BAHAN GENETIK SITOPLASMA

Suharsono. 2005. BTK505. IPB 

BAHAN GENETIK SITOPLASMA 

Bahan genetik 

Kromosom 

Ekstrakromosom 

Prokaryot: 

Plasmid 

Bahan genetik 

ekstrakromosom 

Eukaryot: 

Mitokondria 

Kloroplast 

Bahan genetik 

sitoplasma

Sel 

Suharsono. 2005. BTK505. IPB


Asal-usul Eukaryot 

•Endosimbiosis antara prokaryot anaerobi (mitokondria/ kloroplast) dan 

prokaryot aerobi

Proses evolusi organel 




Makanan dan pemanenan 

energi 

Katabolisme: 

3 tahap dari makanan ke 

limbah 

1.Pemecahan molekul besar 

menjadi subunit yang lebih 

kecil saluran pencernaan 

2. Pemecahan subunit kecil 

menjadi asetil Co-A (+ATP, 

NADH) glikolisis di dalam 

sel (sitoplasma) 

3.Oksidasi asetil Co-A menjadi 

H 2 O dan CO 2 (+ATP) 

siklus asam sitrat dan 

transport elektron di dalam 

mitokondria

Glikolisis 


Sitosol 

Mitokondria


Pemrosesan molekul di dalam mitokondria 

Sitosol

Fosforilasi oksidatif 



Mitokondria 

Kesamaan dengan prokaryot 

1. Bentuk dan ukuran 

2. DNA: sirkuler (walaupun tidak semuanya) 

3. Sintesis protein: 

-Ribosom 70s 

-Inhibitor (antibiotik) 

4. Reproduksi: pembelahan biner 

5. Respirasi 

Pelomyxa palustris: di dalam sitoplasma terdapat bakteri 

aerobi untuk melakukan metabolisme oksidatif 

Leluhur mitokondria sama dengan bakteri


Proses biosintesis protein di dalam sel 

Sitosol

Biosintesis protein mitokondria dan kloroplast 

α-amanitin 

DNA 

RNA 

RNA 

Cycloheximide 

Inti sel 

Protein prekursor 

DNA 

Kloroplast/Mitokondria 

RNA 

Protein 

Etidium/Acridine 

Kloramfenikol, Eritromisin, 

Tetrasiklin 

Situs aksi inhibitor 



Biosintesis polipeptida di mitokondria 

Sitosol


Kompleks polipeptida yang penting 

Membran dalam 

1. NADH-CoQ reductase 

CoQ = Coenzim Q = ubiquinon 

2. Succinate-CoQ reductase 

3. Cytochrome c reductase 

4. Cytochrome oxidase 

5. Fo ATP synthetase (5 (khamir) s/d 9 subunit (sapi)) 

Matriks 

F1 ATP synthetase 

-5 polipeptida (α3, β3, γ, δ, ε) 

-Situs penempelan nukleotida (pada β, atau antara α dan β) 

-Situs penempelan MgATP, Mg2+, Pi 

1, 3, 4, 5 terlibat dalam translokasi proton


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 

ATP sintetase 

(10 subunit) 

Cytochrome c oxidase 

(9 subunit) 

Ubiquinol cytochrome 

c reductase 

(Cytochrome b/c1) 

(9 subunit) 

Protein ribosomal 

Kloroplast 

subunit 1 (nadh1) 

subunit 2 s/d 7 (?) 

subunit a (atpA) 

subunit 6 (atp6) 


subunit I (coxI) 

subunit II (coxII) 

subunit III (coxIII) 

cytochrome b (cob) 

1 protein subunit kecil 

jagung: 16 rRNA, 

tRNA, LSU rubisco 

? 

subunit 6 (atp6) subunit 8 

(atp8) 


subunit I (coxI) 

subunit II (coxII) 

subunit III (coxIII) 

Apocytochrome b 

33 protein subunit kecil 

38 protein subunit besar 

-

Protein di mitokondria yang disandi gen yang ada di inti 

Lokasi di mitokondria 

Matriks 

Membran dalam 

Ruang antar membran 

Membran luar 

Polipeptida 

F1 ATPase: sub unit α (kecuali tanaman), β, γ 

Carbamyl phosphate synthetase 

Mn2+-superoxyde dismutase 

RNA polymerase 

Protein ribosom 

Citrat synthetase & enzim-enzim siklus asam sitrat 

Ornithine transcarbamylase 

Cytochrome c1 

Sub unit V cytochrome b/c1 

Transporter ADP-ATP 

Cytochrome c oxydase: su IV, V, VI, VII 

Proteolipid kompleks Fo-ATPase 

Cytochrome c 

Cytochrome c peroxydase 

Cytochrome b2 

Porin 



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”


Siklus hidup khamir (Saccharomyces cerevisiae) 

n 

n 

Mitosis 

n 

Sel vegetatif a 

2n 

Sel vegetatif 

diploid 

Sporulasi 

(kekurangan N) 

n 

Mitosis 

Sel vegetatif α 

2n 

Spora 

Spora a 

n 

Meiosis n Spora α 

n 

n 

n 

n 

Askus


Pewarisan bahan sitoplasma pada khamir 

A (haploid) 

B (haploid) 

Mt normal 

Zigot diploid 

Mt petite 

Meiosis

Mitokondria didistribusikan 

secara acak kepada sel 

anak 

Mitosis 

Mitosis 

Mitosis 

Normal Normal Normal Petite 



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


Pewarisan sifat petite 

pet 

+ 

ρ - ρ+ 

ρ- ρ + 

+ ρ + 

pet 

ρ - ρ + 

ρ - 

pet 

pet 

+ + ρ + ρ + ρ + ρ + ρ - ρ - ρ - ρ - 

Petite nuklir Petite netral Petite supresif 

Segregasi Mendelian 

2 mutan : 2 liar 

Segregasi non-mendelian 

4 liar : 0 mutan 

Segregasi non-mendelian 

0 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.


Mitokondria manusia 

Utas L :8tRNA 

Utas 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

Importasi protein ke mitokondria (organel) 



Peptida signal 

Linier 

Transportasi protein ke ruang antar membran 

Pemotongan protein 

di ruang antar membran 

Heliks α

Importasi protein ke dalam kloroplast 



Kloroplast 

Klorofil


Perbandingan mitokondria dan kloroplas dalam sintesis ATP

BAHAN GENETIK SITOPLASMA

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?