Materi Bio Molekuler

8/18/2019 Materi Bio Molekuler

1/19

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Analisis hasil percobaan persilangan yang dilakukan oleh Mendel telah memberikan pemahaman bahwa satuan-satuan herediter yang mengatur pemunculan sifat atau fenotipe

individu bersifat diskrit (terpisah satu sama lain). Sebagai contoh, sifat tinggi tanamankacang ercis diatur oleh pasangan gen dan d, sedangkan bentuk bi!inya diatur oleh pasangan gen " dan w. emikian pula, se!umlah sifat lainnya diatur oleh pasangan-

pasangan gen tersendiri. #adi, masing-masing pasangan gen tersebut merupakan satuan-

satuan herediter yang terpisah satu sama lain

Meskipun demikian, ketika itu belum dapat diungkapkan mekanisme transmisi gendari satu generasi ke generasi berikutnya. alam hukum Mendel $(segregasi) hanya

disebutkan bahwa tiap pasangan gen akan dipisahkan ke dalam gamet-gamet yang terbentuk.

Selan!utnya, rekombinasi gen akan berlangsung pada saat ter!adi penggabungan gamet !antan dengan gamet betina melalui perkawinan. %egitu !uga, hukum Mendel $$ (pemilihan

bebas) hanya mengemukakan bahwa segregasi pasangan gen yang satu tidak bergantung

kepada segregasi pasangan gen lainnya.%eberapa tahun kemudian barulah diketahui bahwa gen terdapat di dalam struktur

intranukeus yang dinamakan kromosom (chromo&warna ' soma&badan). Salah satu

kelompok peneliti, .. Morgan dan koleganya, melalui studi pada lalat buah rosophilamelanogaster menga!ukan konsep bahwa gen merupakan satuan-satuan diskrit (terpisah satu

sama lain) di dalam kromosom.

*leh karena gen terdapat di dalam kromosom, maka untuk mempela!ari mekanisme

transmisi gen perlu dilakukan pengamatan terhadap perilaku kromosom, khususnya selama berlangsungnya pembelahan sel.

1.2 Rumusan Masalah

+. Apa itu genom

. %agaimana struktur daripada kromosom

. Apakah perbedaan dari genom eukariotik dan prokariotik

1.3 Tujuan

+. /ita dapat mengetahui tentang genom

. /ita dapat mengetahui bagaimana struktur daripada kromosom

. /ita dapat mengetahui perbedaan dari genom eukariotik dan prokariotik

BAB II

PEMBAHAAN

2.1 Pengert!an "en#m0enom ($ng. genome), dalam genetika dan biologi molekular modern, adalah

keseluruhan informasi genetik yang dimiliki suatu sel atau organisme, atau khususnyakeseluruhan asam nukleat yang memuat informasi tersebut. Secara fisik, genom dapat

terbagi men!adi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom atau

plasmid), sementara secara fungsi, genom dapat terbagi men!adi gen-gen. $stilah genomdiperkenalkan oleh ans "inkler dari 1niversitas amburg, #erman, pada tahun +23,


2/19

mungkin sebagai gabungan dari kata gen dan kromosom atau dimaksudkan untuk

menyatakan kumpulan gen.

0enom adalah gugus atau himpunan gen lengkap dari suatu organisme yangmengendalikan keseluruhan metabolisme sehingga organisme tersebut dapat hidup dengan

sempurna. 0enom terdiri dari satu set lengkap kromosom yang diturunkan dari tetuanya.

%anyaknya gen yang terdapat dalam suatu genom berbeda antar organisme. Semakin rumitsuatu organisme, semakin banyak gen yang dikandung di dalam genomnya. $stilah genom

dipakai untuk menun!ukkan keseluruhan kode genetik pada kromosom yang ada pada suatu

organi sme. %aru pada tahun +244 diketah ui, materi dari kode genetik itu adalah 5A yangada pada setiap organisme.

Sekarang ini istilah genom telah dikenal luas mas yarakat. idak semua rangkaian

5A itu mengkode suatu gen, kebanyakan !ustru bagian yang tak berfungsi apaapa atau

yang biasa d ikenal dengan 5A sampah ( !unk 5A ). 0enom eukariot lebih komplek dibandingkan dengan genom prokariot. Selain itu genom tana man diketahui memiliki

kompleksitas lebih tinggi dibanding dengan genom eukariot lainnya. 0en-gen tersebut

mengandung info rmasi untuk semua protein yang diperlukan dalam kehidupan suatu

organisme. 6rotein-protein ini berfu ngsi antara lain memberi bentuk organisme, membantutubuh memproses makanan, menentukan bagaimana organisme bertingkah laku ataupun

beradaptasi terhadap lingkungan hidupnya.5A terdiri dari empat struktur kimia yang hampir sama susunannya, dinama kan

nukleotida, yaitu Adenin (A), imin (), Sitosin (7) dan 0uanin (0). 8mpat basa ini

diulang-ulang ribuan samp ai !utaan kali !umlahnya dalam genom, mulai dari organismesederhana bersel tunggal seperti bakteri sampai yang kompleks dengan sel ba nyak seperti

tanaman, hewan dan manusia. Sebagai perbandingan, genom 8schericia coli, sang bakteri

dalam usus perut kita, berukuran 4,9 !uta basa, Arabidopsis ber!umlah +93 !uta basa,

tanaman padi ber!umlah 49 !uta basa, sedangkan manusia memiliki genom sebesar tigamiliar basa. 1rutan (sekuen) 5A yang tersusun dari empat nukleotida ini sangatlah

penting, karena sekuen ini me landasi perbedaan da ri setiap makhluk hidup. %ahkan

menentukan spesies suatu organisme. alam sel tumbuhan terdapat tiga !e ni s genom yaitugenom inti sel, genom kloroplas dan genom mitokondria. 1kuran genom yang tersimpan

dalam inti sel akan lebih besar daripada inti sel itu sendi ri. 1kuran inti sel tumbuhan

berkisar -+3 m dengan kandungan 5A sekitar +3 ++ pasang basa. *rgan mitokondria dankloroplas !uga mengandung bahan gentik ya ng penting tetapi biasanya dalam !umlah gen

yang sangat kecil dan bersifat pewarisan maternal. $nformasi dalam 5A harus

terorganisasi dengan cara te rtentu supaya dapat disimpan dalam organel dan tetap bisa

dimanfaatkan sebagai sumber informasi.Setiap organisme memiliki genom yang mengandung informasi biologis yang

diperlukan untuk membangun tubuhnya dan mempertahankan hidupnya serta diwariskan ke

generasi berikutnya. engan se!umlah interaksi kompleks, urutan nukleotida komponen penyusun asam nukleat digunakan untuk membuat semua protein pada suatu organisme pada

waktu dan tempat yang sesuai. 6rotein ini men!adi komponen pembentuk tubuh organisme

atau memiliki kemampuan membuat komponen pembentuk tubuh tersebut atau mendorongreaksi metabolisme yang diperlukan untuk hidup. /ebanyakan genom, termasuk milik

manusia dan makhluk hidup bersel lainnya, terbuat dari 5A (asam deoksiribonukleat),

namun se!umlah virus memiliki genom :5A (asam ribonukleat).


3/19

/a!ian yang mempela!ari genom dikenal sebagai genomika (genomics). Saat ini,

urutan nukleotida pada genom se!umlah organisme telah dipetakan seluruhnya dengan

teknik sekuensing 5A dalam berbagai proyek genom, misalnya 6royek 0enom Manusiayang diselesaikan pada tahun 33. 6erbandingan genom organisme dapat memberikan

informasi mengenai karakteristik organisme tersebut, evolusinya, dan berbagai proses

biologis.

2.1.1 $rgan!sas! gen#m

5A unting ganda (double stranded, ;ds;) merupakan komponen pembentuk genom

kebanyakan organisme dan semua sel. 5amun demikian, virus :5A memiliki genom :5A

ds atau unting tunggal (single stranded, ;ss;). Secara umum, setiap molekul asam nukleatgenom dapat disebut sebagai kromosom. 0enom prokariota (organisme tanpa inti sel,

contohnya bakteri) biasanya berupa molekul tunggal ds5A sirkular, walaupun dapat pula

terdapat 5A ekstrakromosom berbentuk plasmid sirkular yang menyandikan produk genyang menguntungkan namun tidak esensial. Sementara itu, genom eukariota (organisme

berinti sel, contohnya manusia) biasanya berupa se!umlah molekul ds5A linear. $stilah

genom inti (nuclear genome) pada eukariota mengacu pada informasi genetik berupakromosom, dan kadang kala !uga fragmen 5A ekstrakromosom, di dalam inti sel. 0enomekstranuklear sel eukariotik mencakup genom mitokondria dan kloroplas, yang berupa

molekul ds5A sirkular seperti pada prokariota.

/ebanyakan prokariota memiliki satu kromosom sa!a. /arena itu, prokariotaumumnya mengandung satu salinan setiap gen dan dengan demikian bersifat haploid.

Sementara itu, eukariota umumnya memiliki dua salinan setiap gen dan secara genetik

bersifat diploid. Ada pula organisme (misalnya, tumbuhan) yang memiliki lebih dari dua setkromosom dalam inti setiap sel tubuhnya, atau disebut bersifat poliploid.

2.1.2 Ukuran gen#m% jumlah gen% &an &ens!tas gen

Secara umum, terdapat perbedaan ukuran genom, !umlah gen, dan densitas gen antara prokariota dan eukariota. 6rokariota memiliki genom yang lebih kecil dengan !umlah gen

lebih sedikit dan densitas gen lebih besar bila dibandingkan dengan eukariota. %akteria danarkea umumnya memiliki genom berukuran sekitar +


4/19

Ukuran gen#m &an 'erk!raan jumlah gen

(en!s

#rgan!

sme $rgan!sme

Ukuran

gen#m

)'asangan

*asa+

(um

lah

gen

Dens!

tas

gen

)gen,

M*+

(umla

h

kr#m#

s#m

ha'l#!

&

-eterang

an

?irus %akteriofag MS .9=2

,

=

kb 4 +.++ +

0enom

(ss:5A)

yang

pertama

disekuens

ing, +2>=.

?irus %akteriofag @-+>4 9.B=

9,

4

kb ++ .34 +

0enom

ss5A

yang

pertama

disekuens

ing, +2>>.

?irus Megavirus +.92.+2>

+,

M

b +.+3 B23 +

0enom

virus

terbesaryang

diketahui

saat ini.

%akteria Mycoplasma genitalium 9B3.3>3

9B

3

kb 4>3 B+3 +

0enom

bakteri

nonsimbi

otik yang

terkecil.

%akteria Haemophilus influenzae :d +.B3.+> +,

B

M

b

+.>3 23 + 0enom

organism

e selular

yang

pertama

disekuens

http://id.wikipedia.org/wiki/Pasangan_basahttp://id.wikipedia.org/wiki/Pasangan_basahttp://id.wikipedia.org/wiki/Virushttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriofaghttp://id.wikipedia.org/wiki/Virushttp://id.wikipedia.org/wiki/Virushttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Megavirus&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mycoplasma_genitalium&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Haemophilus_influenzae&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Virushttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriofaghttp://id.wikipedia.org/wiki/Virushttp://id.wikipedia.org/wiki/Virushttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Megavirus&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mycoplasma_genitalium&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Haemophilus_influenzae&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pasangan_basahttp://id.wikipedia.org/wiki/Pasangan_basa


5/19


(en!s

#rgan!

sme $rgan!sme

Ukuran

gen#m

)'asangan

*asa+

(um

lah

gen

Dens!

tas

gen

)gen,

M*+

(umla

h

kr#m#

s#m

ha'l#!

&

-eterang

an

ing, +229

%akteria Escherichia coli /-+ 4.=2.+

4,

=

M

b 4.BB 24 +

%akteria Sorangium cellulosum

+.3.>>

2

+

M

b 2.=> >+ +

0enom

bakteria

terbesar

yang

diketahui

saat ini.

Arkea Nanoarchaeum equitans 423.BB9

423

kb 99 +.+9 +

0enom

selular

nonsimbiotik yang

terkecil.

Arkea

Methanocaldococcus

jannaschii(sebelumnya Meth

anococcus jannaschii) +.==4.2>=

+,

>

M

b +.>B +.344 +

0enom

arkea

yang

pertama

disekuens

ing, +22=.

8ukariota

Encephalitozoon

cuniculi (fungi) .233.333

,

2

M

b +.22> =B2 ++

0enom

eukariota

terkecil

yang

diketahui

saat ini.

http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriahttp://id.wikipedia.org/wiki/Escherichia_colihttp://id.wikipedia.org/wiki/Escherichia_colihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arkeahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arkeahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Fungihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriahttp://id.wikipedia.org/wiki/Escherichia_colihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteriahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arkeahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arkeahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Fungi


6/19


(en!s

#rgan!

sme $rgan!sme

Ukuran

gen#m

)'asangan

*asa+

(um

lah

gen

Dens!

tas

gen

)gen,

M*+

(umla

h

kr#m#

s#m

ha'l#!

&

-eterang

an

8ukariota

Saccharomyces

cerevisiae (fungi)

+.3=B.33

3

+

M

b 9.BB9 4B= +=

0enom

eukariota

yang

pertama

disekuens

ing, +22=.

8ukariota

Caenorhabditis

elegans(nematoda)

2>.333.33

3

2>

M

b +2.322 +2> =

0enom

hewan

multiselul

ar yang

pertama

disekuens

ing, +22B

8ukariota

Arabidopsis

thaliana (tumbuhan

berbunga)

+9.333.3

33

+

9

M

b 9.42B 34 9

0enom

tumbuhanyang

pertama

disekuens

ing, 333.

8ukariota

rosophila

melanogaster (lalat buah)

+B3.333.3

33

+B

3

M

b +.=33 >= 4

8ukariota !opulus trichocarpa 4+3.333.3

33

4+

3

M

b

49.999 +++ +2 0enom

tumbuhan

berkayu

yang

pertama

disekuens

http://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiaehttp://id.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiaehttp://id.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiaehttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Caenorhabditis_eleganshttp://id.wikipedia.org/wiki/Caenorhabditis_eleganshttp://id.wikipedia.org/wiki/Nematodahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tumbuhan_berbungahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tumbuhan_berbungahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Drosophila_melanogasterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Drosophila_melanogasterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Drosophila_melanogasterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiaehttp://id.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiaehttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Caenorhabditis_eleganshttp://id.wikipedia.org/wiki/Caenorhabditis_eleganshttp://id.wikipedia.org/wiki/Nematodahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thalianahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tumbuhan_berbungahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tumbuhan_berbungahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Drosophila_melanogasterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Drosophila_melanogasterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariota


7/19


(en!s

#rgan!

sme $rgan!sme

Ukuran

gen#m

)'asangan

*asa+

(um

lah

gen

Dens!

tas

gen

)gen,

M*+

(umla

h

kr#m#

s#m

ha'l#!

&

-eterang

an

ing.

8ukariota "ryza sativa (padi)

43.333.3

33

4

3

M

b 49.333 +39 +

8ukariota Mus musculus (mencit)

.42.333.

333

,

9

0

b .3++ B,B

8ukariota Homo sapiens (manusia)

.33.333.

333

,

0

b 3.933 =,4

asil 6ro

yek

0enom

Manusia.

2.1.3 truktur gen

0en merupakan fragment 5A yang da pat ditranskripsikan men!adi :5A dan

diter!emahkan men!adiprotein, yang selan!utnya mampu mempengaruhiproses fisiologitanaman maupun fenotipenya. 6ada dasarnya gen tersusun oleh empat komponenC

+. :egulator. Merupakan bagian dari gen ya ng berperan dalam pola aktivasi suatu gen (pada

rangkaian fisiologis apa, kondisi apa, fase perke mbangan apa, atau pada organ apa).

:egulator terdapat pada awal sebuah gen mendahului promotor. :egulator terdiri dari tigaelemen responsif yaitu S8 (eat Shock response 8lement), 0:8 (0lucocorticoid

:esponse 8lement ) dan S:8 ( Serum :esponse 8lement).

. 6romotor. Merupakan bagian dari gen yang berperan dalam penentuan utas yang akandikode untuk dit raskripsikan dan kapan titik awal transkripsi akan dilakukan. Detak

promotor berada sebelum titik awal transkripsi, sehingga !arak dari titik inisiasi

dinotasikan de ngan tanda E-E, atau disebut arah downstream. 6romotor yang paling umumterdapat da lam gen tanaman adalah AA boF. Selain AA boF (AAAA, +3 bp), !enis

promotor lainnya adalah 7AA boF (0077AA7, bp), 07 boF ( 000700, 3bp),

*ctamer (A07A, 3 bp), k% (000A777, +3 bp) dan AG (00A70, 3 bp).

http://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Oryza_sativahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mus_musculushttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Homo_sapienshttp://id.wikipedia.org/wiki/Proyek_Genom_Manusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Proyek_Genom_Manusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Proyek_Genom_Manusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Proyek_Genom_Manusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Oryza_sativahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mus_musculushttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Homo_sapienshttp://id.wikipedia.org/wiki/Proyek_Genom_Manusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Proyek_Genom_Manusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Proyek_Genom_Manusia


8/19

. ranscribed :egion. Merupakan bagian gen ya ng akan ditranskripsikan men!adi :5A.

%agian ini dimulai dari titik awal transkripsi (start s ite) hingga titik akhir transkripsi

( termination site ). 5otasi mulai start site adalah HIE atau uptream. alam bagian i niterdapat bagian ya ng akan dibawa keluar dari inti sel yang disebut eFon, dan bagian yang

akan tetap ditinggalkan di dalam i nti sel, yang disebut intron. 6ada bagian eFon m:5A,

terdapat bagian yang akan diter!emahkan men!adi rantai asam amino ( *pen :eadingGrameJ*:G ) dan bagian yang tidak diter!emahkan (1n-translated :egionJ1:).

4. erminator. Merupakan bagian sekuens 5A dari suatu gen yang memberi tanda kepada

enKim penyus un :5A (:5Apolymerase) untuk menghentikan proses peman!angan rantai:5A.

2.2 truktur -r#m#s#m

1kuran kromosom bervariasi dari satu spesies ke spesies yang lainnya. 6an!ang

kromosom berkisar antara 3, sampai dengan 93 L, dan berdiameter 3, sampai dengan 3

L.

/romosom merupakan suatu struktur makromolekul yang berisi 5A di manainformasi genetik dalam sel disimpan. /ata kromosom berasal dari kata khroma yang berarti

warna dan soma yang berarti badan /romosom. /romosom terdiri atas dua bagian, yaitu

bagian pertama disebut sentromer J kinekthor yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan bagian kedua disebut lengan kromosom yang mengandung kromonema gen

ber!umlah dua buah (sepasang).

#adi !ika dilihat secara morfologi kromosom dibagi men!adi dua bagian yaituSentromer (bagian yang membagi kromosom men!adi dua bagian). an Dengan /romosom

(badan kromosom yang mengandung kromonema dan gen. #adi berdasarkan pan!ang lengan

dan letak sentromer kromosom dibedakan men!adi empat macamCa. Metasentrik C Sentromer terletak ditengah-tengah, sehingga kedua

lengan sama pan!ang

b. Sub metasentrik C sentromer terletak agak !auh dari u!ung

c. Akrosentrik C sentromer terletak dekat u!ungd. elosentrik C sentromer terletak di u!ung

2.2.1 Bag!an*ag!an kr#m#s#m


9/19

a. Sentrometer merupakan bagian kromosom yang menyempit dan berwarna terang

b. /inotokor merupakan ton!olan dekat sentromer yang berfungsi untuk melekat pada benangspindel.

c. lengan kromosom merupakan badan yang terbagi oleh sentromer , lengan kromosomterbagi atas selaput , mertiks, dan kromonemata.

d. /romatid merupakan hasil duplikasi dari kromosom

e. kromonemata , pita berbentuk spiral dalam kromosom

f. kromomer merupakan bahan protein yang mengendap di dalam kromonemata.g. Sentromer merupakan kromonemata yang berbentuk lurus.

h. Dekukan kedua pangkal dari kromonemata , fungsi lekukan kedua adalah tempat

terbentuknya nukleus.i. elomer merupakan bagian dari u!ung krmosom yang menghalangi bersambungnya

kromosom yang satu dengan kromosom yang lainnya. !. Satelit merupakan tambahan pada u!ung kromosom.

2.2.2 (en!s sentr#mer

/romosom metafase mengandung kromosom hasil pembelahan yang menyatu pada bagian sentromer. %entuk kromosom metafase pada tahap siklus sel setelah replikasi 5A

sudah berlangsung dan masing-masing berisi dua salinan dari molekul 5A kromosomal.

/edua salinan tersimpan di sentromer, yang memiliki suatu posisi spesifik di dalam masing-


10/19

masing kromosom. Sentromer memiliki karakteristik khusus yaitu mengandung banyak

sekuens berulang. Gungsi sentromer terutama pada pembelahan sel. 6ada sel yang sedang

membelah di daerah sentromer terbentuk struktur kinetokor yang merupakan tempatmelekatnya serabut spindel yang meman!ang sampai ke kutub inti sel. Serabut spindel

berperan menarik anak kromatid ke kedua anak inti sel yang terbentuk


11/19

2.2.3 truktur sentr#mer

%agian u!ung kromosom disebut telomer. elomer tersusun dari urutan basa

nukleotida tertentu yang berulang-ulang ratusan hingga ribuan kali. elomer penting karenamereka menandai akhir dari kromosom-kromosom, oleh karena itu memungkinkan sel itu

untuk membedakan bagian akhir yang riil dari satu akhir tidak alami yang disebabkan oleh

kerusakan kromosom, satu kebutuhan penting karena sel itu harus memperbaiki yangterakhir tetapi bukan pembentuk. 6ada manusia, urutan basa nukleotida telomer adalah

A000. Selain nukleotida yang menyusun untai 5A telomer, terdapat pula berbagai

protein yang bersama-sama men!alankan fungsi telomer. 1ntuk memelihara telomer,diperlukan enKim khusus yang disebut telomerase.

elomer berfungsi menandai u!ung-u!ung kromosom sehingga sel dapat membedakan

u!ung kromosom yang sesungguhnya dan u!ung kromosom yang terbentuk akibat patahan

kromosom. al ini penting karena sel harus memperbaiki kromosom yang patah./arakteristik telomer adalah memiliki beratus-ratus salinan dari motif berulang 9N-

A000-N pada manusia dengan sedikit peman!angan pada u!ung N. erdapat protein

khusus yang terikat pada telomer, yaitu :G+ dan :G. :G+ membantu meregulasi

pan!ang telomer dan :G membantu peman!angan untai tunggal. %ila :G tidak aktif maka tidak ada peman!angan dan kedua untai polinukleotida bergabung. 6rotein lainnya

memediasi aktivitas enKimatik yang mempertahankan pan!ang setiap telomer selamareplikasi 5A. Aktivitas ini penting bagi kromosom survival dan berhubungan dengan

penuaan dan kematian.

Ta*el (umlah kr#m#s#m 'a&a *e*era'a #rgan!sme

Nama #rgan!sme (umlah kr#m#s#m

+. rosophila melanogaster (lalat buah) B (n & 4)

. #umbricus terestris (cacing tanah) = (n & +B)

$ %elis domesticus (kucing) B (n & +2)

4$ Mus musculus (tikus) 43 (n & 3)

9$ !ongo pygmaeus (kera) 4 (n & +)

=$ Cavia coubaya (marmut) =4 (n & )

>$ Columba livia (merpati) B3 (n &43)

B$ "ryctologus cuniculus (kelinci) 44 (n & )

2$ &ana pipiens (katak) = (n & +)


12/19

+3$ Apis melifica (lebah madu) dan += (n & += dan

++$ Cule' pipiens (nyamuk) = (n & )

+$ Musca domestica (lalat rumah) + (n & =)

+$ Homo sapiens (manusia) 4= (n & )

+4$ (rassica oleracea (kubis) +B (n & 2)

+9$ Solanum lycopersicum (tomat) 4 (n & +)

+=$ Solanum tuberosum (kentang)+>$ )ea mays(!agung) 4B (n & 4)3 (n & +3)

+B$ "ryza sativa (padi) 4 (n & +)

+2$ Nicotiana tobacum (tembakau) 4B (n & 4)

3$ Carica papaya (pepaya) +B (n & 2)

+. Helianthus annus (bunga matahari) 4 (n & +>)

. Saccharum officinarum (tebu) B= n & 4)

%erdasarkan tabel tersebut menun!ukkan bahwa !umlah kromosom tidak ada

hubungannya dengan tingkat atau dera!at individu. Makhluk hidup yang diploid (n) akanmenghasilkan sel yang haploid (n) pada sel kelaminnya. al ini mengakibatkan Kigot yang

terbentuk pada peristiwa fertilisasi (pembuahan) bersifat diploid.


13/19

2.3 "en#m Pr#kar!#t!k &an Eukar!#t!k

erdapat dua kelompok organisme yaitu 8ukariot dan 6rokariot. 8ukariot merupakan

kelompok yang memiliki sel dengan kompartemen yangdikelilingi membrane (membrane- bound compartments) termasuk nukleus, organel-organel seperti mitokondria, kloroplas dan

lain-lain. ermasuk ke dalam eukariot adalah hewan, tanaman, fungi dan protoKoa.Sedangkan 6rokariot merupakan kelompok yang selnya tidak memiliki kompartemen

internal. erdapat dua kelompok dalam prokariot yang dibedakan berbdasarkan karakteristik gentik dan biokimia yaituC

• %akteri C termasuk didalam kelompok ini adalah prokariota umum seperti bakteri gram

negative (misalnya 8. coli), bakteri gram positif (misal %acillus subtilis), tcyanobacteria(misal Anabaena).

• ArchaeaC belum dipela!ari secara luas dan intensif dan ditemukan pada lingkungan ekstrim

seperti pada sumber air panas, kolam-kolam air asin atau dasar danau anaerobik.

8ukariot dan prokariot memliki tipe genom yang berbeda. 0ambar berikut menun!ukkan

perbedaan struktur sel eukariot dan prokariot.

2.3.1 "en#m Eukar!#t

0enom manusia merupakan model yang baik bagi genom eukariot secara umum.

0enom nuclear eukariotik memiliki molekul 5A linear yang terdapat di dalam kromosom.

Semua eukariot !uga memiliki genom yang lebih kecil yang berbentuk sirkular yaitu genommitokondria. 6ada tumbuhan, terdapat genom lain yaitu genom kloroplas.

"alaupun struktur dasar eukariot mirip tetapi satu hal penting yang sangat berbedaadalah ukuran genom. 0enom eukariot yang terkecil berukuran kurang dari +3Mb

pan!angnya. Sedangkan genom yang terbesar berukuran lebih dari +33 333 Mb. ?ariasi

ukuran genom dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

abel + 1kuran genom eukariot


14/19

Spesies 1kuran genom (Mb)

/ung!

Saccharomyces cerevisiae +.+

Aspergillus nidulans 9.4

Pr#t#0#a

etrahymena pyriformis +23

Inerte*rates

7aenorhabditis elegans 2>

rosophila melanogaster +B3

%ombyF mori (silkworm) 423

Strongylocentrotus purpuratus (sea urchin) B49

Docusta migratoria (locust) 9333

erte*ratesakifugu rubripes (pufferfish) 433

omo sapiens 33

Mus musculus (mouse) 33

Plants

Arabidopsis thaliana (vetch) +9

*ryKa sativa (rice) 43

Oea mays (maiKe) 933

6isum sativum (pea) 4B33

riticum aestivum (wheat) += 333

Gritillaria assyriaca (fritillary) +3 333

Seperti terlihat pada tabel, ukuran genom bervariasi dan berhubungan dengan

kekompleksan organisme. 8ukariot yang lebih sederhana seperti fungi memiliki genom yang

paling kecil, dan eukariot yang lebih tinggi seperti vertebrata dan tanaman berbunga

memiliki genome yang lebih besar. al ini mungkin terlihat masuk akal, karenakompleksitas organism diharapkan berhubungan dengan !umlah gen dalam genom < eukariot

yang lebih tinggi memerlukan genom yang lebih besar untuk mengakomodasi gen ekstra.

etapi korelasi ini !auh dari sempurna, !ika korelasinya baik, maka genom nuklear yeast S.cerevisiae, yang berukuran + Mb adalah 3.334 kali ukuran genom nuklear manusia, akan

mengandung 3.334 P 9 333 gen yaitu hanya +43. 6adahal kenyataannya genom S.

cerevisiae mengandung 9B33 gen.idak adanya korelasi antara kompleksitas suatu organism dengan ukuran genomnya,

disebut sebagai 7-value paradoF. #awabannya sederhana yaituC tempat disiapkan di genom

organisme yang kurang kompleks karena gen terpak bersama. 0enom S. cerevisiae yang


15/19

sekuensnya selesai diker!akan tahun +22= menggambarkan hal ini seperti terlihat pada

gambar di bawah ini.

6ada gambar di atas, segmen 93-kb dari genom manusia dibandingkan dengan

segmen 93-kb genom yeast. Segmen genom yeast yang berasal dari kromosom $$$ memilikikarakteristik sebagai berikutC

+. Memiliki lebih banyak gen dibandingkan segmen pada manusia. aerah pada kromosom $$$

yeast ini mengandung = gen yang mengkode protein dan dua yang mengkode transfer :5A

(t:5A), molekul non-coding :5A terlibat dalam pembacaan kode genetic selama prosessintesis protein.

. :elatif sedikit gen yeast yang discontinuous. 6ada segmen kromosom $$$ ini, tidak ada genyang discontinuous. alam keseluruhan genom yeast hanya terdapat 2 introns,dibandingkan dengan lebih dari 33 333 pada genom manusia.

. erdapat lebih sedikit genome-wide repeats. %agian kromosom $$$ ini mengandung elemen

sebuah repeat tunggal long terminal (D:) element, disebut y, dan empat truncated D: elements disebut delta seQuences. /elima genome-wide repeats membentuk +.9R dari

segmen 93-kb, tetapi gambaran ini tidak secara keseluruhan khas pada genom yeast secara

keseluruhan. /etika ke-+= kromosom yeast dipertimbangkan, !umlah total sekuens yang

diambil oleh genome-wide repeats hanya .4R dari total. 6ada manusia, genome-widerepeats membentuk 44R genom.

0ambaran yang muncul adalah bahwa organisasi genetik pada genom yeast lebih

ekonomis dibandingkan pada manusia. 0en-gen lebih kompakJpadat, memiliki lebih sedikitintron dan ruang antara gen relative pendek, dengan !auh lebih sedikit ruang yang diambil

oleh genome-wide repeats dan sekuens-sekuens non-coding.

ipotesis bahwa organism yang lebih komples mengandung genom yang kurangkompak !uga terdapat pada spesies-spesies lain yang diteliti. 0ambar diatas !uga

menun!ukkan segmen 93 kb genom dari lalat buah. #ika kita sependapat bahwa lalat buah

lebih kompleks daripada sel yeast tetapi kurang kompleks dibandingkan genom manusia,

maka kita akan menduga bahwa organisasi genom lalat buah akan berada di antara yeast dan


16/19

manusia. 6ada gambar, segmen 93 kb genom lalat buah memiliki ++ gen, lebih dari gen pada

segmen manusia, tetapi kurang dari gen pada lalat buah. Semua gen ini discontinuous. al

ini sesuai ketika keseluruhan sekuens genom dari organisme dibandingkan (abel ).ensitas gen pada genom lalat buah adalah intermediet antara densitas genom pada yeast

dan manusia. :ata-rata gen lalat buah memiliki lebih banyak intron daripada rata-rata gen

yeast tetapi tetap tiga kali lebih sedikit dibandingkan rata-rata gen manusia.

abel /ekompakan genom yeast, lalat buah dan manusia

/arakteristik eastDalat buah Manusia

0ene density (average number per Mb) 4>2 >= ++

$ntrons per gene (average) 3.34 2

Amount of the genome that is taken up

by genome-wide repeats .43R +R 44R

6erbandingan antara genom yeast, lalat buah dan manusia dapat !uga dilihat dari

genome-wide repeats. al ini membentuk .4R dari genom yeast, +R genom lalat buah

dan 44R genom manusia. 0enome-wide repeats memainkan peranan penting dalammenentukan kekompakan sebuah genom. anya sedikit daerah-daerah pada genom !agung

yang telah disekuen, tetapi hasil telah diperoleh yang menun!ukkan genom didominasi oleh

elemen repetitive. 0ambar . menun!ukkan sebuah segmen 93-kb satu anggota darifamily gen yang mengkode enKim alcohol dehydrogenase. 0en ini adalah satu-satunya gen

dalam daerah 93-kb ini. "alaupun ada gen kedua yang tidak diketahui fungsinya kira-kira

+33kb sebelum u!ung akhir sekuens yang ditun!ukkan disini. /arakteristik dominan segmengenom ini adalah genome segment is the genome-wide repeats. Mayoritas adalah elemen

D: yang terdiri dari bagian non-coding dan diperkirakan membentuk kira-kira 93R genom !agung. Satu atau lebih famili dari genome-wide repeats telah mengalami proliferasi padagenom spesies tertentu.

#adi ukuran genom tidak meningkat dengan semakin kompleksnya organism tetapi

organism yang sama dapat berbeda dalam ukuran genomnya. 7ontohnya pada Amoeba dubia

yang merupakan protoKoa, diduga memiliki genom +33


17/19

0en yang dibawa oleh plasmid berguna, karena mengkode sifat-sifat ketahanan

terhadap antibiotik atau kemampuan untuk memanfaatkan komponen kompleks sepertitoluene sebagai sumber karbon. etapi prokariot dapat bertahan secara efektif tanpa plasmid.

6rokariot menun!ukkan keragaman dalam organisasi genom. 8. coli memiliki genom

unipartite, tetapi prokariot lainnya lebih kompleks. Misalnya %orrelia burgdorferi %+,memiliki kromosom linier 2++ kb, membawa B9 gen, dilengkapi dengan +> atau +B

molekul linier dan sirkuler, yang keseluruhannya menyumbangkan 9 kb dan paling tidak

43 gen. 0enom multipartite dikenal pada banyak bacteria dan arkaea.0enom prokariotik lebih kompak dibandingkan genom yeast dal eukariot tingkat

bawah lainnya. Seperti terlihat pada 0ambar .8 yang memperlihatkan segmen 93-kb

genom 8. coli /+. erlihat bahwa terdapat lebih banyak gen dan kurang ada ruang

diantaranya, dengan 4 gen mengambil tempat B9.2R segmen. %eberapa gen terlihat tidak memiliki ruang diantaranya, thrA dan thr%, misalnya dipisahkan dengan sebuah nukleotida

tunggal, dan thr7 mulai pada nukeotida segera sesudah nukleotida terakhir pada thr%.

/etiga gen ini adalah contoh dari operon, sebuah kelompok gen yang terlibat dalam sebuahlintasan biokimia (dalam hal ini sintesis asam amino threonine) dan diekspresikan bersama-

sama dengan yang lainnya. *peron digunakan sebagai model untuk memahami bagaimana

ekspresi gen diatur. Secara umum, gen prokariot lebih pendek dibandingkan eukariot, rata-

rata pan!ang sebauh gen bakteri berkisar J gen eukariot, bahkan setelah intron dihilangkandari eukariot. 0en bakteri sedikit lebih pan!ang dibandingkan gen arkaea.

ua karakteristik genom prokariot yang dapat dilihat dari 0ambar .8 adalah, pertama, tidak ada intron pada gen pada segmen dari genom 8. coli ini. %ahkan 8. coli tidak

memiliki gen discontinuous. /arakteristik kedua adalah infreQuency of repetitive seQuences.

0enom prokariot tidak memiliki apapun yang ekivalen terhadap high-copy-number genome-

wide repeat families yang ditemukan pada genom eukariot. Mereka memiliki sekuen tertentuyang mungkin berulang di dalam genom. 7ontohnya adalah insertion seQuences $S+ dan

$S+B=yang dapat dilihat pada segmen 93-kb pada 0ambar .8. erdapat contoh

transposable elements, yaitu sekuen yang dapat berpindah sekeliling genom. 6osisi elemen$S+dan $S+B= yang ditun!ukkan pada 0ambar .8 meru!uk pada isolate 8. coli tertentu.

#ika isolate berbeda yang diperiksa, maka sekuen $S dapat berbeda posisi atau dapat pulaabsen dari genom. Sebagian besar genom prokariot lainnya memiliki sangat sedikit sekuen berulangJrepeat seQuences < secara virtual tidak terdapat pada genom +.=4 Mb dari

7ampylobacter !e!uni 577+++=B < tetapi terdapat perkecualian, pada bakteri meningitis

5eisseria meningitidis O42+, yang memiliki lebih dari >33 copi dari+9 tipe berbeda repeat

seQuence, secara kolektif membentuk hamper ++R dari genom .+B Mb.


18/19

BAB III

PENUTUP

3.1 -es!m'ulan

ari makalah diatas dapat disimpulkan bahwa genom merupakan gugus atau

himpunan gen lengkap dari suatu organisme yang mengendalikan keseluruhan metabolisme

sehingga organisme tersebut dapat hidup dengan sempurna. 0enom terdiri dari satu set

lengkap kromosom yang diturunkan dari tetuanya. %anyaknya gen yang terdapat dalam

suatu genom berbeda antar organisme. iketahui !uga bahwa bagian-bagian pada kromosom

adalah sebagai berikut, sentromer, kinotor, lengan kromosom, kromatid, kromonemata,

kromomer, sentromer, tekomer, lekukan pangkal dari kromonemata dan satelit. Selain itu

dapat disimpulkan !uga bahwa terdapat banyakk perbedaan antara genom pada prokariot dan

eukariot salah satunya yaitu ukurannya.

3.2 aran

Setelah membaca makalah U0enom, Struktur /romosom dan 0enom 8ukariot dan6rokariotV kiranya mahasiswa dapat menerapkan hal hal untuk men!adi pribadi yang teguh

sehingga dapat menyelesaikan masalahnya dengan baik.


19/19

DA/TAR PUTA-Aarmawan. A. 3+. *rganisasi 0enom. httpCJJtaniyoook.blogspot.comJ diakses pada +B

Maret 3+4. 5elly. ". 3+3. /romosom. httpCJJnellywedya.wordpress.comJ diakses pada +B Maret 3+4.

0enom. httpCJJ+Bbios+unsoed.wordpress.comJ diakses pada +B Maret 3+4.0enom. httpCJJid.wikipedia.orgJ diakses pada +B Maret 3+4.

oga. 6. 3+. *rganisasi 0enom 6rokariotik dan 8ukariotik.httpCJJbiologiterkini.blogspot.com J diakses pada +B Maret 3+4.

Anonim. 3+. Struktur dan %entuk /romosom. httpCJJKiloli.blogspot.comJ diakses pada +B

Maret 3+4.Anonim. 3+4. 6engertian Macam %entuk /romosom %erdasarkan Sentromernya.

httpCJJsmakita.netJdiakses pada +B Maret 3+4.

Documents

Materi Bio Molekuler