Dasar Biologi Molekuler Seluruh

7/23/2019 Dasar Biologi Molekuler Seluruh

http://slidepdf.com/reader/full/dasar-biologi-molekuler-seluruh 1/54

DASAR BILOGI

MOLEKULER

BY : SISKA DELVIA



Sel – DNA – RNA – protein

Metode sequencing

Ti!ul pert"n#""n untu$ en"ng"ni d"t"% e!u"t

pen"l"r"n

du" inggu $uli"& !eri$utn#": urut"n $esel"r"s"n d"ngeno

perteu"n



Sel

• Unit kerja yang mendasar dari setiap sistemhidup

• Setiap organisme terdiri dari salah satu daridua jenis yang sangat berbeda dari sel:- Sel prokariotik- Sel eukariotik yang memiliki DNA di dalamnukleus.

• Prokariota dan eukariota adalah keturunandari sel primitif dan hasil 3! miliar tahune"olusi.



Prokariotik and

#ukariotik $enurut bukti terbaruada tiga %abang utamapohonhidup

Prokariota termasukAr%haea&'(rang-orang kuno') danbakteri

#ukariota kelas#ukarya dan termasuktanamanhe*an jamur dan tertentuganggang

+uliah: pohon,logenetik

opik ini se%ara lebihrin%i



Semua Sel memiliki

Siklus umum

• ahir makan mereplikasi dan

mati



/itur umum dari

organisme• #nergi kimia tersimpan dalam AP

• informasi genetik dikodekan oleh DNA

• 0nformasi ditranskripsi menjadi 1NA

• Ada tiga serangkai kode genetik yang sama- namun beberapa perbedaan yang diketahui

• peterjemah dalam protein melibatkan ribosom

• jalur metabolisme 2ersama

• protein yang sama di antara beragam kelompokorganisme



Semua +ehidupan tergantung

pada 3 molekul penting• DNAs &asam deoksiribonukleat)- $emegang informasi tentang %ara kerja sel

• 1NAs &asam ribonukleat)

- Penetapan untuk mentransfer bagian pendek

dari informasi ke berbagai bagian sel

- $emberikan pola untuk mensintesis menjadiprotein

• Protein

- 2entuk enim-enim yang mengirimkan sinyalke sel lain dan mengatur akti"itas gen- +omponen utama bentuk tubuh



Struktur DNA•

DNA memiliki struktur heliksgandayang terdiri dari

- molekul gula- 4ugus fosfat

- Dan basis &A 5 4 )

• Sesuai ketentuan kitamemba%a untai DNA se%araarah transkripsi: dari ujung !6ke 36akhir! 6AA4455 363 6AAA5544 !



DNA yang terkandungdalam kromosom

• Pada eukariot DNA dikemas dalam kromosom linear

• Pada prokariot DNA biasanya terkandung dalam satu

lingkaran kromosom



+romosom $anusia

• Sel-sel somatik &semua selke%ualisel germinal jaringan-

jaringan) pada manusia

mempunyai 7 pasang dari77 kromosom8 99 &*anita) atau 9 &laki-laki) ; sebanyak <=kromosom

• Sel germinal mempunyai 77kromosom 8 baik 9 atau ;Sebanyak 73 kromosom

+aryogram dari laki-laki manusia menggunakanpe*arnaan 4iemsa



1NA

• 1NA mirip dengan dna se%ara kimia*i. rna biasanya

hanyalah untaian tunggal. t &hyamine) digantikanoleh u &ra%il)

• erdapat beberapa jenis rna yang memiliki fungsi

berbeda dalam sel

tRNA line"r "nd 'D (ie): &ttp:**)))+cgl+ucs,+edu*&oe*gl"s,eld*tutori"l*trn"*trn"+gi,



DNA 1NA dan Aliran0nformasi

1eplikasi

ranskipsi &informasiyang diba%a dalamsusunan pasangan dasardalam DNA dikirim kemolekul-molekul 1NA)

Penerjemahan &informasi dirna dikirim ke protein.0nformasi ini tidak pernahdiba*a dari protein keasam nukleus

Apakah 0ni 2enar>

DNA 2isa$embelah

Diri



Protein

• Protein adalahpolieptida &benangdari sisa?residu asamamino)

• Disimbolkan denganbenangmenggunakansebuah huruf dari 7@alfabet :

A#4...B++A4• Umumnya

[email protected]@@@ residu

Urease enzyme from Helicobacter p



Asam Amino





Protein• 7@ asam amino yang berbeda

- at-at kimia yang berbeda menyebabkan rantai protein beripat membentuk struktur 3 dimensi yang menentukan fungsi-

fungsi mereka dalam sel

• Protein melakukan semua peran penting untuk sel

- $embangun struktur sel

- $en%erna nutrien

- $elakukan fungsi metabolime

- $enghubungkan aliran informasi dalam sebuah sel dan

antara komunitas sel-sel

• Protein bekerja bersama sama degan protein lain atau asamnukleus sebagai Emesin molekulF

- struktur-struktur yang %o%ok bersama-sama dan berfungsi dalam

jalan lo%k-and-key yang sangat spesi,k



4en

Sebuah gen merupakan kesatuan susunangenetik yang memba%a seperangkat produk-produk fungsional yang berpotensi tumpang

tindih•Sebuah segmen DNA yang informasinya ditulisbaik sebagai molekul 1NA atau protein



4en dan Alel

• Sebuah gen bisa memiliki jenis yang berbeda

• Genis gen yang sama disebut alel



4en 2isa Ditemukan Pada+edua Untaian



#kson and intron Hspli%ing

#kson

intron dihapus dari 1NA setelah transkripsi

#kson digabung :proses ini disebut splicing

5’3I3I3I3’



Alternatif spli%ing

• Perbedaan "ariasi spli%e yang dihasilkan

...

5’

A B 5



DNA dan +ontinum dari+ehidupan

• Prokariot mempunyai tipe yang haploid : $ereka mempunyai satu kromosom &sirkuler).

• DNA biasanya diturunkan

&orang tua ke anak perempuan)

• +eturunan klonal

- keturunan adalah salinan yang sama

dari DNA sebelumnya

- ariasi diperkenalkan melalui mutasi

unsur berpindah dan perpindahan DNAPeta +romosom S.

dysenteriae sembilan %in%inmenggambarkansifat yang berbedadari genomhttp:??***.mg%.a%.%

n?Shi2AS#?%ir%ularJ SdCKL.htm



Manipulasi RangkaianBiologi

• Poin mutasi : subsitusi dasar

M A54G5 ;O A54C5

• Penghapusan : penghapusan satu atau lebih basa yangberdekatan &substring)

M GA 5A ;O 5A

• Penyisipan : penyisipan substring

M 445A4 ;O 44TCAAC A4

le%ture : Urutan keselarasan

le%ture : 4enome penyusunan ulang



Sekuensing genom pe!aki"an

• sekuensing DNA

- 2agaimana kita memperoleh informasi urutan DNA dariorganisme >

• 4enome perakitan

- Apa yang dibutuhkan untuk mengumpulkan informasi urutanDNA dari

sekuensing >

• Statment pertama dari masalah rangkaian :

- Peltola Sderlund arhio Ukkonen: Algorithms for some stringmat%hing

problems arising in mole%ular geneti%s. Pro%. Kth 0/0P Borld5omputer

5ongressCKQ3



Penemuan Dari koran yangsudah usang

>



1angkaian DNA

• 1angkaian DNA : peme%ahan dri rangkaiannukleotida & seluruh genom atau sebagian)

• 2anyak metode perbedaan yang dihasilkan:

- $etode $aRam- 4ilbert &CKLL)

- Sanger method &CKLL)

- igh-throughput methods FneRt-generationFmethods



1angkaian Sanger :rangkaian dari sintesis

• ehnik rangkaian yang dikembngkan dari CKLL

• Guga dikenal dideoxy sequencing

• DNA polymerase adalah sebuah enim yang mengkatalisis sintesis DNA

• polimerase DNA membutuhkan primer

• intesis hasil selalu dalam arah ! 6 - O 3 T

• Dalam Sanger seuen%ing rantai M terminating

• trifosfat dideoksinukleosida & dd9Ps ) dipekerjakanM ddAP dd5P dd4P ddP

la%k the 3I-( tail of d9Ps

• 5ampuran d9Ps dengan sejumlah ke%il dd9Ps

diberikan untuk polimerase DNA dengan DNA template dan primer

•

dd9Ps diberi label Vuores%ent• +etika DNA polimerase bertemu dd9P sebuah sintesis tidak dapat

melanjutkan

• asil panen proses disalin urutan panjang yang berbeda

• Setiap urutan diakhiri oleh dd9p berlabel



1angkaian Determinan

• Urutan diurutkan sesuai panjang dengan

elektroforesis kapiler

• Sinyal Vuores%ent sesuai dengan label

yang terdaftar

• 2asis panggilan : mengidenti,kasi yang dasar sesuai dengan posisi masing-masing dalam memba%a

sebuah

- tidak masalah W

asil rangkaian dari base disebut reads



1#AD AN4 S0N4+A

• SAN4#1 S#XU#N5#1 $(D#1N 20SA$#N4AS0+AN +UA0AS 1#AD SA$PA0 L!@ 2AS#

-0NS1U$#N $#N#D0A+AN ANDA D#N4ANS#2UA /0# 2#1+UA0AS UNU+ 2ASA DAA$

1#AD S#2A4A0 A$2AAN DA10 DAA U1UAN AN4 S#2#NA1NA

• 2AND0N4+AN PANGAN4 1#AD D#N4AN U+U1AN4#N#0+ $ANUS0A &7.KRC@K 2AS#)

•

1#AD A1US D0 1AN4+A0 W



$ASAA-$ASAA

• #11(1 DAA$ $#(D# P#N4U1UAN SAN4#1 2#1A10AS0DA10 CY SA$PA0 3 Y

• 1#P#A DAA$ DNA:

-5(N( -3@@ 2AS# (N4S U1UAN ALU AN4 D0UAN4ADAA #20 DA10 GUAAN +A0 DAA$ 4#N#0+

$ANUS0A -1#P#A #1GAD0 PADA S+AA AN4 2#12#DA

• APA AN4 #1GAD0 G0+A PANGAN4 1#P#A #20 PANGAN4DA10 PANGAN4 1#AD>

• $ASAA SUP#1S10N4 PA0N4 P#ND#+

-#$U+AN S10N4 PA0N4 P#ND#+ AN4 $#NG#AS+AN1#AD

-G0+A D02#10+AN S#P#1AN4+A S10N4 &1#AD) #$U+ANS10N4 PA0N4 P#ND#+ AN4 $#$00+0 $#1#+A S#$UA



1AN4+A0AN P#N4U1UANDAN +UN50 +($20NAS0• APA AN4 U$U$ &SA$A) D#N4AN 1AN4+A0AN

P#N4U1UAN DAN +UN50 ($2( UNU+$#$2U+A >



P#N4U1UAN B(#-4#N($# S(4UN• 1AN4+A0AN U1UAN B(#-4#N($#

S(4UN $UA0 D#N4AN 2ANA+ SA$P#DA10 DNA 4#N#0+

C.SA$P# D0S#+A S#5A1A A5A+ +# DAA$0NS#1S (/ #N4 O !@@ 2ASA

7. 0NS#1 D0P12ANA+ D#N4AN $#N4+(N0N4$#1#+A +#DAA$ S#2UA #+(1 AN4D04UNA+AN UNU+ $#N40N/#+S0 2A+#10-

2A+#103.DNA D0+U$PU+AN DA10 2A+#10-2A+#10

DAN D0U1U+AN

<.1#AD D01AN4+A0?D0SUSUN



P#NUSUNAN 1#AD D#N4ANA4(1$A (#1AP-A(U-

5(NS#NSUS• (#1AP -$#N#$U+AN 1#AD AN4

2#1P(#NS0A U$PAN4 0ND0•

A(U -$#N#$U+AN SUSUNAN 1#ADD0S#PANGAN4 DNA

• 5(NS#NSUS

-$#NDAPA+AN U1UAN DNA DA10A(U• 2#10+UNA $#(D# 0N0 D0G#AS+AN

DAA$ ## AN4 SAN4A A2S1A+2ANA+ D#A0 AN4 D0#BA+AN



$#N#$U+AN (#1AP

• P#1A$A P#NGAGA1AN (#1AP DA10 1#ADD0#$U+AN

• 1#AD 20SA DA10 SAA SAU UNA0AN DNA:1##1S# 5($P#$#N 1Z DA10 $AS0N4-$AS0N4

1#AD 1 A1US D0P#10$2AN4+AN



5(N( P#N4U1UAN +#P#1AN4+A0AN



$#N#$U+AN (#1AP

• (#1AP ANAA1A7 1#AD 20SAD0#$U+AND#N4ANA4(10$AP1(41A$

D0NA$0+ -+#SAAAN 20SAD0P#10$2AN4+AN

• P1(41A$D0NA$0+ A+AND0D0S+US0+AN#20 2ANA+

PADA DUA $0N44U2#10+UNA• S+(1 (#1AP

D0S0$PAN DAA$$A10+S (#1AP

-#N10 &0G)D02ABA(#1APD0A4(NA DA101#AD 10 DAN 1G



$#N#$U+AN A(U DAN

5(NS#NSUS• $#(D#$#$P#1PANGAN41AN4+A0AND#N4AN SAN4A2ANA+ D#N4AN$#$00 (#1AP

#12A0+

• +#DUA (10NAS00N0D0P#10$2AN4+AN

• P#N4U1UAN D0

P#1PANGAN4S#GAU $UN4+0N

#onsensusse$uen#e



$#N#$U+AN A(U DAN5(NS#NSUS

• +0A ANGU PADA (#1AP #12A0+ 2#10+UNA DAN $#$P#1PANGAN4U1UAN DA10 SANA

• $#(D# 0N0 2#1#N0 +#0+A 0DA+ ADA A40 (#1AP AN4 20SAD0P#10$2AN4+AN 7 5444AA4

C@ 45444A CC 445444

• S#GU$A 5(N04S D0AS0+AN L A45445

----------------------------------------

A45445444AA4

• 5(N04 $#1UPA+AN U1UAN AN4 2#1S#2#AAN AN4 $#1UPA+ANAS0 DA10 1#AD AN4 2#14A2UN4

3Q



P#N4U1UAN B(#-4#N($# S(4UN:10N4+ASAN

• U1UAN 4#N($ A4 AS0

1#AD AN4 0DA+ U$PAN4 0ND0 1#AD AN4 U$PAN4 0ND0 2#1S#2#AAN

• SUSUNAN 1#AD PADA ABANA 0DA+ D0+#AU0• (#1AP 0AN4 D#N4AN 5A1A $#NS#GAGA1+AN 1#AD• DAA$ S#2UA 39C@K 2P 4#N($ D#N4AN !@@ 2P 1#D DAN !9

5(#1A4# #1DAPA -C@L 1#AD DAN ................ P#1AND0N4ANU1UAN AN4 $010P

3K



RE%EAT DALAM RA&GKAIA& D&A DA& GE&OM

• 7 5(N( 1#P#A AN4 SA$A

/04U1# 7. U1UAN 1#P#A. AN4 AAS $#NUNGU++AN A(U AN4 2#NA1 DA10 04A U1UAN DNA. AN4 2ABA$#NUNGU++AN 1#P#A AN4 GAU PADA S#2UA$0SASS#$2 &SUSUNAN AN4 SAA) <@



1#P#A DAA$ DNA $#N#2A2+AN$ASAA DAA$ 1AN4+A0AN

U1UAN• G0+A PANGAN4 1#P#A $##200 PANGAN4 1#AD +0A$UN4+0N 0DA+ $#NDAPA+AN 1AN4+A0AN AN4 2#NA1

• $ASAA 0N0 #1GAD0 +USUSNA PADA #U+A10(0+

-3.CY DA10 4#N($ #1D010 DA10 1#P#A DAA$D1(S(P0A -<!Y DAA$ $ANUS0A

• S(US0 AN4 $UN4+0N:

C. $#N0N4+A+AN PANGAN4 1#AD M $UN4+0N> 7. $#$2A40 4#N($ $#NGAD0 2A40AN-2A40AN +#50

D#N4AN SUSUNAN AN4 D0+#AU0 DAN 2A40AN-2A40AN U1UAN S#5A1A 0ND00DU

<C



P#ND#+AAN P#N4U1UAN ED00D# AND5(NXU#1F : 2A5-2-2A5

• U1UAN B(#-4#N($# S(4UN

• D00D# AND 5(NXU#1

<7



P#N4U1UAN 2A5-2-2A5

• $AS0N4-$AS0N4 2A5 &2A+#10 2UAAN DAA$+1($(S($) ADAA S#+0A1 C!@+2P

• 5(#10N4 4#N($ $ANU0A $#$2UU+AN -3@@@@

2A5

• 2A5 S(4UN-D0U1+AN S#5A1A #1P0SA

- GU$A 1#P#A DAA$ $AS0N4-$AS0N4 2A5

SAN4A GAU #20 +#50 DA10 PADA 4#N($ UU

- ... $#$2UU+AN #20 2ANA+ +#1GA $ANUAD02AND0N4+AN D#N4AN P#N4U1UA B(#-4#N($# S(4UN

<3



$#(D# 0210D

• P#ND#+AAN D00D#-AND-5(NXU#1 DAN B(#-4#N($# S(4UN 20SA D0+($20NAS0+AN

-memperoleh perlindungan tinggi dari urutan

*hole-genom shotgun untuk %ontig singkat -men%iptakan eperangkat %ontig 2A5 dengan

perlindungan rendah

-menggunakan %ontig 2A5 untuk EmnyimpanF

%ontig pendek dalam tempat-tempat yang benar

• P#ND#+AAN 0N0 D04UNA+AN UNU+$#N4U1U+AN 4#N($ 0+US Nor*ay %oklat tahun7@C<

<<



Proyek pengurutan shole-genomeshotgun pertama: drosophila

melanogaster• alat buah merupakan organisme model yangumum dalam penelitian biologi

• 1angkaian *hole-genome ditulis dalam eugene$yers et al. .........................

• Ukuran genom C7@ $bp

<!



Pengurutan dari genom kehidupan +onsep dari

genom manusia diterbitkan pada tahun 7@@C

Dua upaya :

Proyek 4enom $anusia &konsorsium publik)

5elera &perusahaan s*asta)

4P: 2A5-by-2A5 approa%h

5elera: seluruh genom senapan sekuensing



%engu!u"an 'a!i genom ke(i'upanKonsep 'a!i genom manusia 'i"e!)i"kanpa'a "a(un *++,

Dua upaya :

• Proyek 4enom $anusia &konsorsium publik)

• 5elera &perusahaan s*asta)

• 4P: 2A5-by-2A5 approa%h

• 5elera: seluruh genom senapan sekuensing



Selanjutnya gen urutan :<!<

• Sanger seuen%ing adalah metode seuen%inggenerasi pertama yang menonjol

• 2anyak metode seuen%ing baru yang mun%ul

4enome Seuen%er /9 &<!< 0lmu kehidupan?ro%he)



Metode #"ng digun"$"n "d"l"& roc&e sequencer untu$

eper$u"t s"lin"n DNA tungg"l #"ng terd"p"r d"ri

perpust"$""n ,r"gen p"d" "ni$-"ni$ "g"ros" #"ng

eng"ndung oligonu$leotid" eleng$"pi "d"ptor diu.ung

,r"gen dic"pur d"l" r"sio se$it"r /:/+ 0"pur"n

diruus$"n ole& (orte1ing $u"t $ed"l" isel !e"ir #"ng

eng"ndung re"$t"n 20R di$elilingi ole& in#"$ d"n dipipet

$ed"l" c")"n i$rotiter 34 !"i$ untu$ 20R "pli,uc"tion.



0llumna atau soleRa olehanalyer• 2erp"n."ng"n leng"n '5 - 56 !p

• /-7 8! * '-4 d"# run – 9 $etep"t"n 3+5 * d"s"r d"l"

en."l"n$"n tungg"l

• Ketep"t"n 33+33; * consensus )it& '1 co(er"ge



Illun" sequenc# deng"n pende$"t"n sintesis

<el"i 0luster dicipt"$"n ole& "pli,i$"si .e!"t"n #"ng pri"

d"n $eep"t ,luorescentl# !erl"!el '-=<+ Di!lo$ir ole&

nu$leoti" dit"!"& deng"n DNA pol#er"se+



Be!iku"n-a.Gense$uen#ing/ %a'a"[padat

-2a%apanjang7!-3@bp

-C-74b?!-C@harirun-OAkurasiKKK<Y ? base-OAkurasiKKKKKY ?konsensus

denganC!R%akupan



Pendekatan seuen%ing ligase-dimediasi erapan 2iosystems padatseuen%er. Dalam %ara yang sama dengan 1o%he?<!< emulsi P51 ampli,kasiDNA

fragmen untuk seuen%ing padat diperkuat pada permukaan C-m magnetikmanik-manikuntuk memberikansinyalyang %ukup selamareaksisekuensing dankemudian disimpan ke slide aliran sel. igase-dimediasi seuen%ing dimulaidengan anilprimerdenganurutanadaptorbersama padasetiap fragmendiperkuat dankemudianigase DNA disediakan bersama dengan Q mersneon-label tertentu yang ke-<dan basa-! di kodekan oleh kelompok neon terpasang. Setiap langkah ligasi

di ikuti oleh deteksi Vuor esensi setelah regenerasi langkah $enghapusbasis dari Q merdi ikat& termasuk kelompok Vuor es%ent) dan se%ara bersamaanmempersiapkan primer di perpanjang untuk satu putaran ligasi. &b) Prinsip t*obaseen%oding. +arena masing-masing kelompok neon pada Q mer di ikatmengidenti,kasi+ombinasi dua dasar urutan yang dihasilkan berbunyi dapat disaring untuk base

%allingkesalahan terhadap polimor,sme benar terhadap penghapusan basa tunggal



THANKS FOR THE

ATTENTION

Dasar Biologi Molekuler Seluruh

Documents