Nama Anggota Kelompok :o Naniek Dwi Okvitasari (201310410311106)o Chiko Anggi Sarah (201310410311110)o Lintang Alhaj Faulina D. (201310410311115)o Riantari Probowangi (201310410311122)o Rizka Irmania Devanti (201310410311141)

1. Fungsi nukleus: Inti sel menyimpan seluruh informasi genetik yang diperlukan untuk

reproduksi, pertumbuhan, dan metabolisme sel maupun organisme secara keseluruhan.

Inti sel mengontrol transfer dan replikasi molekul keturunan (DNA dan RNA) antara sel induk dan sel anak.

Inti sel menjamin distribusi yang sama dan menyalin secara tepat informasi genetik selama proses pembelahan sel. Semua ini merupakan fungsi utama inti sel pada sel hewan.

Inti sel mendukung dan mengontrol pertumbuhan sel dengan melakukan sintesis protein struktural dalam sel.

Inti sel merupakan tempat terjadinya transkripsi DNA dimana diproduksi mRNA yang mensintesis protein.

Inti sel mengandung berbagai jenis protein yang secara langsung mengontrol transkripsi dan secara tidak langsung ikut terlibat dalam proses transkripsi.

Proses metabolisme nutrisi dalam sel diatur oleh inti sel (nukleus) dengan mengarahkan sintesis dan fungsi enzim.

Pengaturan difusi selektif sel melalui pori-pori pada membran nukleus diatur oleh inti sel.

Inti sel bertanggung jawab terhadap sekresi ribosom.Sumber : http://www.amazine.co/26161/apa-itu-nukleus-bentuk-jenis-6-

fungsi-inti-sel/2. Biosintesis sel nukleus

Doxy-ribo Nucleic Acid” (DNA) dalam nukleus merupakan faktor mendasar dalam biosintesis protein. Sumber kode sintesis protein terdapat dalam DNA nukleus.

Ribo-Nicleic Acid” (RNA). Terdapat berbagai jenis RNA, meliputi: m-RNA, t-RNA, dan r-RNA, smuanya berperan dalam sintesis protein. “Messenger-RNA” (m-RNA) berperan sebagai pembawa kode sintesis dari DNA nukleus, “T-RNA” (t-RNA) merupakan pembawa substrat asam amino, sedangkan “ribosome-RNA” (r-RNA) merupakan tempat terjadinya translasi kode sintesis protein.

Enzim RNA-polimerasi. Enzim ini berperan dalan proses transkripsi DNA nukleus, dan menghasilkan m-RNA yang membawa kode sintesis protein.

Retikulum endoplasma granuler. Organela ini berperan sebagai tempat sintesis protein. Granula pada retikulum endoplasma disusun oleh molekul r-RNA.

Sumber : http://kirei-shizen.blogspot.com/2011/12/biosintesis.html3. Struktur Molekul DNA

DNA dan RNA tersusun oleh nukleotida-nukleotida yang saling terpaut membentuk polinukleotida yang amat panjang. DNA merupakan molekul yang besar (makromolekul) dan terdiri dari dua rantai polinukleotida yang saling berkaitan. Setiap nukleotida tersusun atas 3 komponen, antara lain: sebuah basa nitrogen, sebuah gula pentose yaitu deoksiribosa, dan satu gugus fosfat. Basa nitrogennya meliputi basa purin dan basa primidin. Basa purin meliputi guanine (G) dan adenine (A), basa primidin meliputi sitosin (C) dan timin (T). basa nitrogen purin dari heliks, yang satu berpasangan dengan basa pirimidin dari heliks yang lain membentuk struktur yang disebut double helix (heliks atau rantai ganda).

Perhatikan gambar 1.1

4.

Struktur tersebut juga disebut “rantai ganda Watson-Crick” karena ditemukan oleh James Watson dan Francis Crick. Jika basa purinnya adalah adenine maka pirimidinnya timin ( membentuk ikatan ganda A=T), jika basa purinnya guanine maka pirimidinnya sitosin (membentuk ikatan rangkap tiga G=S). oeh karena itu, untaian ganda bersifat komplementer (basa nitrogen pada rantai yang satu merupakan pasangan basa nitrogen pada rantai lainnya.

Pada virus bakteriofag T2 (fag T2) tidak terdapat basa sitosin, melainkan basa pirimidin yang menyerupai sitosin. Basa purin pada heliks satu dengan pirimidin heliks pasangannya dihubungkan oleh ikatan hydrogen. Pada heliksnya, basa nitrogen berikatan dengan gula pentosa deoksiribosa. Gula pentosa tersebut mengikat gugus fosfat. Basa nitrogen, gula deoksiribosa, dan gugus fosfat membentuk satu molekul nukleotida (Gambar 1.2). nah, gugus fosfat tersebut menghubungkan antara nukleotida satu dengan yang lain dalam satu rantai atau heliks yang sama. Apabila rantai ganda DNA dapat diibaratkan sebagai sebuah tangga maka ikatan basa purin dengan pirimidin sebagai anak tangganya, sedangkan gula deoksiribosa beserta fosfat sebagai ibu tangganya.

Menurut Chargaff (1940), jumlah adenine (A) = timin (T) dan jumlah guanine (G) = sitosin (C). data sinar X Rosalind Franklin, heliks ganda DNA membentuk satu putaran penuh setiap 3,4 nm panjang heliks ganda. Jarak antara pasangan nukleotida setiap satu putaran penuh adalah 10 nukleotida. Perhatikan gambar 1.3a.

Bagian skematis rantai ganda DNA dapat disederhanakan dengan menggambar gugus forsfat dan deoksiribosa pada sebuah garis. Huruf-huruf yang ada menggambarkan macam basa nitrogennya. Perhatikan gambar 1.3b. nukleotida

yang satu dengan nukleotida yang lain melalui ikatan fosfodiester. Ikatan atau hubungan tersebut selalu sama. Artinya, gugus fosfat mengikat residu deoksiribosa pada atom karbon nomor 5 (5’ = primer) dan atom karbon nomor 3 (3’ = 3 primer) pada residu deoksiribosa nukleotida berikutnya. Oleh karena itu, polinukleotida DNA merupakan molekul-molekul yang linear. Perhatikan gambar 1.3c.

Sumber : http://perpustakaancyber.blogspot.com/2012/11/struktur-kimia-dna.html

4. Pada berbagai sel eukariota tingkat tinggi, ada dua bentuk kromatin pada tahap interfase yaitu eukromatin dan heterokromatin. Suatu gen yang secara normal terekspresi pada bentuk eukromatin berpindah pada daerah heterokromatin menyebabkan terjadinya peredaman gen, yaitu terhentinya ekspresi gen tersebut. Perubahan bentuk kromatin ini merupakan salah satu mekanisme epigenetika. Eukromatin merupakan bentuk yang kurang padat, atau yang bentuk terbuka. Eukromatin berbentuk padat selama pembelahan sel, tetapi mengendur menjadi bentuk yang terbuka selama interfase. Eukromatin pada pewarnaan histologi kromosom ditunjukkan pada daerah dengan warna lebih terang. Heterokromatin merupakan bentuk yang lebih padat, atau bentuk tertutup. Heterokromatin sangat padat pada saat pembelahan sel, demikian pula pada saat interfase. Heterokromatin pada pewarnaan histologi kromosom ditunjukkan pada daerah dengan warna lebih padat atau gelap.

Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Kromatin

5. Tahapan Sintesis Protein

Proses sintesis atau pembentukan protein memerlukan adanya molekul RNA yang merupakan materii genetik di dalam kromosom, serta DNA sebagai pembawa sifat keturunan. Informasi genetik pada double helix DNA berupa kode-kode sandi atau kode genetik. Nah, kode-kode sandi tersebut nantinya akan dibawa atau dicetak untuk membentuk RNA.Informasi berupa urutan kode-kode sandi pada RNA akan dirangkai menjadi asam-asam amino,peptida, polipeptida, sampai terbentuk protein.

Protein-protein yang terbentuk akan menyusun sebagian besar komponen-komponen di dalam tubuh. Contoh protein sebagai komponen penyusun tubuh adalah miosin,aktin, keratin, kolagen, hemoglobin, dan insulin.

Variasi dari 20 macam asam amino yang ada, dapat membentuk protein yang berbeda-beda.oleh karena itu, setiap individu akan mempunyai bermacam-macam protein yang berbeda pula satu sama lain. Lalu, bagaimana hubungan sintesis protein dengan sifat individu?

Nah, seperti telah disebutkan sebelumnya protein akan menyusun komponen tubuh. Setiap komponen yang berbeda tentunya akan menghasilkan sifat dan fungsi yang berbeda pula. Dengan demikian, protein dikatakan dapat mengekspresikan sifat pada individu.

Sebagai contoh, individu yang mempunyai kadar hemoglobin yang rendah akan menunjukkan sifat atau ciri yang berbeda dengan individu yang berkadar hemoglobin tinggi. Apa sajakah tahapan dalam sintesis protein?

1. Tahapan Sintesis Protein

Pada tahun 1950, Paul Zamecnik melakukan percobaan untuk mengetahui tahapan dan tempat terjadinya sintesis protein. Paul menginjeksikan asam amino radio aktif ke tubuh tikus dan berhasil menjelaskan tempat terjadinya sintesis protein, yaitu di dalam ribosom. Selanjutnya, penelitian dilakukan bersama dengan mahlon dan menyimpulkan bahwa molekul RNA pemindah (RNA t) berperan dalam sintesis protein. Akhirnya, Francis Crick menemukan bahwa RNA pemindah harus mengenali urutan nukleotida untuk disusun sebagai asam amino sesuai pemesanan, yang kemudian dibawa oleh RNA pembawa pesan.

Tahapan sintesis protein mengikuti aturan dogma sentral, dimana informasi genetik dipindahkan dari DNA ke DNA melalui tahap replikasi. Dari DNA ke RNA melaui tahap transkripsi. Selanjutnya, dari RNA ke protein melalui sintesis protein. Sebelum terjadi protein, DNA pada struktur nukleosom akan lepas dari protein histon oleh bantuan kerja enzim polimerase.

Secara umum, proses sintesis protein meliputi 3 tahapan utama, antara lain :

A. Replikasi DNA

Setiap sel dapat memperbaiki diri dengan cara membelah. Sebuah sel membelah menjadi 2 sel, 2 sel membelah menjadi 4 sel, 4 sel membelah menjadi 8 sel, dan seterusnya. Sebelum sel membelah terjadi perbanyakan komponen-komponen di dalam sel termasuk DNA. Perbanyakan DNA dilakukan dengan cara replikasi. Dengan demikian, replikasi adalah proses pembuatan (sintesis) DNA baru atau penggandaan DNA di dalam nukleus. Pada saat replikasi berlangsung, DNA induk membentuk kopian DNA anak yang sama persis sehingga DNA induk berfungsi sebagai cetakan untuk pembentukan DNA baru.

RNA virus dapat membentuk DNA.

Menurut Baltimore, Mizushima, dan Temin (1970), beberapa virus dapat mensintesis DNA dari RNA hasil cetakan berantai tunggal. Enzim yang berperan disebut DNA polimerase tergantung RNA atau transkriptase sebaliknya. (Suryo, Genetika, hlm. 101)

Replikasi merupakan tahapan rumit yang mengawali sintesis protein. Oleh karena itu, kalian perlu menyimak dengan seksama.

Gambar 1. Tahapan replikasi DNA

Proses replikasi dimulai pada bebrapa daerah spesifik dari rantai DNA, disebut pangkal replikasi. Bebrapa tahapan dan enzim yang berperan dalam sintesis , protein, antara lain :

a) DNA helikase, berfungsi untuk mebuka rantai ganda DNA induk.b) Enzim primase, membentuk primer yang merupakan segmen pendek dari RNA

sebagai pemula untuk terjadinya sintesis protein.c) Dari ujung 3’ RNA primer, DNA polimerase menambahkan pasangan basa

nitrogen (dari nukleotida-nukleotida) pada rantai tunggal DNA induk dan terbentuk rantai DNA yang bersambungan secara kontinyu (tanpa terpisah-terpisah) yang disebut leading srtand.

d) Pada rantai tunggal DNA induk yang lain, DNA polimerase membentuk lagging strand (merupakan keseluruhan rantai kopian DNA yang pertumbuhannya tidak kontinyu) dengan memperpanjang RNA primer- RNA primer di beberapa tempat sehingga membentuk segmen-segmen DNA baru yang saling terpisah. Segmen-segmen itulah yang disebut fragmen Okazaki.

e) DNA polimerase yang lainnya, menggantikan RNA primer dengan DNA dan enzim ligase menghubungkan segmen-segmen okazaki, sehingga terbentuk salinan DNA baru. Nah, DNA baru yang telah terbentuk (identik dengan DNA induk) akan melanjutkan tahapan untuk mensintesis protein yaitu tahapan transkripsi dan translasi.

B. Transkripsi

Pada tahapan ini, DNA akan membentuk RNA dengan cara menerjemahkan kode-kode genteik dari DNA. Proses pembentukan RNA ini tersebut transkripsi yang menghasilkan 3 macam RNA seperti yang telah kalian ketahui sebelumnya, yaitu mRNA, tRNA, dan rRNA. Transkripsi terjadi di dalam sitoplasma dan diawali dengan membukanya rantai ganda DNA melalui kerja enzim RNA polimerase. Sebuah rantai tunggal berfungsi sebagai rantai cetakan atau rantai sense, rantai yang lain dari pasangan DNA ini, disebut rantai anti sense. Tidak sperti halnya pada replikasi yang terjadi pada semua DNA, transkripsi ini hanya terjadi pada segmen DNA yang mengandung kelompok gen tertentu saja. Oleh karena itu, nukleotida pada rantai sense yang akan di transkipsi menjadi molekul RNA dikenal sebagai unit transkripsi.

Transkripsi meliputi 3 tahapan, yaitu tahapan inisiasi, elongasi, dan terminasi.

1) Inisiasi (Permulaan)Jika pada proses replikasi dikenal daerah pangkal replikasi,

pada transkripsi ini dikenal promoter, yaitu daerah DNA sebagai tempat melekatnya RNA polimerase untuk memulai transkripsi. RNA polimerase melekat atau berikatan dengan promoter, setelah promoter berikatan dengan kumpulan protein yang disebut faktor transkripsi. Nah, kumpulan antara promoter, RNA polimerase, dan faktor transkripsi ini disebut kompleks inisisasi transkripsi. Selanjutnya, RNA polimerase membuka rantai ganda DNA.

2) Elongasi (Pemanjangan)Setelah membuka pilinan rantai ganda DNA, RNA polimerase

ini kemudan menyusun untaian nukleotida-nukleotida RNA dengan arah 5’ ke 3’. Pada tahap elongasi ini, RNA mengalami pertumbuhan memanjang seiring dengan pembentukan pasanga basa nitrogen DNA. Pembentukan RNA analog dengan pembentukan pasanga basa nitrogen pada replikasi. Pada RNA tidak terdapat basa pirimidin timin (T), melainkan urasil (U). Oleh karena itu, RNA akan membentuk

pasanga basa urasil dengan adenin pada rantai DNA. 3 macam basa yang lain, yaitu adenin,guanin,dan sitosin dari DNA akan berpasangan dengan basa komplemennya masing-masing sesuai dengan pengaturan pemasangan basa. Adenin berpasangan dengan urasil dan guanin dengan sitosin ( gambar 2).

Gambar 2. Tahap elongasi transkripsi.

3) Terminasi (Pengakhiran)Penyusunan untaian nukleotida RNA yang telah dimulai dari

daerah kromoter berakhir di daerah terminater. Setelah transkripsi selesai, rantai DNA menyatu kembali seperti semula dan RNA polimerase segera terlepas dari DNA. Akhirnya, RNA terlepas dan terbentuklah RNA m yang baru.

Pada sel prokariotik RNA hasil transkripsi dari DNA, langsung berperan sebagai RNA m. Sementara itu, RNA hasil transkripsi gen pengkode proteinpada sel eukariotik, akan menjadi RNA m yang fungsional (aktif) setelah melalui proses tertentu terlebih dahulu. Dengan demikian,pada rantai tunggal RNA m terdapat beberapa urutan-urutan basa nitrogen yang merupakan komplemen (pasangan) dari pesan genetik (urutan basa nitrogen) DNA. Setiap 3 macam urutan basa nitrogen pada neuklotida RNA m hasil transkripsi ini disebut sebagai triplet atau kodon.

C. Translasi Setelah replikasi DNA dan transkripsi mRNA di dalam nukleus, mRNA

dari nukleus dipindahkan ke sitoplasma sel. Langkah selanjutnya proses translasi RNA m untuk membentuk protein. Translasi merupakan proses penerjemahan beberapa triplet atau kodon dari RNA m menjadi asam amino asam amino yang akhirnya membentuk protein. Urutan basa nitrogen yang berbeda pada setiap triplet, akan diterjemahkan menjadi asam amino yang berbeda. Misalnya, asam amino fenilalanin diterjemahkan dari triplet UUU (terdiri dari 3 basa urase), asam aminotriptofan (UGG), asam amino glisin (GGC), dan asam amino serin (UCA)

Sebanyak 20 macam asam amino yang diperlukan untuk pembentukan protein merupakan hasil terjemahan tripet dari mRNA. Selanjutnya, dari beberapa asam amino (puluhan, ratusan,atau ribuan) tersebut dihasilkan rantai politeptida spesifik dan akan membentuk protein spesifik pula.

Gambar 3. Tahapan transkripsi RNA

Lalu, bagaimana mekanisme translasi tersebut? Langkah–langkah pada proses translasi adalah sebagai berikut :

1) Inisiasi translasiRibosom sub unit kecil mengikatkan diri pada mRNA yang telah membawa

sandi bagi asam amino yang akan dibuat, serta mengikat pada bagian inisiator tRNA. Selanjutnya, molekul besar ribosom juga ikut terikat bersama ketiga molekul tersebut membentuk kompleks inisiasi. Molekul-molekul tRNA mengikat dan memindahkan asam amino dari sitoplasma menuju ribosom dengan menggunakan energi GTP dan enzim. Bagian ujung tRNA yang satu membawa anti kodon, berupa tripet basa nitrogen. Sementara, ujung yang lain membawa 1 jenis asam amino dari sitoplasma. Kemudian, asam amino tertentu tersebut diaktifkan oleh tRNA tertentu pula dengan menghubungkan anti kodan dan kodon (pengkode asam amino) pada mRNA.

Gambar 4. Tahapan Inisiasi translasi

Kodon pemula pada proses translasi AUG, yang akan mengkode pembentukan asam amino metionin. Oleh karena itu, antikodan tRNA yang akan berpasangan dengan kodon pemula adalah UAC. tRNA tersebut membawa asam amino metionin pada sisi pembawa asam aminonya.

2) ElongasiTahap pengaktifan asam amino terjadi kodon demi kodon sehingga dihasilkan

asam amino satu demi satu. Asam-asam amino yang telah diaktifkan oleh kerja tRNA sebelumnya, dihuubungkan melalui ikatan peptida membentuk polipeptida pada ujung tRNA pembawa asam amino.misalnya, tRNA membawa asam amino fenilalamin, maka anti kodan berupa AAA kemudian berhubungan dengan kodon mRNA UUU. Fenilalamin tersebut dihubungkan dengan metionin membentuk peptida. Nah, melalui proses elongasi, rantai polipeptida yang sedang tumbuh tersebut semakin panjang akibat penambahan asam amino.

Gambar 5. Tahapan elongasi translasi

a) tRNA membawa antikodon AAA dan asam amino (fenilalamin)b) antikodon AAA berpasangan dengan kodon mRNA c) pembentukan ikatan peptidad) pemanjangan rantai polipeptida dan ribosom setiap menerima tRNA selanjutnya.

3) Terminasi Proses translasi berhenti setelah antikodon yang dibawa tRNA bertemu dengan

kodon UAA, UAG, atau UGA. Dengan demikian, rantai polipeptida yang telah terbentuk akan dilepaskan dari ribosom dan diolah membentuk protein fungsional.

Gambar 6. Terminasi translasi

Sumber : http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/03/proses-dan-tahapan-sintesis-protein-pengertian-transkripsi-dna-dan-translasi-rna-pembentukan-polipeptida.html