GENETIKA VIRUS

GENETIKA VIRUS

Pemindahan gen dari satu sel ke sel lain pada bakteri melalui 3 cara yaitu

1.   Konyugasi yaitu perpindahan DNA dari satu sel bakteri (sel donor) ke dalam sel bakteri lainnya (sel resipien) melalui kontak fisik antar sel.

ABC + abc = aBc

2.   Transformasi yaitu pengambilan DNA oleh bakteri di lingkungan atau di sekelilingnya yang bukan mahkluk hidup.

ABC sel lysis + abc = aBc

3.  Transduksi = pemindahan DNA dari satu sel bakteri ke dalam sel bakteri lainnya melalui perantaraan fage

Virus + bakteri A =  virus-bakteriA

Transduksi terbagi dalam dua macam yaitu transduksi khusus dan transduksi umum.

Transduksi khusus adalah pemindahan segmen kromosom tertentu dengan perantaraan virus lisogenik ke bakteri lain misalnya virus lambda (λ) ukuran genomnya 50 kb maka protein akan memaket DNA berukuran 50 kb, bila terjadi eksisi maka dia akan membawa segmen tertentu saja dari kromosom bakteri dan segmen lain tidak dapat dibawa karena DNA virus lamda hanya memaket DNAnya sendiri sehingga yang direkombinasikan.

Transduksi umum = dia dapat memaket semua bahan genetik baik berukuran kecil atau besar.

Plasmid

Plasmid ada beberap macam ada yang disebut dengan F^-, F⁺, Hfr, dan F^'.

F^- adalah gelur E.coli yang di dalam kromosomnya tidak terdapat faktor fertility atau kehilangan faktor fertility. Dalam peristiwa konyugasi F^- merupakan penerima (resipien) faktor fertility dari F⁺.

F⁺ adalah galur E.coli yang di dalam kromosomnya terdapat faktor fertility (F) dan dalam peristiwa konyugasi F⁺ ini bertindak sebagai pemberi (donor) faktor fertility kepada F^-. F⁺ mampu memindahkan F ke F- dengan frekuensi 10²-10^-2      

Hfr adalah galur E.coli yang faktor fertilitynya telah berintegrasi ke dalam kromosom E.coli sehingga galur ini dapat memindahkan (mentransfer) penanda-penanda kromosom dengan frekuensi yang lebih tinggi dari pada F^-. Hfr mampu memindahkan penanda-penanda kromosom dengan frekuensi sekitar 10^-2-10^-4 tetapi dalam memindahkan faktor fertility sangat lambat hanya dengan frekuensi 10^-6-10^-7, sehingga dalam konyugasi dengan F^- hampir tidak ditemukan adanya F^- yang berubah menjadi F⁺ dan Hfr.

F^' adalah galur Hfr yang bertindak seperti F⁺ dimana bagian yang berintegrasi ke dalam kromosom tadi dapat ke luar dan membawa F^' yang disebut merodiploid merozigot.   

Bioteknologi

Istilah bioteknologi sangat luas pengertiannya tergantung dari sudut mana kita melihat dan bekerja. Secara umum pengertian bioteknologi adalah penggunaan mahluk hidup atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan barang atau jasa secara industri. Ada juga yang mendefinisikan bioteknologi adalah penggunaan prinsip-prinsip biologi pada suatu system hidup untuk mengembangkan proses-proses untuk menghasilkan produk. Bioteknologi pada saat ini meliputi teknik-teknik DNA rekombinan, pemindahan gen, manipulasi dan pemindahan embrio, regenerasi tumbuhan, kultur sel, antibody monoclonal, dan engineering bioproses.

Untuk mengetahui manfaat potensial dari bioteknologi harus dapat memahami 6 hal

1.  Identifikasi gen : melokalisir danmengidentifikasi gen-gen yang penting dalam bidang pertanian, serta mengadakan pemetaan kromosom;

2.  Regulasi (pengendalian) gen : memahami mekanisme regulasi dan ekspresi gen-gen penting dan merumuskan metode-metode yang memungkinkan diadakannya rekayasa gen-gen itu.

3.  Struktur dan fungsi produk gen : memahami struktur dan fungsi produk gen (biasanya enzim) dalam metabolisme dan memahami perkembangan gejala-gejala atau sifat-sifat penting pada tanaman;

4.  Teknik seluler : mengembangkan danmemperbaiki teknik-teknik kultur sel, fungsi sel, regenerasi sel, regenerasi tanaman, manipulasi-manipulasi sel dan embrio tumbuhan dan hewan;

5. Perkembangan dalam organisme dan komonitas (masyarakat) : mengembangkan pemahaman tentang kompleksnya interaksi dan asosiasi fisiologis dan genetis yang terjadi dalam satu organisme  dan antar organisme atau dengan lainnya;

6.  Pertimbangan tentang lingkungan : memahami kelakuan dan pengaruh organisme yang telah mengalami rekayasa genetik terhadap lingkungan.

Bioteknologi juga membuka daerah baru dalam pertanian. Tekik-teknik baru yang dipersiapkan bioteknologi pada umumnya cepat, lebih spesifik, dan hemat sumberdaya, dapat diaplikasi secara luas, dapat memperbaiki metode lama dan menjelajah daerah (pemikiran) yang baru seperti transformasi genetik pada tanaman untuk meningkatkan toleransi terhadap herbisida, ketahanan terhadap penyakit dan lain-lain.

Rekayasa Genetika

Rekayasa Genetika atau rekombinan DNA adalah suatu kumpulan teknik-teknik eksperimental yang memungkinkan untuk mengisolasi, mengidentifikasi, dan melipatgandakan suatu fragmen dari materi genetic (DNA) dalam bentuk murninya. Manupulasi ini dilakukan dengan menggunakan teknik in vitro dengan menggunakan material biologi.

Kloning DNA

Asam nukleat (DNA dan RNA) yang merupakan sumber informasi genetik dalam setiap sel adalah molekul yang yang bisa diisolasi dan dimanipulasi. Asam nukleat adalah molekul besar berupa utas rantai yang panjang yang disusun oleh komponen-komponen : 1) Gula pentosa berkarbon 5 (yaitu gula ribosa dan RNA, dan gula deoksiribosa pada DNA), 2) Gugus fosfat (PO4^-2), dan 3) Basa. RNA terdiri dari satu utas rantai DNA terdiri dari dua utas rantai yang berpasangan. Asam nukleat merupakan molekul yang bermuatan negatif (-) sehingga jika diberi arus listrik akan bermigrasi menuju ke kutub positif. Struktur rantai ganda pada DNA dipertahankan oleh adanya ikatan hidrogen diantara basa-basa penyusunnya (A=Adenin yang berpasangan dengan T=Timin, G=guanin yang berpasangan dengan C=Citosin) basa-basa tersebut berpasangan dengan ikatan hidrogen.

Pemisahan rantai ganda menjadi rantai tunggal disebut denaturasi, dan proses berpasangnya suatu utas rantai asam nukleat dengan utas atau sekuens lain berdasarkan komplementasi basa-basanya disebut hibridisasi.

Dalam analisis dan manipulasi asam nukleat in vitro banyak dilakukan hibridisasi menggunakan sekuens DNA yang telah diberi unsur pelacak baik unsur radioaktif seperti ³²P, ³⁵S atau unsur pelacak non radioaktif seperti Biotin atau ligoxigenin. Sekuens asam nukleat yang telah diberi unsur pelacak disebut probe.

Pada tanaman tingkat tinggi di samping di dalam inti sel, DNA terdapat juga di dalam sitoplasma. DNA sitoplasma terdapat di mitokhondria dan kloroplas. DNA ekstrakromosom tersebut pembentuk cincin dan hanya memiliki sekuens kopi tunggal. DNA yang terdapat di dalam inti sel tanaman tidak merupakan molekul bebas tetapi berasosiai dengan protein inti sl seperti histon yang membentuk struktur yang disebut kromosom. DNA kromosom mengandung sekuens kopi tunggal (single copy) dan sekuens kopi berulang (repititive sequences). Sekuens kopi berulang adalah ruas sekuens nukleotida yang memiliki kopi yang banyak di dalam genom. Dengan beberapa pengecualian (misalnya ribosom dan tRNA), gen-gen aktif yang menghasilkan protein dan enzim adalah DNA kopi tunggal, sedangkan DNA kopi berulang umumnya tidak aktif mengkode protein.

Gen merupakan suatu ruas DNA yang terdiri dari sekuens yang memiliki kode untuk pembentukan protein ditambah sekuens pengendali lain seperti promotor dan terminator. Susunan nukleotida dari suatu sekuens DNA menentukan urutan kode genetik yang kemudian menentukan urutan asam amino-asam amino dari rantai polipeptida yang dihasilkan.

Langkah pertama yang diperlukan dalam manipulasi DNA in vitro adalah isolasi asam nukleat (DNA atau RNA)langkah dasar dalam isolasi DNA meliputi pemisahan unsur-unsur pembentuk dinding sel dan membran, penguraian kompleks DNA protein dengan denaturasi atau proteolisis dan pemisahan DNA dari makromolekul lain.

Prinsip dan teknik dasar kloning DNA

Komponen penting yang diperlukan dalam kloning DNA adalah 1) enzim restriksi (enzim pemotong DNA); 2) kloning vektor (pembawa) ; dan 3) enzim ligase yang berfungsi untuk menyabung rantai DNA, dan enzim lain seperti alkalin fosfatase, DNA polimerase, reverse transkriptase, polinukleotida kinase, dan lainnya yang penggunaannya diperlukan sesuai tujuan dan prosedur tertentu.

Proses-proses dasar dalam kloning DNA antara lain :

- Pemotongan DNA (DNA organisme yang diteliti dan DNA vektor)

- Penyambungan potongan-potongan (fragmen) DNA organisme dengan DNA vektor dengan menggunakan enzim ligase

- Transformasi rekombinan DNA (vektor + DNA sisipan) ke dalam sel bakteri E.coli.

- Seleksi (screening) untuk mendapatkan klon DNA yang diinginkan.

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis Unknown — Sunday, May 6, 2012 — Add Comment