BODY PROTEIN, contoh : EnzymeReceptor Hormone Growth FactorImmunoglobulinInterferon, Interleukin, CytokineAdhesions moleculesHLA/MHC (Major Histocompatibility Complex)

STRUKTUR PROTEINSIFAT PROTEINFUNGSI PROTEINPEMBENTUKAN PROTEINDISTRIBUSI PROTEINPEMERIKSAAN PROTEIN

STRUKTUR PROTEIN :Struktur Primer : Sequensi asam amino

Struktur Sekunder : -helix, lipatan

Struktur Tertier : sub-unit protein

Struktur Kwaterner : keseluruhan protein (terdiri dari beberapa sub-unit)

Proteins are composed of subunits called amino acids

SIFAT PROTEIN :Ditentukan oleh sifat asam amino FUNGSI PROTEIN :Sangat bervariasi

PEMBENTUKAN PROTEIN :Berdasarkan gen / DNA di inti selBerlangsung di Organella (Ribosome)

Organelles and fraction :NucleusCytoskeletonMitochondrionCytosol Endoplasmic reticulum RibosomeLysosomePlasma membraneGolgi ApparatusPeroxisome

ProkaryotesForm and FunctionLife is based on morphological units known as cells (1838)Two major classifications of cells: the Eukaryotes and ProkaryotesProkaryotes (various types of bacteria) have relatively simple structures and unicellular (they may form colonies)Viruses, are not classified as living because they lack the metabolic apparatus to reproduced outside their host cells

ProkaryotesForm and FunctionProkaryotes are the most numerous and widespread organism on EarthHighly adaptable metabolism suit them to an enormous variety of habitatsCertain types of bacteria may thrive in or even require conditions that are hostile to eukaryotes (chemical environments, high temperature and lack of oxygen)Rapid reproductive rate and ability of many bacteria to form spores

Prokaryotic cell

ProkaryotesForm and FunctionProkaryotes have relatively simple anatomies (cell membrane, cell wall, capsule, cytoplasm chromosome, RNA enzymes and ribosomes)Prokaryotes employ a wide variety of metabolic energy sources (autotrophs, chemolithotrophs, photoautotrophs, heterotrophs, obligate aerobes and obligate anaerobes)

ProkaryotesProkaryotic classificationTaxonomy are inaplicable to prokaryotes because the relatively simple structures provide little indication of their phylogenetic relationshipsBased on cell wall properties: 3 major types: Mycoplasma, Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteriaMycoplasmas are the smallest of all living cells and possess ~20% of the DNA of an E.coli

Some prokaryotic cells

EukaryotesEukaryotic phylogeny and differentiationOne of the most remarkable characteristics of eukaryotes is their enormous morphologial diversity, on both the cellular and organismal levels (an amoeba, an oak tree and a human being)Taxonometric schemes based on gross morphology as well as on protein and nucleic acid sequences: three kingdoms (Fungi, Plantae, Animalia, Protista) Anatomical comparisons among living and fossil organisms indicate that the various kingdoms of multicellular organisms independently evolved from Protista

Structure of cellsPlasma MembraneEndoplasmic RetikulumGolgi ApparatusLysosomeMitochondrionCytoplasmNucleus membrane

EukaryotesEukaryotes cellular architectureStructural complexity allows sophisticated regulation of living processesThey have internal membrane-enclosed organelles Plasma membrane : lipid bilayer, external: glycocalyxPermeability barrier, Ion channel, Receptors etc

Organelles in Eukaryotic cellsPlasma membrane:Glycocalyx attached to membrane proteins and certain lipid moleculesPossesses a diversity of chanel complexes that transport ions and molecules and receptors that bind signal molecules

Organelles in Eukaryotic cellsNucleus:Lamins (protein) form a fibrous network that provides structural supportContain chromatin fibers which is composed of DNA and histonesNucleolus : the site of rRNA synthesis

Organelles in Eukaryotic cellsNucleus:Nuclear envelope is composed of two membranes that fuse at nuclear poresThe outer nuclear membrane is continuous with the RERNuclear pore plug: RNA and small proteins into and out of the nucleus

Organelles in Eukaryotic cells

Endoplasmic reticulum:A system of interconnected membranous tubules, vesicles and large flattened sacsRER: involved in the synthesis of membrane proteins and protein for export from the cell SER: lipid synthesis and biotransformation

Organelles in Eukaryotic cellsRibosomes:Cytoplasmic ribosomes: RNA/protein complexes, 20nmFunction: biosynthesis of proteinsContaining two irregulargy large and small subunit which is separate when not in use

Organelles in Eukaryotic cellsGolgi Apparatus:Large, flattened, saclike membranous vesiclesA small membranous vesicles containing protein and lipid fuse with the cis Golgi membraneThese molecules are transported and processed by enzymesWhen the products reach the trans face, they are targeted to other parts of the cellSecretory granules: exocytosis

Organelles in Eukaryotic cellsLysosomes: Spherical saclike organelles, 500nmSingle membrane contain granules that are aggregates of digestive enzymes (acid hydrolase)Tay-Sachs disease (lysosomal storage diseases)

Organelles in Eukaryotic cellsPeroxisomes:Small spherical membranous organelles that contain oxidative enzymesInvolved in breakdown of toxic molecules: peroxides

Organelles in Eukaryotic cellsMitochondria: Cells energy storage molecule2 Membranes: Outer (permeable to molecules

Cytoskeleton:Components: microtubules, microfilaments and intermediate fibersMicrotubules: axon, dendrites, mitotic spindle, cilia and flagellaFunctions:1. Maintenance of overall cell shape2. Facilitation of coherent cellular movement3. Provision of a supporting structure that guides the movements of organelles within the cell.

Biokimia : DNA adalah Polymer dari Desoxyribonucleotide (Basa, zat Gula dan 1 atau lebih gugus Phosphat)Zat Gula : -D-2 Desoxyribose (Ribose)Ikatan N-Glykosida antara Desoxyribose (C1) dengan Pyrimidin (N1) atau Purin (N9)

Sanger dan Gilbert (1975) : methode sequensi Basa Nukleotida (A, T, C, G) Nukleotida : 2,9 milyar (990 mm) di Chromosome (inti sel)Telah selesai disequensi pada Juli 2000Gen : Sepotong DNA (tdd: Intron dan Exon).A - T G - CSatuan DNA : bp (base pair)

Desoxy ribonucleic acid

Tahun 50-an : DNA double stranded yang membentuk Helix (Watson and Crick),DNA Polymerase (Kornberg)Tahun 60-an : DNA extrachromosome (Plasmid), fungsi mRNA, Codon (Triplet Nucleotide)Tahun 70-an : Reverse Transcriptase, Restriction Endonuclease, DNA Ligase, Recombinant DNA (Berg), Cloning DNA (BIOTEKNOLOGI)

Tahun 80-an : Transgenic mouse, Penerapan rekayasa genetika dalam bidang kedokteran, pertanian dan industri.Tahun 90-an : Gene therapy, Amplifikasi dan Sequencing DNA (HGP), Diagnostic dll.Tahun 2000-an : HGP selesai, Pathogenese penyakit diketahui dari fungsi molekul.

The Human GenomeThe haploid human genome is made up of 3 x 109 base pairs of DNA

This contains 50,000- 100,000 genes arranged on 46 chromosomes

Packaged within the nucleus of the cell

Chromosomes

Genes Segments of DNA code for proteins (or parts of proteins) Each coding segment is called a gene One gene codes one protein (or part of) Genes contain the information which makes us what we are

ExonsIntronsGene StructurePromoterTAATAG stopTGAATGstartExon = coding sequenceIntron= intervening sequence (non-coding)

A G C G A T C T G GT C G C T A G A C CDNA Base PairingDouble helix consists of 2 complimentary strands of DNA.

Gene StructureEvery three bases of DNA is called a codonEach codon specifies an amino acid which join together to form the proteineg ATG = methionine = START TAA = STOP TAG = STOP TGA = STOP

DNA ReplicationEach of the 2 DNA strands is copied by machinery in the cell Each new daughter strand has a sequence complimentary to the original template strandReplication essential to allow cell division (Mitosis) where 1 cell becomes 2

ATCTAGDNAunzipsATCTAGTAGATCNew strandsformedDNA Replicationsemi-conservative 2 daughter cells

Replikasi DNA berlangsung pada kedua helix dengan arah yang berlawanan

DNA ReplicationReplication fork : leading strand and lagging strandDNA synthesized in the 5 3The 5-3 synthesis of the leading strand is continuous.The lagging strand is also synthesized in the 5-3 direction but in small segmentsThis segments referred to as Okazaki fragmentsOkazaki fragments has 100 200 nucleotidesDNA ligase joined the Okazaki fragments.5 DNA Polymerase : , , , and

DNA Replication and ChromosomesDuring the replication of chromosomes, there is a cross-over of portions of one DNA strand to another (of the same chromosome).This cross-over, along with randomization assures that offspring differ from the parents.+meiosis

DNAmRNAProteintranscriptiontranslationProtein Synthesis

DNA sense strand berfungsi sebagai template dan ditranskripsikan menjadi mRNAmRNA disebut juga sebagai antisense dimana Thymine digantikan oleh Uracil DNAmRNAA T C G GU A G C C

Transcription3 Nuclear RNA Polymerase : mRNA transcribed by RNA Polymerase II The initiation of transcription involves binding RNA Polymerase to a specific DNA sequence called a PromoterMany promoters for RNA Polymerase II contain consensus sequences, referred to as the TATA box ( T A T A A/T A A/T A/G) which occur about 25-35 bp upstream from the transcription initiation site.The activity of many promoters is affected by Enhancers (regulatory sequences) that may occur thousands of base pairs upstream or downstream of the gene they affect.

Bagian Intron dipisahkan dari mRNA (Splicing)mRNA meninggalkan inti sel Di sitoplasma, ribosom terikat pada mRNA untuk memastikan sandi asam amino yang sesuai mRNA is always read 5 3 protein synthesis is N C dan dengan peran tRNA yang mentransfer asam amino, terbentuklah protein (polypeptida)

rRNA : 40s particle (18s RNA and 55 % protein) ; 60s particle (28s; 5,8s; 5s rRNA and protein) Translational initiation signal : AUGAmino acid linked tRNA : Aminoacyl-tRNA synthetase.Elongation : Peptidyl transferase.Termination : Stop Codon (UAG, UAA, UGA)

Amino acid assembly during translation occurs on ribosomes; tRNA serves as the crucial adaptor molecule

Classes of RNAMessenger RNA - mRNACopy of the genetic information in DNA.Used as pattern to make proteins.Transfer RNA - tRNASmall RNA molecule (70 - 90 base units).Used to bring the correct amino acid to the site of protein synthesis.Ribosomal RNA - rRNAPlatform for protein synthesis. Holds mRNA in place and helps assemble proteins.

Anticodons on tRNASite of aminoacid attachmentThree base anticodon sitePoint ofattachmentto mRNA

RERfreeribosomescytoplasmicproteinsProteinTraffic

Nukleotida 1.Nukleotida 2.Nukleotida 3.(5) (3) UCAGUPheSerTyrCys U UPheSerTyrCys CULeuSerSTOPSTOP AULeuSerSTOPTrp GCLeuProHisArg UCLeuProHisArg CCLeuProGlnArg A

Amino Acid CodonsalanineGCA, GCC, GCGGCUarginineAGA, AGG, CGACGC, CGG, CGUasparagineAAC, AAUaspartateGAC, GAU cysteineUGC, UGUglutamateGAA, GAGglutamineCAA, CAGglycineGGA, GGC, GGGGGUhistidineCAC, CAUisoleucineAUA, AUC, AUUleucineCUA, CUC, CUGCUU, UUA, UUGlysine AAA, AAGmethionine AUGphenylalanine UUC, UUUproline CCA, CCC CCG, CCUserine UCA, UCC UCG, UCU AGC, AGUthreonine ACA, ACC ACG, ACUtryptophan UGGtyrosine UAU, UACvaline GUA, GUC GUG, GUU

Perbedaan Sandi NukleotidaNukleotida :Chr. :Mit. :

UGAStopTrp AUAIleMet AGAArgStop AGGArgStop

KEY ASPECTS OF MITOCHONDRIAL BIOLOGY AND GENETICSSemi-autonomous organelles, contain multiple copies of mtDNADouble membrane structure, cristae containing respiratory chain enzymesMost mitochondrial proteins encoded by nuclear genome and imported into mitochondriaFunctions in cellular metabolism and the regulation of cell death

MITOCHONDRIAL PROTEINS mtDNACircular DNA - 16,569 bp Encodes 13 polypeptides - for OXPHOS 22 tRNA 2 rRNAD-loop - initiation of replication and transciptionEvolves at higher rate than nDNAMaternally inherited

MITOCHONDRIAL ENERGY METABOLISM AND INSULIN SECRETIONMODY2

Gen Mitochondria

Gen yang berbentuk sirkuler, terdiri dari 16569 bpDiturunkan secara maternal, mudah bermutasiMenyandi : 7 sub unit kompleks I (NADH Q-Reduktase), 3 sub unit kompleks IV (Sitokrom Oksidase), 2 sub unit ATP Synthase dan 1 sub unit kompleks III (Apositokrom B)Mutasi noktah (point mutation) pada gen mitochondria :A3243GG3316A A3260GT3394CA3256GA3252Gluas dijumpai :T16189C

Pathogenese NIDDMPatophysiologi secara genetik yang berkorelasi dengan metabolisme energi Timbul oleh karena perobahan cara hidup dengan cepat (terutama dalam hal nutrisi)Sel Pankreas berfungsi untuk mensekresikan Insulin bergantung pada energi yang dibentuk di Mt.Phosphorilasi oksidatif pada rantai respirasi Mt ATP ATP dependent Potassium Channel tertutup Calcium Channel terbuka sekresi InsulinMutasi MtDNA penurunan ATP

Transmembrane Protein Synthesis

Mutations A change in the DNA sequence of the gene Mutations can alter protein product of DNA, stop gene working or activate gene Sudden, random alteration of original DNA code that changes the genotype. Can be caused by chemical or environmental factors - mutagens.

Types of MutationDeletion - DNA missingInsertion - extra DNA insertedExpansion - DNA repeat size has increasedPoint Mutation - change in one base

Types of Mutation (in coding sequence)AGC TTC GAC CCG Wild typeAGC TCG ACC CG Deletion AGC TTC CGA CCC GInsertionAGC TTC TTC GAC CCG ExpansionAGC TTC GAC CGG Point mutation

POINT MUTATION U A A (Termination Codon) U C A (Codon for Serine) U C U (Codon for Serine) C C A(Codon for Proline)

Expression of GenesGenotype - actual genetic makeup of individual.Phenotype - observed trait for individual.Phenotype will be based on actual genotype and how each gene is expressed.Since you have a pair of genes they form an allele.Each one may be dominate, recessive or some combination.

ExampleHemophilia - A sex linked genetic disorder in which blood clotting is deficient - lack of the necessary substrate thrombroplastin.

Hemophilia A - lack of antihemophilic globulin.Most common type (80% of cases).

Hemophilia B - defect in thromboplastic component - a milder form of the disease.Sex linked - trait found on X chromosome.

X Chromosome

ExampleThe hemophilia trait is recessive and only passed via the X chromosome. As a result, females are much less likely to contract this disorder.Frequency of hemophilia trait.Females - carrier - 1 in 50,000Females - hemophilic - 1 in 100,000,000Males - hemophilic - 1 in 100,000All hemophilic males are also carriers.

Pedigree of Hemophiliain One Family

MutationsFew mutations have a positive effect.There are ~ 4000 known human genetic diseases. Many result from mutation of a single gene.Sickle cell anemia. Mutation of gene that makes part of hemoglobin.

Albinism. Lack of ability to produce tyrosinase which catalyzes the conversion of tyrosine to DOPA.

Mutagenic Agents

Radiation:Ionizing - X-rays, rays, cosmic raysNon-ionizing - UV light

Chemical:Reactants with bases - formaldehydeBase analogs - 2-aminopurine, 5-bromouracilAcridine dyes - proflavinAlkylating agents - mustard gasesOthers - carcinogens

DNA Mutation and RepairCells contain many DNA repair mechanisms.Yeast - at least 50 repair enzymes are known.Example - exposure to UV light.UV - High energy light. - What causes tanning.- Causes formation of thymine dimer.- at low levels, it can be repaired.- at high levels, it can be deadly.

PhotodimerizationthyminedimerUV lightExposure to UV lightcan cause adjacentthymines to covalently link.

This results in adistortion of the DNAmolecule and breaks the hydrogenbonding with theadenine.

4 KELOMPOK/KATAGORI1. Kelainan pada 1 gen tertentu2. Kelainan yang multifaktor3. Anomali pada Chromosome4. Mutasi pada sel-sel somatis

> 70 % autosomal dominant20 % autosomal resessifx-linked < 10 %PENYAKIT GENETIK

Pengertian/Definisi :Allele : gen dengan bentuk yang berbeda pada Locus yang samaHaplotype : seperangkat DNA -Marker yang terdapat pada satu locus, yang mana diturunkan sebagai satu kesatuanGenotype : konstitusi allele pada suatu locus tertentu (kedua haplotype pada locus tersebut)Phanotype : suatu pertanda yang dikenali sebagai hasil genotype dan lingkunganHomozygote / Heterozygote : kedua allele pada satu locus identik / berbeda

Contoh penyakit molekuler :Gen normal Hb : A/ A dan / Thalassemia (point mutation) : T/ A atau T/ T Thalassemia (deletion) : -/ ; -/- ; - - / ; -/- - (HbH) ; --/-- (Hb Barts Hydrops Fetalis)Autosomal resessif : Pedigree (vertikal), biasanya bersaudara dan kedua orangtuanya sehat Cystic Fibrosis (penyakit gangguan fungsi kel. Eksokrin , misalnya penyakit saluran nafas kronis, meconium ileus pada neonatus, dll).

Contoh penyakit molekuler :Autosomal dominant : Pedigree (vertikal, horizontal), terdapat pada setiap generasi, kelainan 50 % berisikoChorea Huntington, Polycystic Kidney, Familial Hypertrophy Cardiomyopathy, Marfan Syndrome, Otosklerose dllX-linked : pada laki-laki homozygote dan perempuan heterozygote.Hemofilia A (VIII) : 26 exon, > 186 kb, xq28Hemofilia B ( IX) : 8 exon, > 34 kb, xq26 - 27Fragiles X Syndrome : Xq 27. 3, (CCG)n

Contoh penyakit molekuler :Myotonic Dystrophy : 19q 13.3, (AGC )nDuchenne dan Becker Dystrophy : 65 % deletion, 79 exon (2300 kb), Xp21, Dystropin (427 kD), diagnose prenatal (1987)Penyakit genetik yang multifaktor :1. Kelainan pembuluh darah jantung2. Hypertensi3. Kelainan jiwa4. Demensia5. IDDM6. Cancer, dll

Tahun 1985, Kary Mullis, CaliforniaMetode untuk meng-amplifikasi (melipat gandakan) fragment DNA /Gen Sel Chromosome DNA Gen tdd Triplet dari Nukleotida (Codon)T (Thymin), C (Cytosin), A (Adenin) danG (Guanin) , semuanya ada 64 Codon61 Triplet + 1 Start- dan 3 Stop- CodonPolimerase Chain Reaction (PCR)

PCR membutuhkan : DNA atau RNA Oligonucleotidprimer (PRIMER) Enzym Taq-Polimerase Campuran dari 4 Basa Nukleotida (dNTPs) 10 x Reactions Buffer Larutan MgCl2 Alat Thermal-Cycler

Thermal Cycler Prinsip : perobahan temperatur secara otomatis dengan waktu yang telah ditentukanDapat diatur (Program)Contoh : 95 C------ Denaturasi55 C------ Hybridisasi (Annealing)72 C------ Synthese DNA (Extension)Lama reaksi, bervariasi tergantung panjang fragment DNA (2 min. : < 1000 Nukleotida)

DNA Double stranded single strand Sequence dari NukleotidaStart Codon : ATG Stop Codon : TAA, TAG, TGASense : 5- ATG(Start) -GGT-TCT-GTT-GCT-GCT-TGG-TAA(Stop)- 3Antisense : 3 - TAC-CCA-AGA-CAA-CGA-CGA-ACC-ATT- 5 Exon dan Intron (kedua bagian ini dapat berfungsi sebagai Matrix untuk amplifikasi)

RNASingle strand (Uracil pengganti Thymin)Transkripsi dari DNA mRNAMengandung informasi genetik dari Exon RNA berfungsi sebagai Regulator dari Expresi Gen (seperti Enzym)DNA sebagai Matrix dari proses transkripsi (dari salah satu strand DNA)Dengan Enzym Reverse Transkriptase cDNA (complementare DNA)

Primer/ OligonucleotidprimerSequence dari Nukleotida tertentu (Intron atau Exon) : 20 30 bpPrinsip : merupakan komplementer dari kedua strand DNA (Forward Primer dan Reverse Primer).Dari kedua Primer ini disinthese DNA yang baru dan seterusnya berfungsi sebagai matrix untuk siklus berikutnya.Penentu bagi fragment DNA yang akan diamplifikasi (Sequensi nya sudah diketahui)

Taq-Polimerase Klenow - DNA Polymerase (E.Coli)1988 (Saiki et al.) Taq-Polymerase dari Bakteri Thermus aquaticusHybridisasi dan Polimerisasi berlangsung pada temp. 50-70 C1 Double strand DNA , 20 Cycle , 220.000 Double strand DNA Perhatikan : Buffer yang digunakan (10 x RB)Diperlukan : konsentrasi MgCl2 tertentu

Parameter lainnya Sampel/Material : darah, urine, jaringan biopsi, dari autopsi, fossil, rambut, jaringan yang difixasi dengan paraffin atau formalinSemua pekerjaan memerlukan ketepatan yang tinggi (pipet dengan ukuran 1/100 l)

PCR-REACTION

PCR-Reaction

PCR Product (Amplifikat)Gel-elektrophorese (Agarose) Southern Blot (Hybridisasi dengan Sonde DNA spesifik)Dot - Blot (deteksi : Enhanced Chemie Luminescense = ECL)Denaturating Gradient Gel Elektrophorese (DGGE) atau PFGE Enzym Restriksi : Restriction EndonucleaseSequence analyse (DNA Sequencing)

Perkembangan Teknologi untuk DiagnosaPenentuan langsung secara optis (mikroskop cahaya atau elektron)Kultur (isolasi, koloni, sifat-sifat micro-organisme dan reaksi biokimia)Reaksi antigen-antibody (enzyme-linked, zat fluorisensi, agglutinasi)Penggunan teknologi DNA : Hybridisasi (southern blot, dot-blot, PFGE), Insitu Hybridisasi dan Amplifikasi DNA (PCR)

MOLECULAR MICROBIOLOGY

Aplikasi teknologi DNAINFEKSI SALURAN CERNA :Membedakan jenis : pathogen non pathogen (Eschericia coli)Untuk bakteri yang sulit dikultur oleh karena memerlukan syarat tertentu (Campylobacter)Membedakan jenis bakteri dari toxin yang diproduksinya (E. coli dan Shigela sp.)Subklas bakteri : Campylobacter, Helicobacter Mengidentifikasi jenis Rotavirus (A, B, C)

Aplikasi teknologi DNA

Meningitis : Neisseria meningitidis Diagnose harus cepat untuk mencegah komplikasi.Pewarnaan Gram dapat dilakukan, tetapi minimal 24 jamPemberian antibiotika pada stadium dini mengganggu interpretasiTransport bahan pemeriksaanTest Kit : antigen meningococcus tidak sensitif dan false positif

Aplikasi teknologi DNAEncephalitis : Herpes simplex type ICAT dan EEG non spesifikAntibody cross reaction dengan virus type IIKultur virus dari biopsi dan berisiko tinggiSementara ditherapy dng : AcyclovirPemeriksaan DNA Encephalopathy : P. falciparum

Aplikasi teknologi DNAMycobacterium tuberculosis :Membedakan jenis atypic, dengan mikroskop hal ini tidak mungkinKultur : waktu yang lama dan bakteri harus banyak (terutama untuk sensitivity test)Diagnose cepat dibutuhkan, mis. pada penderita AIDS.Ditemui jenis yang multi drug resistant Diagnosa dengan PCR dan Hybridisasi (contoh : dot-blot)

RESULT

RESULT

Aplikasi teknologi DNA Chlamydia : susah dikultur.Transport nya tidak stabil (mekanis) false positifTest Kit : EIA atau Immunofluorisensi false positif . Hybridisasi : hasil baik.

Aplikasi teknologi DNA VIRUS : HIV 1 dan HIV 2Test Kit (antibody) dan DNA (PCR)Masalah : Prognosa pasien yang serologi (-) tetapi PCR (+), Transfusi darah bila antibody anti p24 (+) pada Western Blot dari donor yang tidak berisiko, Infeksi sampai antibody dideteksi : 3 bulan, Infeksi pada bayi dari Ibu yang serologi (+)Protein : env : gp 120 dan gp 41, gag : p 24 dan p 18PCR : sensitif (99% ) dan spesifik (94,7 % )

Aplikasi teknologi DNA Cytomegaly virus : immunosuppresif atau transplantasi organ, ataupun infeksi intra uterine tuli dan retardasi mental.Hepatitis : membedakan virus C , pada transfusi (10 %), dengan EIA : tidak dapatMalaria : Mikroskopik : terbatas , kapasitas tertentu, dengan recombinant DNA hybridisasi (repetitive DNA atau RNA)Papilloma virus : Type 16 dan 18 Cancer type 6 dan 11 Condyloma.

Onkos (Yunani ) = tumor (massa)Cancer didasari oleh kelainan genetik yang bermanifestasi pada tingkat selBeberapa bukti peran gen dalam menyebabkan suatu tumor :Orang yang mempunyai kelainan dalam mekanisme Repair DNA mempunyai risiko yang lebih tinggi untuk timbulnya tumor.MOLECULARE ONKOLOGY

Faktor kimia dan fisik tertentu yang menyebabkan perobahan pada DNA, akan menyebabkan kanker (pd hewan percobaan).Perobahan pada chromosome germ line memudahkan timbulnya kanker.Phanotype yang maligna dapat dipindahkan kepada sel normal melalui gentransfer.Pada sel-sel tumor dijumpai adanya mutasi somatis . MOLECULARE ONKOLOGY

Beberapa pengertian dalam Onkology :Onkogen dan ProtoonkogenTumorsuppressorgenTransformation, Transduktion dan TransfektionCancer yang berhubungan dengan virusPengaruh lingkungan terhadap terjadinya CancerMOLECULARE ONKOLOGY

PROTOONKOGEN : gen yang normal pada Genom yang berperan penting dalam Proliferasi dan Differensiasi selONKOGEN : protoonkogen yang oleh karena mutasi atau gangguan pada ekspresinya menyebabkan proliferasi sel yang neoplastisTUMORSUPPRESSOR GEN : gen yang berperan pada proliferasi dan differensiasi sel, dimana bila gen ini di-inaktivasi atau tidak terdapat, akan terbentuk sel neoplastis MOLECULARE ONKOLOGY

Produk Protoonkogen Inti SelFOS MYC JUNOrganellaERB-B1FMSSISMOSABLFMSSRCRAS

Protoonkogen DNA Neoplasma

abl TranslocationCML myc TranslocationBurkitt Lymphomaerb BAmplification Epithelcarcinoma, Astrocytoma,Ca OesophagusneuAmplification Adeno Ca (Mammae, Ovarium, Gaster)mycAmplification Ca- Mammae, Paru, Uterus, Oes N-mycAmplification Neuroblastoma, Ca.Paru Int-2AmplificationCa-Oesophagus

Protoonkogen DNA Neoplasma

K-rasPoint mutationCa-Usus besar, Paru, Pankreas,MelanomaN-rasPoint mutationAML, ALL, Ca-Thyroid, MelanomaH-rasPoint mutationCa-Urogenital, Ca-ThyroidrosBelum diketahuiAstrocytomasis Belum diketahuiAstrocytomasrc Belum diketahuiCa- Usus besar

TRANSFORMATION : terbentuknya phenotype neoplastis pada sel yang normalTRANSFEKTION : gentransfer, yaitu fragment DNA dimasukkan ke dalam sel eukaryotikTRANSDUKTION : pemindahan gen dari sebuah sel kepada sel lain melalui infeksi virus.Reaksi tubuh atas Cancer komplex (tergantung banyak faktor)MOLECULARE ONKOLOGY

RNA virus (Retrovirus) berperan pada carcinogenese. 3 Gen Retrovirus : env,gag, polTransformasi pada sel inhibisi kontak antar sel phenotype yang neoplastisV-onc : sequensi DNA dari Retrovirus yang menyebabkan transformasi sel.C-onc : gen yang terdapat pada setiap sel yang homolog dengan viral onkogenROUS (1910) : hubungan Virus - Cancer pada binatang percobaan MOLECULARE ONKOLOGY

Protoonkogen > 60 jenis, meliputi :1. Faktor pertumbuhan : induksi proliferasi sel, bbrp transformasi pada sel (invitro)2. Reseptornya : fms - gen (reseptor CSF-1) untuk diferensiasi Makrophage3. Protein Signal transduktion pada membran atau sitoplasma second messenger , misalnya protein G.4. Protein yang terikat pada DNA (transkripsi)

MOLECULARE ONKOLOGY

Contoh Neoplastic Transformation :1. Gentranslocation : bcr-abl (chr. 9 dan 22)2. Genamplification : N-myc gen 300 x pada Neuroblastoma pada anak-anak 3. Point mutation : ras mengontrol GTP (aktif) GDP (inaktif)4. Insertion gen virus : virus Hepatitis B 5. Tumorsuppressorgen : p53 dan gen retinoblastoma : regulasi siklus sel (stop pada G1 untuk DNA - repair)

MOLECULARE ONKOLOGY

Second-Messenger MechanismAdenosine 3,5-cyclic monophosphate (cAMP)cAMPAdenylate cyclaseHormone ReceptorTransducer G ProteinProtein Kinase AStructural ProteinsEnzymesMembraneChannelsATP(+,-)(+,-)

Penerapan Teknologi Gen/DNA dalam TherapyProduk-produk bioteknologi :Faktor VIII : 2000 AA ( 26 exon, 186 kb, mRNA 9 kb) 1984 : cloning gen Faktor VIII dan expresinya1987 : Recombinant F VIII. Erythropoietin : diketahui sejak > 80 thn1985 : cloning dan sequensi Recombinant Erythropoietin.

Penerapan Teknologi Gen/DNA dalam TherapyHormon pertumbuhan : 191 AA1979 : cloning dan expresi gen GH Faktor pertumbuhan pada hematopoietik system: CSF (Colony Stimulating Factors) dan InterleukineContoh : G-CSF, M-CSF, GM-CSFInterleukine : proliferasi dan differensiasi sel, juga pada reaksi peradangan dan sistem immunitas.

Penerapan Teknologi Gen/DNA dalam TherapyPertanyaan :Therapy bagaimana yang optimalApakah pemberian tunggal atau kombinasiKombinasi yang bagaimanaKapan sebaiknya therapy dilakukanBagaimana effek sampingnya (terutama dalam therapy jangka panjang).

Penerapan Teknologi Gen/DNA dalam TherapyImmunisasi : 1982 : vaksin Hepatitis dari virus yang diinaktifkan dan dimurnikan1987 : produk teknologi gen (DNA recombinant)Plasma expander : Hb recombinant pada E. coli atau sel Ragi affinitas O2 meningkat

Penerapan Teknologi Gen/DNA dalam TherapyHb recombinant pada babi melalui transgenic pig.Perobahan pada gen Alfa dan Beta Contoh : Posisi 108 gen Beta : Asparagin digantikan oleh Lysin Menurunkan affinitas Oksigen.Fusi dari 2 gen Alfa Hb lebih stabil.

Produk dari gen untuk therapy dan prophylaxis :ErythropoietinInsulinHormon pertumbuhanFaktor pembekuan darah VIIIPlasminogen aktivatorVaksin Hepatitis BPenerapan Teknologi Gen/DNA dalam Therapy

Penerapan Teknologi Gen/DNA dalam TherapyProduk dari gen untuk therapy dan prophylaxis :GM CSFG-CSFInterleukineInterferoneImmuntherapy : antibody monoklonalUntuk : tumor, dimana Ab diikatkan dengan Toxin, Radionuclide, Chemotherapy

Penerapan Teknologi Gen/DNA dalam TherapyResistensi terhadap obat :Chemotherapy : resistensi intrinsik atau didapatContoh Methotrexate synthese DHFR meningkat.Gentherapy : Transfer material genetik terhadap sel atau organisme untuk mengatasi suatu penyakit. (pada sel somatik saja)

Penerapan Teknologi Gen/DNA dalam TherapyGentherapy : Haemophilia A atau BHemoglobinopathyPenyakit penurunan immunitas : defisiensi enzym AdenosindesaminaseGangguan siklus Urea : Ornithine transcarbamoylaseHGPRT : Lesch-Nyhan Syndrome.

Resistensi terhadap obat :

Resistensi thd chemotherapy utk penyakit infeksi maupun tumor.Contoh : Methotrexate : amplifikasi gen menyebabkan synthese DHFR meningkat netralisir efek obat.Point mutation pada gen DHFR dari parasit Malaria resistensi Pyrimetamin.

Aplikasi gen dalam ForensikSebelum teknologi DNA diterapkan (1978) biasanya digunakan protein, misalnya antigen gol.darah, HLA, dll.1985 : DNA Polymorphismus.Nov.1987 : DNA sebagai barang bukti di pengadilan di Inggris. Sampai akhir 80-an : lebih dari 1000 perkara dibantu oleh bukti-bukti DNAJuga dapat menentukan PaternityProfil DNA tiap individu berbeda

Aplikasi gen dalam Forensik30 % DNA eukaryotik terdiri dari repetitive sequence (tidak berfungsi)Beberapa kriteria : mikrosatelit (< 1 kb), minisatelit (1-30 kb) dan makrosatelit (megabase).Minisatelit terutama berperan dalam menentukan hubungan kekeluargaan.Studi populasi dapat didasarkan pada HLA genotype (lengan pendek dari Chr. 6)HLA juga digunakan untuk identifikasi jaringan dan dapat dilakukan dengan bantuan Test Kits

**********************************************