FIKRI BUDI MUHAMMAD TUGAS RESUME PRESENTASI REKOMBINASI GENETIK
08 / 267642 / BI / 8185
Transformasi Merupakan pemindahan DNA DNA bebas sel dari satu sel ke sel lain. Syarat : Strain Strain kompeten, mampu menangkap DNA dari sel donor. Sifat genetik yang ditranformasikan antara lain, resistensi terhadap antibiotik, kebutuhan terhadap nutrien spesifik, pembentukan kapsula atau lipopolisakarida. Tahapan transformasi :
Tahap 1: DNA untai ganda berikatan berikatan pada reseptor reseptor (DNA translokase) yang yang terdapat dipermukaan dipermukaan sel.
Tahap 2: konversi konversi molekul DNA donor untai ganda menjadi molekul untai tunggal melalui degradasi degradasi nukleotida terhadap salah satu unting.
Tahap 3: integrasi melalui rec A dependent process
Tahap 4: segregasi dan ekspresi fenotipik gen donor yang telah terintegrasi.
Tranformasi bisa terjadi secara alami ataupun buatan , secara buatan dilakukan dengan mendinginkan sel +2
bakteri pada larutan kation divalen seperti Ca , untuk membuat dinding sel menjadi permeable. Bisa juga dilakukan dengan teknik heat shock atau elektroporasi.
Konjugasi Plasmid Konjugasi
adalah Perpindahan DNA dari satu sel (sel donor) kedalam sel bakteri lainnya (sel resipien) melalui
kontak fisik (menggunakan sex pilus) antara kedua sel dengan bantuan plasmid (DNA ekstrakromosomal). ekstrakromosomal). Plasmid terbagi menjadi :
Plasmid F (fertilitas) ---- gen tra (konjugasi)
Plasmid R (resisten) ---- antibiotik.
Plasmid dengan penyandi toksin dan bakteriosin
seudomonas putida) Plasmid degradatif ---- metabolisme mol. organik (P seudomonas
Plasmid virulensi ---- patogenitas sel inang ( Agrobacterium tumifaciens)
Berikut adalah protein yang berperan dalam konjugasi plasmid:
Relaxosome : memotong plasmid F pada titk awal transfer (origin of Transfer / oriT) dan mengurai untai ganda DNA.
Coupling factor : reseptor pengenal T-DNA (plasmid F yang sudah terpotong) supaya dapat memasuki eksporter
Eksporter
: Kompleks protein khusus untuk memompa T-DNA menuju sel resipien
Jembatan
konjugasi : saluran khusus untuk transfer plasmid
Relaxase : enzim yang masih menempel pada T-DNA, setelah sampai pada sitoplasma sel resipien, segera menggabungkan ujung-ujung T-DNA serta memulai replikasi ss plasmid F menjadi ds pl asmid F
Konjugasi kromosom (HFR) Konjugasi
kromoseom adlaah, proses konjugasi yang melibatkan kromosom sel donor, dimana plasmid
terintegrasi dalam kromosom (HFR). Waktu untuk mentransfer lebih lama, sekitar 2 jam hingga seluruh kromosom HFR berhasil ditransfer ke sel resipien.
Kromosom
HFR ditransfer secara linear. Susunan gen yang
ditransfer mulai dari titik OriT bisa diketahui dengan teknik Interrupted mating . dimana proses konjugasi ini diganggu dengan berbagai variasi selang waktu.
Transduksi Umum Transduksi adalah mekanisme pertukaran DNA antara bakteri menggunakan virus bakteri (bakteriofag) sebagai perantara. rekombinasi dimediasi oleh DNAase-resistant filterable agent (virus) yaitu P22 bakteriofag. Tahapan dalam transduksi umum: 1. Strain dengan sifat yang ingin ditansferkan , di induksi oleh bakteriofage , didaului proses penempelan, kemudian injeksi materi genetik virus, kemudian replikasi materi genetik virus, pembentukan virus baru, lisis sel. Sebagian sifat bakteri donor terbawa mater genetik dari virus 2. Lisat dari bakteriophage kemudian diberikan pada kultur resipien 3. Terjadi siklus virus, sehingga materi genetik sel d onor bisa bercampur dengan sel resipien
Transduksi khusus Hanya bakteriofag tertentu: lamdha- Bakteriophage. Genom bakteriofag berinteraksi dengan genom bakteri ( prophage ). Mirip daur lisogenik, hanya gen yang dekat prophage yang ditransfer ke bakteri lain . Mekanisme transduksi khusus : 1. Bakteriofage menempel pada sel donor, menginjeksikan materi genetik 2. Materi genetik bakteriofage berinteraksi dengan genom bakteri 3. Genom virus ikut bereplikasi dengan genom bakteri 4.
Enzim
dan komponen virus disintesis dalam sel inang
5. Lisis sel bakteri diikuti terbentuknya sel baru 6. Bakteriofage berinteraksi dengan sel resipien , dan genom hasil rekombinasi diinjeksi ke genom sel resipien, Transduksi Umum
Transduksi Khusus
Menghasilkan fragmen DNA hospes dengan panjang & jumlah yang
Berinteraksi dengan genom bakteri
bervariasi Transfer gen acak
Transfer gen tertentu (hanya yang di dekat prophage)
Genom virus langsung mengambil alih peran genom bakteri
Membentuk prophage
Bakteriofag yang dihasilkan ada yang
Semua bakteriofag yang dihasilkan mengandung genom
mengandung genom bakteri dan ada
hasil rekombinasi genom virus dan bakteri
yang tidak Tidak mengganda
Prophage mengganda seiring pembelahan sel bakteri
Transposon Transposon merupakan segmen DNA yang dapat berpindah dari satu tempat ke tempat yang lain dalam genom sebuah sel. Dua ujung Tn5 transposon dibawa melalui dimerisasi dari sepasang subunit enzim transposase (membentuk lekukan). Transposon DNA berpindah ke DNA target menyisip. Terjadi Integrasi pada DN A target. Transposisi bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan melalui RNA inermediet atau tidak. Mekanisme melalui RNA intermediet (retrotransposition) 1. RNA copy dari transposon disintesis melalui proses transkripsi secara normal. 2. RNA hasil transkripsi kemudian dicopy ke DNA. Perubahan dari RNA ke DNA ini berlawanan dengan transkripsi normal, sehingga memerlukan enzim khusus yaitu enzim reverse transkriptase. 3. DNA copy dari transposon bergabung kembali ke dalam genom pada kromosom yang sama dimana unit original berada, namun dapat juga bergabung dengan kromosom yang berbeda. Mekanisme tapa melalui RNA 1. Replicative transposition, Melalui interaksi langsung antara donor transposons dan sisi target. 2. Conservative transposition, Melalui penghilangan elemen transposons diikuti dengan penggabungan kembali pada sisi yang baru.
Tipe DNA transposon : 1. Insertion sequences, DNA transposons yang terdiri dari satu atau dua gen spesifik penyandi enzim transposase yang mengkatalisis transposisi 2. Composite transposons , DNA transposons yang biasanya mengandung gen penyandi resistensi antibiotik. DNA transposons ini menggunakan mekanisme tranposisi conservative. 3. Tn3-type transposons , DNA transposons yang memilki gen transposase sendiri dan biasanya menggunakan transposisi replikatif 4. Transposable transposons , Bakteriofag yang memiliki aktifitas transposisi replikatif sebagai bagian dari siklus infeksinya.
Aplikasi transposon : `
Alat dalam teknologi biologi molekular
`
Dapat membedakan antara gen yang harus ada dalam sel dalam kaitannya dengan fungsinya (cell-
identifikasi mutan alel
autonomous) dan gen yang menghasilkan pengaruh yang dapat diamati dalam sel dari pada sekedar ekspresi gen.
Transposon juga digunakan sebagai alat untuk mutagenesisi pada kebanyakan percobaan penelusuran
`
organisme.
Teknologi rekombinasi DNA Rekayasa genetika telah banyak dimanfaatkan untuk meningkatkan produktivitas pertanian. Tumbuhan dapat diregenerasi dari sel tunggal yang ditumbuhkan di dalam kultur sehingga manipulasi genetik dapat dilakukan pada sel tunggal yang kemudian dapat digunakan untuk meregenerasi organisme baru dengan sifat baru. Vektor DNA yang biasa digunakan untuk memindahkan gen ke dalam tumbuhan adalah plasmid dari bakteri Agrobacterium
tumefaciens .
Manfaat dalam bidang pertanian: 1. Mengurangi penggunaan herbisida dan insektisida 2. Rekayasa untuk memperlambat terjadinya pembusukan 3. Peningkatan produksi buah 4. Peningkatan kandungan gizi tanaman pangan Rekayasa genetika telah dilakukan dalam industri keripik kentang. Kentang yang memiliki kandungan air yang rendah, ketika digoreng akan menyerap minyak lebih sedikit dan menghasilkan keripik atau kentang goreng yang lebih renyah
menanamkan gen green fluoresence protein dari ubur-ubur Aequorea victoria pada daun.
Daun tanaman transgenik akan menyala ketika akar dan umbi mulai kekurangan air. Kentang
dibuat lebih banyak mengandung protein, khususnya, asam amino esensial
menyisipkan gen albumin dari tumbuhan
Amaranthus
hypochondriacus yang mengandung protein
Am A1
melalui Agrobacterium tumifaciens .
Am A1
merupakan protein kaya akan asam amino esenssial dalam jumlah berimbang, meliputi lisin,
triptofan, tirosin, dan asam amino yang mengandung sulfur.
