rekombinasi 10-12

Upload: praditya-langgeng

Post on 20-Feb-2018

256 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    1/12

    RESUME

    GENETIKA II

    BAB 10 : BEBERAPA HAL SPESIFIK TENTANG REKOMBINASI

    Rekombinasi Spesiik Tapak

    Rekombinasi terjadi antara tapak-tapak berdekatan pada gen yang sama, maka dapat

    ditemukan perkecualian. Perkembangan lebih lanjut kemudian menunjukkan bahwa

    rekombinasi yang tidak resiprok sering ditemukan. Contoh rekombinasi spesifik tapak antara

    lain yang berkenaan dengan integrasi DN fag genom !. coli.

    Rekombinasi Spesiik Tapak Men!amin Pena"aan Kemba#i $NA %an& Te#i"i

    "el # sel juga memanfaatkan semacam proses rekombinasi yang tertata secara teliti

    untuk menata urutan kembali DN. Dalam hal ini segmen DN dapat dipindah dengan

    bantuan rekombinasi spesifik tapak. Contoh $ pembentukan dengan banyak gen antibody hasil

    penataan kembali DN spesifik tapak yang terjadi atas suatu perangkat urutan presekutor.

    Rekombinasi Spesiik Tapak Men&a"'( Eksp(esi Gen

    Rekombinasi yang melibatkan dua tapak pada suatu molekul DN yang sama akan

    berakibat terlepasnya segmen antara atau terjadinya in%ersi segmen antara tersebut. "el

    memang kadang memanfaatkan in%ersi hasil rekombinasi tersebut dalam rangka memilih

    antara dua susunan DN yang memungkinkan dua protein untu diekspresikan.

    Rekombinasi Mempe(baiki Mo#ek'# $NA %an& R'sak

    &ungsi yang paling %ital dari peristiwa pindah silang yaitu untuk memperbaiki

    kerusakan DN. Dan diungkapkan pada penilitian tentang bakteri rec serta mutan de%ektif

    rekombinasi dari khamir. Rekombinasi berawal dari penutupan suatu cela pada molekul DN

    dengan diisi salah satu unting pasangan homolog.

    Rekombinasi "i)ak se#a#' be(sia" (esip(ok pa)a "apak pin)a* si#an& kon+e(si &en

    Perkembangan lebih lanjut kemudian menunjukkan bahwa rekombinasi yang tidak

    resiprok sering ditemukan. Rekombinasi tidak resiprok yang terjadi antara dua tapak

    berdekatan dalam satu gen yang sama disebut kon%ersi gen ataugen conversion'(ardner,

    )**)+. Dinyatakan pula bahwa tampaknya kon%ersi gen merupakan akibat pemotongan DN

    dan sintesis perbaikan DN yang terjadi pada daerah heterodupleks selama proses pemutusan

    dan penyambungan. &enomena kon%ersi gen paling baik dikaji pada khamir atau Neurospora

    'atson, )** (ardner, )**)+.

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    2/12

    Fragmen DNA bakteri donor Menghasilkan rekombinasi genetic melalui pindah silangDNA atau kromosom bakteri resipien

    Rekombinasi I##e&i"ima"e ,Illegitimate Rekombination-

    Rekombinasi /llegitimate adalah rekombinasi yang terjadi antara molekul-molekul

    DN yang non homolog '(ardner, )**)+. "eperti halnya rekombinasi spesifik tapak,

    mekanisme rekombinasi illegitimate juga tidak sama dengan mekanisme rekombinasi umum.

    0ebih lanjut padaE. colimacam rekombinasi itu juga tidak membutuhkan rec A,rec B,

    dan rec C'yala, )*12+. Contoh rekombinasi illegitimate antara lain yang berkenaan dengan

    insersi elemen transposabel 'misalnya elemenIs+ ke dalam suatu lokus gen '"trickberger,

    )*13+. Pada peristiwa tersebut memang urut-urutan DN lokus tersebut tidak sama dengan

    urut-urutan DN elemenIs. "ebagaimana diketahui akibat rekombinasi illegitimate yang

    melibatkan insersi elemen tersebut, fungsi gen akan terganggu atau hilang. "ebagai contoh

    misalnya insersi yang dilakukan oleh elemenIske dalam berbagai lokus 'gengal, !, 4, dan

    5+ pada genomE. coliyang terbukti menimbulkan mutasi-mutasi sehingga menggangu

    metabolisme galaktose.

    Rekombinasi In)epen)en "e(*a)ap Rep#ikasi $NA

    6erdasar telaah rekombinasi yang dilakukan selama ini dapat diketahui bahwa

    kejadian rekombinasi independen atau tidak terkait dengan peristiwa replikasi DN. Dalam

    hal ini bilamana dua genotip fag misalnya a7dan b7, dalam jumlah besar secara serempak

    menginfeksi suatu sel inang yang tumbuh pada medium ringan, pengamatan terhadap genotip

    partikel fag-fag yang tidak bereplikasi menunjukkan bahwa beberapa diantaranya bergenotip

    77, dan ini merupakan bukti bahwa rekombinasi genotip-genotip induk dapat berlangsung

    secara independen terhadap replikasi DN.

    BAB 11: TRANSFORMASI BAKTERI

    5ransformasi adalah suatu proses transfer informasi genetic dengan bantuan potongan

    DN ekstraseluler.

    "el-sel yang telah mengalami transformasi disebut sebagai transforman.

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    3/12

    Trasformasi AlamiBakteri mampu mengambil fragmen DNA secara alami hingga mengalami transformasi sec

    Misalnya pada Bacillus subtilis

    Berdasarkan sifat kejadiannya

    Transformasi Buatan (Direkayasa)Bakteri diubah dulu secara genetic agarmemungkinkan pengambilan fragmen DNA hingga terjMisalnya pada !coli

    T(anso(masi A#ami )an T(anso(masi B'a"an

    5ranformasi membutuhkan energy karena molekul DN dari bakteri donor tidak masuk

    secara pasif 'melalui dinding sel atau membrane sel yang permeable+ ke tubuh bakteri

    resipien. 5ransformasi alami hanya dialami oleh spesies bakteri yang memiliki en8im untuk

    mengambil fragmen DN ataupun pada proses rekombinasi. "el dalam suatu populasi yang

    mampu mengambil fragmen DN secara aktif disebut sel-sel kompeten yang memiliki fator

    kompeten 'diduga merupakan suatu protein permukaan sel atau suatu en8im yang terlibat

    dalam pengikatan atau pengambilan DN+. 9umlah sel-sel kompeten ini banyak dijumpai

    pada bagian akhir fase log.

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    4/12

    DNA "esipienDNA unting ganda donor1

    2

    #atu unting DNA donor memasuki sel

    3

    4

    6

    Terbentuk sinapsis triple unting

    5

    "ekombinasi oleh pindah silang ganda

    $romosome dengan segmen DNA hetero%igotDegradasi

    "eplikasi

    k reseptor yang terdapat dipermukaan sel! Bersifat re&ersible! 'engambilan DNA donor bersifat i

    ntegrasi (insersi ko&alen) seluruh atau sebagian unting tunggal DNA donor ters

    #egresi dan ekspresi fenotip gen donor yang telah ter

    $on&ersi molekul DNA donor yang berupa unting ganda menjadi molekul unting tunggal melalui

    Transforman a*+a*Non,transforman a+a

    P(oses T(anso(masi

    Ba&an 1. U('"an P(oses T(ans#okasi Pa)a Bak"e(i ,R'sse#/ 1-

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    5/12

    -en .* y* pada DNA donor -en . y pada DNA donor

    'eluang transformasi simultan (kotransformasi)

    ekuensi transformasi per gen / 0 dalam 012Diharapkan frekuensi transformasi .* y* / 0 dalam 013 sel resipien

    danya en8im endonuclease spesifik atau en8im translokase DN yang menarik DN donor

    masuk ke dalam sel resipien. Penarikan tersebut menggunakan energy yang diperoleh dari

    degradasi unting komplementer. Rincian proses rekombinasi transformasi berbeda pada

    berbagai spesies. 0angkah ) dan : terjadi pada proses transformasi hampir semua spesies

    'tidak spesifik pada DN homolog+. "edangkan tahap ke ; tidak dapat terjadi pada proses

    transformasi tiap spesies 'spesifik pada DN homolog+.

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    6/12

    DNA donor bakteriBakteri donor bakteri

    kstrak DNA, DNA terpecah menjadi fragmen

    ransformasi p!"!o bakteria resipien

    ransformasi genotip#

    4! kspresi gen fag dalam terbentuknya komponen structural fag

    ! $umpulan partikel anak,anak fag

    Melekatnya fag pada !coli dan injeksi kromosom fag

    6! 'erusakan kromosom bakteri oleh en%im spesi7k fa

    2! "eplikasi kromosom fag menggunakan bahan dari bakteri

    epasan anak fag oleh pelisisan dinding bakteri

    $romosom fag

    %e& inang 'E(co&i)

    $romosom homo&og bakteri

    $romosom fag

    *emb+ngk+s fag dan piringan basa*engikat fag

    $romosom fag

    $romosom +nise&+&ar r+sak

    Peluang kotransformasi kedua gen berhubungan dengan ukuran molekuler DN

    petransformasi. Aubungan inilah yang dapat digunakan untuk mengungkap suatu peta fisik

    gen.

    BAB 1: TRANS$UKSI PA$A BAKTERI

    5ransduksi adalah rekombinasi genetic pada bakteri yang diperantai oleh fag yang

    terjadi sebelum suatu partikel fag membawa sebuah kromosom dari bakteri donor ke bakteri

    resipien.

    Fa& 2i('#en )an 2i('#en Se)an&

    Sik#'s Hi)'p Li"ik S'a"' Fa& 2i('#en/ Misa#n%a T a"a' T3 ,R'sse#/ 1-

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    7/12

    5erintegrasinya kromosom fag ke dalam kromosom inang terjai melalui mekanisme

    rekombinasi spesifik tapak.

    Ma4am T(ans)'ksi

    1. T(ans)'ksi Um'm

    Potongan DN yang ditangkap fag lalu dipindahkan ke bakteri resipien adalah

    potongan acak bakteri dan tidak diintegrasikan secara khusus 'semua gen dapat ditransduksi+.

    Diperantarai oleh beberapa fag %irulen dan yang fag %irulen sedang tertentu dimana

    kromosomnya tidak terintegrasi di tapak perlekatan khusus pada kromosom inang. Partikel

    fag yang terlibat diproduksi selama siklus litik. (en yag terletak pada fragmen kromosom

    yang ditransduksikan dapat diekspresikan, meskipun tidak terintegrasi dan sel-sel yang

    membawahifragmen pentransduksi yang tidak terintegrasi disebut 5ransduktan abortif.

    Sik#'s Hi)'p S'a"' Fa& %an& Be(sia" 2i('#en Se)an&/ Sema4am Fa& 5 ,R'sse#/ 1-

    In"e&(asi

    k(omosom 5 ke

    )a#am

    k(omosom

    K'mp'#an

    anak6anaka 5

    5 k(omosom

    Pembe#a*an ban%ak

    5 k(omosom *i#an&

    Rep#ikasi 5 k(omosom

    In)'ksi

    Respons

    lytik$NA

    inan&

    $NA a&

    >asuk

    siklus lytik

    Responslysogenik Lisogenik

    Siklus Hidup

    $NA inan& ('sak

    Rep#ikasi

    k(omosom 5

    Pelepasan anak fag oleh

    pelisisan dinding bakteri

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    8/12

    Data kontraduksi dapat digunakan untuk mengungkap jarak gen taksiran. 9ika penanda a7

    b7

    mengalami kontraduksi serta penanda b7 c7juga tetapi penanda a7 c7tidak, maka urutan atau

    susunan ketiga penanda tadi adalah a7b7c7 . Contohnya pada bebrapa genE.coli, yakni$

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    9/12

    5idak semua fag %irulen memperantarai transduksi karena$

    )+ 5idak melakukan degradasi terhadap DN inang dan tidak memanfaatkan kembali

    nukleotidanya utuk kepentingan sintesis DN fag.

    :+ aka

    partikel pentransduksi tidak dapat terbentuk.

    ;+ Proses pematangan fag yang menghalangi pembungkusan fragmen DN ingang berbeda

    atau spesifik.

    . T(ans)'ksi K*'s's a"a' Te(ba"as

    4romosom fag dapat bertintegrasi pada satu atau sejumlah kecil tapak perlekatan

    khusus pada kromosom bakteri. Diperantarai oleh fag %irulen sedang yang hanya

    mentransduksikan fragmen tertentu dari kromosom bakteri. &ag tersebut dapat bereplikasi

    secra otonom 'tidak tergantung pada replikasi kromosom inang+ serta bereplikasi dalam

    keadaan terintegrasi dengan kromosom inang 'terlihat layaknya episom karena kromosom fag

    suatu bagian dari kromosom inang salam replikasi tersebut+.

    "uatu bakteri yang mengandung profag dapat dinyatakan bersifat lisogenik. "aat fase

    profag, gen-gen litik pada kromosom %irus mengalami represi. >ekanisme represi

    berlangsung dalam suatu system sirkuit reseptor mirip pada operon bakteri. 5ransisi dari

    lisogenik 'profag+ menjadi bersifat litik, dapat terjadi secara sepontan maupun diinduksi

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    10/12

    sehingga profag terbebas dari kromosom inang. Pemotongan profag tersebut 'proses eksisi+

    bisa terjadi pada tapak lain selain tapak awal perlekatan. "ehingga ada penggalan kromosom

    fag tertinggal pada kromosom inang da nada penggalan kromosom inang yang terbawa oleh

    kromosom fag.

    Pemotongan dan pemisahan profag menyebabkan terbentuknya partikel pentransduksi

    khusus. 5ransduksi khusus hanya berperan terhadap transfer gen yang terletak di dalam suaturentang jarak sempit di kedua sisi tapak pelekatan profag. 9ika partikel pentransduksi khusus

    terbentuk selama perpisahan profag dari kromosom inang, maka harusnya fag hasil induksi

    sel lisogenik yang memiliki akti%itas pentransduksi. 9ika bakteri diinfeksi oleh fag

    pentransduksi khusus pada kondisi litik, maka dalam fag tidak akan ditemukan partikel

    pentransduksi. Pada transduksi umum dan transformasi, rekombinasi mengganti suatu

    segmen kromosom resipien dengan suatu segmen kromosom donor. Namun pada transduksi

    khusus, segmen DN donor dan kromosom fag ditambahkan kepada kromosom resipien

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    11/12

    sehingga menghasilkan suatu transduktan diploid parsial. "ebuah sel lisogeik kebal terhadap

    infeksi kedua oleh fag yang sama.

  • 7/24/2019 rekombinasi 10-12

    12/12

    PERTAN7AAN

    1. 6agaimana pemetaan kromosom bakteri melalui kejadian transformasiB

    8a9ab:"ecara operasional, transformasi gen dapat digunakan untuk mengungkap pautan

    gen, urutan gen serta jarak peta. Penanda genetic pada kromosom donor yang digunakanberdekatan satu sama lain yang berarti molekul petransformasinya sama. 9ika jarak kedua

    gen berdekatan, keduanya sering terbawa pada fragmen DN yang sama sehingga

    frekuensi kotransformasinya harusnya mendekati frekuensi transformasi satu gen.

    "ebagai sebgai ilustrasi, jika gen p dan @ bakteri sering mengalami transformasi,

    demikian pula dengan gen @ dan o, namun gen o dan p jarang mengalami transformasi.

    >aka dapat digambarkan bahwa urutan gen pada kromosom bakteri itu adalah p-@-o.

    Peluang kotransformasi kedua gen berhubungan dengan ukuran molekuler DN

    petransformasi. Aubungan inilah yang dapat digunakan untuk mengungkap suatu peta

    fisik gen.

    :. >engapa tidak semua fag %irulen dapat memperantarai transduksiB

    8a9ab:5idak semua fag %irulen memperantarai transduksi karena$

    )+ 5idak melakukan degradasi terhadap DN inang dan tidak memanfaatkan kembali

    nukleotidanya utuk kepentingan sintesis DN fag.

    :+ aka partikel pentransduksi tidak dapat terbentuk.;+ Proses pematangan fag yang menghalangi pembungkusan fragmen DN ingang

    berbeda atau spesifik.

    ;. 9elaskan peranan en8im integrase pada genom !. coli melaluai rekombinasi

    9awab $ &ag mengkode en8im integrase yang berperan pada saat insersi DN fag ke

    dalam genom !.coli. /nsersi tersebut terjadi melalui rekombinasi pada tapak-tapak

    spesifik di kedua genom DN dan hasil insersi melalui rekombinasi itu adalah

    terbentuknya satu molekul sirkuler baru yang lebih besar. !n8im tersebut dapat berperan

    pada proses penggabungan yang pada akhirnya berakibat terbentuknya dua molekul DN

    yang terpisah-pisah.

    !n8im integrase pada kenyataannya dapat berperan sebagai suatu en8im topoisomerase.

    Dalam hal ini en8im integrase membuat suatu pemutusan dalam posisi menyamping

    'tidak berhadap-hadapan+ jarak antara kedua tempat yang terpotong adalah sejauh

    nukleotida. Pemutusan unting DN ini terjadi pada tapak attP maupun tapak att6.