BAHAN GENETIK SITOPLASMA - from ordinary people · PDF fileLeluhur mitokondria sama dengan...
Transcript of BAHAN GENETIK SITOPLASMA - from ordinary people · PDF fileLeluhur mitokondria sama dengan...
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
BAHAN GENETIK SITOPLASMA
Bahan genetikKromosom
Bahan genetikekstrakromosom
Prokaryot:Plasmid
Bahan genetiksitoplasma
Eukaryot:MitokondriaKloroplast
Ekstrakromosom
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Asal-usul Eukaryot
•Endosimbiosis antara prokaryot anaerobi (mitokondria/ kloroplast) danprokaryot aerobi
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Makanan dan pemanenanenergi
Katabolisme: 3 tahap dari makanan ke
limbah1.Pemecahan molekul besar
menjadi subunit yang lebihkecil saluran pencernaan
2. Pemecahan subunit kecilmenjadi asetil Co-A (+ATP, NADH) glikolisis di dalamsel (sitoplasma)
3.Oksidasi asetil Co-A menjadiH2O dan CO2 (+ATP) siklus asam sitrat dantransport elektron di dalammitokondria
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Mitokondria
Kesamaan dengan prokaryot
1. Bentuk dan ukuran2. DNA: sirkuler (walaupun tidak semuanya)3. Sintesis protein:
-Ribosom 70s-Inhibitor (antibiotik)
4. Reproduksi: pembelahan biner5. Respirasi
Pelomyxa palustris: di dalam sitoplasma terdapat bakteriaerobi untuk melakukan metabolisme oksidatif
Leluhur mitokondria sama dengan bakteri
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Biosintesis protein mitokondria dan kloroplast
RNA
α-amanitin
Protein prekursor
Cycloheximide
DNA RNA
DNA RNA
Protein
Etidium/Acridine Kloramfenikol, Eritromisin,Tetrasiklin
Situs aksi inhibitor
Inti sel
Kloroplast/Mitokondria
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Kompleks polipeptida yang penting
1. NADH-CoQ reductaseCoQ = Coenzim Q = ubiquinon
Membran dalam
2. Succinate-CoQ reductase3. Cytochrome c reductase4. Cytochrome oxidase5. Fo ATP synthetase (5 (khamir) s/d 9 subunit (sapi))
MatriksF1 ATP synthetase-5 polipeptida (α3, β3, γ, δ, ε)-Situs penempelan nukleotida (pada β, atau antara α dan β)-Situs penempelan MgATP, Mg2+, Pi1, 3, 4, 5 terlibat dalam translokasi proton
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Gen yang ada di mitokondria
Penyandi Tanaman Khamir
RNA stabil rRNA 26s, 18s, 5s (semua) 21s, 15s (semua) tRNA 30 (semua) 30 (semua)
Protein
NADH dehidrogenase subunit 1 (nadh1) subunit 2 s/d 7 (?) ?
ATP sintetase (10 subunit)
subunit a (atpA) subunit 6 (atp6) subunit 9 (atp9)
subunit 6 (atp6) subunit 8 (atp8) subunit 9 (atp9)
Cytochrome c oxidase (9 subunit)
subunit I (coxI) subunit II (coxII) subunit III (coxIII)
subunit I (coxI) subunit II (coxII) subunit III (coxIII)
Ubiquinol cytochrome c reductase (Cytochrome b/c1) (9 subunit)
cytochrome b (cob) Apocytochrome b
Protein ribosomal 1 protein subunit kecil 33 protein subunit kecil 38 protein subunit besar
Kloroplast jagung: 16 rRNA, tRNA, LSU rubisco -
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Protein di mitokondria yang disandi gen yang ada di intiLokasi di mitokondria Polipeptida
F1 ATPase: sub unit α (kecuali tanaman), β, γ
Carbamyl phosphate synthetaseMn2+-superoxyde dismutase
Matriks RNA polymeraseProtein ribosomCitrat synthetase & enzim-enzim siklus asam sitratOrnithine transcarbamylaseCytochrome c1Sub unit V cytochrome b/c1
Membran dalam Transporter ADP-ATPCytochrome c oxydase: su IV, V, VI, VIIProteolipid kompleks Fo-ATPaseCytochrome c
Ruang antar membran Cytochrome c peroxydaseCytochrome b2
Membran luar Porin
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Pewarisan sifat yang disandi oleh gen mitokondria
- Tidak mengikuti hukum Mendel (non mendelian inheritance)
- Melalui sitoplasma- Uniparental (umumnya)- Melalui induk betina (maternal
inheritance) misalnya: tanaman CMS- Khusus khamir (yeast): biparental,misalnya: perkawinan khamir normal x “petite”
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Siklus hidup khamir (Saccharomyces cerevisiae)
n n
n
n
n
n
Askus
Meiosis n Spora α
Mitosis Mitosis
Sporulasi(kekurangan N)
Spora2n
2nSel vegetatifdiploidn
Sel vegetatif a
nSel vegetatif α
nSpora a
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Pewarisan bahan sitoplasma pada khamir
Mt normal
Mt petite
Meiosis
Zigot diploid
A (haploid) B (haploid)
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Mitosis
MitosisMitosis
Normal Normal Normal Petite
Mitokondria didistribusikansecara acak kepada selanak
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Mutan petite• B. Ephrussi (1940)• Pertumbuhan lambat, koloni kecil (petite)• Tidak mampu melakukan fosforilasi oksidatif• Energi diperoleh dari fermentasi glukosa menjadi etanol• Mutasi terjadi pada DNA inti (pet) menghasilkan petite
nuklir (inti) atau pada DNA mitokondria (rho- atau ρ-)• Pewarisan pet mengikuti hukum mendel, pewarisan ρ-
tidak mengikuti hukum mendel
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Pewarisan sifat petite
pet + ρ- ρ- ρ+ρ+
pet+ ρ+
ρ-ρ+
ρ-
pet pet + + ρ+ ρ+ ρ+ ρ+ ρ- ρ- ρ- ρ-
Petite nuklir Petite netral Petite supresifSegregasi Mendelian2 mutan : 2 liar
Segregasi non-mendelian4 liar : 0 mutan
Segregasi non-mendelian0 liar : 4 mutan
Hipotesis:1. Petite netral kehilangan sebagian besar mtDNA, sedangkan petite
supresif mengalami perubahan (atau kehilangan) sedikit mtDNA.2. Replikasi mtDNA petite supresif lebih cepat daripada tipe liar sehingga
pembelahan mitokondria petite supresif juga lebih cepat.
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Mitokondria manusia
Utas L :8tRNAUtas H :
•rRNA (12s, 16s)•14 tRNA•11mRNA (SU I, II, III Cyt c oxidase ;SU 6 F1-ATPase;7SU NADH-CoQ reduktase dan Cyt b)
•2 situs inisiasi transkripsi•Transkrip I: sbl tRNA Phe - stl rRNA 16s•Transkrip II: rRNA 12s - seluruh mtDNA•Transkrip I 10x> transkrip II rRNA sangat banyak
Suharsono. 2005. BTK505. IPB
Peptida signal
Transportasi protein ke ruang antar membran Pemotongan protein di ruang antar membran
Heliks α
Linier