Artikel Dasar Genetika Molekuler

Tugas Artikel Artikel Semester Sela Biologi II Fachriza Effendi 03020051 o!nloaded from original source htt"#$$!!!%linguist%co%nr  Dasar-Dasar Genetika Molekuler untuk Para Epidemiologis Abstrak  Artike Artikell ini meru"ak meru"akan an artike artikell "ertam "ertamaa dari dari tiga tiga artike artikell tentan tentang g daftar daftar&i &isti stilah lah dalam dalam genetika molekuler%

Artikel ini 'erfokus "ada istilah&istilah mendasar dalam genetika molekuler%  Kata kunci : konsep-konsep; definisi; genetik; molekuler  (eningkatan )umlah artikel "enelitian e"idemiologi *ang menggunakan metodemetode sains sains dasar dasar dalam dalam "eneli "enelitia tiann* nn*a+ a+ *ang *ang telah telah melahi melahirka rkan n a"a *ang *ang dise'u dise'utt se'agai se'agai e"idem e"idemiol iologi ogi moleku molekuler ler dan e"idem e"idemiol iologi ogi geneti genetik+ k+ semaki semakin n terli terlihat hat sekara sekarang ng ini% ini% Se'enarn*a+ genetika telah dikenal dalam ruang lingku" e"idemiologi dengan 'er'agai konse" mutakhir dan isu&isu metodologis n*a% ,en*ataan ini mendorong "ada editor )urnal untuk men*a)ikan se'uah daftar istilah *ang umum digunakan dalam makalah&makalah *ang menggunakan metode&metode genetik  untuk mengatasi masalah&masalah kesehatan% (en*a)ian daftar istilah ini dimaksudkan untuk mem"ermudah anda dalam mem"ela)ari isu&isu )urnal dan le'ih memahami artikel& artikel saat mem"ela)arin*a% To"ik&to"ik dalam genetika molekuler cuku" luas dan ino-atif sehingga se'uah daftar& istilah *ang singkat tidak akan cuku" untuk mem'erikan konse"&konse" molekuler dan genetik dalam )umlah minimal *ang di"erlukan untuk mem"ela)ari 'idang ini% engan demiki demikian+ an+ kami kami telah telah men*u men*usun sun manusk manuskri" ri" daftar daftar&is &istil tilah ah .glosa .glosari rium/ um/ ini dalam dalam tiga tiga  'agian *ang akan menco'a memandu anda mulai dari istilah&istilah molekuler *ang  "aling "okok .glosarium "ertama+ di"u'likasikan dalam edisi ini/ sam"ai "ada istilah& istilah genetik *ang "aling modern+ ke'an*akan diantaran*a terkait dengan desaindesain  "enelitian *ang 'aru dan tehnik&tehnik la'oratorium *ang 'aru .glosarium terakhir/% ,ami telah menco'a untuk mem'erikan definisidefinisi singkat dan 'e'era"a contoh dari konse" dan desain desain *ang "aling 'an*ak 'an*ak digunakan digunakan dalam artikel&arti artikel&artikel kel e"idemiologi e"idemiologi genetik% eski demikian+ kami sadar 'ah!a glosarium ini 'elum lengka" dan kami men*arankan "ara "em'aca untuk meru)uk "ada 'uku&'uku teks *ang lain% losarium ini tidak dimaksudkan untuk men*a)ikan konse"&konse" dalam e"idemiologi molekuler karena hal itu akan memerlukan se'uah daftar istilah *ang sama 'an*akn*a 'an *akn*a dengan dengan *ang *ang disa)i disa)ikan kan disini disini%% Akan Akan teta"i teta"i++ karena karena kedua kedua 'idang 'idang ini cuku" cuku" terkai terkaitt .gen .genet etik ikaa mole molekul kuler er dan dan e"ide e"idemi miol ologi ogi mole molekul kuler er/+ /+ maka maka 'e'er 'e'era" a"aa konse konse" " *ang *ang digunakan dalam e"idemiologi molekuler )uga didefinisikan disini% (ada 'e'era"a kasus+ satu istilah 'isa digunakan "ada kedua 'idang ini dengan makna *ang sedikit 'er'eda .misaln*a istilah marker /% /%

ALEL Setia" kondisi 'er'eda *ang ditemukan "ada se'uah lokasi polimorfis. asing&masing alel dan kom'inasin*a 'isa menghasilkan fenotipe *ang 'er'eda% Se'agai contoh+ gen AB mengandung tiga alel utama *aitu A+ B+ dan  AA dan A menun)ukkan golongan darah A BB dan B menun)ukkan golongan darah B AB tam"ak se'agai AB+ dan h an*a  *ang menun)ukkan golongan darah % AUTOSOM  Kromosom non-kelamin KROMOSOM olekul DNA linear atau sirkular ."ada 'akteri dan organel/ *ang mem'entuk unit fisik  dasar dari "e!arisan% ,romosom "ada organisme di"loid se"erti manusia ditemukan  'er"asangan masing&masing kromosom dalam satu "asang di!ariskan dari salah satu orang tua% anusia memiliki 23 "asang kromosom .22 "asang autosom dan 2 kromosom  seks/kelamin/ kromosom di'edakan menurut "an)angn*a .mulai dari 4 sam"ai 356 )uta  "asangan 'asa/ dan menurut "ola "engikatann*a a"a'ila diu)i!arna dengan metode& metode *ang sesuai% Kromosom omolog Setia" kromosom *ang terda"at dalam satu "asang kromosom% ,romosom homolog mem'a!a kum"ulan gen *ang sama+ dan 'erga'ung kem'ali satu sama lain selama  "roses meiosis% Kromosom Kelamin ,romosom *ang menentukan )enis kelamin% (ada manusia+ se"erti "ada semua mamalia *ang lain+ em'rio *ang mem'a!a kromosom seks 77 akan 'erkem'ang se'agai 'etina+ sedangkan em'rio 78 'erkem'ang se'agai )antan% ,romosom 7 dan 8 mengandung kum"ulan gen *ang 'er'eda meski ada se'agian *ang sama% KODO! Ti"let nukleotida dalam 9A *ang )umlahn*a :4+ *ang a"a'ila ditranskri"si men)adi  RNA, maka selan)utn*a akan ditranslasi men)adi se'uah asam amino dalam "rotein% Se'agai contoh+ gen hemoglo'in A8 dimulai dengan rantai DNA ATT;% .*aitu+ dengan kodon AT T ;/ *ang kemudian ditranskri"si ke dalam urutan RNA duta A< < ;+ *ang 'erarti 'ah!a urutan "rotein haemoglo'in akan dimulai dengan asam&asam amino et=al; ,odon AT selalu menun)uk "ada asam amino metionin dalam "rotein *ang 'ersangkutan+ T menun)uk "ada -alin+ dan masing&masing :4 kodon menun)uk "ada 20 asam amino *ang 'er'eda% Ta'el kesesuaian ini dise'ut se'agai kode genetik% Seringkali+ keem"at kodon *ang han*a 'er'eda nukleotida ketigan*a+ mengkodekan asam amino *ang sama sehingga+ ke'an*akan "eru'ahan rantai 9A *ang mem"engaruhi "osisi ketiga "ada se'uah kodon tidak meru'ah "rotein *ang dihasilkan%

Stop kodon ,odon *ang mem'erikan sin*al untuk u)ung 'agian "engkodean dari se'uah gen% (ada mamalia+ sto" kodon adalah TA+ TAA+ dan TA% D!A "ASAM DESOKS#R#$O!UKLEAT% akromolekul *ang men)adi 'asis "e!arisan% Strukturn*a dou'le&heliks tersusun atas em"at ti"e su'&unit atau nukleotida *ang 'er'eda+ *aitu# adenine+ guanine+ c*tosine+ dan th*min .atau A+ + >+ dan T/% masing&masing nukleotida terdiri atas se'uah 'asa *ang  'er'eda+ ditam'ah dengan fosfat dan gula desoksiri'osa% 9ukleotida&nukleotida "ada masing&masing rantai heliks 'erhada"an dengan nukleotida "ada rantai *ang lain dengan cara saling 'ersam'ung se'uah ikatan dengan T dan  dengan > urutan "ada satu rantai dou'le heliks secara efektif menentukan urutan "ada rantai *ang lain% 9A dire"likasi secara semikonser-atif oleh enzim&enzim *ang dikenal se'agai 9A "ol*merase *ang mem'uka dou'le&heliks dan mengikat dua rantai 'aru dengan men*isi"kan nukleotida kom"lementer *ang sesuai% Bagian&'agian 9A ditranskri"si men)adi ?9A+ *ang kemudian digunakan se'agai se'uah kerangka untuk mem'entuk "rotein urutan 9A diinter"retasi sandin*a secara efektif dan ditranslasi men)adi se'uah "rotein% D!A pengkode "&oding D!A% 9A *ang mem'a!a informasi genetik% @an*a 3 dari total 9A% D!A Sampa' 9A *ang tidak lagi memiliki fungsi% Se'enarn*a+ genom manusia mengandung urutan& urutan *ang di"eroleh dari -irus&-irus non&"atogenik *ang men*isi"kan 9A n*a ke dalam genom manusia+ sehingga ter)adi kesalahan "en*alinan% D!A mitokondria "mtD!A% olekuler 9A sirkular kecil *ang terda"at dalam mitokondria% mt9A memiliki  "an)ang 1:%500 "asangan 'asa+ *ang han*a meru"akan se'uah fraksi kecil dari 3200 )uta  "asangan&'asa dalam genom inti% asing&masing mitkondrian dalam se'uah sel mem'a!a 10 salinan mt9A+ 'iasan*a identik .situasi ini dise'ut homoplasmy/ meski tidak selaman*a demikian .heteroplasmy/% Be'era"a "en*akit *ang men*e'a'kan mutasi  "ada mt9A han*a ditemukan "ada hetero"lasm* karena akan 'er'aha*a "ada homo"lasm*% mt9A men*andikan 'e'era"a "rotein dalam rantai "ernafasan+ inti energi *ang menghasilkan mekanisme seluler *ang terda"at "ada mitokondria% mt9A dari sel& sel s"erma tidak menem'us o-um+ ta"i mt9A han*a di!ariskan dari I'u% D!A !on-(oding 9A *ang tidak ditranskri"si men)adi ?9A+ sehingga ditranslasi men)adi "rotein% 9A noncoding 'isa memiliki fungsi lain+ se"erti 'ertindak se'agai sin*al untuk mengatur  kenam"akan se'uah gen tertentu% D!A #nti 9A *ang terda"at dalam inti sel se'enarn*a+ seluruh DNA mitokondria adalah 9A inti%

E)EK EP#GE!ET#K  (eru'ahan "engaruh gen tertentu *ang tidak dikontrol secara genetik% etilasi 9A meru"akan salah satu contohn*a+ *ang 'isa mengha"uskan kenam"akan 'e'era"a gen% E*O! Segmen *ang terda"at dalam se'uah gen *ang ditranskr"isi+ dan transkri"n*a dikom'inasikan untuk mem'entuk RNA duta% (ada 'e'era"a kasus+ 'er'agai "rotein 'isa dikodekan oleh gen *ang sama melalui "en*am'ungan .s"licing/ alternatif+ *aitu dengan kom'inasi 'er'eda dari 'er'agai ekson *ang mem'entuk ?9A duta *ang 'er'eda+ sehingga ditranslasi men)adi "rotein&"rotein *ang 'er'eda% GE! Segmen 9A *ang ditrankri"si men)adi  RNA duta dan ditranslasi men)adi se'uah  "rotein% en terdiri dari ekson&ekson *ang tertranslasi ditam'ah dengan intron&intron *ang mengganggu% GE!OM ,eseluruhan DNA dari se'uah s"esies% enom manusia terdiri dari 23 "asang kromosom ditam'ah mt9A+ dengan total le'ih dari 3200 )uta "asang 'asa% GERM L#!E aris keturunan sel+ *ang setelah 'e'era"a "em'elahan dan meiosis+ akan menghasilkan  "roduksi gamet .s"erma atau o-um/% utasimutasi dalam garis keturunan .germ line/  'isa di!ariskan ke"ada turunan% ETERO+#GOT Seseorang *ang mem'a!a dua alel 'er'eda di tem"at *ang sama dalam kromosom homolog dari se'uah "asangan tertentu% OMO+#GOT Seseorang *ang mem'a!a dua salinan dari alelalel *ang sama "ada tem"at *ang sama dalam dua kromosom homolog dari se'uah "asangan tertentu% #!TRO! Segmen se'uah gen *ang tidak ditranskri"si men)adi RNA duta dan ditemukan diantara ekson&ekson% LOKUS Setia" daerah genom tertentu% M#KROSATEL#T "S,!OM,! PE!GULA!GA! TA!DEM S#!GKAT STR% Segmen 9A *ang terdiri dari 5&50 kali "engulangan se'uah motif dengan "an)ang  "asangan&'asa 1 sam"ai :% ikrosatelit cenderung 'er'eda&'eda )umlah "engulangann*a karena tingkat mutasi *ang tinggi% 9A "olimerase cenderung tergelincirC ketika

men*alin saluran&saluran mikrosatelit+ atau "ada saat menam'ah atau mengurangi unit *ang 'erulang% ,arena "oliformisme .'ermacammacam 'entukn*a/ *ang tinggi+ maka mikrosatelit 'an*ak digunakan dalam memetakan "en*akit genetik+ dalam konsultasi genetik+ dalam genetik forensic+ dan dalam genetika "o"ulasi% MUTAS# Setia" "eru'ahan urutan 9A *ang diaki'atkan oleh kesalahan dalam "roses du"likasi% ari segi klinis+ diangga" se'agai setia" "eru'ahan *ang mengganggu informasi *ang terda"at dalam 9A dan men*e'a'kan "en*akit% ekanisme *ang men*e'a'kan mutasi  'er'eda&'eda mulai dari karsinogen eksogen dan endogen sam"ai gangguan re"arasi 9A% Mutasi .rames'i.t utasi&mutasi indel *ang menggangu "em'acaan kerangka dalam se'uah gen% Se'agai contoh+ AT T >A> >T A>T ditranslasi men)adi urutan "rotein et=al@isDeuThr+ sedangkan+ )ika > disisi"kan dalam "osisi ke&4+ maka kerangka "em'acaan men)adi AT >T >A >>T A>T T+ *ang ditranslasi men)adi etArgAla(roAs"+ ini meru"akan  "rotein *ang 'er'eda dan kemungkinan tidak fungsional% Mutasi .ungsi utasi *ang diaki'atkan oleh se'uah "rotein *ang memiliki fungsi 'er'eda dari "rotein asal% Mutasi germline Setia" mutasi *ang ter)adi dalam germ line dan di!ariskan ke keturunan% Mutasi indel utasi *ang terdiri dari "en*isi"an ."enam'ahan/ atau "engha"usan satu atau le'ih nukleotida% Mutasi missen(e Su'stitusi nukleotida *ang meru'ah satu kodon dengan kodon lainn*a aki'at adan*a  "eru'ahan asam maino tunggal+ se"erti "ada AT T >A> &T A>T men)adi AT T >A> GT >T+ *aitu+ dari et=al@isLeuThr men)adi et=al@is/alThr% ,e"arahan fenoti"e dari mutasi se"erti ini tergantung "ada "entingn*a fugsi relatif dari  "osisi asam amino *ang dimutasi dan tergantung "ada kemiri"an kimia antara asam amino asli dan asam amino 'aru% Mutasi nonsense Su'stitusi nukleotida *ang menghasilkan  stop kodon% AT T AAA TA ; .et=alD*s=al;/ men)adi AT ? TAA TA akan menghasilkan se'uah "rotein *ang memendek .et=al/+ kemungkin 'esar tidak fungsional% Mutasi null utasi *ang men*e'a'kan "em'atalan kenam"akan se'uah gen%

Mutasi regulator0 utasi *ang mem"engaruhi daerah regulator* dari se'uah gen% !alau"un tidak meru'ah urutan "rotein *ang disandikan oleh gen+ namun 'isa mem"engaruhi tingkat kenam"akann*a dan men*e'a'kan fenotipe *ang 'isa dikenali% Mutasi 'alus utasi *ang tidak mengu'ah informasi genetik+ 'aik karena terletak "ada daerah non& coding+ atau karena meru'ah se'uah kodon men)adi kodon lain *ang mengkodekan asam& amino *ang sama% 8ang kedua ini dise'ut mutasi sinonim. Mutasi somatis utasi *ang ter)adi "ada sel non  germ&line dan mem"engaruhi sel *ang diturunkan sel induk terse'ut+ ta"i tidak mem"engaruhi keturunan% utasi&mutasi somatis 'isa men*e'a'kan kanker% EKSPA!S# $ERULA!G utasi *ang ter)adi "ada saluran "engulangan .re"eat/ *ang meningkatkan )umlah  "engulangan dalam )umlah 'esar sehingga 'isa men*e'a'kan efek fenoti"e% ekanisme molekuler *ang men*e'a'kan eks"ansi "engulangan 'er'eda dengan mekanisme 'iasa+ se"erti mutasi "engulangan tunggal "ada mikrosatelit. (en*akit se"erti distro"i m*otonic dan "en*akit @untington diaki'atkan oleh eks"ansi&eks"ansi 'erulang% E!+#M RESTR#KS# Setia" enzim+ 'iasan*a ditemukan dalam 'akteri+ *ang memotong 9A ketika menemukan em"at nukleotida atau enam urutan target nukleotida% Enzim restriksi 'an*ak  digunakan dalam 'iologi molekuler% R!A "ASAM R#$O!UKLEAT% akromolekul+ *ang 'ersama dengan 9A+ mem'entuk asam&asam nukleat% ?9A tidak  mem'entuk struktur dou'le heliks+ !alau"un memiliki struktur tiga dimensi *ang kom"leks% Secara kimia+ nukleotida ?9A mengandung ri'osa dan 'ukan desoksiri'osa+ dan uracil 'ukan th*min% ?9A memiliki 'an*ak 'entuk dengan fungsi&fungsi s"esifik% R!A duta "mR!A% Setia" molekul ?9A *ang dihasilkan dari transkri"si gen tertentu% m?9A mengam'il informasi genetik dari nukleus sel sam"ai ke sito"lasma+ dimana disini kemudian ditranslasi men)adi "rotein dalam ri'osom% R!A ribosom "rR!A% Setia" kum"ulan molekul ?9A 'er'eda *ang memiliki fungsi struktural dalam ri'osom+ organel sel dimana translasi ter)adi%

R!A trans.er "tR!A%

olekul ?9A kecil *ang terli'at dalam sintesis "rotein *ang mengandung se'uah antikodon .urutan tiga nukleotida *ang men)adi "elengka" 'agi kodon tertentu/ sehingga  "ada salah satu u)ung mem'a!a asam amino *ang sesuai dengan kodon terse'ut% SEL SOMAT#S Setia" sel *ang tidak termasuk germ line% T#PE L#AR  enun)uk "ada urutan se'uah gen *ang normal+ tidak 'eru'ah+ se'agaimana )ika di'andingkan dengan setia" urutan *ang termutasi%