7/25/2019 Genetika Modern
1/37
GenetikaGenetika
Zeti HarriyatiZeti Harriyati
7/25/2019 Genetika Modern
2/37
Lingkup GenetikaLingkup Genetika
KesehatanKesehatan SitogenetikaSitogenetikaGenetika molekulGenetika molekulGenetika biokimiaGenetika biokimia
Genetika klinikGenetika klinik EpidemiologiEpidemiologi
genetikagenetika
ImunogenetikaImunogenetikaGenetikaGenetikaperkembanganperkembangan
Genetika populasiGenetika populasi
7/25/2019 Genetika Modern
3/37
Struktur DNAStruktur DNA
Unit monomerik as. NukleatUnit monomerik as. Nukleat nukletidanukletida 1 nukleotida tdd: sbh basa nitrogen, sbh gula deoksiribosa1 nukleotida tdd: sbh basa nitrogen, sbh gula deoksiribosa
(N!"#ribosa ($N!" dan sbh %os%at(N!"#ribosa ($N!" dan sbh %os%at N!N! basa purin : !, G dan basa pirimidin : &, 'basa purin : !, G dan basa pirimidin : &, ' $N!$N! basa purin : !, G dan basa pirimidin : U,'basa purin : !, G dan basa pirimidin : U,'
N! b%# sbg bhn genetik utk selN! b%# sbg bhn genetik utk sel el prokariotel prokariot tdk mpny sist membran internaltdk mpny sist membran internal N!N!
tdk dpt dipshkan dr materi sel lain.tdk dpt dipshkan dr materi sel lain. el eukariotel eukariot N! terltk dlm inti, dipisahkan drN! terltk dlm inti, dipisahkan dr
sitoplasma o# selubung inti.sitoplasma o# selubung inti.
)embatan yg mhub 1 nukleotida dg nukleotida lain)embatan yg mhub 1 nukleotida dg nukleotida lain(polinukleotida"(polinukleotida" *+%os%odiester sampai + %os%odiester*+%os%odiester sampai + %os%odiester -asa nitrogen tdk terlibat dlm pbtkan rangka gula-asa nitrogen tdk terlibat dlm pbtkan rangka gula
%os%at,shg dpt berinteraksi dg basa lain#dg protein%os%at,shg dpt berinteraksi dg basa lain#dg protein
7/25/2019 Genetika Modern
4/37
/ertama kali/ertama kali
diselidikidiselidiki 0ilkins,0ilkins,
1*1* 0atson 20atson 2
&ri3k&ri3k
DNA
7/25/2019 Genetika Modern
5/37
/erkembangan genetika/erkembangan genetika
kedokteran modern (1"kedokteran modern (1" 1900: Correns, De1900: Correns, De
Vries !s"#ermakVries !s"#ermakmenemukanmenemukankembali #ukumkembali #ukum
$endel$endel 19%&: 'atson 19%&: 'atson
Cri"k menemukanCri"k menemukanstruktur DNAstruktur DNA
19(0: )enemuan19(0: )enemuanteknologiteknologirekombinasi DNArekombinasi DNA
19((: Sanger 19((: Sanger Gilbert menemukanGilbert menemukan
"ara menentukan"ara menentukanurutan DNAurutan DNA
7/25/2019 Genetika Modern
6/37
Watson & Crick : DNA
1. DNA2 buah rantai
polynukleotida yang panjang, yg
arahnya berlaanan satu sa!alainDouble helix
2. Kedua rantai
dihubungkan ikatan
Hidrogen
3. Pasangan basa : Purin : A = T
Pirimidin : G =
7/25/2019 Genetika Modern
7/37
Struktur DNAStruktur DNA
-asa nitrogen gula pentosa gugus %os%at deoksi
7/25/2019 Genetika Modern
8/37
DNA molekul *ang dibangun ole# basaDNA molekul *ang dibangun ole# basa
nukleotida, +os+at dan gulanukleotida, +os+at dan gula
deoksiribosadeoksiribosa
!ibbon model Partial "hemi"al stru"ture om#uter model
H$drogen bond
7/25/2019 Genetika Modern
9/37
!!4 5N'5!!4 5N'5
'erdiri dari : 6 ma3am :'erdiri dari : 6 ma3am :
7os%at 1. N! (7os%at 1. N! (eoksiriboeoksiriboNukleat !3id"Nukleat !3id"
Gula 6. $N! (Gula 6. $N! ($ibo Nukleat$ibo Nukleat!3id"!3id"
-asa nitrogen-asa nitrogen
isebut : !sam Nukleatisebut : !sam Nukleat
disintesa didalam inti sel disintesa didalam inti sel
7/25/2019 Genetika Modern
10/37
)erbedaan DNA dengan -NA :)erbedaan DNA dengan -NA :
N!N!$N!$N!
1.1. Letak dlm selLetak dlm sel Nukleus Nukleus itoplasmaitoplasma
6.6. usunan molusunan mol atu pasang atu pasang 'unggal'unggal*.*. GulaGula eoksiribosa eoksiribosa $ibosa$ibosa
8.8. -asa organik-asa organik 'imin 'imin UrasilUrasil
.. 7ungsi7ungsi 5n%ormasi genetik 5n%ormasi genetik
intesaintesa
proteinprotein
9. n;im9. n;im N!ase N!ase $N!ase$N!ase
7/25/2019 Genetika Modern
11/37
/olimer nukleotida beruntai tunggal/olimer nukleotida beruntai tunggal
-asa : /urin-asa : /urin !denin < Guanin!denin < Guanin /irimidin/irimidin Urasil < &itosinUrasil < &itosin
4a3amnya :4a3amnya :$N!r$N!r dalam ribosadalam ribosa$N!m$N!m memba=a in%ormasi genetikmemba=a in%ormasi genetik
dari inti ke sitoplasmadari inti ke sitoplasma$N!t$N!t memba=a asam amino dalammemba=a asam amino dalam
sintesa proteinsintesa protein
!NA
7/25/2019 Genetika Modern
12/37
)urin dan )irimindin)urin dan )irimindin
7/25/2019 Genetika Modern
13/37
)irimidin)irimidin
* basa pirimidin utama :* basa pirimidin utama :itosinitosin
'imin'imin
UrasilUrasil
7/25/2019 Genetika Modern
14/37
SelSel
7/25/2019 Genetika Modern
15/37
7/25/2019 Genetika Modern
16/37
Sintesis DNASintesis DNA
intesis N!intesis N!berlangsung melaluiberlangsung melaluiprs replikasi.prs replikasi.
lm replikasi, tiaplm replikasi, tiap
untai N! induk ber%#untai N! induk ber%#sbg 3etakan utksbg 3etakan utksintesis sebuah untaisintesis sebuah untai
yg bs%t komplementeryg bs%t komplementer etiap mol N! ygetiap mol N! yg
dibtk mll replikasidibtk mll replikasimengandung satumengandung satuuntai induk yg utuhuntai induk yg utuhdan satu untai yg barudan satu untai yg barudisintesisdisintesis
7/25/2019 Genetika Modern
17/37
Ekspresi GenEkspresi Gen
lm mempela>ari ekspresi gen, kita hrslm mempela>ari ekspresi gen, kita hrs
tahu dahulu apa maksudtu>uan daritahu dahulu apa maksudtu>uan dari
replikasi, transkripsi dan translasi.replikasi, transkripsi dan translasi.
$eplikasi ter>adi dg maksudtu>uan untuk$eplikasi ter>adi dg maksudtu>uan untukme=ariskan si%atsi%at yang dimiliki kpdme=ariskan si%atsi%at yang dimiliki kpd
turunannyaturunannya
'ranskripsi dan translasi t>d dg maksud'ranskripsi dan translasi t>d dg maksud
tu>uan untuk membentuk protein6 yangtu>uan untuk membentuk protein6 yang
dibutuhkan oleh organisme hidupdibutuhkan oleh organisme hidup
7/25/2019 Genetika Modern
18/37
Ekspresi genEkspresi gen
etelah replikasi, sel akan dptetelah replikasi, sel akan dpt
membelah dan me=ariskan si%at ygmembelah dan me=ariskan si%at yg
dimiliki ke selsel anak.dimiliki ke selsel anak.
!danya mutasi dapat mybbkan!danya mutasi dapat mybbkan
perubahan bhn genetikperubahan bhn genetik
7/25/2019 Genetika Modern
19/37
)roses sintesa protein)roses sintesa protein
7/25/2019 Genetika Modern
20/37
!ranslasi : Sintesis!ranslasi : Sintesis
)rotein)rotein 'ranslasi adalah suatu mekanisme utk sintesis'ranslasi adalah suatu mekanisme utk sintesis
protein diba=ah arahan m$N!. elama prosesprotein diba=ah arahan m$N!. elama prosesini, urutan nukleotida dari m$N! akanini, urutan nukleotida dari m$N! akanditer>emahkan dalam urutan asam aminoasamditer>emahkan dalam urutan asam aminoasamamino dari protein.amino dari protein.
/ada proses translasi melibatkan se>umlah besar/ada proses translasi melibatkan se>umlah besarreaksi kimia, penambahan asam nukleat danreaksi kimia, penambahan asam nukleat danprotein. alah satu yg terlibat dalam prs iniprotein. alah satu yg terlibat dalam prs iniadalah ribosom.adalah ribosom.
$ibosom merupakan mesin dasar dalam proses$ibosom merupakan mesin dasar dalam prosestranslasi.translasi.
e>umlah besar ribosom terlibat dalam katalise>umlah besar ribosom terlibat dalam katalisreaksi berantai suatu asam amino men>adireaksi berantai suatu asam amino men>adiprotein, sesuai dengan urutan spesi?k dariprotein, sesuai dengan urutan spesi?k darim$N!m$N!
7/25/2019 Genetika Modern
21/37
!ranslasi!ranslasi
7/25/2019 Genetika Modern
22/37
7/25/2019 Genetika Modern
23/37
$utasi DNA$utasi DNA 4utasi adalah perubahan pd urutan nukleotida4utasi adalah perubahan pd urutan nukleotida
pd molekul N! atau akibat kesalahan selamapd molekul N! atau akibat kesalahan selamareplikasi yg tdk dpt diperbaiki.replikasi yg tdk dpt diperbaiki.
/erubahan ini sangat >arang ter>adi namun dapat/erubahan ini sangat >arang ter>adi namun dapatmemberikan keragaman genetikmemberikan keragaman genetik
/erubahan basa dpt t>d sbg perubahan transisi/erubahan basa dpt t>d sbg perubahan transisi
dan [email protected] trans@ersi. /erubahan transisi 3ontohnya suatu pirimidin/erubahan transisi 3ontohnya suatu pirimidin
berubah men>adi pirimidin lain ('berubah men>adi pirimidin lain ('&" atau suatu&" atau suatupurin m>d purin lain (!purin m>d purin lain (! G"G"
/erubahan trans@ersi 3ontohnya suatu pirimidin/erubahan trans@ersi 3ontohnya suatu pirimidin
berubah men>adi purin atau sebaliknyaberubah men>adi purin atau sebaliknya -ila suatu urutan nukleotida dari gen-ila suatu urutan nukleotida dari gen
mengandung mutasi ditranskripsi ke dalam suatumengandung mutasi ditranskripsi ke dalam suatumolekul $N!, maka molekul $N! ini kelak akanmolekul $N!, maka molekul $N! ini kelak akanmempunyai perubahan basa pelengkap pdmempunyai perubahan basa pelengkap pd
tempat yg sesuai ini.tempat yg sesuai ini.
7/25/2019 Genetika Modern
24/37
/erubahan transisi 3ontohnya suatu pirimidin/erubahan transisi 3ontohnya suatu pirimidinberubah men>adi pirimidin lain ('berubah men>adi pirimidin lain ('&" atau suatu&" atau suatupurin m>d purin lain (!purin m>d purin lain (! G"G"
/erubahan trans@ersi 3ontohnya suatu pirimidin/erubahan trans@ersi 3ontohnya suatu pirimidinberubah men>adi purin atau sebaliknyaberubah men>adi purin atau sebaliknya
-ila suatu urutan nukleotida dari gen mengandung-ila suatu urutan nukleotida dari gen mengandungmutasi ditranskripsi ke dalam suatu molekul $N!,mutasi ditranskripsi ke dalam suatu molekul $N!,maka molekul $N! ini kelak akan mempunyaimaka molekul $N! ini kelak akan mempunyai
perubahan basa pelengkap pd tempat yg sesuai iniperubahan basa pelengkap pd tempat yg sesuai ini
7/25/2019 Genetika Modern
25/37
$enurut lokasi, DNA dpt$enurut lokasi, DNA dpt
ditemukan diditemukan di
1.1. 5nti5nti N! inti dlm sel didistribusikan diN! inti dlm sel didistribusikan diantara 6* ps kromosom yg tda 66antara 6* ps kromosom yg tda 66kromosom autosom dan 1 kromosom seAkromosom autosom dan 1 kromosom seA(BB#BC". Kurang 1D E, N! inti(BB#BC". Kurang 1D E, N! inti
mengkode gen yg %ungsional (F3odingmengkode gen yg %ungsional (F3odingregion"region"protein, sisanya tda kode ygprotein, sisanya tda kode ygtdk berarti atau blm diketahui (Fnontdk berarti atau blm diketahui (Fnon3oding region". egmen gen yg m+kode3oding region". egmen gen yg m+kode
proteinprotein
ekson dan yg segmen gen tdkekson dan yg segmen gen tdkada artiada arti intronintron
6.6. 4itokondria4itokondriamtN!. 4engandung 1*mtN!. 4engandung 1*gen utk sintesis en;im perna%asan dangen utk sintesis en;im perna%asan dan
mempunyai tk mutasi yg tinggi. Kelainanmempunyai tk mutasi yg tinggi. Kelainanmitokondria diturunkan oleh ibumitokondria diturunkan oleh ibu
7/25/2019 Genetika Modern
26/37
$utasi DNA$utasi DNA
Normal /ro Gln 'rp er !rg HisNormal /ro Gln 'rp er !rg His
FF=ild type +.. &&! &!G UGG !GU &G! &!U=ild type +.. &&! &!G UGG !GU &G! &!U
U..*+U..*+
4utasi +.. &&! &!G UGG4utasi +.. &&! &!G UGGAA!G U&G !&!!G U&G !&!U ..*+U ..*+
FrameshiftFrameshift /ro Gln 'rp Lys er 'hr/ro Gln 'rp Lys er 'hr
5nsersi#delesi * nukleotida5nsersi#delesi * nukleotida
4et /he Gly Kodon stop4et /he Gly Kodon stop
FF =ild type +..!UG UUU GG& U!! ..*+=ild type +..!UG UUU GG& U!! ..*+
4utasi +..!UG4utasi +..!UG AAGAAG UUU GG& U!! ..*+UUU GG& U!! ..*+
7/25/2019 Genetika Modern
27/37
)atologi genetika dpt dibg)atologi genetika dpt dibg
1.1. Kelainan kromosomKelainan kromosom
1.1. e%ek pada gen dan tdk dpt dilihat pde%ek pada gen dan tdk dpt dilihat pdanalisis kromosom, ttp dpt dianalisis dranalisis kromosom, ttp dpt dianalisis dr
%amily tree atau pemeriksaan biokimia%amily tree atau pemeriksaan biokimiabiologi molekulerbiologi molekuler dikenal sbg pnyktdikenal sbg pnyktakibat de%ek gen tunggalakibat de%ek gen tunggal mutasi :mutasi :
autosomal dominan autosomal dominan
autosomal resesi% autosomal resesi%
Blinked dominan Blinked dominan B linked resesi% B linked resesi%
7/25/2019 Genetika Modern
28/37
$utasi DNA$utasi DNA..
4utasi dpt kelompokkan dlm4utasi dpt kelompokkan dlm1.1. 4utasi titik (Fpoint mutation" t>d bila hanya satu basa pd N! yg4utasi titik (Fpoint mutation" t>d bila hanya satu basa pd N! yg
mengalami perubahan dan mengakibatkan perubahan satu basa pdmengalami perubahan dan mengakibatkan perubahan satu basa pdkodon m$N!kodon m$N!
6.6. 4utasi insersi#sisipan t>d bila satu atau lebih nukleotida ditambahkan ke4utasi insersi#sisipan t>d bila satu atau lebih nukleotida ditambahkan keN!. -ila insersi tdk menimbulkan kodon stop, dpt dihslkan prot dgN!. -ila insersi tdk menimbulkan kodon stop, dpt dihslkan prot dg>mlh !! lbh dr normal.>mlh !! lbh dr normal.
*.*. 4utasi delesi#penghilangan t>d bila satu atau lbh nukleotida dikeluarkan4utasi delesi#penghilangan t>d bila satu atau lbh nukleotida dikeluarkandari N!. -ila delesi tdk mempengaruhi kodon start atau kodon stop,dari N!. -ila delesi tdk mempengaruhi kodon start atau kodon stop,dpt dihslkan prot dg >mlh !! lbh sdkt dr normaldpt dihslkan prot dg >mlh !! lbh sdkt dr normal
8.8. 4utasi F%ragmeshi%t#pergeseran t>d bila >mlh nukleotida yg diinsersikan4utasi F%ragmeshi%t#pergeseran t>d bila >mlh nukleotida yg diinsersikanatau didelesikan bukan kelipatan * shg t>d pergeseran kerangka.atau didelesikan bukan kelipatan * shg t>d pergeseran kerangka.
4utasi titik dpt dibg m>d :4utasi titik dpt dibg m>d :
1.1. FFsilent mutationsilent mutation
apabila mutasi tsb tdk mempengaruhi urutan !!apabila mutasi tsb tdk mempengaruhi urutan !!protein. &th perubahan &Gprotein. &th perubahan &GAA m>d &Gm>d &GGG. Kedua kodon ini adalah. Kedua kodon ini adalahmenentukan !! arginin.menentukan !! arginin.
6.6. FFmissense mutationmissense mutation bila mutasi menyebabkan 1 !! digantikan oleh 1bila mutasi menyebabkan 1 !! digantikan oleh 1!! lain. &th perubahan kodon &!! lain. &th perubahan kodon &GG! utk arginin dengan &! utk arginin dengan &CC! utk prolin.! utk prolin.
*.*. FFnonsense mutationnonsense mutation bila mutasi ini menyebabkan penghenteianbila mutasi ini menyebabkan penghenteiansintesis polipeptida lebih a=al dari seharusnya. &th perubahan kodonsintesis polipeptida lebih a=al dari seharusnya. &th perubahan kodonCCG! utk arginin dengan kodonG! utk arginin dengan kodon UUG! yang merupakan kodon stopG! yang merupakan kodon stop
Istila# kelainan dlmst a e a nan m
7/25/2019 Genetika Modern
29/37
Istila# kelainan dlmst a e a nan mbiokimia.biologibiokimia.biologi
molekulermolekulerHomo;igot dan hetero;igotHomo;igot dan hetero;igot duaduagen pd tempat yg sama (identi3algen pd tempat yg sama (identi3alpla3e#lo3us" pd spasang kromosompla3e#lo3us" pd spasang kromosom
allel. 5ndi@idu dg allel sama pdallel. 5ndi@idu dg allel sama pdlokus tertentulokus tertentu homo;igot, bilahomo;igot, bilaallel td identikallel td identik hetero;igothetero;igot
ominan dan resesi%ominan dan resesi% bila hanya 1bila hanya 1kopi allel abnormal diperlukan utkkopi allel abnormal diperlukan utkmengekspresikan pnyk genetikmengekspresikan pnyk genetik dominan, >k dua kopi abnormal drdominan, >k dua kopi abnormal dr
gen yg berpsg diperlukan utkgen yg berpsg diperlukan utk
7/25/2019 Genetika Modern
30/37
)enis Kelainan Genetika)enis Kelainan Genetika /elainan gen tunggal:/elainan gen tunggal:
Dominanresesi+terangkai.2 Dominanresesi+terangkai.2 )ola pe3arisan k#as )ola pe3arisan k#as
Dikenal sekitar 4000 Dikenal sekitar 4000
/elainan kromosom:/elainan kromosom:
/elainan numerik 56ml kromosom tdk /elainan numerik 56ml kromosom tdknormal7normal7
/elainan struktur 5ada delesi atau /elainan struktur 5ada delesi atauin8ersi pdin8ersi pd
kromosom7kromosom7 Di SA (1000 kela#iran Di SA (1000 kela#iran
/elainan multi+aktor:/elainan multi+aktor:
Interaksi antara +aktor genetika dan Interaksi antara +aktor genetika dan
lingkunganlingkungan !idak tam ak ola e3arisan k#as
7/25/2019 Genetika Modern
31/37
&iri /enyakit Genetika&iri /enyakit Genetika
mumn*a pen*akit itumumn*a pen*akit itu
ditemukan pada lebi# dariditemukan pada lebi# dari
seorang anggota keluargaseorang anggota keluarga)enderita sering berasal dari)enderita sering berasal dari
suatu daera# terpen"il dengansuatu daera# terpen"il dengan
ban*ak perka3inan antarban*ak perka3inan antarkeluargakeluarga
7/25/2019 Genetika Modern
32/37
-eban /enyakit Genetika-eban /enyakit Genetika
arper 519;;7:arper 519;;7:
1&0 dari semua ke#amilan dapat1&0 dari semua ke#amilan dapat
meng#asilkan anak dengan kelainanmeng#asilkan anak dengan kelainankongenitalkongenital
)ada usia
7/25/2019 Genetika Modern
33/37
Kemungkinan kelahiranKemungkinan kelahirananak dengan 3a3atanak dengan 3a3at
kongenitalkongenital?enis kelainan?enis kelainan
Ada kelainanAda kelainan
/elainan berat/elainan berat
Ada kelainan pada sepupu atauAda kelainan pada sepupu atauorang tuaorang tua
Abortus spontanAbortus spontan
@a#ir mati@a#ir mati
/ematian perinatal/ematian perinatal /ematian ta#un pertama/ematian ta#un pertama
)asangan mandul)asangan mandul
rekuensrekuensii
1&01&01%01%0
1&01&0
1;1;
11
7/25/2019 Genetika Modern
34/37
7rekuensi kelainan genetika7rekuensi kelainan genetikapada usia di ba=ah 6pada usia di ba=ah 6
tahuntahun?enis kelainan?enis kelainan Gen tunggalGen tunggal Btosom dominanBtosom dominan
Btosom resesi+Btosom resesi+ !erangkai.2!erangkai.2
/romosom/romosom
$ulti+aktor$ulti+aktor
/ongenital/ongenital
Non.kongenitalNon.kongenital
rekuensirekuensi
0=&0=&
0=140=14
0=1(0=1(
0=0%0=0%
0=190=19
4=(04=(0
7/25/2019 Genetika Modern
35/37
/ola /e=arisan Gen 'unggal/ola /e=arisan Gen 'unggal
$" /usi"k 519907:$" /usi"k 519907:Dikenal 4,%00 lokus atau % . 10Dikenal 4,%00 lokus atau % . 10
persen 6umla# gen manusiapersen 6umla# gen manusia)ola pen*ebaran tergantung dari:)ola pen*ebaran tergantung dari:Apaka# otosom atau kromosom seApaka# otosom atau kromosom se
Apaka# gen dominan atau resesi+Apaka# gen dominan atau resesi+
7/25/2019 Genetika Modern
36/37
/ola /e=arisan Itosom/ola /e=arisan Itosom
ominanominan
@aki.laki atau [email protected] atau perempuan
dapat terkenadapat terkena
Ada orang tua *ang 6ugaAda orang tua *ang 6uga
terkenaterkena
/ira.kira %0 > anak seorang/ira.kira %0 > anak seorangpenderita akan terkenapenderita akan terkena
7/25/2019 Genetika Modern
37/37
/ola /e=arisan Itosom/ola /e=arisan Itosom
$esesi%$esesi%
@aki.laki atau perempuan [email protected] atau perempuan dapat
terkenaterkena
Saudara kandung mungkin adaSaudara kandung mungkin ada*ang terkena, tetapi anggota*ang terkena, tetapi anggota
keluarga 6au# umumn*a tidakkeluarga 6au# umumn*a tidak
terkenaterkenaAda konsanguinitas pada orangAda konsanguinitas pada orang
tuatua