BAB 4. VIRUS Kelas X

 

Sejarah Penemuan Virus

Virus berasal dari bahasa Latin, yaitu virion, yang artinya racun. Lalu, bagaimana awal mula virus ditemukan?

1. Adolf Meyer

Sejarah penemuan virus dimulai pada tahun 1883, setelah seorang ilmuwan asal Jerman, Adolf Meyer, menemukan adanya bintik-bintik kuning pada daun tembakau. Mengetahui hal itu, Meyer mencoba mengekstraksi getah tembakau tersebut lalu menyemprotkannya pada tembakau yang masih sehat. Ternyata, tembakau yang sehat tersebut juga mengalami bintik-bintik kuning. Lalu, Meyer meneliti getah tembakau tersebut menggunakan mikroskop, ternyata tidak ditemukan adanya bakteri, sehingga ia berkesimpulan bahwa makhluk yang menyerang tembakau tersebut berukuran lebih kecil dari bakteri.

2. Dmitri Ivanovsky

Pada tahun 1892, ilmuwan asal Rusia, Dmitri Ivanovsky melakukan penelitian yang sama dengan Meyer, yaitu menyaring getah tembakau yang sakit. Perbedaannya, Dmitri menyaring getah tersebut dengan saringan bakteri. Lalu hasil saringan tersebut disemprotkan pada tembakau yang sehat, ternyata tembakau juga menjadi sakit.

3. Martinus Beijerinck

Beijerinck merupakan ilmuwan asal Belanda yang melakukan penelitian sama dengan dua peneliti sebelumnya, bedanya Beijerinck mencoba untuk menonaktifkan makhluk penyebab penyakit tersebut menggunakan alkohol. Hasilnya alkohol tidak bisa menonaktifkan makhluk tersebut. Beijerinck menyebutnya sebagai virus lolos saring.

4. Wendell Meredith Stanley

Seorang ilmuwan asal Amerika Serikat, Stanley, berhasil mengristalkan makhluk penyebab penyakit pada tembakau pada tahun 1935. Kemudian, penyakit tersebut diberi nama Tobacco Mosaic Virus (TMV).

Ciri-ciri Virus

Adapun ciri-ciri yang dimiliki virus adalah sebagai berikut.

1. Virus bisa bersifat seperti benda hidup, contohnya bisa berkembang biak jika berada di dalam sel hidup.
2. Memiliki satu asam nukleat, DNA atau RNA saja.
3. Virus bisa bersifat seperti benda mati, contohnya tidak melakukan metabolisme, tidak bernapas, tidak bergerak, dan berbentuk kristal jika berada di luar sel hidup.
4. Berukuran sangat kecil, yaitu antara 20 dan 300 nm.

Bentuk Virus

Ternyata, virus bermacam-macam bentuk, lho. Ingin tahu apa saja?

1. Berbentuk batang, contohnya TMV (Tobacco Mosaic Virus).
2. Berbentuk batang dan berujung oval seperti peluru, contohnya Rhabdovirus.
3. Berbentuk bulat, contohnya HIV (Human Immunodeficiency Virus) dan Orthomyxovirus.
4. Berbentuk filamen atau benang, contohnya virus Ebola.
5. Berbentuk polihedral, contohnya Adenovirus.
6. Berbentuk seperti huruf T, contohnya bakteriofag, yaitu virus yang menyerang bakteri Escherichia coli.

Berikut ini gambarnya.

Struktur Virus

Virus tidak digolongkan dalam organisme seluler karena tidak memiliki bagian-bagian sel seperti, dinding sel, membran sel, sitoplasma, serta organel sel lainnya. Adapun struktur tubuh virus bakteriofag adalah sebagai berikut.

1. Kepala

Kepala bagian dalam mengandung asam nukleat, sedangkan bagian luarnya diselubungi oleh kapsid. Untuk virus bakteriofag, kepalanya berbentuk polihedral dengan jenis asam nukleatnya DNA.

2. Kapsid

Kapsid merupakan selubung luar virus yang mengandung banyak subunit protein yang disebut kapsomer. Kapsid terdiri dari beberapa bentuk, sehingga berpengaruh pada bentuk virusnya.

3. Asam nukleat

Asam nukleat yang dimiliki virus hanya satu, yaitu DNA atau RNA saja. Asam nukleat inilah yang nantinya berfungsi sebagai informasi genetik untuk replikasi.

4. Leher

Leher merupakan penghubung antara kepala dan ekor. Leher berfungsi sebagai saluran keluarnya asam nukleat menuju ekor.

5. Ekor

Ekor virus terdiri dari serabut ekor dan lempeng dasar. Ekor ini berfungsi untuk menempel pada inang.
Berikut ini merupakan struktur virus selain bakteriofag yang telah ditemukan.

Cara Hidup Virus

Virus tergolong dalam parasit intraseluler obligat karena hanya dapat hidup di dalam sel yang hidup. Artinya, jika sel tersebut mati, virus tidak akan mati melainkan mengristal. Sel hidup yang ditumpangi virus disebut sel inang. Bagaimana cara virus mengenali inangnya? Yaitu menggunakan sistem lock key atau kesesuaian. Berdasarkan jenisnya, sel inang dibagi menjadi dua, kisaran inang luas dan kisaran inang sempit. 
Virus dengan kisaran inang luas bisa menginfeksi beberapa inang, contohnya virus flu burung bisa menginfeksi unggas, babi, dan manusia. Sedangkan virus dengan kisaran inang sempit hanya bisa menginfeksi inang tertentu saja, contohnya virus flu hanya menginfeksi sel-sel di saluran pernapasan dan virus bakteriofag hanya bisa menginfeksi bakteri Escherichia coli. Penularan virus dari satu inang ke inang yang lain bisa melalui udara, lendir, air, darah, atau melalui perantara seperti nyamuk.

Perkembangbiakan Virus

Perkembangbiakan virus dikenal dengan istilah replikasi atau perbanyakan diri. Bagi virus, sel inang merupakan sumber energi untuk sintesis protein. Perkembangbiakan virus dibagi menjadi dua, yaitu daur litik dan lisogenik.

1. Daur litik

Terjadinya daur litik disebabkan oleh ketahanan sel inang lebih lemah daripada daya infeksi virus. Akibatnya sel inang akan pecah dan mati, serta akan menghasilkan virion-virion baru. Adapun tahapan pada daur litik adalah adsorpsi, penetrasi, sintesis dan replikasi, pematangan atau perakitan, dan lisis.

2. Daur lisogenik

Daur lisogenik terjadi jika pertahanan tubuh inang lebih kuat daripada daya infeksi virus. Pada daur ini sel inang masih bisa bereproduksi dengan normal dan tidak akan langsung pecah. Akan tetapi, DNA virus bakteriofag akan berinteraksi dengan kromosom sel inang membentuk profag. Saat sel inang yang mengandung profag tersebut membelah diri, barulah profag akan diwariskan ke sel berikutnya. Adapun tahapan pada daur lisogenik adalah adsorpsi dan infeksi, pemetrasi, penggabungan, pembelahan, sintesis. Untuk memahami lebih lanjut, silakan Quipperian simak gambar berikut ini.

Klasifikasi Virus

Klasifikasi virus tergolong cukup banyak, yaitu berjumlah enam. Semuanya didasarkan pada persamaan ciri yang dimiliki. Ingin tahu lebih lanjut?

1. Klasifikasi virus berdasarkan ada tidaknya selubung pada nukleokapsid

Terdapat dua kelompok virus dalam klasifikasi ini, yaitu sebagai berikut.

• Virus berselubung yaitu virus yang selubungnya terdiri dari lipoprotein dan glikoprotein, contohnya Poxyvirus, Herpesvirus, Togavirus, Rhabdovirus, dan Paramyxovirus.

• Virus telanjang yaitu virus yang tidak memiliki selubung pada nukleokapsidnya, contohnya Papovirus, Adenovirus, Picornavirus, dan Reovirus.

2. Klasifikasi virus berdasarkan jumlah kapsomernya

Terdapat lima kelompok virus dalam klasifikasi ini, yaitu sebagai berikut.

1. Virus dengan 32 kapsomer, contohnya Parvovirus.
2. Virus dengan 60 kapsomer, contohnya Picornavirus.
3. Virus dengan 72 kapsomer, contohnya Papovirus.
4. Virus dengan 162 kapsomer, contohnya Herpesvirus.
5. Virus dengan 252 kapsomer, contohnya Adenovirus.

3. Klasifikasi virus berdasarkan jenis sel inangnya

Berdasarkan jenis sel inangnya, virus dikelompokkan menjadi empat, yaitu sebagai berikut.

1. Virus penyerang bakteri, misalnya virus T.
2. Virus penyerang tanaman, misalnya TMV dan Tungro.
3. Virus penyerang hewan, misalnya virus rabies dan flu burung.
4. Virus penyerang manusia, misalnya polio, HIV, dan flu.

4. Klasifikasi virus berdasarkan tipe genom dan metode replikasinya

Berdasarkan tipe genom dan replikasinya, virus dibagi menjadi tujuh kelompok, yaitu sebagai berikut.

1. Virus tipe I memiliki DNA utas ganda dan reproduksinya dengan cara replikasi, contohnya Herpesvirus.
2. Virus tipe II memiliki DNA utas tunggal dan reproduksinya dengan cara replikasi, contohnya virus MVM.
3. Virus tipe III memiliki RNA utas ganda dan reproduksinya secara replikasi, contohnya Reovirus.
4. Virus tipe IV memiliki RNA utas tunggal (+) dan reproduksinya secara replikasi, contohnya virus polio.
5. Virus tipe V memiliki RNA utas tunggal (-) dan reproduksinya secara replikasi, contohnya virus rabies.
6. Virus tipe VI memiliki RNA utas tunggal (+) dengan DNA perantara dan reproduksinya secara transkriptasi balik, contohnya virus AIDS.
7. Virus tipe VII memiliki RNA utas ganda dengan RNA perantara dan reproduksinya secara transkriptasi balik, contohnya Heparnavirus.

5. Klasifikasi virus berdasarkan jenis asam nukleatnya

Berdasarkan asam nukleatnya, virus dikelompokkan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1. Virus DNA yaitu virus yang asam nukleatnya berupa DNA, contoh Parvovirus.
2. Virus RNA yaitu virus yang asam nukleatnya berupa RNA, contoh Picornavirus.

6. Klasifikasi virus berdasarkan bentuk dasarnya

Berdasarkan bentuk dasarnya, virus dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu sebagai berikut.

1. Virus bentuk iksohedral memiliki sumbu rotasi ganda dan tata ruangnya dibatasi oleh 20 segitiga sama sisi, contohnya virus polio.
2. Virus helikal memiliki satu sumbu rotasi, bentuknya menyerupai batang panjang, nukleokapsid tidak kaku, dan berbentuk heliks, contohnya virus flu.
3. Virus kompleks memiliki struktur lebih kompleks daripada jenis virus lainnya, contoh virus cacar.

Manfaat Virus

Mungkin kalian bertanya-tanya, apakah benar jika virus bermanfaat? Bukannya virus selalu merugikan makhluk hidup?
Jika ditinjau dari satu sisi saja, pernyataan di atas memang benar. Akan tetapi, jika dianalisis kembali sifat, struktur, dan klasifikasinya, ternyata virus masih bisa dimanfaatkan untuk membantu makhluk hidup. Apa saja manfaatnya?

1. Virus memiliki selubung yang tersusun dari subunit protein. Protein selubung dari virus ini bisa dimanfaatkan untuk membuat vaksin protein agar terbentuk respon kekebalan tubuh untuk melawan penyakit.
2. Bisa digunakan untuk terapi gen melalui rekayasa genetika.
3. Pengobatan secara biologis, yaitu dengan melemahkan atau membunuh bakteri yang bersifat patogen.
4. Ilmuwan dari Inggris berhasil menginokulasi partikel virus dan mencampurnya dengan senyawa Fe atau besi untuk membuat kapasitor.
5. Sebagai biopestisida, yaitu pestisida biologis di bidang pertanian yang tidak mencemari lingkungan.
6. Produksi interferon, yaitu senyawa yang mampu mencegah replikasi virus di dalam inang.
7. Pembuatan hormon insulin, dengan cara mencangkokkan virus ke dalam gen penghasil insulin dalam tubuh bakteri agar dihasilkan insulin dalam jumlah besar.

Penyakit yang Disebabkan oleh Virus

Adapun penyakit yang disebabkan oleh virus, baik pada manusia, hewan, dan tumbuhan adalah sebagai berikut.

1. Cacar variola disebabkan oleh virus jenis Orthopoxvirus.
2. Campak disebabkan oleh Morbilivirus.
3. AIDS disebabkan oleh HIV, yaitu Human Immunodeficiency Virus.
4. Flu disebabkan oleh virus influenza atau parainfluenza.
5. Flu burung disebabkan oleh HPAIV yaitu High Pathogenic Avian Influenza Virus.
6. Rabies disebabkan oleh Rhabdovirus.
7. Tetelo disebabkan oleh virus NCD.
8. Mosaik disebabkan oleh TMV atau Tobacco Mosaic Virus.
   
   

BAB 3 SUBSTANSI GENETIKA KELAS XII

 

BAB SUBSTANSI GENETIK BOLOGI KELAS XII

Substansi Genetika

Materi Genetik

Materi genetik  meliputi kromosom, DNA, RNA, dan Gen, materi genetik ini akan diturunkan pada  keturunannya melalui proses reproduksi jadi bukan sifatnya  yang diwariskan OK
Secara berurutan dari besar ke kecil : Kromosom - Gen - DNA
Agar DNA bisa mengekspresikan sifatnya sebagai gen maka DNA membuat Protein sebagai atmosfernya . Jika protein tidak terbentuk maka gen nggak bisa mengekspresikan sifatnya OK

Kromosom

Eksperimen T. Bovery dan Ws. Sutton (1902) membuktikan bahwa kromosom membawa material genetik. Kromosom pada setiap spesies makhluk hidup memiliki  Ukuran dan bentuk yang bervariasi. Panjang kromosom  berkisar antara 0,2 –50 mikron dengan diameter antara 0,2–20 mikron. Bentuk kromosom pada setiap fase pembelahan sel senantiasa berubah-ubah.

Macam-macam kromosom berdasarkan letak sentromernya :

1. Telosentrik, yaitu jika letak sentromer berada di ujung, sehungga hanya memiliki 1 lengan
2. Akrosentrik, yaitu jika letak sentromer hampir di ujung.
3. Submetasentrik, yaitu jika letak sentromer hampir di tengah sehingga kedua lengan tidak sama panjang.
4. Metasentrik, yaitu jika letak sentromer berada tepat di tengah sehingga panjang masing-masing lengan sama

Gambar Kromosom berdasarkan letak sentromer

Sentromer : bagian dari kromosom tempat berpegangan benang spindel / gelendong, di bagian ini tidak terdapat gen. dan tidak menyerap zat warna jika diberikan pewarnaan. Sentromer terdapat kinetokor untuk melekatnya benang spindel . akan memisah ketika anafse

Macam kromosom berdasarkan tipe / fungsinya :

Gambar Kromosom Drossophila

1.      Autosom

2.      Gonosom

Jika Karyotipe Kromosom dituliskan maka Rumusnya : 6 A XX yang sebelah kiri dan 6 A XY atau
3 AA XY yang sebelah kanan maksudnya yang kiri kromosom lalat betina dan yang kanan Lalat jantan OK

Autosom / Kromosom Tubuh :

Yaitu kromosom yang terdapat pada organisme jantan dan betina dengan jumlah dan susunan yang sama.

Pada sel tubuh berjumlah ( n -1 ) pasang, sedang pada sel kelamin berjumlah (n-1) buah

Gonosom / Kromosom Kelamin :

Yaitu kromosom yang terdapat pada organisme jantan dan betina dengan jumlah dan susunan yang berbeda , berperan menentukan jenis kelamin.

Pada sel tubuh berjumlah 1 pasang yaitu XX untuk jenis kelamin betina  dan XY untuk yang berjenis kelamin jantan , sedang pada sel kelamin berjumlah 1buah yaitu X atau Y

Cara Penulisan Karyotipe Kromosom   :

1.      Dengan menuliskan jumlah seluruh kromosom koma (  , ) tipe kromosom kelamin

Contoh : Kromosom pada sel lidah Kuda jantan  = 64 buah,

maka penulisan  formula kromosomnya adalah :  64, XY

2.      Dengan menuliskan jumlah seluruh Autosom  +  tipe kromosom kelamin

Contoh : Kromosom pada sel usus wanita   = 46 buah,

maka penulisan  Karyotipe  kromosomnya adalah :  44A + XX atau 22AA + XX

Gen :

adalah segmen DNA / bahan genetik yang terkait dengan sifat tertentu yang diwariskan kepada keturunannya. Gen merupakan ekspresi DNA dengan Protein yang dibuat yang berada di sekelilingnya, Jadi sekali lagi yang diwariskan bukan sifatnya namun substansi genetiknya OK

                

         Gambar Hubungan  Sel – Kromosom – DNA – Gen

Sifat-sifat Gen :

1.      mengandung informasi genetik

2.      dapat menduplikasi diri

3.      ditentukan oleh susunan kombinasi dari basa nitrogennya

4.      masing-masing gen memiliki fungsi yang berbeda

Fungsi Gen :

1.      mengatur perkembangan dan proses metabolisme individu (organisme)

2.      menyampaikaninformasi genetik dari generasi ke generasi berikutnya

3.      sebagai zarah tersendiri yang terdapat dalam kromosom

Alel :

Yaitu gen-gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian dari kromosom yang homolog . Ekspresi dari alel dapat serupa misalnya A dengan A,  atau a dengan a. tetapi orang lebih sering menggunakan istilah alel untuk ekspresi gen yang secara fenotipik berbeda. Contoh : gen A ( bentuk bulat) alelnya a (bentuk lonjong) , gen A ( bentuk bulat) bukan alel dari gen B ( warna kuning) maupun  gen b (warna Putih) : AaBb, MM, mm, MMBB etc

Alel Ganda :

yaitu gen-gen yang memiliki lebih dari satu alel . Urutan penulisan anggota alel ganda disesuaikan dengan urutan dominansinya.

contoh :

1.      Warna rambut kelinci

2.      Golongan Darah

Warna rambut pada kelinci, memiliki 4 alel ( urutan dominansinya  W › w^ch › w^h › w )

W  : warna rambut normal

w^{ch :} warna rambut chinchilla / abu-abu perak

w^h   : warna rambut himalaya / tubuh putih ujung kaki,ekor, hidung,telinga warna gelap

w    : warna rambut albino

1. Genotip Kelinci Normal = WW,W w^ch , W w^h ,Ww
2. Genotip Kelinci chinchilla = w^chw^ch , w^ch w^h ,w^chw
3. Genotip Kelinci himalaya = w^h w^h ,w^hw
4. Genotip Kelinci albino = ww

Golongan darah sistem ABO pada manusia memiliki 3 alel  ( I^A =  I^B ›  I^O / i )

1. Gen I^A dan I^B bersifat kodominan Sehingga orang yang bergenotip I^AI^B bergolongan darah AB
2. Genotip untuk orang bergolongan darah A = I^AI^A, I^AI^O
3. Genotip untuk orang bergolongan darah B = I^BI^B, I^BI^O
4. Genotip untuk orang bergolongan darah O =I^OI^O

Asam Deoksiribonukleat ( ADN) :

Tersusun atas :

1.      Gula(Pentosa) berupa Deoksiribosa

2.      Gugus fosfat

3.      Basa Nitrogen  :  Purin ( Adenin dan Guanin ) dan Pirimidin ( Timin dan Sitosin)

PASANGAN BASA NITROGEN DNA

ADN terdiri dari rantai Poli Nukleotida ganda , panjang dan berpilin ( double helix ).

Dalam menyusun molekul ADN basa nitrogen memiliki pasangan tertentu :

1. Adenin selalu berpasangan dengan timin (A-T) yang dihubungkan oleh 2 ikatan hidrogen
2. Guanin selalu berpasangan dengan Sitosin (G-S) yang dihubungkan oleh 3 ikatan hidrogen  

Erwin Chargaff  memformulasikan Hukum Chargaff  bahwa ⌠A ⌡ =⌠T ⌡ dan ⌠G⌡ =  ⌠S⌡

Gambar Pasangan basa N dalam rantai ADN

BEDA NUKLEOTIDA DAN NUKLEOSIDA

Perbedaannya hanya pada ada tidaknya kandungan Phosphatnya OK

Kedua pita / rantai molekul ADN mempunyai posisi antiparalel , artinya polimer deoksiribosa dengan fosfat pada satu benang berjalan dari ujung 3’ – 5’ sedangkan benang yang lain dari ujung 5’ – 3’.

Gambar Rantai ADN

Model struktur ADN pertama kali diciptakan oleh  James D. Watson (Amerika) dan Francis Crick (Inggris)  pada   tahun 1953 berdasarkan analisis foto defraksi sinar X, yang berbentuk double helix DNA  terdapat di dalan nukleus, mitokondria, plastida, dan sentriol

Kadarnya tetap, tidak tergantung pada kecepatan sintesis protein

Replikasi  ADN :

Yaitu proses dimana molekul ADN induk mereplikasi diri membentuk ADN anak atau duplikatnya.

Ada 3 hipotesis tentang cara Replikasi ADN :

1. Konservatif

2. Dispersif

3. Semikonservatif

Gambar Cara Replikasi ADN

1. Model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua rantai DNA baru. Replikasi ini mempertahankan molekul dari DNA lama dan membuat molekul DNA baru.
2.  Model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama. Akhirnya dihasilkan dua rantai DNA baru yang masing-masing mengandung satu rantai cetakan molekul DNA lama dan satu rantai baru hasil sintesis. 
3. Model dispersif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebagai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru. Oleh karena itu, hasil akhirnya diperoleh rantai DNA lama dan baru yang tersebar pada rantai DNA lama dan baru. Replikasi ini menghasilkan dua molekul DNA lama dan DNA baru yang saling berselang-seling pada setiap untai.

Setelah berhasil membuat model struktur DNA, Watson dan Crick memprediksi bahwa DNA bereplikasi dengan cara semikonservatif. Kemudian pada tahun 1958, Matthew Meselson dan Franklin Stahl melakukan percobaan untuk menguji ketiga alternatif hipotesis replikasi DNA tersebut dengan menggunakan DNA bakteri Eschericia coli. Hasilnya ternyata mendukung model replikasi semikonservatif yang telah diprediksi oleh Watson dan Crick.
Proses replikasi dimulai ketika enzim DNA polimerase memisahkan dua untai DNA heliks ganda, seperti ritsleting terbuka. Kemudian, setiap untai DNA yang “lama” akan berfungsi sebagai cetakan yang menentukan urutan nukleotida di sepanjang untai DNA komplementer baru yang bersesuaian dengan cara mendeteksi basa komplemennya. Setelah mendapatkan pasangan yang sesuai, nukleotida yang baru tersebut disambung satu sama lain untuk membentuk tulang punggung gula-fosfat untai DNA yang baru. Jadi, setiap molekul DNA terdiri atas satu untai DNA “lama” dan satu untai DNA “baru”. Sekarang, terdapat dua molekul DNA yang sama persis dengan satu molekul DNA induk. Enzim DNA polimerase memiliki fungsi lain, yaitu mengoreksi DNA yang baru terbentuk, membetulkan setiap kesalahan replikasi, dan memperbaiki DNA yang rusak. Adanya fungsi tersebut menjadikan rangkaian nukleotida DNA sangat stabil dan mutasi jarang terjadi.

Asam Ribonukleat (ARN) :

1.      Strukturnya berupa rantai tunggal, pendek, tidak berpilin.

2.      Komponen penyusunnya Gulanya berupa ribosa

3.      Komponen Basa nitrogennya berupa: Purin = Adenin, Guanin, Pirimidin =.urasil,  Sitosin

4.      Kadarnya berubah-ubah menurut kecepatan sintesis protein

5.      Terdapat di sitoplasma, nukleus, dan terutama di ribosom

6.      Fungsinya sebagai pelaksana dalam sintesis protein.

Macam-macam ARN :

1.      RNA m

2.      RNA t

3.      RNA r

ARN duta / ARN-d / m-RNA

dibentuk didalam nukleus kemudian dikeluarkan ke sitoplasma, berbentuk rantai tunggal ,pendek, tidak berpilin.

ARN transfer / ARN-t / t-RNA

dibentuk didalam nukleus kemudian dikeluarkan ke sitoplasma, berbentuk seperti daun semanggi

ARN ribosom / ARN-r / r-RNA

merupakan komponen penyusun ribosom

Gambar ARN-t dan ARN-d

Sintesis Protein  :

Langkah-langkahnya :

1.      Transkripsi

2.      Translasi

3.      Sintesa Protein

Rantai ADN melakukan transkripsi, yaitu peristiwa dimana rantai ADN membentuk rantai ARN duta . Pembentukan ARN-d  diawali dari ujung  5′ ke 3′ . Pada tahap ini terdapat 3 langkah yaitu

1.      Inisiasi (awal proses pencetakan )

2.      Elongasi(pencetakan lanjutannya)

3.      Terminasi(akhir dari proses pencetakan). Pada proses ini dibantu oleh enzim RNA polimerase.

ARN-d yang terbentuk keluar dari nukleus menuju ke sitoplasma ( ribosom)

ARN-t melakukan translasi , yaitu proses penterjemahan kodon ARN-d yang dimulai dari 5′ menuju ke 3′ dengan jalan membawa asam amino yang sesuai dengan kodon ARN –d.

Pada tahap ini juga terdapat 3 langkah yaitu

1.      inisiasi (awal proses penterjamahan )

2.      Elongasi ( penterjemahan selanjutnya)

3.      Terminasi ( akhir dari penterjemahan).

Asam amino akan bersambung berderet – deret sesuai dengan urutan kodon ARN –d , sehingga terbentuklah rantai polipeptida / protein yang diharapkan.

Langkah-langkah translasi pada sintesis protein:

Gambar Sintesis protein

ANABOLISME XII IPS

 

Reaksi Anabolisme : Pengertian,Proses Fotosintesis dan Kemosintesis

---

Anabolisme atau biosintesis atau asimilasi yaitu proses penyusunan senyawa kimia yang sederhana ke senyawa kimia atau molekul kompleks.Senyawa komplek ini biasanya disebut senyawa makromolekul.Makromolekul yang terbentuk bisa menjadi berbagai macam bentuk seperti asam nukleat, lemak, karbohidrat dan protein.Peristiwa tersebut memerlukan energi dari luar, kemudian energi itu digunakan untuk mengikat senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks.Dalam reaksi anabolisme dibutuhkan energi yang diperoleh dari reaksi katabolisme.

reaksi anabolisme merupakan reaksi pembentukan, yaitu terjadi sintesis molekul besar dari molekul sederhana atau kecil. Pada proses anabolisme membutuhkan energi, dan prosesnya disebut reaksi endogenic.

Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, adalah aktivasi senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Anabolisme yang menggunakan energi cahaya dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan energi kimia dikenal dengan kemosintesis.

Hasil-hasil anabolisme berguna dalam fungsi yang esensial. Hasil-hasil tersebut misalnya glikogen dan protein sebagai bahan bakar dalam tubuh, asam nukleat untuk pengkopian informasi genetik. Protein, lipid, dan karbohidrat menyusun struktur tubuh makhluk hidup, baik intraselular maupun ekstraselular. Bila sintesis bahan-bahan ini lebih cepat dari perombakannya, maka organisme akan tumbuh.

Fotosintesis

Fotosintesis merupakan periode penyusunan senyawa karbon organik (glukosa) dari senyawa karbon anorganik (karbon dioksida) dan air dengan bantuan energi cahaya. Reaksi fotosintesis dapat diringkas seperti berikut.

Fotosintesis hanya dilakukan oleh organisme fotoautotrof, seperti tumbuhan hijau, ganggang, dan beberapa jenis bakteri tertentu. Organisme-organisme tersebut dapat melakukan fotosintesis karena memiliki pigmen fotosintetik yang merupakan perangkat untuk menangkap cahaya matahari. Yang termasuk pigmen fotosintetik, antara lain klorofil, karoten, fikoeritrin, dan fikosianin.

Cahaya matahari berperan sebagai sumber energi. Besar kecilnya energi yang dikandung cahaya bergantung pada panjang gelombangnya. Cahaya matahari yang dapat digunakan untuk fotosintesis adalah yang memiliki panjang gelombang tertentu.Sebagai contoh, klorofil a hanya dapat menyerap secara maksimum cahaya dengan panjang gelombang sekitar 600-700 nm, sedangkan klorofil b menyerap cahaya dengan panjang gelombang 400-500 nm.

Di antara pigmen-pigmen fotosintetik, klorofil merupakan pigmen utama. Klorofil atau zat hijau daun terdapat di dalam kloroplas.Maka, proses fotosintesis juga terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas dapat di temukan pada daun, batang, atau kelopak bunga tumbuhan yang berwarna hijau. Jadi, proses fotosintesis dapat terjadi pada bagian tumbuhan yang berwarna hijau, tetapi terutama terjadi di dalam daun. Di daun, kloroplas banyak dijumpai pada jaringan bunga karang (spons) dan pada jaringan palisade atau jaringan tiang.

Tempat Berlangsung Fotosintesis

Dalam kloroplas terdapat butiran yang disebut granum. Antara granum satu dan yang lain dihubungkan oleh suatu lamela yang disebut lamela antargranum. Satu granum tersusun oleh unit yang disebut tilakoid. Klorofil a dan klorofil b terdapat di dalam membran tilakoid tersebut. Grana terdapat di dalam cairan yang disebut stroma.

Pigmen penyerap cahaya yang tersusun atas klorofil a serta klorofil b terdapat pada membran tilakoid dan membentuk kelompok-kelompok yang disebut fotosistem. Fotosistem merupakan satuan fungsional penangkap cahaya. Satu fotosistem tersusun oleh sekitar 200 molekul klorofil. Fotosistem ada dua, yaitu fotosistem I (FS I) dan fotosistem II (FS II).

Tahap-Tahap Fotosintesis

Dalam reaksi fotosintesis terdiri atas dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap:

Reaksi Terang

Reaksi terang terjadi jika ada cahaya matahari dan berlangsung di dalam bagian grana. Pada reaksi terang terjadi penyerapan energi matahari oleh klorofil untuk diubah jadi energi kimia. Energi kimia tersimpan dalam dua jenis molekul berenergi tinggi, yaitu ATP dan NADPH. Pada saat reaksi terang terjadi fotolisis, yaitu penguraian air oleh cahaya yang menghasilkan ion hidrogen dan oksigen. Fotolisis merupakan pemasok elektron dalam reaksi terang.

Reaksi Gelap

Reaksi gelap dapat berlangsung baik ada cahaya maupun tidak. Reaksi ini terjadi di dalam bagian stroma. Pada reaksi gelap, ATP dan NADPH yang dihasilkan pada reaksi terang digunakan sebagai sumber energi untuk mereduksi karbon dioksida menjadi glukosa. Pembentukan glukosa dari karbon dioksida adalah melalui siklus Calvin Benson

Faktor-Faktor yang Memengaruhi Fotosintesis

Proses fotosintesis yang terjadi pada tanaman sangat dipengaruhi oleh banyak faktor, baik faktor internal atau faktor eksternal. Faktor internal, misalnya genetik, sedangkan faktor eksternal, antara lain suhu, cahaya, air, karbon dioksida, dan mineral.

Faktor Genetik

Faktor genetik atau keturunan sangat menentukan aktivitas fotosintesis . Hal ini karna kondisi genetik yang berbeda akan menyebabkan perbedaan fasilitas fotosintesis pada setiap tanaman. Ada tanaman yang memiliki kandungan klorofil sangat banyak sehingga aktivitas fotosintesisnya akan sangat baik. Sebaliknya, ada tanaman yang kandungan klorofilnya sedikit sehingga aktivitas fotosintesisnya juga rendah.

Suhu

Kita tahu bahwa untuk berlangsungnya proses fotosintesis diper- lukan enzim-enzim. Enzim dapat bekerja secara maksimal jika suhu lingkungannya optimum. Jika suhu di atas suhu optimum, laju fotosin-tesisnya berkurang karena aktivitas enzimnya makin lambat. Demikian pula, jika di bawah suhu optimum, laju fotosintesis akan berkurang karenaaktivitas enzim juga berkurang.

Cahaya

Untuk berlangsungnya fotosintesis mudak diperlukan cahaya sebagai sumber energi. Faktor cahaya yang penting adalah lama pencahayaan, intensitas cahaya, serta panjang gelombang cahaya. Makin lama pen-cahayaan, makin banyak aktivitas fotosintesis yang dapat dilakukan. Ma-kin tinggi intensitas cahaya, makin cepat laju fotosintesis suatu tanaman.

Air

Reaksi yang terjadi di dalam fotosintesis adalah sintesis glukosa dari karbon dioksida. Tanpa air, reaksi fotosintesis tidak akan berlangsung. Karena air pada reaksi terang melalui proses fotolisis menjadi pemasok elektron yang berperan dalam fotofosforilasi pembentukan ATP dan NADPH.Jika kekurangan air, tanaman akan mengalami gangguan fisiologis yang dapat menghambat reaksi metabolisme yang terjadi, termasuk proses fotosintesis.

Karbon Dioksida

Seperti air, karbon dioksida juga merupakan bahan baku untuk sintesis glukosa dalam fotosintesis. Karbon dioksida di udara akan difiksasi oleh tanaman, kemudian akan direduksi menjadi glukosa. Jika ketersediaan karbon dioksida di udara sedikit, proses fotosintesis tentunya juga akan berlangsung dengan lambat.

Mineral

Mineral, seperti magnesium dan besi, berperan dalam menyusun molekul klorofil. Jika kekurangan mineral tersebut, tanaman akan kekurangan klorofil. Akibatnya, tanaman tersebut akan mengalami gangguan dalam melakukan fotosintesis.

---

Kemosintesis

Kemosintesis adalah reaksi biosintesis yang menggunakan energi dari reaksi kimia. Kemosintesis dilakukan oleh beberapa jenis bakteri, misalnya bakteri nitrit (Nitrosomonas dan Nitrosococcus), bakteri nitrat (Nitrosobacter), bakteri belerang (Thiobacillus, Beggiatoa, dan Thiothrix), serta bakteri besi (Cladothrix).

Bakteri nitrit mengubah amonium menjadi nitrat. Pengubahan ini terdiri atas dua tahap dan dilakukan oleh bakteri yang berbeda. Tahap pertama adalah oksidasi amonium menjadi nitrit yang dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas atau Nitrosococcus. Adapun tahap kedua adalah oksidasi nitrit tersebut menjadi nitrat yang dilakukan oleh bakteri Nitrobacter.

Reaksi-reaksi kimia tersebut menghasilkan energi yang akan digunakan untuk sintesis karbohidrat dari sumber karbon anorganik. Sumber karbon yang dapat digunakan dapat berupa karbon dioksida (C02), karbonat (CO^), atau metana (CH4).

Bakteri kemosintetik yang dapat mengoksidasi sulfur adalah Thiobacillus thio-oxidans. Bakteri ini dapat mengoksidasi sulfur (belerang) anorganik dan menghasilkan energi yang diperlukan untuk aktivitas hidupnya. Sementara itu, bakteri Thiobacillus fero-oxidans mampu mengoksidasi besi.

---

Perbedaan Antara Anabolisme dan Katabolisme

• Anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul yang lebih besar, sedangkan katabolisme adalah proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil.
• Anabolisme merupakan proses yang membutuhkan energi sedangkan katabolisme adalah proses yang melepaskan energi.
• Anabolisme merupakan reaksi reduksi sedangkan katabolisme merupakan reaksi oksidasi.
  Sering kali hasil akhir anabolisme merupakan senyawa pemula proses katabolisme. (Wiradikusumah, 1985).