GENETIKA MIKROBA

NURHASANAH, S.SI., MH.KES., APT

• Material genetik bakteri terdiri atas kromosom dan plasmid.

• Keduanya terdiri atas DNA• Dua fungsi utama materi genetik adalah

replikasi dan ekspresi.

KROMOSOM• Kromosom menurut bahasa Yunani:

chroma, warna; dan soma, badan

• Kromosom secara istilah merupakan struktur di dalam sel berupa deret panjang molekul yang terdiri dari satu molekul DNA[1] dan berbagai protein terkait yang merupakan informasi genetik suatu organisme

• Kromosom terdapat dalam molekul DNA tunggal (haploid).

• Berbentuk sirkuler,panjangnya ± 1mm, beratnya 2-3% dari berat kering satu sel, disusun sekitar 4 juta kpb

• DNA, makromolekul yang sangat banyak ini dikemas agar tidak berubah dalam bentuksuperkoil (± 70-130 superkoil domain)

• Kromosom bervariasi antara organisme yang berbeda.

• Biasanya sel-sel eukariotik (sel dengan inti) memiliki kromosom linier besar

• sel prokariotik (sel-sel tanpa inti didefinisikan) memiliki kromosom melingkar kecil.

• sel dapat mengandung lebih dari satu jenis kromosom.

• Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu1. sentromer / kinekthor yang merupakan pusat

kromosom berbentuk bulat dan2. lengan kromosom yang mengandung

kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang).

PLASMID• Plasmid adalah material genetik

ektrakromosomal.• Ukuran plasmid lebih kecil daripada

kromosom.• Plasmid berbentuk sirkuler, tetapi terdapat

plasmid berbentuk linier.

• Tersebar luas dalam populasi bakteri.• Terdiri dari beberapa – 100 kpb, beratnya ± 1-3

%dari kromosom –bakteri. • Berada bebas dalam sitoplasma bakteri. • Kadang-kadang dapat bersatu dengan

kromosom bakteri. • Dapat berpindah dan dipindahkan dari satu

spesies ke spesies lain.• Jumlahnya dapat mencapai 30 atau dapat

bertambah karena mutasi.

• Plasmid dibedakan menjadi 2, yaitu plasmid konjugatif dan non-konjugatif.a. Plasmid konjugatif : plasmid yang mampu didonorkan ke resepien.

• B. Plasmid non konjugatif : plasmid yang tidak dapat didonorkan ke resepien

Sifat-sifat plasmid• Plasmid adalah molekul DNA yang bulat atau

sirkuler, sifat-sifat plamid adalah:• a. Kira-kira mempunyai berat 1-3% dari

kromosom bakteri• b. Berada bebas dan bergerak dalam

sitoplasma bakteri • c. Adalanya dapat bersatu ke dalam

kromosom bakteri

• d. Dapat melakukan replikasi sendiri secara otonom

• e. Dapat berpindah atau dipindahkan dari satu species ke species lain

• 2. Jenis-jenis plasmid• Ada beberapa jenis-jenis plasmid yaitu:• (1) Faktor R• Faktor R adalah satu golongan plasmid yang

membawa gen-gen untuk resistensi terhadap satu atau lebih antibiotika dan logam berat. Gen dalam plasmid yang menyebabkan resistensi obat seringkali memproduksi enzim-enzim yang dapat merusak daya kerja obat.

• Contoh: plasmid yang menentukan resistensi untuk penecilin dan sefalosporin memproduksi enzim beta laktamase.

• (2)Toksin• Ada beberapa toksin dari kuman yang

merupakan produk dari plasmid misalnya Enterotoksigenik Escherichia coli memproduksi toksin yang menyebabkan diare pada anak.

• (3) Faktor F• Faktor F = fertility faktor memegang peranan

dalam proses konjugasi bakteri.

• . Fungsi plasmid• plasmid memiliki beberapa peranan yang cukup

penting, (bagi bakteri yang memiliki plasmid itu sendiri maupun penelitian di bidang genetika).

• Dale dan Park (2004) menyebutkan bahwa plasmid menyediakan sebuah dimensi ekstra yang penting terhadap fleksibilitas respon organisme terhadap perubahan lingkungan, baik perubahan itu bersifat antagonis/menguntungkan

• Sebagai produksi protein yang berfungsi sebagai zat antimikrobial untuk melawan organisme bakteri yang saling berdekatan.

• Secara umum, plasmid memiliki peran penting di dalam menberikan kemampuan adaptif yang kuat bagi bakteri. Sesuai dengan sifat plasmid yang dapat keluar atau masuk ke dalam sel bakteri.

• Dari segi penelitian genetika, plasmid telah lama dikenal sebagai vektor dalam teknik rekayasa genetika.

• Contoh yang cukup popular adalah bakteri penghasil insulin, bakteri ini dihasilkan dengan menanamkan plasmid yang telah di modifikasi dengan disisipi gen pengkode insulin, dengan memiliki plasmid tersbut, bakteri itu mampu memproduksi insulin.

PERTUKARAN MATERI GENETIK PADA BAKTERI

. Rekombinasi atau pertukaran gen ini dapat dilakukan melalui berbagai cara yaitu:

• 1. Transfer GenMateri genetik dan plasmid dapat berpindah atau dipindahkan melalui berbagai mekanisme sebagai berikut:

PERTUKARAN MATERI GENETIK PADA BAKTERI

a. Transformasi• tanpa kontak langsung antara 2 sel• fragmen atau dapat masuk secara langsung

tanpa jembatan sitoplasma • Fragmen DNA bebas dapat melewati dinding

sel dan kemudian bersatu dalam genom sel tersebut sehingga mengubah genotipnya.

• Hal ini biasanya dikerjakan di laboratorium dalam penelitian rekayasa genetika, tapi dapat pula terjadi secara spontan meskipun dalam frekuensi yang kecil.

• awalnya diteliti oleh Frederick Griffith (Inggris, 1928) pada Streptococcus pneumoniae

• terjadi pada : Haemophilus, Neiseria, Rhizobium, dan Bacillus. Bakteri jenis tertentu seperti Escherechia coli tidak dapat melakukan transformasi sebab sel donor tidak mampu menembus sel resipien (penerima)

• 2. Transduksi• kata kunci : dibantu oleh bakteriofag (faga/virus

bakteri)• bakteriofag membawa plasmid atau fragmen dari

suatu bakteri ke bakteri lain saat menginfeksi bakteri (ingat fase litik dan lisogenik)

• awalnya diteliti oleh J. Lederbergh dan Norton Zinder (1952)

• terjadi pada : Escherechia coli, Salmonella, Shigella, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus, Bacillus, dan Corynobacterium

• 3. Konjugasi• kata kunci : jembatan sitoplasma• pemindahan secara langsung materi genetik (DNA)

antara dua bakteri melalui jembatan sitoplasma yang terbentuk dari pilus seks (pilus F)

• awalnya diteliti J. Lederberg dan Edward L. Tatum (1946)

• salah satunya terjadi pada : Escherechia coli• pada konjugasi mungkin dipindahkan fragmen

(potongan yang tersusu dari beberapa gen) yang lebih besar, sedangkan pada transduksi dan transformasi hanya fragmen-fragmen kecil

Kisi Kisi

1. Perbedaan asam nukleat dan protein2. proses biologi dalam sel prokariotik dan

eukariotik.3. Jenis-jenis asam amino4. Jelaskan proses pertukaran materi genetik5. Istilah-istilah :

A. DNA dan RNAb. Intron dan Ekson

• C. Kodon dan antikodon• D. Leading strand dan lagging strand• E. Repressor dan Activator (Effector)• F. Kromosom dan plasmid• G. Sel prokariotik dan eukariotik• H. nukleotida dan nukleosida• i. peptidoglikan dan polipeptida• J. Operon dan regulon

30