2. Genom Organisme

KOMPETENSI KHUSUS:

Setelah mengikuti kuliah topik bahasan ini, mahasiswa diharapkan mampu:

  1. mendefinisikan Genom
  2. menerangkan genom prokariot
  3. menerangkan genom eukariot
  4. menerangkan secara garis besar fungsi genom

Pengertian Genom

Secara keseluruhan kumpulan gen-gen yang terdapat di dalam setiap sel individu organisme disebut sebagai genom. Dengan perkataan lain, genom suatu organisme adalah kumpulan semua gen yang dimiliki oleh organisme tersebut pada setiap selnya.

Genom 0rganisme prokariot seperti bakteri diketahui hanya mempunyai sebuah kromosom yang tidak dikemas di dalam suatu nukleus sejati. Kromosom ini berbentuk lingkaran (sirkuler), dan semua gen tersusun di sepanjang lingkaran tersebut.

Berbeda dengan genom prokariot, genom eukariot tersusun dari beberapa buah kromosom. Tiap kromosom membawa sederetan gen tertentu. Selain itu, kromosom eukariot mempunyai bentuk linier. Posisi di dalam kromosom, baik pada prokariot maupun pada eukariot, yang ditempati oleh suatu gen disebut sebagai lokus (jamak: loki) bagi gen tersebut.

Genom Prokariot

Genom prokariot umumnya berukuran kurang dari 5 Mb walaupun beberapa melebihi ukuran ini. B. Megaterium misalnya berukuran kira2 30 Mb. Pandangan tradisional meyakini genom prokariot tipikal berupa molekul DNA tunggal berbentuk sirkuler. DNA dikemas didalam nukleoid dalam bentuk supercoil. Model untuk genom E. coli digambarkan dengan 40-50 loop superkoil DNA yang terikat pada sebuah sumbu protein. Setiap loop berukuran sekitar 100 kb.

Akhir-akhir ini semakin jelas bahwa pandangan tentang genom prokariot berdasarkan studi pada E. coli terlalu disederhanakan. Pertama, sekalipun mayoritas kromosom bakteri dan arkaea berbentuk sirkuler, bentuk linier semakin banyak ditemukan, misalnya pada Borrelia burgdorferi,  Streptomymyces dan bakteri lainnya. Kedua, berhubungan dengan status plasmid. Beberapa tipe plasmid dapat berintegrasi dengan genom utama, sementara sebagian lainnya bersifat independen. Plasmid berisi gen-gen yang tidak terdapat dalam kromosom utama, tetapi pada umumnya gen-gen tsb tidak dibutuhkan oleh bakteri. Banyak plasmid dapat berpindah dari satu sel ke sel lainnya dan plasmid yang sama terkadang ditemukan pada bakteri dari spesies yang berbeda. Hal2 ini menunjukkan bahwa plasmid bersifat independen dan selayaknya tidak dimasukkan dalam definisi genom sel prokariot.

Salah satu kekhasan genom prokariot adalah adanya operon. Operon adalah sekelompok gen yang terletak berurutan didalam genom, yang hanya diselingi satu atau dua nukleotida antara gen satu dengan lainnya. Semua gen dalam operon diekspresikan sebagai suatu unit tunggal. Contoh klasik operon adalah operon laktosa  pada E. coli yang teridiri atas 3 gen yang berperan dalam mengkonversi disakarida laktosa menjadi monosakarida glukosa dan galaktosa sehingga dapat dimanfaatkan oleh E. coli sebagai sumber energi. Secara natural, laktosa bukanlah komponen umum lingkungan E. coli, sehingga pada umumnya operon ini tidak terekspresikan. Adanya laktosa memicu opero ke kondisi on, ketiga gen diekspresikan bersama-sama menghasilkan sintesis enzim2 untuk pemanfaatan laktosa secara terkoordinasi. Contoh lainnya adalah operon triptopan pada E. coli berperan dalam sintesis asam amino.

Genom Eukariot

Genom eukariot terdiri atas genom nuklear dan genom mitokondria, pada tanaman ditambah dengan genom kloroplas. Perbedaan utama struktur genom antar eukariot yang  berbeda terletak pada ukuran genom. Sepintas tampaknya ukuran genom berkorelasi dengan kompleksitas organisme. Fungi yang merupakan eukariot paling sederhana memiliki ukuran genom paling kecil sementara eukariot yang lebih kompleks vertebrata dan tanaman berbunga memiliki ukuran genom terbesar (Tabel 2.2.).

Hampir semua eukariot memiliki genom mitokondria. Genom kloroplas terdapat pada semua eukariot yang berfotosintesis. Genom organel merujuk pada genom mitokondria dan genom kloroplas. DNA organel pada umumnya sirkuler dengan variasi pada organisme yang berbeda. Pada banyak eukariot genom sirkuler dan genom linier terdapat bersama2 didalam organel dan untuk kloroplas sering dijumpai lingkaran2 kecil yang mengandung subkomponen genom. Alga laut dinoflagellata misalnya memiliki genom kloroplas yang terbagi dalam banyak lingkaran kecil yang masing2 mengandung satu gen tunggal. Genom mitokondria beberapa mikroba eukariot seperti Paramecium, Chlamydomonas dan beberapa ragi selalu linier.

Fungsi Genom

Agar supaya sel dapat menggunakan informasi biologis yang terkandung dalam genomnya, kumpulan gen, maka setiap gen yang mempresentasikan unit tunggal informasi harus diekspresikan secara terkoordinasi. Ekspresi gen ini menentukan transkriptom, yang pada gilirannya akan menentukan proteom dan menentukan aktivitas yang dilakukan sel tertentu.

Referensi

Susanto, A.H., 2002, Bahan Ajar Genetika Dasar, Fakultas Biologi UNSOED

Brown, T.A (2002), Genomes, 2nd Ed, BIOS Scientific Publishers Ltd, New Yorik (page)




Leave a Reply