bab 13 dan 14

BAB 13

KONJUGASI PADA BAKTERI

Konjugasi adalah suatu proses transfer informasi genetik satu arah yang terjadi melalui kontak langsung antara suatu sel bakteri donor dan suatu sel bakteri resipien. Bakteri donor dianggap sebagai berkelamin jantan, sedangkan bakteri resipien dianggap sebagai berkelamin betina. Konjugasi dapat diartikan sebagai fusi temporer dua organisme sel tunggal dalam rangka transfer seksual materi genetik. Peristiwa konjugasi ditemukan pada E. coli pertama kali oleh J. Lederberg dan E. L Tatum. Dua strain E. coli dipelajari dalam kebutuhannya terhadap nutrisi. Strain yang membutuhkan nutrisi untuk perkembangannya disebut auxkotrop. Sedangkan yang tidak membutuhkan nutrisi tambahan disebut prototroph.

Dalam percobaanya, digunakan strain A dan B yang dicampur dan dibiakkan dalam medium minimal. Kemudian sebagai kontrol, kedua strain tersebut dipisah dan dibiakkan dalam medium minimal. Ternyata strain yang dicampur dapat tumbuh membentuk koloni. Hal ini membuktikan adanya pertukaran informasi genetik dari kedua strain. J. Lederberg dan E. L Tatum menyatakan bahwa peristiwa ini bukanlah mutasi, tetapi rekombinasi. Kemudian Bernard Davis membuktikan bahwa rekombinasi yang terjadi itu adalah konjugasi melalui percobaanyya menggunakan suatu perangkat tabung U.

Selama konjugasi berlangsung terjadi transfer DNA dari suatu sel donor ke sebuah sel resipien melewati suatu penghubung antar sel khusus, yang disebut tabung konjugasi. Sel donor memiliki karakteristik khusus yang berupa juluran tambahan serupa rambut di permukaan sel yang disebut sebagai F. Pili atau sex pili. Pembentukan F. Pili terletak pada kromosom mini. Kromosom tersebut disebut sebagai F faktor.  

Bakteri F⁺, F^-, dan Hfr

Sel donor yang mengandung faktor F disebut sebagai sel F⁺, sedangkan sel yang tidak mengandung faktor F disebut sel F^-. Jika satu populasi sel F⁺ dicampur dengan satu populasi sel F^-, maka pada keturunan berikutnya tidak akan ditemui lagi sel F^-. Hal itu karena sel F⁺ memiliki kemampuan untuk melakukan konjugasi. Sehingga dia akan mentrasnfer informasi genetiknya ke sel F^- dan menyebabkan rekombinasi.

Pada penelitian lebih lanjut, ditemukan strain F⁺ yang memiliki frekuensi rekombinasi yang sangat tinggi yang disebut Hfr (high frequency recombination). Perbedaan antara strain Hfr dan strain F⁺ adalah bahwa setelah rekombinasi sel F^- hampir tidak pernah berubah menjadi sel F^- ataupun sel Hfr. Sebaliknya, setelah konjugasi yang menyebabkan terjadinya rekombinasi antara sel F⁺ dan sel F^-, sel resipien itu selalu menjadi sel F⁺.

Faktor F^!

Terkadang faktor F yang terntegrasi dengan inang terlepas. Akibat dari hal itu adalah bahwa faktor F yang terlepas tadi membawa sebagian kecil kromosom inang yang letaknya berdekatan dengan tempat terintegrasinya faktor F. Fenomena itulah yang menyebabkan terbentuknya F^! (F prime). Sel yang memiliki faktor F^! masih bisa melakukan konjugasi dengan sel F^-. hal itu disebabkan karena sifat dari faktor F masih ada. Sehingga saat konjugasi berlangsung, akan terbentuk faktor F⁺. fenomena trasnfer gen-gen kromosom dari suatu sel bakteri donor ke sebuah sel resipien oleh faktor F disebut sebagai sex duction.

Percobaan Konjugasi yang Terputus dari E. Wollman dan F. Jacob

Untuk mempelajari proses konjugasi antara strain E. coli, digunakan dua strain yaitu Hfr H^- dan F^-. kedua strain tersebut dicampur dalam medium pertumbuhan pada suhu 37 derajat celcius. Kemudian seiring waktu mulai melakukan konjugasi. Sampel diambil dan diaduk kuat dalam blender untuk memutuskan tabung konjugasi serta memisahkan sel-sel. Hasilnya, jika sel yang berkonjugasi dipisahkan pada waktu 8 menit pertama setelah pencampuran belum ada ekspresi rekombinan. Kemudian untuk 8 setengah menit terdapat gen thr⁺ dan leu⁺ yang ditransfer. Selanjutnya gen-gen lain menyusul dengan waktu yang lebih lama.

Pemetaan Kromosom E. coli atas Dasar Hasil Percobaan Konjugasi Terputus

Data hasil percobaan konjugasi terputus ternyata dapat digunakan sebagai cara untuk menentukan letak gen-gen E. coli pada kromosom. Dari interval waktu yang terekam dapat digunakan untuk memperkirakan jarak fisik antara gen-gen penanda pada kromosom. Selain itu, satuan menit juga dapat digunakan untuk standar pengukuran jarak fisik antar gen pada kromosom E. coli. Suatu jarak peta seukuran satu menit berhubungan dengan panjang segmen kromosom yang ditransfer dalam satu menit selama konjugasi.

Pemetaan Kromosom E. coli atas Dasar Percobaan Konjugasi yang Tidak Terputus

Selain menggunakan percobaan konjugasi yang terputus, pemetaan kromosom pada E. coli juga bisa menggunakan percobaan konjugasi yang tidak terputus. Pada percobaan ini, proses konjugasi tidak diputus, artinya dibiarkan secara langsung selama 1-2 jam. Beberapa gen diseleksi dan ada yang digunakan sebagai penanda. Misalnya saja thr⁺, leu⁺, str⁺ yang diseleksi dan dihitung. Kemudian azi⁺, ton⁺, tac⁺, gal⁺ yang digunakan sebagai penanda rekombinan. Ternyata, frekuensi rekombinan menurun sebagai suatu fungsi jaraknya dari penanda rekombinan thr⁺ leu⁺. Semakin jauh jaraknya dari penanda patokan thr⁺ leu⁺, frekuensi tiap penanda rekombinan lain juga berkurang.

BAB 14

REKOMBINASI PADA FAG BAKTERI

           

Rekombinasi Intergenik dan Pemetaan Fag Bakteri

            Rekombinasi genetik pada fag bakteri ditemukan selama percobaan infeksi campuran dimana 2 strain mutan dibiarkan menginfeksi satu biakan bakteri yang sama secara simultan. Rekombinasi yang melibatkan 2 lokus inilah yang tergolong rekombinasi intergenik. Fag induk yang digunakan bergenotif h⁺r (rentang inang wild type, lisis cepat)dan hr⁺ (rentang inang lebar, lisis nomal). Apabila tidak terjadi rekombinasi, maka kedua genotip induk inilah yang dijumpai pada genotip rekombinan. Namun, pada percobaan ditemukan juga genotip rekombinan hr⁺, h⁺r, dan hr.

Hersey dan Rotman yang menggunakan strain fag T2 menyatakan bahwa, “Sekalipun ditemukan berbagai jarak pautan (frekuensi rekombinasi), tidak ada satupun yang pernah melampaui frekuensi 30%.” Kejadian rekombinasi dapat terjadi melalui 2 alternatif (3 strain), yaitu: (1) Terjadi 2 kombinasi berturutan dalam sel yang sama, dan (2) Terjadi “perkawinan serempak” antara ketiga kromosom dari ketiga strain pada waktu bersamaan. Rekombinasi pada Fag berdampak pada nilai interferensi genetik. Kebanyakan makhluk hidup, nilai interferensi genetik positif (akibat nilai koefisien koinsidensi < 1),  yang berarti bahwa peristiwa pindah silang yang terjadi pada suatu daerah kromosom akan menghambat pindah silang pada kromosom di dekatnya. Pada persilangan fag, nilai interferensi genetik adalah negatif akibat nilai koefisien koinsidensi > 1. Hal tersebut berarti bahwa pindah silang pada suatu  daerah kromosom akan meningkatkan kejadian pindah silang pada daerah kromosom di dekatnya.

Jika frekuensi rekombinasi pada 2 interval kromosom berdekatan menjadi lebih kecil maka terjadi peningkatan interferensi negatif yang mencolok. Dalam hubungan ini, terlihat bahwa perpasangan dan pertukaran yang terjadi di lingkup suatu daerah kromosom yang kecil akan meningkatkan peluang pertukaran genetik tambahan dalam batas daerah sempit tersebut.

Rekombinasi Intragenik

Rekombinasi intragenik misalnya terjadi pada fag T4 melalui pengamatan dan pengkajian rinci terhadap lokus rII fag T4 oleh Benzer. Benzer berhasil mengungkap keberadaan rekombinan-rekombinan genetik yang sangat jarang terjadi akibat pertukaran yang berlangsung dalam gen, bukan antar gen sebagaimana yang dipaparkan sebelumnya. Peristiwa rekombinasi semacam itu terjadi antar DNA fag-fag bakteri selama infeksi simultan terhadap E.coli.

Mutan-mutan rII tidak dapat melakukan lisis secara berhasil terhadap suatu strain E.coli yang lain, yaitu K12 (λ) yang telah mengalami lisogenasi oleh fag, meskipun mutan-mutan itu mampu menginfeksi dan melalukan lisis terhadap E.coli B. Upaya lain juga dilakukan Benzer untuk menghitung jumlah total turunan mutan maupun jumlah total rekombinan wild-type. Dalam hubungan ini Benzer memanfaatkan teknik pengenceran serial, dan dengan teknik Benzer mampu menentukan mutan rII yang dihasilkan pada E.coli B maupun jumlah total rekombinan wild-type yang melakukan lisis terhadap E.coli K12 (λ).

Satu upaya yang juga dilakukan itu adalah uji komplementasi. Uji komplementasi itu dilakukan karena selama melakukan kontrol terhadap percobaannya terutama disaat E.coli strain K12 (λ) secara simultan diinfeksi oleh pasangan strain mutan yang berbeda, Benzer menemukan adanya E.coli yang mengalami lisis. Apabila banyak pasangan mutan diperlakukan pada uji komplementasi, maka tiap mutan pasti terkelompok ke dalam salah satu dari dua kelompok komplementasi, yang disebut sebagai A dan B. Pasangan-pasangan mutan uji yang melakukan komplementasi satu sama lain dikelompokkan ke dalam komplementasi yang lain. Tiap kelompok komplementasi ini disebut sebagai cistron A dan B oleh Benzer. Cistron A dan B pada lokus rll fag T4, sudah diketahui sebagai dua buah gen yang berlainan dan cistron A adalah bagian dari cistron B. Melalui uji komplementasi, 20.000 mutan pada lokus rII dapat dipisahkan menjadi dua yaitu cistron A dan B dan 307 di antaranya berhasil dipetakan. Hal ini mengungkan rekombinasi intragenik yang terjadi pada cistron A maupun cistron B

Nilai frekuensi rekombinan (%) itu dipandang setara dengan jarak antara 2 mutan (pada saat ini  keduanya sama-sama merupakan bagian dari cistron yang sama). Perhitungan tersebut perlu dikali dua karena tiap peristiwa rekombinan menghasilkan 2 produk yang resiprok dan hanya satu diantara wild-type yang dideteksi. Sangat banyak percobaan intragenik yang sama sekali  tidak memunculkan rekombinan wild-type. Hal ini disebabkan oleh delesi pada mutan di daerah cistron A dan B. Tapak-tapak yang mengalami mutasi disebut titik panas atau hot spots. Dilain pihak ada pula tapak yang tidak pernah mengalami mutasi (sehingga tidak memilki mutan).

Percobaan Benzer ini berhasil membuktikan suatu gen bukanlah partikel yang tidakdapat dibagi. Gen merupakan bagian molekul DNA yang tersusun oleh nukleotida-nukleotida.

PERTANYAAN:

1.      Apakah rekombinasi pada kromosom fag dapat terjadi ? Jelaskan!

Jawab: sekitar tahun 1974 penelitian membuktikan bahwa rekombinasi genetik juga terjadi pada fag bakteri. Ada dua macam rekombinasi yang terjadi pada kromosom fag, yaitu rekombinasi intergenik dan rekombinasi intragenik. Rekombinasi intergenik merupakan rekombinasi yang melibatkan dua lokus (dua strain beda). Rekombinasi intragenik  misalnya terjadi pada fag T4 melalui pengamatan dan pengkajian rinci terhadap lokus rll fag T4 oleh Benzer. Dalam hal ini terungkap mengungkap keberadaan rekombinan-rekombinan genetik terjadi akibat pertukaran yang berlangsung dalam gen, bukan antar gen.

2.      Mengapa nilai interferensi genetik positif pada kebanyakan makhluk hidup nilai koefisien koinsidensi < 1? Jelaskan!

Jawab: Rekombinasi akan berdampak pada nilai interferensi genetik. Peristiwa pindah silang yang terjadi pada suatu daerah kromosom akan menghambat pindah silang pada kromosom di dekatnya, sehingga nilai koefisien koinsidensi < 1

3.      Apa perbedaan percobaan konjugasi terputus dan tidak terputus? Lebih efektif mana dalam pemetaan kromosom E. coli?

Jawab: Perbedaanya terletak pada perlakuan bakteri selama konjugasi. Pada konjugasi terputus, sel yang sedang berkonjugasi diputus prosesnya dalam waktu tertentu. Sedangkan pada konjugasi tidak terputus, proses konjugasi dibiarkan sampai selesai sekitar 1-2 jam. Dalam pemetaan kromosom E. coli, lebih efektif menggunakan percobaan konjugasi terputus. Hal itu karena percobaan konjugasi terputus lebih sederhana dan lebih langsung. 

media pembelajaran:foto

MEDIA PEMBELAJARAN : FOTO

A.    GAMBAR FOTOGRAFI SEBAGAI MEDIA PENGAJARAN

Gambar fotografi merupakan salah satu media pengajaran yang amat dikenal dalam setiap kegiatan pengajaran. Hal itu disebabkan kesederhanaannya, tanpa memerlukan perlengkapan, dan tidak perlu diproyeksikan untuk mengamatinya.

Gambar fotografi termasuk kepada gambar tetap atau still picture yang terdiri dari dua kelompok, yaitu: Pertama flat opaque picture atau gambar datar tidak tembus pandang, misalnya gambar fotografi, gambar dan lukisan tercetak. Kedua adalah transparent picture atau gambar tembus pandang, misalnya film slides, film strips dan transparencies.

Gambar fotografi bisa dipergunakan baik untuk tujuan pengajaran individual, kelompok kecil maupun untuk kelompok besar yang dibantu dengan proyektor opek atau opaque projector. Sedangkan guna memperoleh tampilan tiga dimensi sepasang film ukuran 16 mm ditempatkan pada stereographic viewer.

B.     Keuntungan dan kelemahan gambar fotografi

Beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dari gambar fotografi dalam hubungannya dengan kegiatan pengajaran, antara lain:

1)      Mudah dimanfaatkan di dalam kegiatan belajar mengajar, karena praktis tanpa memerlukan perlengkapan yang rumit.

2)      Harganya relatif lebih murah daripada jenis media pengajaran lainnya, dan cara memperolehnya mudah sekali tanpa perlu mengeluarkan biaya. Dengan memanfaatkan kalender bekas, majalah, surat kabar dan bahan grafis lainnya.

3)      Gambar fotografi bisa dipergunakan dalam banyak hal, untuk berbagai jenjang pengajaran dan berbagai disiplin ilmu. Mulai dari TK sampai dengan Perguruan Tinggi, dari ilmu sosial sampai ilmu eksakta.

4)      Gambar fotografi dapat menerjemahkan konsep atau gagasan yang abstrak menjadi lebih realistis. Menurut Edgar Dale, gambar fotografi dapat mengubah tahap pengajaran, dari lambang kata (verbal symbols) beralih kepada tahapan yang lebih kongkret yaitu lambang visual (visual symbols).

Sekalipun demikian setiap media pengajaran selalu mempunyai kelemahan tertentu, begitu juga halnya dengan gambar fotografi. Kelemahannya antara lain:

1.      Beberapa gambarnya sudah cukup memadai akan tetapi tidak cukup besar ukurannya bila dipergunakan untuk tujuan pengajaran kelompok besar, kecuali bila diproyeksikan melalui proyektor opek.

2.      Gambar fotografi adalah berdimensi dua, sehingga sukar untuk melukiskan bentuk sebenarnya yang berdimensi tiga. Kecuali bila dilengkapi dengan beberapa gambar untuk objek yang sama atau adegan yang diambil dilakukan dari berbagai sudut pemotretan yang berlainan.

3.      Gambar fotografi tidak memperlihatkan gcrak seperti halnya gambar hidup. Namun demikian, beberapa gambar fotografi sen yang disusun secara berurutan dapat memberikan kesan gerak dapat saja dicobakan, dengan maksud guna meningkatkan daya efektivitas proses belajar mengajar.

C. Karakteristik Komunikasi Dari Gambar Fotografi

Setiap guru hendaknya mengetahui media pembelajaran mana yang dapat mencapai hasil paling baik dalam situasi pengajaran yang diharapkannya. Untuk itu setiap guru harus mengenali secara tepat keuntungan serta kelemahan dari setiap media pembelajaran yang akan dipergunakannya. Demikian pula halnya dengan gambar fotografi ini memiliki beberapa karakteristik tertentu, antara lain:

1.      Gambar foto itu adalah dua dimensi. Semua jenis gambar datar itu ditinjau dari sudut matapelajaran dimana kedalaman perlu diperhatikan dan dipahami, maka gambar harus memiliki kualitas tiga dimensi yang memadai untuk tujuan pembelajaran. Untuk itu ahli fotografi mempunyai cara tertenu dalam menciptakan gambarnya dengan membuat garis perspektif, mengurangi jumlah latar belakang yang kontras sehingga memberikan dampak tiga dimensional.

2.      Gambar datar adalah medium yang “diam” oleh sebab itu dalam hal ini seringkali digunakan istilah gambar tetap atau gambar diam untuk menyatakan bahwa gambar itu tidak bergerak. Pemandangan, gunung-gunung, hutan atau pohon-pohonan, bangunan, objek, binatang atau manusia, dalam posisi diam merupakan subjek natural yang baik sekali untuk gambar datar.

3.      Gambar datar dapat memberi kesan gerak, misalnya gambar yang memperlihatkan adegan di jalan raya sangat efektif. Orang yang lalu lalang, kendaraan yang lewat, pohon-pohon yang bergoyang ditiup angin. Semua itu tidak sukar bagi para pengamat dalam menghayati gerak dari adegan yang diperlihatkan pada gambar tersebut.

4.      Gambar datar menekankan gagasan pokok, bahwa untuk menilai dan memilih gambar datar yang baik harus menampilkan satu gagasan utama. Dengan satu pusat perhatian maka seluruh adegan akan mendukung kepada pesan apa yang ingin disampaikan. Jadi, dengan adanya impresi atau tekanan pada satu gagasan pokok nilai gambar menjadi sangat berarti dalam pengajaran.

5.      Gambar datar memberi kesempatan untuk diamati rinciannya secara individual, misalnya hasil pemotretan jagat raya dengan benda-benda langitnya, memerlukan pengamatan rinci untuk diperoleh gambar yang baik.

6.      Gambar datar dapat melayani berbagai mata pelajaran, segala macam objek dapat dipotret dari yang kongkrit sampai kepada gagasan yang abstrak.

D.    Beberapa kriteria dalam memilih gambar fotografi

Ada beberapa kriteria dalam memilih gambar yang memenuhi persyaratan bagi tujuan pembelajaran. Dalam hal ini guru hendaknya menetapkan kegunaan gambar yang secar relatif memadai dan memilihkan yang terbaik untuk tujuan khusus pembelajaran. Dari sudut pandang ini ada dua macam pertimbangan, pertama dari sudut pendidikan dan kedua dari sudut seni.

Dalam memilih gambar fotografi ada lima kriteria untuk tujuan pengajaran, yaitu harus memadai untuk tujuan pengajaran, kualitas artistik, kejelasan dan ukuran yang cukup, validitas serta menarik.

Pertama gambar fotografi itu harus cukup memadai artinya pantas untuk tujuan pembelajaran yaitu harus menampilkan gagasan, bagian informasi atau satu konsep jelas yang mendukung tujuan serta kebutuhan pembelajaran. Di samping itu gambar fotografi hendaknya realistik dan hidup, pewarnaan yang bagus, dan harus cukup besar sehingga rinciannya bisa diamati untuk dipelajari. Karenanya, untuk memilih gambar fotografi perlu memperhitungkan kesesuaiannya dengan tingkat usia anak, diperhatikan unsur yang terdapat didalam gambar, apakah cocok bagi anak-anak usia muda. Demikian pula dengan gambarnya harus sederhana dan gagasannya tidak kompleks. Jadi banyak faktor perlu dipertimbangkan dalam membaca gambar itu, misalnya: kecerdasan, lingkungan, pengalaman sebelumnya dan daya imajinasi.

Kedua, gambar itu harus memenihi persyaratan artistik yang bermutu. Persyaratan yang diminta, misalnya gambar yang baik itu cukup melukiskan daerah pemukiman kumuh hendaknya menekankan kesan kotor, jorok, kerumunan kehidupan yang papa dengan lingkungan tidak sehat. Lain dari pada itu, gambar-gambar yang memenuhi persaratan mutu seni hendaknya juga memenuhi faktor-faktor :

1.      Komposisi yang baik, merupakan ciri fundamental efektifitas gambar yang baik atau pengorganisasian keseluruh unsur gambar yang baik. Artinya gambar itu mempunyai pusat perhatian yang jelas sehingga memberikan keseimbangan kepada gambar secara keseluruhan, kedudukan dan arah garis, pemakaian cahaya, bayangan serta pewarnaan, misi, pesan yang ingin dikomunikasikan bukan bersifat fisik. Keefektifan suatu gambar ditentukan oleh sejauh mana gagasan dikomunikasikan melalui gambar itu.

2.      Pewarnaan yang efektif, pemakain warna secara harmonis merupakan ciri kedua dari kualitas artistik suatu gambar. Gambar berwarna harus dipilih betul menurut kenyataan, dan alamiah misalnya merah, biru, hijau dan violet. Warna campuran hanya dipergunakan bila ingin menonjolkan makna tertentu terhadap gagasan yang ditampilkan kedepan. Para siswa usia muda kurang memperhatikan warna yang natural, alamiah atau sebenarnya. Hal itu patut diketahui benar oleh seorang guru. Misalnya mereka memberikan warna merah pada kereta api, pohon  ungu, bergantung pada spontanitas ekspresinya. Fungsi utama pada gambar, adalah kesan realismenya dan memikat perhatian.

3.      Teknik merupakan ciri yang ketiga dari gambar yang baik untuk tujuan pengajaran. Teknik pemotretan yang unggul bernilai lebih dari komposisi dan pewarnaan.

Ketiga gambar fotografi untuk tujuan pembelajaran harus cukup besar dan jelas. Gambar yang tajam dan kontras mempunyai kelebihan karena ketepatan dan rinciannya menggambarkan kenyataan secara lebih baik. Yang tidak kurang pentingnya adalah besarnya gambar. Sehingga tampak jelas keseluruh siswa. Bila ukuran gambar terlalu kecil maka akan sulit diamati, pemahaman dan daya tarik  terhadap gambar merosot dan perhatian siswa kepada gambar pun hilang.

Keempat, validitas gambar, yaitu kebenaran gambar. Gambar fotografi yang melukiskan suasana dramatis atau mencekam, adegan yang ideal, lebih pantas dipanjang dari pada digunakan sebagai media pembelajaran. Gambar yang representatif dari bidang studi tertentu yang menampilkan pesan yang benar menurut ilmu, merupakan gambar yang tepat untuk digunakan dalam pembealajaran. Misalnya, para petani di Negara Belanda bersepatu kayu, petani di Negara berkembang yang memperguanakan kerbau dan bajak di sawah, jalan lanyang dikota besar. Semua hal itu ditampilkan sebagaiman adanya tidak perlu didramatisasi.

Kelima, memikat perhatian anak. Memikat perhatian anak cendrung kepada hal yang diminatinya, yaitu terhadap benda yang akrab dengan kehidupan mereka, misalnya binatang, anak-anak, kereta api, perahu, kapal terbang, dan sebagainya. Jadi gambar yang nyata dan hidup itulah yang mempunyai pusat minat yang baik, dan hal-hal yang sangat akrab dengan kehidupan para siswa merupakan gambar yang memikat.

E.     Prinsip-prinsip pemakaian gambar fotografi

Beberapa prinsip yang harus diperhatikan dalam mempergunakan gambar fotografi sebagai media visual pada setiap kegiatan pengajaran antara lain:

1.      Pergunakanlah gambar untuk tujuan pelajaran yang pesifik, yaitu dengan cara memilih gambar tertentu yang akan mendukung penjelasan inti pelajaran atau pokok pembelajaran. Tujuan khusus itulah yang mengarahkan minat siswa kepada pokok terpenting dalam pelajaran.

Contohnya bila tujuan yang ingin dicapai adalah kemampuan siswa memperbandingkan kondisi kehidupan wilayah utara belahan bumi, ditengah-tengah atau daerah khatulistiwa dan wilayah selatan belahan bumi, maka pengelompokokan gambarnya harus memperhatikan perbedaan yang jelas.

2.      Padukan gambar pada pelajaran, sebab keefektifan pemakaian gambar fotografi didalam proses belajar-mengajar memerlukan keterpaduan. Bila gambar itu akan dipakai semuanya, perlu dipikirkan kemungkinan dalam kaitan pokok-pokok pelajaran. Pameran gambar dipapan pengumuman pada umumnya mempunyai nilai kesan impresi sama seperti di dalam ruang kelas. Gambar-gambar yang riil sangat bermanfaat untuk suatu mata pelajaran, karena maknanya akan membantu pemahaman para siswa dan cara itu akan ditiru untuk hal yang sama di kemudian hari.

3.      Pergunakanlah gambar sewajarnya saja. Hematlah penggunaan gambar yang mengandung makna, jumlah gambar yang sedikit tetapi selektif, lebih baik dari pada banyak tapi tidak bermakna. Jadi yang terpenting adalah pemusatan perhatian pada gagasasan utama. Ketika gagasan utama dibentuk dengan baik ilustrasi tambahan bisa saja berguna untuk memperbesar konsep permulaan. Penyajian gambar hendaknya dilakukan secara bertahap, dimulai dengan memperagakan konsep-konsep pokok, artinya menyampaikan sesuatu yang terpenting dari pelajaran itu. Lalu tampilkan gambar lain yang menyertainya secara berturut dan lengkap.

4.      Kurangilah penambahan kata pada gambar, karena gambar-gambar itu justru sangat penting dalam mengembangkan kata atau cerita dalam penyajian gagasan baru.

5.      Mendorong pernyataan yang kreatif. Melalui gambar, siswa akan didorong untuk mengembangkan keterampilan berbahasa lisan dan tulisan seni grafis dan bentuk-bentuk kegiatan lainya. Keterampilan jenis keterbacaan visual dalam hal ini sangat diperlukan bagi para siswa dalam membaca gambar-gambar itu.

6.      Mengevaluasi kemajuan kelas, bisa juga dengan memanfaatkan gambar-gambar baik secara umum maupun secara khusus. Jadi guru bisa mempergunakan gambar datar, slides atau transparan untuk melakukan evaluasi hasil belajar siswa. Pemakaian instrumen tes secara bervariasi akan sangat baik dilakukan guru, dalam upaya memperoleh hasil tes yang komprehensif serta menyeluruh.

F.     Aplikasi

Beberapa Aplikasi media foto dalam proses pembelajaran :

1.      Penggunaan media foto dalam meningkatkan kemampuan menulis cerpen. Media foto dalam konteks pembelajaran sangat efektif sebagai media visual untuk merangsang kreatifitas imajinasi siswa. Disamping itu penggunaan media pembelajaran yang tepat oleh guru akan meningkatkan hasil belajar siswa tersebut. Salah satunya dapat digunakan untuk merangsang daya imajinasi siswa dalam merangkai kata-kata pada penulisan cerita pendek. Dalam pengaplikasianya siswa diberikan serangkaian foto peristiwa, kemudian guru memberikan penjelasan bahwa serangkaian foto peristiwa tersebut adalah alur cerita dalam membuat cerit pendek tersebut.

2.      Penggunaan media photo story dalam pembelajaran.

Photo story adalah bentuk penyajian gambar foto yang diambil berdasarkan topik atau peristiwa yang dibutuhkan sehingga susunan dan setiap gambar foto tersebut mampu ” bercerita” tentang maksud dari gambar tersebut.

Pengaplikasian dari photo story sebagai media pembelajaran :

a.       Guru membuka pelajaran dengan terlebih dahulu membacakan teks-teks atau pesan yang terdapat dalam media photo story secara keseluruhan.

b.      Melalui bimbingan guru siswa membaca teks-teks yang terdapat dalam media photo story.

c.       Guru menerangkan materi pelajaran dengan mengupas satu demi satu materi tang dikemas dalam media dan siswa mengamati foto yang terdapat didalamnya.

d.      Guru memilih siswa untuk mempraktekkan apa yang terdapat dalam media photo story.

e.       Siswa mempraktekkan gerakan-gerakan yang terdapat dalam media photo story sambil menggingat isi materi yang disampaikan.

f.       Guru bersama siswa menyimpulkan materi pengajaran yang terdapat dalam media photo story.

g.      Guru mengadakan evaluasi sesuai dengan materi yang disampaikan.

DAFTAR RUJUKAN

Sudjana, Nana dan Ahmad Rivai. 2005. Media Pengajaran. Bandung: Sinar Baru Algensindo.

resume bab 10, 11, 12

BAB 10, 11, 12

RESUME MATERI 8

Disusun untuk memenuhi tugas matakuliah Genetika II

yang dibimbing oleh Prof. Dr. A. Duran Corebima, M.Pd

Oleh

Afif Saifudin                          (120341421993)

Ayun Indariswati                     (120341421975)

   

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI

Oktober 2014

BAB 10

BEBERAPA HAL SPESIFIK TENTANG REKOMBINASI

Rekombinasi Spesifik Tapak

Rekombinasi spesifik tapak adalah rekombinasi yang selalu terjadi pada tapak-tapak khusus atau pada urut-urutan molekul DNA tertentu(Gardner,1991). Rekombinasi spesifik tapak pada E coli tidak membutuhkanfungsi protein rec A, rec B dan rec C (Ayala,1984). Rekombinasi spesifik tapak integrasi DNA fag ke genom E Coli. Tapak attI dan attB pada genom E coli adalah hasil evolusi yang sangat spesifik terhadap enzim-enzim rekombinasi khusus yang dikode oleh gen int dan xis pada genom fag. Integrasi fag hampir selalu terjadi pada tapak auB yang terletak anatar lokus gal dan bio. Jika tapak auB tersebut mengalami delesi, maka dampaknya adalah bahwa integrasi profag akanterjadi pada banyak tapak lain tetapi dalam frekuensi rendah

Rekombinasi Spesfik Tapak Menjamin Penataan Kembali DNA yang Teliti

Pada umumnya peristiwa pindah silang tetap mempertahankan sususnan urut-urutan DNA pada kromosom-kromosom homolog, tetapi pada kasus tertentu sel-sel juga memanfaatkan semacam proses rekominasi yang tertata secara teliti untuk menata kembali urut-urutan DNA. Segmen DNA dapat dipindah dengan bantuan rekombinasi tapak spesifik yang berakibat timbulnya beragam gen atau perangkat gen yang diekspresikan. Contohnya adalah pembentukan gen antibody yang sangat banyak sebagai hasil penataan kembai DNA spesifik tapak yang terjadi atas suatu perangkat urut-urutan precursor

Rekominasi Spesifik Tapak Mengatur Ekspresi Gen

Rekombinasi yang melibatkan dua tapak pada molekul DNA yang sama akan berakibat terlepasnya segmen anatara atau terjadinya inverse segmen anaratersebut(Watson,1987). Sel memamng kadang memnfaatkan inverse hasil rekombinasi tersebut dalam rangka memilih anatar dua susunan DNA yangmemungkinkan dua protein atau perangkat protein untuk diekspresikan. Mekanisme ini sering mengatur protein yang tampak pada bagian luar akhluk hidup. Contohnya antara lain protein ekor dari Mu (mtator)fag, yang diatur olehsegmen gin yang tidak dapat dibalik,serta antigen flagel dari bakteri Salmonella.

Variasi fase Salmonella merupakan akibat dari ekspresi dua protein flagel yaituH1 dan H2, yang terjadi bergantian (Watson,1987). suatu sel mengekspresikansalah satu protein flagel itu,tidak pernah kedua proten flagel itu diekspresikansekaligus

Promotor untuk gen H2 terletak pada suatu segmen DNA yang dapat mengalami pembalikan di dekatnya, ukurannya kurang lebih 970 pasang nukleotida, dan diikat oleh urutan berulang seukuran 14 pasang nukleotida dalam arah berlawanan. Apabila segmen DNA yang mengandung promoter itu mengarah dalam arah yang sama, maka letak promoter adalah di samping gen H2. Dalm kondisi semacam ini gen H2 ditranskripsikan dan demikian pula suatu gen lain didekatnya yang mengkode suatu protein repressor dari gen pengkode proten flagel H1 yang letaknya jauh. Kerja gen H1 dihalangi sedangkan kerja gen H2 justru ditranskripsikan. Jika segmen tadi mengalami pembalikan, maka gen H2 tidak ditranskripsikan lagi dan gen untuk pengkode protein untuk repressor untuk gen H1 juga tidak ditranskripsikan.

Rekombinasi Memperbaiki Molekul DNA yang Rusak

Rekombinasi berwala dari upaya penutupan suatu celah pada mlekulDNA. Dalam halini celah diisi oleh DNA yang berasal dari salah satu untingpasangan homolog. Perbaikan tetpa terjadi tidak bergantung pada apakah perantara itu dipotong untuk menukar lengan samping ari kedua helix.sekalipunsuatu celah sederhana dapat diisi oleh polymerase DNAsuatu persoalan yang lebihserius diperlihatkan oleh celah.

Rekombinasi memperbaiki molekul DNA yang rusak 

Sumber: http://wiki.cstl.semo.edu/agathman/DNA%20Repair.ashx

Rekombinasi Tidak Selalu Bersifat Resiprok pada Tapak PindahSilang: Konversi Gen

Kajian-kajian awal tentang pindah silang yang terjadi antara gen-gen yang berbeda menunjukkan bahwa tampaknya peristiwa itu bersifat resiprok. Namundemikian kemudian diketahui bahwa jika rekombinasi terjadi antara tapak-tapak berdekatan pada gen yang sama, maka dapat ditemukan perkecualian. Perkembangan lebih lanjut kemudian menunjukkan bahwa rekombinasi yang  tidak resiprok seriirg ditemukan. Rekombinasi tidak resiprok yang terjadi antaradua tapak berdekatan dalam satu gen yang sama, dewasa ini lazim disebut sebagai konversi gen atau gen conversion (Gardner, dkk., 1991). Dikatakan pula bahwatampaknya konversi gen tersebut merupakan akibat pemotongan DNA dan sintesis perbaikan DNA yang terjadi pada daerah heterodupleks selama proses pemutusandan penyambungan. Fenomena konversi gen ini paling baik dikaji misalnya pada khamir atau pada Neurospora. Dalam hal ini misalnva dilakukan persilangan antara dua mutan khamir Saccharomyces cerevisiae (jarak tapak kedua mutan itu sangat dekat dalam satugen yang sama). Lebih lanjut jika askus-askus yang mengandung spora dianalisis,seringkali askus-askus tersebut tidak mengandung rekornbinasi mutan ganda yangresiprok sebagaimana yang diharapkan. Sebagai contoh dilakukan persilangan dengan penauda mutan m¹ dan m². Jika persilangan tersebut adalah m¹m²⁺><m¹+m², maka askus-askus yang sering kali dijumpai adalah yang mengandungpasangan spora: m¹⁺m², m¹⁺m^2+, serta m¹m^2+. Dalam halini spora-spora mutan ganda m¹m² yang merupakan hasil rekombinasi resiprok tidak ada dalam askus. Oleh karena itu rasio m²⁺ : rn²= 3 : 1 dan.bukan 2 : 2 seperti yang diharapkan. Kenyataan seperti tersebut merupakan akibatrekombinasi yang tidak resiprok. 

Rekombinasi Illegitimate

Rekombinasi illegitimate adalah rekombinasi yang terjadi antara molekul-molekui DNA yang non homolog. Seperti halnya rekombinasi spesifik tapak, mekanisme rekombinasi illegitimate juga tidak samadengan mekanisme rekonbinasi umum (lazim). Lebih lanjut pada E. coli. Macam rekombinasi itu juga tidak membutuhkan fungsi protein recA, recB, dan recC. Contoh rekombinasi illegitimate antara lain yang berkenaandengan insersi elemen transposabel (misalnya elemen Is) ke dalam sesuatu lokusgen (Strickberger, 1985). Pada peristiwa tersebut memang urut-urutan DNA lokustersebut tidak sama dengan urut-urutan DNA elemen Is

Sebagaimana diketahuiakibat rekombinasi illegitimate yang melibatkan insersi elemen tersebut, fungsigen akan terganggu atau hilang. Sebagai contoh misalnya insersi yang dilakukan oleh elemen Is ke dalam berbagai lokus (gen gal, E, K dan T) pada genom E. coli, yang terbukti menimbulkan mutasi-mutasi sehingga mengganggu metabolisme galaktose

Rekombinasi Independen terhadap Replikasi DNA

Kajian saat ini menunjukkan kejadian rekombinasi independen atau tidak terkait dengan peristiwareplikasi DNA. Dalam hal ini bilamana dua genotip fag, rnisalnya a+ dan b+, dalam jumlah besar secara serempak menginfeksi suatu sel inang yang tumbuhpada medium ringan, pengamatan terhadap genotif partikel fag-fag yang tidak bereplikasi rnenunjukkan bahwa beberapa diantaranya bergenotip ++; danmemang inilah bukti bahwa rekombinasi genotip-genotip induk dapat berlangsungsecara independen terhadap replikasi DNA

BAB 11

TRANSFORMASI BAKTERI

Transformasi adalah suatu proses transfer informasi genetik dengan bantuan potongan DNA ekstraseluler. Fragmen DNA bakteri donor diambil kemudian di bawa ke bakteri resipien. Jika bakteri donor dan resipien ini berbeda maka akan memunculkan rekombinan genetik. Sel yang mengalami transformasi disebut transforman.

Transformasi alami dan transformasi buatan

Pada transformasi alami, bakteri memang memiliki kemampuan secara alami untuk melakukan transformasi. Sedangkan transformasi buatan, bakteri sengaja dibuat untuk bisa melakukan transformasi. Contoh bakteri yang mengalami transformasi alami adalah B. subtilis, contoh bakteri yang mengalami transformasi buatan adalah E. coli.

Tidak semua bakteri dapat mengalami transformasi alami. Hanya bakteri yang memiliki mekanisme enzimatik yang terlibat pada peristiwa pengambilan fragmen DNA maupun pada proses rekombinasi. Juga tidak semua sel mampu mengambil fragmen DNA, hanya sel-sel tertentu saja. Sel yang mampu mengambil fragmen DNA disebut sel kompeten.

Proses transformasi

Proses transformasi meliputi:

Tahap 1: molekul DNA unting ganda berikatan pada tapak reseptor yang terdapat di permukaan sel. Perikatan ini bersifat reversibel

Tahap 2: pengambilan DNA donor yang bersifat irreversibel. Pada saat ini DNA donor menjadi resisten terhadap enzim DNAse di dalam medium.

Tahap 3: konversi molekul DNA donor yang berupa unting ganda menjadi molekul unting tunggal melalui degradasi nukleotida terhadap salah satu unting.

Tahap 4: integrasi (insersi kovalen) seluruh atau sebagian unting tunggal DNA donor tersebut ke dalam kromosom resipien

Tahap 5: segregasi dan ekspresi fenotip gen donor yang telah terintegrasi.

Ketiga tahap pertama tidak bersifat spesifik untuk DNA yang homolog. Sedangkan tahap keempat bersifat spesifik untuk DNA yang homolog. Pada sebagian transformasi yang telah diketahui, ukuran fragmen DNA donor adalah sekitar 20.000 pasang nukleotida.

Pemetaan kromosom bakteri melalui kejadian transformasi

Secara operasional, transformasi dapat dimanfaatkan untuk mengungkap pautan gen, urutan gen, serta jarak peta. Penanda genetik pada kromosom yang digunakan selalu berdekatan. Jika penanda tersebut letaknya berjauhan, maka penanda itu tidak akan pernah terbawa molekul DNA pentransformasi yang sama.

Urutan gen pada kromosom bakteri dapat juga ditetapkan atas dasar data transformasi. Sebagai contoh, jika gen p dan q sering mengalami kotransformasi, lalu gen q dan o juga sering mengalami kotransformasi, tetapi gen o dan p jarang mengalami kotransformasi, maka tentu saja urutan gen pada kromosom bakteri itu adalah p-q-o.

BAB 12

TRANSDUKSI PADA BAKTERI

Transduksi adalah rekombinasi genetik pada bakteri yang diperantarai oleh fag. Transduksi terjadi setelah terlebih dahulu suatu partikel fag membawa sebuah kromosom dari satu bakteri (donor) ke bakteri lain (resipien).

Fag virulen dan Virulen Sedang

Terdapat dua macam fag yang terlibat pada proses transduksi. Fag yang pertama yaitu fag virulen, dan yang kedua adalah fag virulen sedang. Fag virulen selalu memperbanyak diri dan merobek sel inang setelah infeksi. Sedangkan fag virulen sedang memiliki dua alternatif, bisa menjalani fase litik atau bisa menjalani fase lisogenik. Selama fase litik, fag melakukan reproduksi dan memecahkan sel inang. Sedangkan selama fase lisogenik, fag mengintegrasikan kromosomnya ke kromosom sel inang dan memperbanyak diri. Kromosom fag yang terintegrasi ini disebut profag. Terintegrasinya kromosom fag ke dalam kromosom inang terjadi melalui mekanisme rekombinasi spesifik tapak.

Macam tranduksi

Terdapat dua macam tranduksi yaitu tranduksi umum dan transduksi khusus atau transduksi terbatas.

Transduksi umum

Pada transduksi umum, potongan DNA dari bakteri donor akan dibawa ke bakteri resepien. Pembawaan DNA tersebut berupa potongan-potongan acak. Proses transduksi umum dapat teramati pada strain-strain E. coli yang diperantarai oleh fag P1. Pertama, fag P1 menginfeksi sel donor E. coli. Kemudian, DNA sel inang akan terpotong-potong selama fase litik. DNA yang terpotong-potong tadi akan berintegrasi dengan DNA fag. Sehingga dihasilkan keturunan fag pentransduksi. Lalu sel inang akan mengalami lisis dan fag akan keluar menuju bakteri resipien yang bersifat auksotrofik. Fag tersebut akan menginfeksi sel resipien dan melakukan pertukaran gen dengan cara pindah silang. Hingga akhirnya terbentuk suatu transduktan stabil.

Setelah fag pentransduksi menyuntikan fragmen DNA ke sel resipien, fragmen tersebut dapat terintegrasi dengan kromosom sel resipien atau bisa tidak terintegrasi dan bebas dalam sitoplasma. Fragmen yang tidak terintegrasi tidak akan melakukan replikasi dan akan diwariskan hanya ke satu sel turunan selama tiap pembelahan sel. Fragmen pentransduksi yang tidak terintegrasi ini disebut transduktan abortif. Transduksi umum dapat digunakan untuk memetakan letak gen, misalnya pada E. coli. Letak gen pada strain E. coli dapat ditentukan melalui kotransduksi, yaitu dengan membuat penanda yang diseleksi dan yang tidak diseleksi.

Transduksi khusus

Transduksi khusus diperantarai oleh fag yang bersifat virulen sedang, semacam fag lambda. Fag ini hanya mentransduksi fragmen tertentu dari kromosom bakteri. Kromosom dari fag ini dapat melakukan replikasi secara otonom (tidak tergantung pada replikasi inang) serta dapat pula melakukan replikasi dalam keadaan terintegrasi dengan kromosom inang. Integrasi kromosom fag semacam lambda diperantarai oleh suatu rekombinasi antara bentukan kromosom fag intraseluler yang sirkuler di satu pihak dengan kromosom bakteri yang juga sirkuler. Peristiwa ini terjadi pada tapak pelekatan spesifik di kedua kromosom terkait.

Di saat fase profag, gen-gen litik pada kromosom virus mengalami represi. Mekanisme represi itu berlangsung dalam suatu sistem represor-represor-promotor, mirip dengan yang dijumpai pada operon bakteri. Suatu  bakteri yang mengandung profag dinyatakan bersifat lisogenik, dan hubungan antara profag-inang disebut lisogeni. Sebuah sel yang lisogenik kebal terhadap infeksi kedua oleh fag yang sama. Hal itu karena gen-gen litik fag yang sudah menginfeksi mengalami represi.

Fag yang tergolong virulen sedang jarang mengalami transisi spontan dari lisogenik menjadi lisis. Proses terbebasnya profag dari kromosom terjadi sangat teliti dalam arti pemotongannya dalam ukuran yang tepat. Tapi tidak jarang juga pemotongan terjadi pada tapak yang lain, bukan pada tapak awal. Kesalahan pemotongan ini dapat disebabkan oleh terbentuknya partikel pentransduksi khusus. Kesalahan itu dapat terjadi pada gen yang letaknya berdekatan.

Rekombinasi pada transduksi umum dan transduksi khusus berbeda. Jika pada transduksi umum rekombinasi mengganti suatu segmen kromosom resipien dengan suatu segmen kromosom donor, pada transduksi khusus segmen DNA donor dan kromosom fag ditambhakan kepada kromosom resipien sehingga menghasilkan suatu tranduktan yang diploid parsial.

Pertanyaan

1.      Apakah rekombinasi selalu terjadi pada urut-urutan yang homolog?

Tidak, rekombinasi juga bisa terjadi pada urut-urutan yang non-homolog. Macam rekombinasi itu seperti rekombinasi spesifik tapak, rekombinasi yang tidak resiprok, dan rekombinasi illegitimate.

2.      Mengapa tidak semua bakteri dapat melakukan transformasi alami?

Transformasi alami hanya dapat dilakukan oleh bakteri yang memiliki mekanisme enzimatik yang terlibat pada peristiwa pengambilan fragmen DNA maupun pada proses rekombinasi. Kemampuan mengambil fragmen DNA dipengaruhi adalanya sel-sel kompeten.

3.      Bagaimana kelanjutan dari fragmen DNA hasil dari integrasi fag dengan bakteri donor?

Fragmen DNA dapat diintegrasikan atau tidak diintegrasikan pada bakteri resipien. Jika fragmen tidak diintegrasikan, maka fragmen tersebut tidak akan melakukan replikasi dan hanya diwariskan ke satu sel turunan selama tiap pembelahan sel.