Genom

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
(Dialihkan dari Bahan genetik)
Langsung ke: navigasi, cari

Genom tidak sama dengan Gnome.

Peta genom bakteri Carboxydothermus hydrogenoformans Z-2901 yang berupa DNA sirkular berukuran 2.401.892 pb.[1]

Genom (Ing. genome), dalam genetika dan biologi molekular modern, adalah keseluruhan informasi genetik yang dimiliki suatu sel atau organisme, atau khususnya keseluruhan asam nukleat yang memuat informasi tersebut.[2] Secara fisik, genom dapat terbagi menjadi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom atau plasmid), sementara secara fungsi, genom dapat terbagi menjadi gen-gen.[3] Istilah genom diperkenalkan oleh Hans Winkler dari Universitas Hamburg, Jerman, pada tahun 1920, mungkin sebagai gabungan dari kata gen dan kromosom atau dimaksudkan untuk menyatakan kumpulan gen.[4]

Setiap organisme memiliki genom yang mengandung informasi biologis yang diperlukan untuk membangun tubuhnya dan mempertahankan hidupnya serta diwariskan ke generasi berikutnya.[5] Dengan sejumlah interaksi kompleks, urutan nukleotida komponen penyusun asam nukleat digunakan untuk membuat semua protein pada suatu organisme pada waktu dan tempat yang sesuai. Protein ini menjadi komponen pembentuk tubuh organisme atau memiliki kemampuan membuat komponen pembentuk tubuh tersebut atau mendorong reaksi metabolisme yang diperlukan untuk hidup.[3] Kebanyakan genom, termasuk milik manusia dan makhluk hidup bersel lainnya, terbuat dari DNA (asam deoksiribonukleat), namun sejumlah virus memiliki genom RNA (asam ribonukleat).[5]

Kajian yang mempelajari genom dikenal sebagai genomika (genomics). Saat ini, urutan nukleotida pada genom sejumlah organisme telah dipetakan seluruhnya dengan teknik sekuensing DNA dalam berbagai proyek genom, misalnya Proyek Genom Manusia yang diselesaikan pada tahun 2003. Perbandingan genom organisme dapat memberikan informasi mengenai karakteristik organisme tersebut, evolusinya, dan berbagai proses biologis.[6]

Organisasi genom[sunting | sunting sumber]

DNA unting ganda (double stranded, "ds") merupakan komponen pembentuk genom kebanyakan organisme dan semua sel. Namun demikian, virus RNA memiliki genom RNA ds atau unting tunggal (single stranded, "ss"). Secara umum, setiap molekul asam nukleat genom dapat disebut sebagai kromosom. Genom prokariota (organisme tanpa inti sel, contohnya bakteri) biasanya berupa molekul tunggal dsDNA sirkular, walaupun dapat pula terdapat DNA ekstrakromosom berbentuk plasmid sirkular yang menyandikan produk gen yang menguntungkan namun tidak esensial. Sementara itu, genom eukariota (organisme berinti sel, contohnya manusia) biasanya berupa sejumlah molekul dsDNA linear. Istilah genom inti (nuclear genome) pada eukariota mengacu pada informasi genetik berupa kromosom, dan kadang kala juga fragmen DNA ekstrakromosom, di dalam inti sel. Genom ekstranuklear sel eukariotik mencakup genom mitokondria dan kloroplas, yang berupa molekul dsDNA sirkular seperti pada prokariota.[7]

Kebanyakan prokariota memiliki satu kromosom saja. Karena itu, prokariota umumnya mengandung satu salinan setiap gen dan dengan demikian bersifat haploid. Sementara itu, eukariota umumnya memiliki dua salinan setiap gen dan secara genetik bersifat diploid.[8] Ada pula organisme (misalnya, tumbuhan) yang memiliki lebih dari dua set kromosom dalam inti setiap sel tubuhnya, atau disebut bersifat poliploid.[9]

Ukuran genom, jumlah gen, dan densitas gen[sunting | sunting sumber]

Secara umum, terdapat perbedaan ukuran genom, jumlah gen, dan densitas gen antara prokariota dan eukariota. Prokariota memiliki genom yang lebih kecil dengan jumlah gen lebih sedikit dan densitas gen lebih besar bila dibandingkan dengan eukariota. Bakteria dan arkea umumnya memiliki genom berukuran sekitar 1–6 juta pasangan basa (Mb) yang mengandung 1.500–7.500 gen. Misalnya, genom bakteri Escherichia coli berukuran 4,6 Mb dan mengandung sekitar 4.300 gen. Sebaliknya, eukariota memiliki genom lebih besar dengan jumlah gen lebih banyak. Genom khamir bersel tunggal Saccharomyces cerevisiae (tergolong fungi), misalnya, berukuran sekitar 12 Mb, sedangkan kebanyakan tumbuhan dan hewan multisel memiliki genom lebih dari 100 Mb. Sementara itu, jumlah gen dalam genom eukariota dapat mencapai 5.000 pada fungi bersel tunggal sampai dengan 40.000 pada makhluk multiselular. Selain itu, eukariota secara umum memiliki jumlah gen yang lebih sedikit per pasangan basa dibandingkan dengan prokariota, yaitu densitas gennya lebih rendah. Misalnya, manusia memiliki genom dengan ukuran ratusan sampai ribuan kali lebih besar daripada bakteri, tetapi jumlah gennya hanya 5 sampai 15 kali lebih banyak.[10]

Ukuran genom dan perkiraan jumlah geni, ii
Jenis organisme Organisme Ukuran genom
(pasangan basa)iii
Jumlah gen Densitas gen (gen/Mb) Jumlah kromosom haploid Keterangan
Virus Bakteriofag MS2 3.569 3,6 kb 4 1.121 1 Genom (ssRNA) yang pertama disekuensing, 1976.[11]
Virus Bakteriofag Φ-X174 5.386 5,4 kb 11 2.042 1 Genom ssDNA yang pertama disekuensing, 1977.[12]
Virus Megavirus 1.259.197 1,3 Mb 1.120 890 1 Genom virus terbesar yang diketahui saat ini.[13]
Bakteria Mycoplasma genitalium 580.070 580 kb 470 810 1 Genom bakteri nonsimbiotik yang terkecil.[14]
Bakteria Haemophilus influenzae Rd 1.830.137 1,8 Mb 1.703 930 1 Genom organisme selular yang pertama disekuensing, 1995.[15]
Bakteria Escherichia coli K-12 4.639.221 4,6 Mb 4.288 924 1 [16]
Bakteria Sorangium cellulosum 13.033.779 13 Mb 9.367 721 1 Genom bakteria terbesar yang diketahui saat ini.[17]
Arkea Nanoarchaeum equitans 490.885 490 kb 552 1.125 1 Genom selular nonsimbiotik yang terkecil.[18]
Arkea Methanocaldococcus jannaschii (sebelumnya Methanococcus jannaschii) 1.664.976 1,7 Mb 1.738 1.044 1 Genom arkea yang pertama disekuensing, 1996.[19]
Eukariota Encephalitozoon cuniculi (fungi) 2.900.000 2,9 Mb 1.997 689 11 Genom eukariota terkecil yang diketahui saat ini.[20]
Eukariota Saccharomyces cerevisiae (fungi) 12.068.000 12 Mb 5.885 486 16 Genom eukariota yang pertama disekuensing, 1996.[21]
Eukariota Caenorhabditis elegans (nematoda) 97.000.000 97 Mb 19.099 197 6 Genom hewan multiselular yang pertama disekuensing, 1998[22]
Eukariota Arabidopsis thaliana (tumbuhan berbunga) 125.000.000 125 Mb 25.498 204 5 Genom tumbuhan yang pertama disekuensing, 2000.[23]
Eukariota Drosophila melanogaster (lalat buah) 180.000.000 180 Mb 13.600 76 4 [24]
Eukariota Populus trichocarpa 410.000.000 410 Mb 45.555 111 19 Genom tumbuhan berkayu yang pertama disekuensing.[25]
Eukariota Oryza sativa (padi) 430.000.000 430 Mb 45.000 105 12 [26][27]
Eukariota Mus musculus (mencit) 2.493.000.000 2,5 Gb 22.011 8,8 23 [28]
Eukariota Homo sapiens (manusia) 3.200.000.000 3,2 Gb 20.500 6,4 23 Hasil Proyek Genom Manusia.[29][30]


Genom prokariota[sunting | sunting sumber]

Genom eukariota[sunting | sunting sumber]

Evolusi genom[sunting | sunting sumber]

Sekuensing genom dan proyek genom[sunting | sunting sumber]

Genomika[sunting | sunting sumber]

Catatan kaki[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Data yang diberikan di sini mungkin berubah karena analisis genom sejumlah organisme masih dilanjutkan.
  2. ^ Semua data untuk organisme eukariota merupakan genom inti haploid.
  3. ^ Atau jumlah nukleotida pada genom asam nukleat unting tunggal.

Referensi[sunting | sunting sumber]

Kutipan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Wu M.; Ren Q.; Durkin A.S.; Daugherty S.C.; Brinkac L.M.; et al. (2005). "Life in Hot Carbon Monoxide: The Complete Genome Sequence of Carboxydothermus hydrogenoformans Z-2901". PLoS Genet 1 (5): e65. 
  2. ^ Alberts et al. 2002, genome
  3. ^ a b Lewin 2008, hlm. 2
  4. ^ Lederberg, J.; McCray, A.T. (2001). "'Ome Sweet 'Omics -- A Genealogical Treasury of Words". The Scientist 15 (7): 8. 
  5. ^ a b Brown 2002, Chapter 1: The Human Genome
  6. ^ Campbell et al. 2008, hlm. 426
  7. ^ Carden 1994, hlm. 421
  8. ^ Madigan et al. 2010, hlm. 33–34
  9. ^ Campbell et al. 2008, hlm. 297
  10. ^ Campbell et al. 2008, hlm. 432–433
  11. ^ Fiers W, et al. (1976). "Complete nucleotide-sequence of bacteriophage MS2-RNA - primary and secondary structure of replicase gene". Nature 260 (5551): 500–507. 
  12. ^ Sanger F, Air GM, Barrell BG, Brown NL, Coulson AR, Fiddes CA, Hutchison CA, Slocombe PM, Smith M (1977). "Nucleotide sequence of bacteriophage phi X174 DNA". Nature 265 (5596): 687–695. 
  13. ^ Arslan, D.; Legendre, M.; Seltzer, V.; Abergel, C.; Claverie, J.-M. (2011). "Distant Mimivirus relative with a larger genome highlights the fundamental features of Megaviridae". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108 (42): 17486. doi:10.1073/pnas.1110889108. 
  14. ^ Fraser, Claire M.; et al. (1995). "The Minimal Gene Complement of Mycoplasma genitalium". Science 270 (5235): 397–404. doi:10.1126/science.270.5235.397. 
  15. ^ Fleischmann R, Adams M, White O, Clayton R, Kirkness E, Kerlavage A, Bult C, Tomb J, Dougherty B, Merrick J (1995). "Whole-genome random sequencing and assembly of Haemophilus influenzae Rd". Science 269 (5223): 496–512. 
  16. ^ Frederick R. Blattner, Guy Plunkett III, et al. (1997). "The Complete Genome Sequence of Escherichia coli K-12". Science 277 (5331): 1453–1462. doi:10.1126/science.277.5331.1453. 
  17. ^ Schneiker S et al. (2007). "Complete genome sequence of the myxobacterium Sorangium cellulosum". Nature Biotechnology 25 (11): 1281–1289. doi:10.1038/nbt1354. 
  18. ^ Waters E, Hohn MJ, Ahel I, Graham DE, Adams MD, Barnstead M, Beeson KY, Bibbs L, Bolanos R, Keller M, Kretz K, Lin X, Mathur E, Ni J, Podar M, Richardson T, Sutton GG, Simon M, Soll D, Stetter KO, Short JM, Noordewier M. (2003). "The genome of Nanoarchaeum equitans: insights into early archaeal evolution and derived parasitism". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100 (22): 12984–12988. 
  19. ^ Bult CJ et al. (1996). "Complete genome sequence of the methanogenic archaeon, Methanococcus jannaschii.". Science 273 (5278): 1058–1073. doi:10.1126/science.273.5278.1058. 
  20. ^ Katinka MD, Duprat S, Cornillot E, Méténier G, Thomarat F, Prensier G, Barbe V, Peyretaillade E, Brottier P, Wincker P, Delbac F, El Alaoui H, Peyret P, Saurin W, Gouy M, Weissenbach J, Vivarès CP. (2001). "Genome sequence and gene compaction of the eukaryote parasite Encephalitozoon cuniculi.". Nature 414 (6862): 401–2. doi:10.1038/35106579. 
  21. ^ A. Goffeau, B. G. Barrell, H. Bussey, R. W. Davis, B. Dujon, H. Feldmann, F. Galibert, J. D. Hoheisel, C. Jacq, M. Johnston, E. J. Louis, H. W. Mewes, Y. Murakami, P. Philippsen, H. Tettelin & S. G. Oliver (1996). "Life with 6000 genes". Science 274 (5287): 546, 563–567. doi:10.1126/science.274.5287.546. 
  22. ^ The C. elegans Sequencing Consortium (1998). "Genome sequence of the nematode C. elegans: a platform for investigating biology". Science 282 (5396): 2012–2018. doi:10.1126/science.282.5396.2012. 
  23. ^ The Arabidopsis Genome Initiative (2000). "Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana". Nature 408 (6814): 796–815. doi:10.1038/35048692. 
  24. ^ Adams MD, Celniker SE, Holt RA, et al. (2000). "The genome sequence of Drosophila melanogaster". Science 287 (5461): 2185–95. doi:10.1126/science.287.5461.2185. 
  25. ^ Tuskan GA, Difazio S, Jansson S et al. (2006). "The genome of black cottonwood, Populus trichocarpa (Torr. & Gray)". Science 313 (5793): 1596–604. doi:10.1126/science.1128691. 
  26. ^ Yu J, Hu S, Wang J et al. (2002). "A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp. indica)". Science 296 (5565): 79–92. doi:10.1126/science.1068037. 
  27. ^ Goff SA, Ricke D, Lan TH et al. (2002). "A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp. japonica)". Science 296 (5565): 92–100. doi:10.1126/science.1068275. 
  28. ^ Waterston RH, Lindblad-Toh K, Birney E et al. (2002). "Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome". Nature 420 (6915): 520–62. doi:10.1038/nature01262. 
  29. ^ McPherson JD, Marra M, Hillier L et al. (2001). "A physical map of the human genome". Nature 409 (6822): 934–41. doi:10.1038/35057157. 
  30. ^ Venter JC, Adams MD, Myers EW et al. (2001). "The sequence of the human genome". Science 291 (5507): 1304–51. doi:10.1126/science.1058040. 

Daftar pustaka[sunting | sunting sumber]

  • Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K.; Walters, P. (2002). Molecular Biology of the Cell (dalam bahasa Inggris) (ed. 4). New York: Garland Science. 
  • Brown, T.A. (2002). Genomes (dalam bahasa Inggris) (ed. 2). Oxford: Wiley-Liss. 
  • Campbell, N.A.; Reece, J.B.; Urry, L.A.; Cain, M.L.; Wasserman, S.A.; Minorsky, P.V.; Jackson, R.B. (2008). Biology (dalam bahasa Inggris) (ed. 8). San Francisco: Pearson Benjamin Cummings. 
  • Carden, M.J. (1994). "Genome organization". In Kendrew, J.C. Encylopaedia of Molecular Biology (dalam bahasa Inggris). Oxford: Blackwell Science. hlm. 421–424. 
  • Lewin, B. (2008). Genes IX (dalam bahasa Inggris). Sudbury, MA: Jones and Bartlett Publishers. 
  • Madigan, M.T.; Martinko, J.M.; Stahl, D.; Clark, D.P. (2010). Brock Biology of Microorganisms (dalam bahasa Inggris) (ed. 13). Boston: Benjamin Cummings.