Plasmid dan Episome
Resume
Disusun untuk memenuhi tugas Mata kuliah Genetika I Yang dibimbing oleh Prof. Dr. A. Duran Corebima, M.pd
Oleh : Billkis Istikharah (209341420861) Rizky Alfarizy (120341421984) Off B / Pendidikan Biologi 2012
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI Januari 2014
Dalam Gardner (1991) diterangkan bahwa plasmid merupakan replicon (sebuah unit dari materi genetik yang mampu melakukan replikasi secara sendiri) yang diwariskan secara stabil (dipertahankan tanpa seleksi tertentu) dan berada di luar kromosom (extra-chromosmal). Plasmid merupakan molekul DNA ekstra kromosom atau “minichromosome” yang dapat mereplikasi sendiri dari kromosom sel utama. Plasmid adalah salah satu vektor yang biasa digunakan dalam proses pengklonan gen. Karakteristik yang penting dari plasmid adalah dapat melakukan replikasi, terdapat di luar kromosom, dan secara genetik dapat ditransfer dengan stabil. Plasmid terdapat di dalam sitoplasma, dan dapat melakukan replikasi secara autonom. Satu sel dapat mengandung lebih dari satu kopi plasmid. Plasmid berukuran 1 – 300 kb, sehingga dapat dibedakan dengan mudah dari kromosom bakteri yang berukuran 3000 – 5000 kb. Plasmid yang terlibat dalam proses konjugasi (plasmid F) biasanya berukuran besar. Untuk replikasi plasmid dapat berada dalam keadaan terpisah dari kromosom (non-integratif) dan terintegrasi dalam kromosom bakteri (episom).
Gambar model replikasi plasmid untai ganda.
Gambar model replikasi plasmid untai tunggal,.
Gambar model replikasi plasmid linier.
Plasmid dapat dikelompokkan berdasarkan sifat yang disandi oleh gen yang dikandungnya, yaitu : (i) Plasmid F (fertilitas) membawa gen tra, yang bertanggung
jawab
terhadap
proses
konjugasi;
(ii) Plasmid R
(resistensi)
mengandung gen resistensi terhadap antibiotik atau logam berat; dan (iii) Plasmid Col, plasmid yang mengandung gen penyandi toksin dan bakteriosin seperti ColE1 dari E.coli. Beberapa kegunaan plasmid selain untuk menyandi adalah untuk produksi protein yang berfungsi sebagai zat antimikrobial (untuk melawan organisme bakteri yang saling berdekatan misalnya Colicin
yang diproduksi oleh E. Coli
untuk
membunuh bakteri E.Coli yang lain, untuk membawa sifat virulensi bagi bakteri bakteri tertentu seperti Aqrobacterium tumefaciens membawa plasmid yang disebut TI (Tumor Inducing) yang bersifat patogen yang menyebabkan tumor pada tumbuhan dan Rhizobium yang membentuk nodul pada akar kacang-kacangan yang berguna untuk fiksasi nitrogen dikontrol oleh gen-gen yang dibawa oleh plasmid. Selain itu
juga plasmid membawa gen- gen yang diunakan oleh beberapa bakteri dalam aktivitas metabolism seperti fermentasi lactose dan proses biodegradasi dan bioremidiasi.
Episom merupakan unsur-unsur genetik bebas yang telah dapat berkembang biak dalam sel bakteri
baik dalam keadaan autonom (menggandakan diri
dan
dipindahkan tanpa bergantungkepada kromosom bakteri) maupun pada keadaan integrasi (melekat pada kromosom bakteri, berperan serta bersamanya dalam rekombinasi genetika dan dipindahkan bersama kromosom bakteri tersebut). Episom merupakan senyawa genetik yang dapat melekukan replikasi (1) dalam keadaan terintegrasi, secara kovalen dimasukkan dalam kromosom inang, dan (2) dalam keadaan otonom atau extrachromosomal E. coli K12 F factor dan kromosom faga
merupakan episom yang paling banyak dikenal. Sebuah sel +
membawa faktor F dalam keadaan otonom disebut sebagai F donor. Selama +
-
konjugasi antara F donor dan F resipien, hanya fakor F yang ditransfer. Sebuah sel membawa faktor F dalam keadaan terintegrasi disebut Hfr (untuk rekombinasi frekuensi tinggi). Selama konjugasi antara sel Hfr
-
dan sel F , kromosom Hfr
-
menjalani transfer linear ke sel F . Biasanya, hanya bagian dari kromosom Hfr yang ditransfer sebelum sel menyebar. Asal dan arah transfer ditentukan oleh lokasi dan orientasifaktor F di dalam kromosom.
Kadang-kadang,terjadi
anomali pada faktor F dari kromosom Hfr, yaitu
memproduksi rekombinan faktor F, yang disebut faktor F’, yang membawa gen kromosom. Transfer konjugatif pada gen kromosom donor dibawa oleh faktor F’ ke sel resipien disebut sexduction. Integrasi episom dan evolusi plasmid, khusunya plasmid R, dimediasi melalui urutan DNA yang pendek disebut insertion sequences atau senyawa IS. Senyawa IS ini transposable, yaitu dapat berpindah dari satu posisi ke posisi yang lain dalam sel genom. Senyawa IS juga menengahi rekombinasi antara senyawa genetik yang mana mereka disisipkan.
Soal dan Jawaban 1. Jelaskan secara singakt perbedaan yang mendasar antara plasmid dan episom. Jawab : Plasmid merupakan molekul DNA ektra kromosom, plasmid tidak dapat bergabung dengan DNA kromosom dan plasmid berisi informasi genetik yang diperlukan untuk replikasi plasmid itu sendiri. Sedangkan, episom merupakan setiap jenis DNA ekstra kromosom yang dapat berhubungan dengan DNA kromosom. Episom biasanya lebih besar dari DNA ekstra kromosom lainnya. Contoh eisom adalah virus, karena dapat mengintegrasikan materi genetik ke dalamDNA kromosom inang dan bereplikasi bersama dengan replikasi kromosom DNA inangnya.
2. Bagaimanakah replikasi plasmid pada E.Coli yang memiliki 2 tipe plasmid? apakah kedua tipe tersebut melakukan replikasi yang sama? Jawab : Plasmid pa E.Coli memiliki 2 tipe yaitu tipe pertama disebut ColE1 berukuran kecil dan terdapat kopian berganda di dalam sel. Kelompok plasmid kedua digolongkan ke dalam plasmid F yang berukuran lebih besar. Plasmid ini memiliki hanya satu atau dua kopian sel. Replikasi plasmid yang pertama tidak berhubungan dengan proses replikasi kromosomal dan pembelahan sel (oleh sebab itu memiliki jumlah kopian yang banyak) meskipun ada beberapa pengontrol dalam replikasi plasmid. Sedangkan plasmid yang kedua replikasinya dikontrol dengan cara yang sama seperti pada kromosom sehingga ketika kromosom diinisiasi untuk bereplikasi maka replikasi plasmid ini pun akan terjadi, oleh karena itu tipe plasmid ini tidak bias diperbanyak.
