bakteri simbion pada sitoplasma paramecium

Resume III Genetika I Biologi/H/2014 Kelompok 12: 1. Khusnulwati Mukramiin (14034260xxxx) (14034260xxxx) 2. Maulidan Asyrofil Anam (140342604964) (140342604964) EXTRACHROMOSOMAL INHERITANCE DNA Kloroplas dan Sifat Resistansi terhadap Obat

Ketika Ruth Sager menempatkan sel alga Chlamydomonas pada Chlamydomonas pada medium kultur yang mengandung antibiotik streptomisin, sebagian besar sel mati, tetapi sekitar satu dari satu juta sel bertahan dan berkembang menjadi lebih banyak, masing-masing sel membentuk koloni yang resistan terhadap streptomisin. Mutan dengan resistansi terhadap streptomycin dominan telah dipilih dari ganggang yang resistan terhadap streptomycin. Sekitar 90 persen dari mutan yang terlibat gen nuklir (sr-1), memiliki mutasi seperti itu dan hanya terjadi karena adanya peranan dari antibiotic. Sekitar 10 persen dari mutasi (sr-2) adalah uniparental dan non kromosom. Setelahnya, mutan non kromosom ditemukan pada hampir setiap koloni. Mutasi DNA nonchromosomal mengungkapkan fenotip yang sama dengan mutan DNA kromosom. Gen nonchromosomal diduga juga ada di kloroplas. Persilangan timbal balik menunjukkan bahwa resistensi antibiotik, dikendalikan oleh gen nonchromosomal, merupakan warisan uniparental. Di sisi lain, jenis reproduksi seksual pada alga uniseluler dikontrol oleh gen kromosom, yang ditunjuk oleh penunjuk mt+ dan mtatau hanya positif (+) dan negatif (-), bukannya perempuan dan laki-laki. Semua keturunan dari setiap reproduksi timbal balik seperti jenis positif (+) berhubungan dengan resistensi relatif streptomisin sehingga menunjukkan warisan induknya. Ketika positif (+; perempuan) merupakan jenis kawin resisten, semua keturunan akan resisten; kemudian plus (+) merupakan jenis kawin nonresisten, semua keturunan akan nonresisten Hasil persilangan timbal balik menunjukkan warisan non-Mendel, yang melibatkan satu pasangan dengan sifat yang kontras. Gen non kromosom, yaitu sr untuk ketahanan streptomycin dan ss untuk streptomisin sensitif, yang berfungsi untuk mengontrol dua karakteristik alternatif. Mutan lainnya, ac2, yang diblokir aktivitas fotosintesis, diinduksi dan sepasang alel non kromosom, ac1, dan ac2, dengan demikian cocok untuk studi di strain yang sama Chlamydomonas. Chlamydomonas. Mutan memelurkan asetat dalam media untuk pertumbuhan. Dengan tersedianya dua pasang gen non kromosom, persilangan dihibrid dapat dilakukan dalam sistem yang sama untuk memeriksa bukti rekombinasi. Persilangan dari dihibrid jenis ac1 ss

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.





X ac2 sr disiapkan, dan keturunan dibiarkan tumbuh untuk beberapa persilangan vegetatif. Setiap sel kemudian diklasifikasikan untuk penanda pemisahan, baik non kromosomal dan kromosomal (yaitu, jenis perkawinan dan lain-lain yang diketahui kromosom). Baik ac1lac2 dan pasangan srlss srlss alel dilihat untuk pemisahan, tetapi tidak selalu di divisi yang sama. Setelah empat atau lima mitosis ganda, baik parentals (ac ( ac1 ss dan ss dan ac2 sr ) dan rekombinan (ac ( ac1 sr dan ac2 ss) ss) telah dicapai. Hasil penelitian mengindikasi campuran yang tunggal, menunjukkan bahwa dua pasang gen non kromosomal terdapat di plastida yang berbeda. Tiga dan empat titik persilangan dan persilangan timbal balik telah dibuat dengan penambahan beberapa mutan, yang diduga dilakukan di kloroplas dan mitokondria. Sebuah peta genetik dari gen non-Medelian di Chlamydomonas telah dibangun, tapi masih belum jelas adanya beberapa kelompok linkage linkage "kloroplas" hanya dalam dalam genom kloroplas. Gambar 20.5

Induk (cytoplasmic) mewarisi ketahanan terhadap streptomycin dan gen pengendali





streptomisin. Dalam persilangan timbal balik, resistensi streptomycin menunjukkan warisan ibu, menunjukkan uniparental, warisan sitoplasma. Organisasi Genom-genom pada Plastida

Genom yang terdapat di dalam plastida pada lebih dari 200 spesies tumbuhan tinggi dan alga hijau, biru-hijau, dan alga merah setidaknya telah diketahui karakteristiknya secara terpisah. Pada spesies tertentu, genom-genom yang terdapat dalam plastid memiliki tipe yang berbeda, seperti kloroplas, amiloplas a miloplas (plastid-plastid yang menimbun amilum dalam jaringan penimbun), dan kromoplas (plastid-plastid yang berisi pigmen), macam-macam plastid itu identik dalam organisme yang telah dipelajari. Namun, pembahasan kita tentang struktur genom plastid akan dibatasi oleh organisasi kloroplas DNAs (cpDNAs) yang merupakan anggota penting dari kebanyakan famili plastida. Pada tumbuhan tinggi, rata-rata cpDNAs berukuran 120 sampai 160 kb. Ukuran kloroplas pada alga memiliki ukuran yang lebih besar, yaitu dari 85 sampai 292 kb untuk spesies yang memiliki cpDNAs sirkuler. Dua spesies alga hijau dari genus Acetabularia, Acetabularia, cpDNAs-nya memiliki ukuran yang sangat besar yaitu 2000 kb dan belum diketahui apakah genom kloroplas tersebut berbentuk linier atau sirkuler. Dalam kasus DNAs mitokondria, kloroplas tersebut sering berisi banyak kopian cpDNAs. Kloroplas besar yang tidak berpasangan pada Chlamydomonas reinbardtii berisi reinbardtii berisi 100 kopian cpDNA. Euglena gracilis, yang merupakan hewan flagellate, tiap satu sel memiliki 15 kloroplas yang masing-masing terdiri dari 40 kopian cpDNA, dengan total 600 kopian cpDNA setiap organisme. Pada dasarnya semua genom kloroplas yang telah dianalisis memiliki pasangan gen yang sama, tetapi disusun dengan gen sangat berbeda dari cpDNAs. Gen-gen yang terdapat dalam cpDNAs

dapat dikelompokkan dikelompokkan ke dalam dua kelas kelas utama, yaitu (1) gen yang

mengkode komponen organel yang melakukan biosintesis protein kloroplas (subunit RNA polymerase, komponen struktural dari ribosom kloroplas, dan perangkat tRNAs) dan (2) gen menspesifikasi komponen fotosintesis (fotosistem I dan II da n rantai tranfer elektron). Genom-genom kloroplas pada tumbuhan tinggi memiliki ukuran dua puluh satu sampai tiga puluh satu lebih besar dari genom organisme prokariotik (alga biru-hijau atau





ribosom sitoplasma dan dialurkan ke dalam kloroplas dengan peptida amino-terminal yang membelah selama transfer membran kloroplas selesai. Sebuah studi komparatif mengenai genom kloroplas membuktikan informasi baru yang penting tentang hubungan evolusioner antara tumbuhan dan spesies alga. C. D. Palmer telah memisahkan enam lajur utama evolusi kloroplas. Semua genom kloroplas yang terdapat pada lajur evolusi yang berbeda kebanyakan mengandung gen-gen yang sama, tetapi gen-gen ini terdapat pada susunan yang berbeda pada molekul cpDNA. Pada kebanyakan spesies, gen rRNA memperlihatkan penggandaan pada ulangan yang terjadi secara berkebalikan dengan cpDNAs. Akan tetapi, pada Euglena pada Euglena gracilis, gracilis, gen rRNA 16S dan 23S secara langsung terlihat dalam tiga ulangan yang berurutan, dengan kopian keempat dari gen rRNA 16S yang terpisah di lokasi dekat dengan genom. Dengan membandingkan lokasi gen pada genom kloroplas yang berbeda, Palmer menunjukkan banyak perubahan dalam organisasi cpDNA telah dihasilkan dari inversi segmen DNA. Dalam kasus lain, terlihat delesi dan insersi DNA telah terjadi dalam bagian i ntergenik dan gen yang mengandung intron. Bagaimana pun, pe rubahan terbesar yang pernah didokumentasikan pada struktur cpDNA terlihat dihasilkan oleh proses inversi yang besar. Fotosintesis yang terjadi dalam kloroplas menyediakan sumber energi yang dapat menopang kehidupan bagi semua organisme di planet Bumi. Sejak genom kloroplas diketahui mengkode banyak komponen kunci fotosistem I dan II dan rantai transfer elektron, pengetahuan tentang struktur dan fungsi cpDNAs menjadi sangat penting dan mendapat banyak perhatian. Pasangan nukleotida yang komplit pada sequen cpDNAs dari Marchantia polymorpha polymorpha dan tembakau ( Nicotiana tobacum) tobacum) telah diidentifikasi. Panjang cpDNAs dari Marchantia dan tembakau adalah antara 121.024-155.844 pasangan nukleotida. Organisasi dari satu kopi gen dalam genom kloroplas dari dua tumbuhan ini sangat sama mengingat jarak evolusi keduanya cukup jauh. Perbedaan utama antara dua macam cpDNAs adalah bagian yang terulang secara terbalik yang mengandung gen-gen rRNA diperkirakan lebih besar pada tembakau. Perkiraan terbaik mengenai jumlah cpDNA adalah sejumlah 136 pada Marchantia dan 150 pada tembakau. Lokasi gen-gen yang telah diketahui dan fame yang telah terbaca ditunjukkan bagi genom kloroplas Marchantia.





ilmuan dan para ahli untuk membuat sebuah sistem sintetik total yang mampu menggandakan kapasitas tumbuhan hijau untuk mengangkat energi cahaya dan mengkonfersinya ke energi kimia yang akan sangat berguna bagi kehidupan berbagai organisme. Bakteri Simbion pada Sitoplasma Paramecium

Paramecium adalah organisme yang sangat cocok dimanfaatkan untuk penelitian genetik. Paramecium merupakan protozoa uniseluler besar yang mampu bereproduksi secara seksual dan aseksual. Repoduksi aseksual terjadi dengan cara pembelahan sel untuk menghasilkan klon sel yang identik secara genetik. Pada fase seksual, paramecium melakukan konjugasi secara periodic dan mentransfer materi genetik dari satu sel ke yang lain. Paramecium dan siliata lain memiliki dua macam nukleus, yaitu macronukleus yang merupakan nukleus vegetative dan besar, serta mikronukleus yang berperan selama pembelahan meiosis dan memproduksi gamet haploid. Mikronukleus juga membantu makronukleus saat membelah selama reproduksi aseksual. Hal tersebut memungkinkan untuk dilakukan penyilangan di laboratorium selama DNA nukleus ditransfer dari sel donor ke resipien, menghasilkan keturunan homozigot, yaitu AA x aa  Aa. Aa. Proses fertilisasi diri sendiri (autogami) menghasilkan anakan yang benar-benar homozigot. Selama meiosis, sel adalah haploid, tapi selama autogami mereka menjadi diploid homozygote. Hal ini menyediakan dasar untuk membandingkan pewarisan sifat ekstranukleus dan nukleus, dan juga untuk mendemonstrasikan bahwa keturunan dapat memiliki sifat yag berbeda dari indukan yang dikontrol oleh gen nukleus dan ekstranukleus. G. H. Beale menemukan bahwa sifat resistensi paramecium terhadap erythromycin, begitu juga pada ragi, dihasilkan dari pewarisan sifat non-Mendelian. Beberapa sitoplasma tambahan dan mutasi nukleus berdampak pada sifat resistensi terhadap antibiotic sebagaimana telah dipelajari oleh Beaked a n J. Beisson. Beberpa penelitian membuat transfer sitoplasma dan juga transfer mitokondria yang telah diisolasi antara beberapa strain paramecium dan menunjukkan bahwa mitokondria (yang diduga DNA mitokondria) mengontrol sifat resisten. Beberapa penelitian juga menunjukkan bahwa meskipun beberapa perbedaan sifat mitokondria ditentukan oleh mitokondria itu sendiri, namun beberapa yang lain bersifat terikat pada elemen lain di protoplasma.





Beberapa strain paramecium mampu memproduksi substansi bersifat toksik yang disebut “killers”. Ketika killer diberi perlakuan suhu rendah, daya bunuhnya berangsur-angsur berangsur-angsur hilang. Efek toksik juga menurun setelah pembelahan sel yang berulang. Beberapa elemen dalam sitoplasma disiapkan untuk memproduksi substansi toksik tersebut. Secara matematis, dibutuhkan sekitar 400 “partikel” yang diperlukan untuk membuat killer menjadi efektif. Kemudian killer diobservasi secara mikroskopis dan “partikel” yang disebut “kappa” diobservasi pada jumlah yang diharapkan. “Partikel” ini diketahui sebagai bakteri simbiotik yang dinamakan Caedobacter taeniospiralis (bakteri taeniospiralis (bakteri pembunuh dengan pita spiral). “Substansi toksik” (paramecin), yang diproduksi oleh bakteri pembunuh, dapat didifusikan melalui medium cair. Ketika “killer” mampu berada pada suatu medium untuk beberapa saat dan mengenai bakteri yang sensitif, bakteri tersebut tersebut dapat terbunuh. Paramecin, yang tidak memiliki efek apapun terhadap killer, memiliki hubungan dengan sejenis partikel kappa yang ada sekitar 20% dari populasi kappa. Bakteri kappa ini memiliki suatu protein yang memiliki “R” body dan mereka disebut “bright”, karena mereka diinfeksi oleh virus yang mengontrol sintesis protein viral. Virus ini bersifat toksik terhadap paramecium yang sensitif namun tidak bersifat toksik pada “nonbright” bakteri. Bakteri kappa ini hanya ada pada organisme yang memiliki

allel K nukleus

yang

dominan, yang menyediakan lingkungan yang dibutuhkan untuk reproduksi bakteri tersebut. Ketika killer dikonjugasikan pada bakteri yang sensitif pada kondisi yang tepat dan tidak terjadi pertukaran sitoplasma, maka dua macam klon akan muncul, satu dari killer orisinil yag memiliki alel K (Kk) dan bakteri kappa, sedangkan satunya berasal dari bakteri sensitive asli yang membawa alel K (Kk) dan tanpa bakteri kappa. Dari hasil autogami, setengah keturunan killer adalah killer dan setengah sisanya adalah bakteri sensitive. Selama tidak ada sitoplasma yang ditransfer selama konjugasi, hanya sel dari killer asli yang mewarisi bakteri kappa. Bakteri kappa tidak dapat bereproduksi dalam sel yang tidak memiliki alel K dalam nukleusnya. Pada beberapa kondisi, konjugasi terjadi lebih lama; koneksi yang lebih besar dibutuhkan antara dua konjugan, dan sitoplasma serta gen nukleus ditukarkan. Ketika konjugannya adalah KK dan kk, alel K dan k akan bertukar dan hasil konjugan adalah Kk.







Pertanyaan dan Jawaban

1. Apa perbedaan utama antara DNA nucleus dan DNA kloroplas (cpDNA)? Beberapa perbedaan utama antara DNA nucleus dan DNA kloroplas (cpDNA) adalah sebagai berikut: 

DNA nucleus adalah linier sedangkan cpDNA sirkuler



DNA nucleus lebih besar dibanding cpDNA



Metilasi yang ditemukan pada DNA nucleus tumbuhan tinggi tidak ditemukan pada cpDNA



Prtotein Histon dan protein lain ditemukan lengkap pada DNA nucleus, namun tidak pada cpDNA



Setelah terdenaturasi, cpDNA lebih cepat mengalami renaturasi disbanding DNA nukleus

bakteri simbion pada sitoplasma paramecium

Recommend Documents