel. PBS, penghapusan / mutasi dari PBS, att, penghapusan / mutasi att, RNAPII, RNA polimerase II
Tidak ada komentar:
Posting Komentar