Resume Genetika 1.docx

DNA, THE GENETIC MATERIAL Garis-garis bukti tidak langsung telah lama disadari dalam kehidupan: t DNA berisi informasi genetik dari struktur hidup organisme. Paling penting, hasil yang diperoleh dengan menggunakan beberapa prosedur eksperimental yang berbeda menunjukkan bahwa cise corremost DNA terletak di kromosom, n gen sedangkan RNA dan protein juga melimpah di dalam dan indeytoplasma. Selain itu, ada korelasi yang tepat antara dua jumlah DNA per sel dan jumlah sebenarnya dari kromosom per sel. Yaitu, yang paling somatik pada (sel-sel Chap organisme diploid, misalnya, mengandung strono persis yang dipimpin dua kali jumlah DNA sebagai sel kuman haploid atau l pada gamet chro dari spesies yang sama. Akhirnya, komposisi kimia molekul DNA dalam semua sel yang berbeda dari obing suatu organisme adalah sama (dengan pengecualian langka), sedangkan komposisi RNA dan protein bervariasi jelas baik secara kualitatif dan kuantitatif dari satu jenis sel harus ke yang lain. Meskipun korelasi ini sangat menyarankan Mereka berpendapat bahwa DNA adalah bahan genetik, mereka tidak pernah membuktikannya. Untungnya, bukti langsung telah menetapkan bahwa informasi genetik dikodekan dalam DNA enetic ornation m ornation o orgy, seperti yang dinyatakan oleh Tiansformation in Pneumococcus ls. Bukti langsung pertama menunjukkan bahwa genetic Transformation in pneumococcus Meskipun DNA adalah bahan genetik, mereka sama sekali tidak membuktikannya. Untungnya, bukti langsung telah membuktikan bahwa informasi genetik dikodekan dalam DNA. Bangsa tidak menemukan Tiunsformation dalam Pncumococcus gh, seperti halnya Bukti langsung pertama yang menunjukkan bahwa materi muta genetik adalah DNA daripada protein atau RNA adalah sel yang bertanggung jawab atas fenomena transformasi ke rekombinasi (pertukaran atau transfer informasi genetik Dipercaya oleh OT Avery, CM Macleod, dan M. McCarty pada tahun 1944. Mereka mendemonstrasikan bahwa komponen um, tion dalam bakteri Diplococcus pneumoniae (pneu- adalah, mococcus) adalah DNA. Transformasi adalah mode pembentukan renti antara organisme atau dari satu organisme, yang lain) terjadi pada beberapa, tetapi tidak semua, spesies bakteri. Itu tidak melibatkan kontak langsung antara mereka. Singkatnya, sel-sel bakteri atau mediasi oleh vektor apa pun seperti virus pters (lihat Bab 8, hal 206-208). Fenomena transformasi ditemukan oleh Frederick Grifith 1928. Perlu ditekankan bahwa meskipun percobaan Griffith menunjukkan - teins onstrated terjadinya transformasi pada pneupespesies mococcus dan dengan demikian mengatur panggung untuk pekerjaan asam Avery MacLeod, dan McCarty, mereka tidak memberikan bukti bahwa DNA terlibat dalam cara yang sama seperti Pneumococci, seperti semua organisme hidup lainnya, ex- Dur itu variabilitas genetik yang dapat dikenali oleh adanya fenotip yang berbeda (Tabel 5.1). Dua karakteristik fenoripik yang penting dalam demonstrasi Griffith tentang transformasi adalah (1) ada atau tidaknya kapsul polisakarida (polimer gula kompleks) di sekitarnya dan (2) jenis kapsul, yaitu, komposisi molekul spesifik dari polisakarida hadir dalam kapsul. Ketika ditanam pada media yang sesuai (seperti agar darah) dalam beberapa kali bermutasi kembali ke sel-sel Tipe S yang dienkapsulasi, kapsul-kapsul tersebut adalah dari cawan T petri, pncumococci dengan kapsul membentuk koloni halus yang besar dan dengan demikian disebut Tipe S. Pneumokokus yang tidak dienkapsulasi seperti itu cukup patogen terhadap virulen sebagian besar mamalia (misalnya menyebabkan pneumonia pada manusia) tion oc Ini sel ganas (penyebab penyakit) tipe S pneumococci akan bermutasi menjadi nonvirulent (atau nonpathogenic) bentuk yang forma tidak memiliki kapsul polisakrarida (pada frekuensi sekitar satu jenis sel dalam 10) seperti nonkapsulasi, nonvirulent agak pneun membentuk okkok kecil, kolon permukaan kasar (r ketika tumbuh pada media agar darah dan dengan demikian Tipe l ditunjuk Tipe R (Tabel 5.1). (Kapsul polisakarida diperlukan untuk virulensi karena melindungi sel bakteri nomer terhadap fagositosis oleh leukosit) matio

Ketika capsul: hadir, mungkin dari beberapa jenis yang berbeda. Tipe antigenik lainnya (Tipe lI, III, dll), tergantung pada komposisi molekul spesifik Ty langsung dari polisakarida TypeI dan, dari Jadi, pada akhirnya pada genotip sel ere o Su jelas heredi. Jenis kapsul yang berbeda dapat diidentifikasi secara imunologis. Jika sel Tipe II disuntikkan ke dalam aliran darah kelinci, sistem kekebalan kelinci trar akan menghasilkan antibodi (seperangkat besar protein ch tertentu yang fungsinya untuk melindungi organisme dari bahan-bahan asing seperti makromolekul, sel e). virus, dan bakteri; lihat Bab 16) yang bereaksi spesifik. ically dengan sel Tipe II. Antibodi Tipe II seperti itu akan menggumpalkan pneumokokus Tipe ll tetapi bukan pneumokokus Tipe III, dan sebaliknya. Bukti Adalah penemuan tak terduga DN Griffith adalah bahwa jika dia memasukkan pneumococci lIIS Tipe-yected yang terbunuh panas (virulen 1944 w saat hidup) ditambah pneumococci Tipe IIR hidup (dipinjamkan tanpa hasil) ke tikus, banyak tikus menyerah pada pneu. s monia, dan sel hidup Tipe IIIS pulih dari ls pr bangkai (Gbr. 5.1) Ketika tikus disuntikkan dengan mocod pneumococci Tipe IIIS yang terbunuh dengan panas saja (Gambar 51, atas), sehingga tidak ada tikus yang mati. Oleh karena itu tidak dipastikan karena beberapa sel Tipe IIlS yang selamat dari pengobatan panas, penting untuk dicatat bahwa pneumokokus yang beraneka ragam yang hidup dengan ekstraksi hidup pulih dari bangkai. adalah polisakarida Tipe III, karena diketahui bahwa pe S. sel-sel R yang tidak terenkapsulasi dapat bermutasi kembali menjadi selsel Tipe S yang dienkapsulasi menjadi ogenik menjadi virulen. Ketika mutasi tersebut terjadi dalam sel Tipe IIR, bagaimanapun, sel umococci yang dihasilkan akan menjadi Tipe IIS, bukan Tipe IIIS Jadi, "trans form that formation" dari sel-sel IR Type nonvirulent ke virulen dari sekitar Tipe lIS sel tidak dapat dijelaskan dengan mutasi, melainkan beberapa komponen koloni sel IS tipe mati ("prinsip transformasi harus mempertahankan hidup dengan demikian sel Type IIR untuk Tipe IIS ccharide mengaitkan nomenon-dijelaskan oleh Griffith, sekarang disebut transfor kocytes) mation, adalah tidak dimediasi dengan cara apa pun oleh inang yang hidup. al berbeda Fenomena sae terjadi di tabung reaksi ketika g pada ive sel Type IIR ditanam di hadapan sel deac harides Tipe IIIS sel atau ekstrak sel Type IIIS. secara terang-terangan menunjukkan bahwa fenotip baru, Tipe II, diwariskan secara turun-temurun, yaitu, disebabkan oleh pewarisan permanen terhadap perubahan genotipe sel, demonstrasi transformasi mengatur panggung untuk menentukan besar bahan kimia bas adalah faktor keturunan dalam pneumokokus. Yang tersisa adalah menentukan komponen ecules apa, ekstrak sel yang bertanggung jawab untuk transformasi proof that the "transforming principle is DNA Bukti bahwa "Prinsip Transformasi" III Adalah DNA dalam "Prinsip transformasi" terbukti menjadi DNA pada tahun 1944 ketika Avery, Macleod, dan McCarty menerbitkan hasil percobaan serangkaian eksperimen yang melelahkan dan melelahkan. Mereka menunjukkan bahwa jika DNA yang dimurnikan besar-besaran dari Tipe m IlS pneumococci hadir dengan Tipe IIR di antara mococci, beberapa pneumococci adalah trans), dibentuk menjadi Tipe IIS (Gambar 5.2). Tetapi bagaimana mungkin orang yakin bahwa DNA itu benar-benar murni? Membuktikan kemurnian lengkap dari setiap zat makromolekul sangat sulit :. Mungkin persiapan DNA terdiri dari beberapa molekul protein dan kontaminan ini bertanggung jawab atas transformasi yang diamati. Eksperimen yang paling definitif dalam "bukti" Avery, MacLeod, dan McCarty bahwa DNA adalah prinsip transformasi melibatkan penggunaan en C zymes (protein yang mengkatalisasi reaksi metabolisme spesifik) yang menurunkan DNA, RNA, atau protein. Dalam percobaan terpisah, DNA yang sangat murni dari sel Tipe IIIS diperlakukan dengan () deoksiribonuklease ("DNase yang mendegradasi DNA), (2) ribonuklease (" RNase, "yang mendegradasi RNA), atau (3) protease (yang mendegradasi protein ge) dan kemudian diuji

kemampuannya untuk mentransformasikan sel-sel Type IIR menjadi Type IS. Hanya DNase yang memiliki efek ex pada aktivitas transformasi preparaion DNA; ia benar-benar menghilangkan semua aktivitas transformasi (Gbr. 5.2). Tl pre Meskipun mekanisme molekuler dimana transformasi def terjadi tetap harus dikerjakan Car dalam penyelidikan selanjutnya, hasil yang diperoleh oleh Avery dan rekan kerja dengan jelas menetapkan bahwa informasi genetik di pneumococcus hadir dalam DNA. Kita sekarang tahu bahwa segmen DNA dalam kromosom pneumococcus yang membawa informasi umum yang menentukan sintesis Tipe III the "Hershey-chase Experiment "Eksperimen Hershey-Chase" se "se" Bukti langsung tambahan yang menunjukkan bahwa DNA adalah bahan genetik ade diterbitkan pada tahun 1952 oleh A. D. Herm sey (pemenang Hadiah Nobel 1969) dan M. Chase. Eksperimen ini menunjukkan bahwa informasi genetik suatu; virus bakteri tertentu (bacteriophage T2) hadir dalam DNA. Hasil mereka, walaupun mungkin kurang ich definitif daripada hasil Avery, Macleod, dan Mc-out Carty, memiliki dampak besar pada penerimaan oleh ilmuwan DNA sebagai genetika. bahan. Dampak besar ini tidak diragukan lagi adalah hasil dari kesederhanaan yang anggun dalam apa yang disebut "eksperimen Hershey-Chase. Virus adalah organisme terkecil yang hidup; mereka paling tidak setidaknya dalam arti bahwa reproduksi mereka dihambat oleh informasi genetik yang disimpan dalam nukleat asam melalui proses yang sama seperti pada organisme seluler. Namun, virus adalah parasit obligat obligat yang hanya dapat bereproduksi dalam sel inang yang sesuai. Reproduksi pho mereka benar-benar tergantung pada mesin icall metabolik (ribosom, sistem pembangkit energi, saya, dll.) Dari inang. Virus telah sangat berguna dalam mempelajari banyak proses genetika karena struktur dan komposisi kimianya yang sederhana (banyak yang hanya mengandung protein dan asam nukleat) dan reproduksi mereka yang sangat cepat (15-20 menit untuk beberapa virus dengan bakteri di bawah kondisi optimal) dan Bacteriophage T2, yang menginfeksi co-the lon bacillus Escherichia coli, tersusun dari sekitar 50 mc DNA peicent dan sekitar 50 persen protein (Gbr. 5.3). menjadi E: periments sebelum 1952 telah menunjukkan bahwa semua reproduksi bakteri B2 terjadi dalam sel E. coli wa. Oleh karena itu, ketika Hershey dan Chase menunjukkan bahwa semua DNA partikel virus memasuki sel, sedangkan sebagian besar protein virus tetap teradsorpsi ke bagian luar sel, ini sangat menyiratkan bahwa informasi genetik int diperlukan untuk reproduksi virus. hadir dalam DNA. Dasar untuk su Hersne-Chase Percobaan adalah bahwa DNA mengandung fosfor tetapi tidak ada yang ulfur, protein wbereas mengandung belerang tetapi tidak ada fosfor. Dengan demikian, Hershey dan Chase dapat menentukan. abolic ically label baik (1) DNA fag oleh pertumbuhan dalam batang, media yang mengandung isotop radioaktif phos n phorus, 32P, di tempat isotop normal ,, atau (2) rsim dia phage mantel protein dengan menggerogoti media mempertahankan sulfur radioaktif, 5SS, sebagai ganti r isotop normal, s (Gbr. 5.3) Ketika partikel fag T2 yang diberi label cteria dengan 3S dicampur dengan sel E. coli selama beberapa menit dan kemudian mengalami gaya geser dengan menempatkan bersama sel-sel yang terinfeksi dalam blender Waring, ditemukan bahwa sebagian besar radioaktivitas (dan dengan demikian protein) dapat 5,3) dihilangkan dari sel-sel tanpa mempengaruhi produksi fag kuman bakteri. Ketika fasa T2 di mana DNA E coli diberi label dengan 32p digunakan, namun, pada dasarnya dt ll radioativitas ditemukan di dalam sel, yaitu, itu ereas tidak dikenakan penghapusan dengan geser dalam blender ed ke The sheared-off mantel fag dipisahkan dari sel-sel yang terinfeksi oleh sentrifugasi berkecepatan rendah yang memecah sel-sel (endapan) sambil meninggalkan partikel fag Chase ditangguhkan. Hasil ini menunjukkan bahwa DNA virus memasuki sel inang, sedangkan mantel protein tidak tetap berada di luar sel. Karena virus progeni diproduksi di dalam sel, hasil Hershey dan

Chase menunjukkan bahwa informasi genetik yang mengarahkan sintesis molekul DNA dan mantel protein dari progeni virus harus ada dalam DNA induk. Selain itu, partikel progeni terbukti mengandung beberapa, tetapi tidak ada fag induk. RN it b Namun, percobaan Hershey-Chase tidak memberikan bukti yang jelas bahwa materi genetik dari fag T2 adalah DNA. Sejumlah besar S (dan karenanya protein) ditemukan disuntikkan ke dalam sel inang seperti dengan DNA. Dengan demikian, kita selalu bisa berpendapat bahwa fraksi kecil protein fag ini mengandung informasi genetik. Baru-baru ini, bagaimanapun, telah dimungkinkan untuk mengembangkan kondisi di mana proto Fra plast (sel-sel dengan dinding dihilangkan) dari E. RNA as genetic material in small viruses RNA sebagai Bahan Genetik dalam Virus Kecil menjadi jelas bahwa banyak dari mereka mengandung RNA, protein, tetapi tidak ada DNA. Dalam semua kasus yang diteliti sampai saat ini, itu adalah sama seperti semua organisme lain, meskipun pada virus-virus ini jelas bahwa "virus RNA" ini menyimpan genetik mereka dalam pembentukan ndalam asam nukleat daripada dalam protein hanya asam nukleat adalah RNA. Salah satu percobaan pertama yang ia tetapkan RNA sebagai bahan genetik dalam virus RNA adalah apa yang disebut percobaan rekonstitusi H to-Fraenkel-Conrat dan B. Singer, diterbitkan pada tahun 1957. menjadi Fraenkel-Conrat dan Singer yang sederhana, tetapi definitive Percobaan dilakukan dengan tembakau mosaik virus (TMV), virus kecil yang terdiri dari molekul RNA tunggal yang dikemas dalam mantel protein. Strain TMV yang berbeda dapat diketahui berdasarkan perbedaan komposisi kimia Th dari mantel protein mereka. Dengan menggunakan perawatan kimia yang tepat, seseorang dapat memisahkan mantel protein TMV dari RNA int Selain itu, proses ini dapat dibalik; dengan mencampurkan protein D dan RNA di bawah kondisi yang tepat "rekonstitusi" akan terjadi, menghasilkan partikel TMV infektif yang lengkap. Fraenkel-Conrat dan Singer mengambil kami dua jenis TMV yang berbeda, memisahkan RNA dari yang merupakan mantel protein, dan menyusun kembali "campuran" virus dengan memanggil pencampuran protein dari satu jenis dengan RNA dari jenis (1) kedua, dan sebaliknya . Ketika campuran vi campuran ini digunakan untuk menginfeksi daun tembakau, virus progeni yang dihasilkan selalu ditemukan fenotip 2-d secara identik dan secara genotip identik dengan strain induk tempat RNA diperoleh (Gbr. 5.4). Dengan demikian, informasi genetik TMV disimpan dalam RNA, bukan dalam protein DNA STRUCTURE Informasi genetik semua organisme hidup, kecuali virus RNA, disimpan dalam DNA. Jadi, apa struktur DNA yang baru, dan dalam bentuk apa informasi genetik NA disimpan? Fitur apa dari struktur DNA yang memungkinkan transmisi informasi genetik, dari generasi ke generasi? Karena diisolasi dari inti sel oleh F. Miescher pada tahun 1869, om adalah makromolekul yang terdiri dari subunit berulang yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari (1) gugus fosfat, (2) gula lima karbon (atau vi pentosa), dan (3) pound comic yang mengandung nitrogen siklik yang disebut basa (Gambar 5.5). Dalam DNA, gula adalah ypi 2-deoksiribosa (dengan nama asam deoksiribonukleat) di dalam RNA, gula adalah ribosa (dengan demikian asam ribonukleat). .4). Ada empat basa berbeda yang biasa ditemukan dalam NA, DNA: adenin, guanin, timin, dan sitosin. RNA Asam nukleat, pertama disebut "nuklein" karena mereka juga biasanya mengandung adenin, guanin, dan sitosin