Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh Di video sebelumnya kita telah memelajari peristiwa pindah silang yang merupakan contoh peristiwa rekombinasi yang dapat ditemukan di eukaryotik Dan pada video kali ini mari kita belajari peristiwa transformasi, transduksi, dan konjugasi yang dapat memfasilitasi terjadinya peristiwa rekombinasi pada bakteri Sekarang kita bahas transformasi terlebih dahulu Secara sederhana kita dapat mengartikan transformasi sebagai peristiwa yang menyebabkan proses transfer DNA Dan proses transfer DNA ini melibatkan DNA asing dari lingkungan Jadinya misalkan ada satu sel bakteri di suatu medium Kemudian di medium itu ada potongan DNA asing Lalu potongan DNA asing itu masuk ke dalam bakteri Itulah yang namanya peristiwa transformasi Sederhana seperti itu ya Bakteri mengambil DNA asing dari lingkungannya Nah, DNA asing tersebut biasanya ukurannya sangat kecil Di sini dikatakan ukurannya itu hanya 0,2 hingga 0,5% dari keseluruhan kromosom Sehingga patah umumnya segmen DNA tersebut, potongan DNA tersebut hanya membawa 1 gen saja Dan ada kalanya hanya membawa 2 gen Nah, semakin dekat 2 gen, maka semakin sering Atau semakin tinggi frekuensi kotransformasi keduanya Kotransformasi itu peristiwa yang menyebabkan dua gen sama-sama ditransformasikan Misalkan gen A sama B itu dekat Maka gen A sama B itu semakin sering ditransformasikan secara bersamaan Sehingga frekuensi kotransformasinya semakin tinggi Bila dibandingkan dengan gen A dengan gen C misalkan Karena gen C-nya lebih jauh Begitu Sekarang kita lihat tahapan dari peristiwa transformasi Nah ini misalkan ada bakteri ya Kemudian ini kromosomnya Bentuknya sirkuler ingat Karena bakteri itu bentuknya kromosomnya sirkuler Sedangkan materi genetik DNA Di dalam inti sel eukaryot itu bentuknya linier Nah kemudian disini ada DNA asing Unting ganda Kemudian tahapan selanjutnya adalah DNA asing ini akan menempel ke sini Reseptor khusus ini ya Nah seperti yang kita ketahui Tidak semua bakteri itu dapat melakukan transformasi Hanya bakteri-bakteri kompeten saja yang bisa melakukan peristiwa transformasi Bisa mengambil DNA asing dari lingkungan Kalau bakterinya non kompeten Maka dia tidak bisa mengambil DNA asing Sehingga transformasi tidak dapat terjadi Kembali lagi ke sini ya Ini DNA asing Kemudian DNA asing ini akan menempel di reseptor disini Kemudian DNA asing itu akan didegradasi Ini kan awalnya unting ganda Ini nanti akan masuk unting tunggal ke sitoplasma Jadinya unting ganda didegradasi menjadi unting tunggal ketika masuk Kemudian unting tunggal itu masuk di sitoplasma dari bakteri tersebut Kemudian DNA unting tunggal itu nanti akan mereplace Mengganti segmen DNA dari DNA kromosom bakteri tersebut Jadinya dia ini nanti nempel ke sini Setelah nempel Salah satu unting ini akan diganti Di replace hasilnya seperti ini Ini awalnya warnanya kan oranya Sehingga di sini diganti menjadi biru Kemudian segmen DNA awal yang warna oranya mana? Dia lepas di sini Nah kemudian Segmen DNA dari Sini tadi yang lepas ini kemudian didegradasi Dihancurkan Sehingga bakteri ini memiliki kromosom heterodupleks Di sini dia punya kromosomnya sendiri Kemudian di segmen ini ada miliknya dirinya sendiri Dan dari DNA asing itu tadi Sehingga nanti ketika pembelahan sel Ada sel yang membawa kromosom yang asli dari dirinya Ada juga sel anakan yang membawa kromosom dari DNA asing tadi Lo kok bisa? Karena ini kan nanti digandakan Dan ingat peristiwa replikasi itu Satu unting menjadi satu template untuk molekul baru Nah karena di sini bagian sini tersusun atas dua unting yang berbeda Satunya miliknya dirinya sendiri Satunya miliknya DNA asing Maka nanti satu molekul baru itu sama-sama membawa milik dirinya Sedangkan satu molekul yang lain membawa dari DNA asing tadi Sehingga satu progeni, satu anakan DNA-nya sama dengan hidungnya Satu anak kan DNA-nya membawa DNA asing tadi Ini secara umum peristiwa transformasi terjadi Sekarang kita lihat per detail beberapa fase atau beberapa tahapan transformasi yang penting Seperti yang dikatakan tadi ya, transformasi itu melibatkan DNA asing di lingkungan Kemudian dia akan masuk ke Bakteri kompeten melalui reseptor khusus Nah ini ya Nah reseptor khusus ini Kalau kita detailkan strukturnya seperti ini Ada kom G, ada kom EA Kemudian di sini ada Di antara diding sel dan membran sel ini Ada dioksir ribonuklease Yang fungsinya mendegradasi unting ganda menjadi unting tunggal Sehingga di sini kita lihat awalnya unting ganda Kemudian dipotong-potong Sehingga di sini menjadi unting tunggal Setelah unting tunggal masuk, ini akan ditempeli oleh single strand binding protein Muncul lagi protein ini ya Nah, fungsinya menempel di sini sehingga tidak membentuk hairpin Kemudian dia juga akan ketempelan protein Rek A juga yang fungsinya memigrasi DNA unting tunggal Begitu Kemudian di sini ada kom FA juga yang fungsinya adalah mentranslokasi DNA unting tunggal ini Nah setelah dia untung tunggalnya masuk Dia akan berada di sitoplasma Ini disimbolkan A plus ya Jadinya disini digambarkan tahapan ini Nah kemudian A plus itu langsung bergabung disini Menggantikan salah satu unting milik kromosom bakteri tersebut Sehingga disini lepas Amin 1 Amin 1 nya masih tetap disini Sedangkan A+, yaitu DNA asing ini tadi Sekarang sudah berada disini Meriplis, mengganti amin ini Nah ini nanti kemudian di degradasi Pristiwa rekombinasinya terjadi di mana?
Ya terjadi disini Jadinya kalau DNA asing hanya masuk ke sitoplasma Itu belum terjadi rekombinasi Tetapi transformasi berlangsung Rekombinasi baru dikatakan terjadi ketika A plus ini sudah bergabung dengan amin disini Kenapa? Karena disini sudah terjadi penggabungan dua molekul DNA Yang merupakan definisi dari peristiwa rekombinasi Sekarang mari kita bahas transduksi Nah secara sederhana transduksi itu dikatakan sebagai proses transfer DNA yang melibatkan virus Jadinya virusnya sebagai vektor yang memediasi peristiwa transfer DNA Nah transduksi ini dapat dibagi menjadi dua Yaitu transduksi umum dan transduksi khusus Dikatakan transduksi umum bila virus tersebut dapat mengambil bagian segmen DNA secara bebas Jadinya apapun segmen DNA-nya bisa ditransfer oleh virus tersebut dari satu bakteri ke bakteri lainnya Sedangkan transduksi khusus bila melibatkan virus yang hanya membawa gen-gen tertentu saja Sehingga dikatakan khusus Kemudian sama seperti transformasi Semakin dekat kedua gen maka semakin tinggi frekuensi kotransduksi di antara keduanya Oke sekarang kita lihat bagaimana keterlibatan virus dalam peristiwa transfer DNA pada bakteri Nah disini contohnya virus virus ini ya nah virus ini kita lihat ini virus ini itu bisa menginfeksi bakteri dia punya DNA DNA nya bisa diinjeksikan ke bakteri tersebut karena virus ini menginfeksi bakteri maka virus ini dikatakan sebagai bakteriofix itu kan virus virus yang menginfeksi bakteri bakteriofix Nah sekarang kita lihat Ketika suatu sel itu diinfeksi oleh virus, seperti yang pernah kita pelajari di mikrobiologi atau di SMA bakteri ataupun virus, kita mengenal ada siklus litik dan lisogenik. Sekarang kita singgung lagi.
Misalkan ini ada virus. Materi genetiknya biar mudah kita anggap berwarna pink atau merah. Kemudian di sini ada bakteri. Nah, kromosom bakterinya berwarna biru. Kemudian virus ini menginfeksi bakteri tersebut Kemudian DNA-nya diinjeksikan Sehingga masuk ke sitoplasma Nah ini namanya DNA fake, DNA miliknya virus tadi Nah kemudian ketika DNA virus tersebut bergabung Misalkan di sini ya Jadinya ini DNA ini kemudian bergabung ke sini Maka ini akan masuk fase lisogenik Jadinya ini DNA sitoplasma, kemudian DNA sitoplasmanya akan bergabung dengan DNA milik kromosom utama dari bakteri tersebut Nah ketika terjadi integrasi antara DNA fake dengan DNA milik bakteri, maka dikatakan terbentuk pro-fake Pro-fake itu DNA fake yang telah terintegrasi dengan DNA kromosom milik bakteri Nah pada fase lisogenik, bakteri tidak akan lisis, tidak akan pecah Namun dia akan selalu membawa profit tersebut Akan tersisipi oleh DNA asing tersebut Sehingga nanti ketika dia memperbanyak diri Ya sudah setiap anakannya Ini membelah sel ya dua-dua Biner ya pembelahan biner Setiap pembelahan selalu kromosomnya membawa sisipan DNA dari virus tersebut Beda dengan siklus litik Nah pada siklus litik DNA milik si Vick tadi tidak bergabung Tidak terintegrasi dengan kromosom milik Bakteri, namun Dia akan membentuk Virus-virus baru Seperti ini Jadinya DNA ini akan melakukan transkripsi Dan translasi sehingga menghasilkan protein-protein Protein-protein yang berfungsi Membungkus DNA miliknya Nah kemudian ini virusnya Akan banyak sehingga nanti virus ini Akan keluar dari sel tersebut Akan pecah selnya lisis Nah fase lisogenik ini, siklus lisogenik ini bisa juga tiba-tiba masuk ke litik Ketika terjadi induksi, misalkan ada radiasi dan sebagainya Nah ini gambarnya ya Ketika terjadi induksi, maka nanti dia akan masuk ke litik Ketika terjadi induksi, yang awalnya DNA virus ini nyisip di kromosomnya bakteri DNA virus ini akan lepas Setelah lepas dia akan Ditranskripsi-translaksikan menghasilkan banyak virus Kemudian virus tersebut akan melisiskan bakteri tadi Atau nanti virus tersebut secara bergantian Akan keluar dari bakteri tersebut Melalui banding misalkan Dan peristiwa induksi yang menyebabkan Perubahan dari lisogenik kelitik itu jarang terjadi Misalkan diinduksi yukvi atau sinar ek Nah Seperti yang saya singkung tadi transduksi itu kan secara umum dibagi menjadi dua Transduksi umum dan transduksi khusus Transduksi umum itu bila virus dapat membawa segmen DNA atau gen secara acak Tidak harus tertentu Nah ini contoh mekanisme dari transduksi umum tadi Jadinya semacam fase litik tadi ya Awalnya ada virus menginjeksikan DNA-nya Nah kemudian DNA yang ada disini akan menginduksi pendegradasian materi genetik milik bakteri tadi Kenapa kok materi genetiknya dipecah atau didegradasi?
Agar bisa menjadi bahan dasar bagi virus tersebut untuk mereplikasi DNA-nya Nakalan ya virusnya ya Jadi virusnya memasukkan DNA ke dalam bakteri tadi Kemudian DNA milik bakteri tadi dipecah-pecah Sehingga Potongan DNA tersebut bisa digunakan sebagai bahan dasar membentuk DNA baru milik virus tersebut Kemudian terjadilah peristiwa transkripsi translasi Bentuklah partikel-partikel protein yang nanti akan membungkus DNA milik virus tadi Sehingga nanti muncul virus-virus baru Kemudian virus baru tersebut akan keluar Melalui peristiwa budding atau pertunasan Atau virus tersebut juga bisa pecah Eh mohon maaf, bakteri tersebut juga bisa pecah, bisa lisis Nah disini, karena DNA milik bakterinya sudah dipecah-pecah Maka virus-virus baru ini bisa saja membawa DNA Yang dipecah-pecah tadi Sehingga nanti ada virus yang membawa segmen A dari bakteri Ada virus yang membawa segmen B Ada virus yang membawa segmen C Jadinya virus-virus ini membawa potongan DNA dari bakteri tadi Kemudian dia akan menginfeksi Bakteri lainnya Karena dia tadi sudah membawa potongan DNA dari bakteri A Bakteri donor Maka bakteri resepien tadi akan menerima segmen DNA A dari bakteri donor tadi Bakteri resepien akan menerima segmen DNA dari bakteri donor tadi Begitu Nah, bakteri resepien lain menerima segmen DNA yang lain Karena virusnya yang menginfeksi adalah virus yang lain Yang membawa segmen bagian lainnya juga Nah kemudian selama si virus ini DNA virus ini tidak bergabung ke kromosom dari bakteri rekombinasi tidak terjadi Jadinya ini memang peristiwa transduksi Namun, karena peristiwa ini tidak melibatkan penggabungan DNA antara virus dengan bakteri, maka rekombinasi tidak dikatakan terjadi. Namun, kalau seperti ini, terbentuk profik seperti ini, maka rekombinasi terjadi. Kenapa?
Karena terjadi penggabungan antara miliknya virus dengan bakteri. Ini gambaran transduksi umum ya. Nah, sekarang kalau transduksi khusus itu bagaimana?
Nah transduksi khusus itu terjadi ketika terjadi kesalahan Kesalahan apa? Nah ini kita pelajari Misalkan tadi saya jelaskan di awal Kalau masuk siklus lisogenik Maka DNA virus akan menyisip ke DNA bakteri sehingga membentuk profik Gambarannya misalkan seperti ini Ini DNA virus, misalkan virus lambda Ini Kromosom milik bakteri E.coli Nah ini awalnya seperti ini Kemudian ini bisa bergabung Kenapa bisa bergabung? Karena kedua DNA ini memiliki bagian daerah yang homolog Si kromosom virus punya ATP Si kromosom bakteri punya ATTB Kedua daerah ini homolog Kemudian ini bisa terjadi rekombinasi Ini dipotong, disini dipotong, kemudian ini bergabung Nah bergabung seperti ini Kemudian nanti hasilnya seperti ini Ini kalau kita baca ke arah atas Nah sekarang kita baca ke arah bawah Jadinya ini peristiwa integrasinya Kalau peristiwa integrasi awalnya ada kromosom milik virus Kemudian ada kromosom milik bakteri Kemudian daerah yang ngomulup berpasangan Kemudian nanti terintegrasi seperti ini Nah kemudian suatu saat Bisa terjadi eksisi Eksisi itu pelepasan DNA virus yang sudah terintegrasi Dengan DNA bakteri tadi Nah, peristirahatnya tinggal kita balik saja Ini awalnya profik ya DNA milik virus tergabung disini Kemudian dia akan Kembali rekombinasi semacam ini ATTP ini nanti akan berpasangan dengan daerah sini Kemudian ATTB yang sini berpasangan dengan di sini Akibatnya apa? Ujung oranya ini akan berpasangan dengan ujung oranya ini Ujung biru yang ini berpasangan dengan ujung biru ini Akibatnya oranya lepas Nah ini peristiwa eksisi Nah secara normal Peristiwa integrasi dan eksisi itu terjadi pada titik yang sama Sehingga awalnya si virus itu Memiliki segmen JF hingga CM Maka ketika lepas Dia tidak mengalami perubahan segmen Namun ada kalanya peristiwa eksisi itu tidak tepat Nah ini gambarannya Nah ini tidak pas ini Rekombinasinya tidak pas Sebetulnya kan rekombinasinya disini Di ATTP sama ATTP Ternyata rekombinasinya terjadi disini Akibatnya apa?
Nah ini nanti hasilnya seperti ini Segmen biru ini akan terbawa oleh sirkuler oranya ini Dan daerah warna oranya ini ketinggalan di sini Ketinggalan di kromosom bakteri Akibatnya apa? Nah kromosom sirkuler kecil ini nanti ini akan dibawa oleh virus Nah virus ini nanti akan menginfeksi bakteri lainnya. Akibatnya segmen gengal ini akan dibawa oleh virus dari bakteri donor ini ke bakteri resipien, ke bakteri yang lain.
Inilah contoh mekanisme transduksi khusus. Nah sekarang peristiwa selanjutnya yaitu konjugasi. Secara sederhana konjugasi adalah proses transfer DNA melalui kontak langsung. Jadinya kedua bakteri, bakteri donor dan bakteri resipien melakukan kontak langsung Sehingga transfer DNA dapat terjadi Dan sama seperti transformasi dan transduksi Konjugasi ini bisa kita gunakan untuk memetakan urutan DNA Kalau pada transformasi dan transduksi kan prinsipnya Semakin tinggi frekuensi kotransformasi atau kotransduksi Maka dapat digatakan gen tersebut keduanya semakin dekat Nah, kalau pada konjugasi prinsipnya agak beda Menggunakan permainan waktu Nanti akan kita singgung sejenak Kalau kita belajar konjugasi, kita akan mengenal 3 macam bakteri Bakteri F-min, F+, dan HFR Nah, seperti yang pernah kita pelajari di subah plasmidnya Suatu bakteri itu dapat melakukan peristiwa konjugasi Bila dia memiliki faktor F F itu fertility Nah, bakteri F-min ini tidak bisa melakukan konjugasi. Sedangkan bakteri F-plus dan HFR bisa.
Kenapa? Karena dia memiliki faktor F. Nah, sekarang kita lihat. Jadinya bakteri F-min itu bakteri yang tidak memiliki faktor F.
Bakteri F-plus adalah bakteri yang memiliki faktor F, namun faktor F-nya autonom, terlepas dari kromosom utama. Sedangkan HFR adalah bakteri yang memiliki faktor F yang faktor F-nya terintegrasi dengan kromosom milik bakteri HFR sendiri merupakan singkatan dari High Frequency Recombinant Bakteri dengan frekuensi rekombinasi yang tinggi Oke, baik F+, maupun HFR ini bisa melakukan konjugasi Ketika F+, konjugasi dengan F-, maka F-akan berubah menjadi F+. Begitu juga HFR, ketika HFR konjugasi dengan Fmin, Fminnya akan berubah menjadi Fplus atau HFR Nah sekarang kita lihat, ternyata faktor F ini bisa lepas, bisa bergabung Nah sama seperti peristiwa terbentuknya profik pada transduksi tadi Secara sederhana bentuknya seperti ini Nah ini peristiwa integrasi Ya ini ada faktor F, kemudian ini kromosom utama bakteri Kemudian sama seperti transduksi tadi Sebelum terjadi penggabungan Maka dua daerah dari kedua kromosom ini Yang daerahnya homolog itu harus berpasangan semacam ini Kemudian terjadi rekombinasi Ujung sini akan bergabung di sini Ujung sini akan bergabung di sini D akan bergabung dengan fal A akan bergabung dengan THR Sehingga terbentuk seperti ini Sehingga terbentuklah HFR Nanti ini juga bisa lepas lagi melalui peristiwa semacam ini tadi Dibentuk lingkaran seperti ini Nah seperti ini Dilipat seperti ini Oke Nah sekarang kita lihat bagaimana peristiwa konjugasi yang melibatkan F plus dan F min Dikatakan F plus karena dia tidak tergabung ya faktor F nya dengan kromosom utama Ini donor ini bakteri resipien Seperti yang saya katakan tadi, konjugasi adalah peristiwa transfer DNA yang melibatkan kontak langsung antara bakteri donor dengan bakteri resipien Nah ini ada kontak ya nih Dan yang memfasilitasi peristiwa konjugasi adalah filus Fili Fili Jamaknya filus Nah fili ini menyebabkan donor dan resipien bisa berinteraksi Kemudian setelah berinteraksi disini terbentuk tabung konjugasi Nah, tabungkot juga sini sebagai jalan untuk memasukkan atau mentransfer DNA dari donor ke resipien.
Nah, kita lihat ya. Faktor F ini tidak berpindah. Namun, faktor F ini dikopi, digandakan. Nah, kopiannya ini akan masuk ke resipien.
Sehingga, donornya tetap F+, resipiennya F-min yang berubah menjadi F+. Begitu. Nah, sekarang kita lihat. Kalau melibatkan HFR Dikatakan HFR karena dia Faktor F nya sudah tergabung Terintegrasi dengan kromosom utama Sama konjugasi melibatkan Fili Atau pilus Kemudian setelah Berpasangan seperti ini terbentuk tabung konjugasi Lagi-lagi ini di copy lagi Replikasi Nama replikasinya Rolling Circle Replication Nah ini kemudian kita lihat ya Nah ternyata menarik disini Oke Ya ternyata menarik Ketika terjadi konjugasi Ini kita lihat ya DNA milik virus itu kan warnanya orangnya Ketika terjadi konjugasi Peristiwa transfer DNA itu dimulai disini Kemudian akan berlanjut ke arah atas, kemudian ke arah sini Jadinya faktor F-nya, mohon maaf kok milik virus ya Yang warna ungu ini miliknya faktor F Nah, faktor F ini nanti akan dipotong Dan ternyata ketika terjadi peristiwa konjugasi Konjugasi itu diawali oleh sebagian faktor F dan diakhiri oleh sebagian faktor F lainnya Jadinya faktor F ini dipotong Jadi ini titik ini sebagai titik awal konjugasi Kemudian masuk ke sini Masuk Ini melalui peristiwa replikasi juga Sehingga nanti bakteri resipien akan memperoleh DNA-DNA dari bakteri donor Dan peristiwa ini membutuhkan kondisi yang stabil Seringkali peristiwa ini tidak sempurna Jadinya hanya sebagian gen saja yang masuk Jadinya misalkan pada menit ke 10 terjadi goncangan Maka misalkan hanya ini saja 3 gen awal ini yang masuk Kalau menit 0 sudah terjadi goncangan tidak ada gen yang masuk Kalau goncangannya menit 18 maka gen yang masuk ada 5 Jadinya semakin lama kondisi stabil lingkungan dijaga maka semakin banyak gen yang ditransfer Nah prinsip ini bisa menjadi dasar kita memetakan urutan gen dari bakteri dengan menggunakan waktu Misalkan kita punya banyak bakteri kemudian kita konjugasikan kemudian di menit kelima kita guncang sehingga konjugasi terpisah konjugasi gagal kemudian kita cek berapa gen yang sudah ditransferkan gen apa saja yang berhasil ditransferkan kemudian kita lakukan konjugasi lagi kemudian menit ke-10 kita guncang kita cek gen mana yang sudah berhasil dikonjugasi kan nanti bisa kita catat misalkan ini ini menitnya menit pengguncangannya menit ke-10 20 30 40 kemudian ini frekuensinya Oh ternyata di menit ke-10 itu gen ini Sudah selalu ditransfer Jadinya frekuensi konjugasinya 100% Kemudian pada gain lag ini Pada menit ke-10 belum dikonjugasikan Dia mulai dikonjugasikan di menit ke-18 Dan akan semakin meningkat Hingga 40% pada menit 60% dan seterusnya Nah urutan ini bisa kita tuliskan Kemudian, urutan frekuensi ini menjadi indikasi urutan gen. Sehingga urutan gennya adalah seperti ini. Nah gitu, itu cara memetakan gen dengan melibatkan peristiwa konjugasi.
Demikian penjelasan saya terkait transformasi, transduksi, dan konjugasi yang dapat menyebabkan peristiwa rekombinasi pada bakteri. Terima kasih atas perhatiannya. Mohon maaf bila ada kesalahan. Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.