Sifat
Fisik dan Kandungan Genom Mitokondria dan Kloroplas dan Kaitannya dengan
Hipotesis Tentang Asal Genom Organel
Hampir semua organisme
eukariotik mempunyai genom mitokondria dan genom kloroplas, dan semua organisme
eukariotik yang mampu melakukan fotosintesis mempunyai genom kloroplas. Genom
organel berbentuk molekul DNA sirkuler dan linear, genom organisme berbeda
antara organisme satu sama lainnya. Genom organel pada beberapa mikrobial
eukariotik seperti Paramecium, Chlamydiomonas dan beberapa jenis
yeast berbentuk linier. Setiap mitokondria pada manusia mengandung sekitar 10
molekul serupa yang berarti bahwa ada sekitar 8000 per sel, tetapi pada S.
cerevisiae total molekul lebih kecil ( kurang dari 6500) mungkin ada yang
di atas 100 genomes genom per sel. Mikroorganisme fotosintetik seperti Chlamydomonas
mempunyai kira-kira 1000 genom kloroplas per sel. Genom mitokondria ukurannya
variabel tidak tergantung kepada kompleksitas organisme tersebut.
(Gambar
genom mitokondria, sumber Figur 2.15)
Genom kloroplas mempunyai lebih sedikit
variabel ukuran, hanya mempunyai suatu struktur yang serupa.
(
gambar genom kloroplas , sumber Figur 2.16)
Genom mitokondria
mengandung gen non-coding rRNAs dan beberapa komponen protein yang berhubungan
dengan rantai respirasi yang akhirnya menjadi komponen biokimia dalam
mitokondria. Selain itu gene-rich genomes juga mengkode tRNAs, ribosomal
protein, dan protein lain yang melibatkan transkripsi, translasi dan transport
dari protein lain ke dalam mitokondrion. Kebanyakan genom kloroplas memiliki
sekitar 200 gen, mengkode rRNAs dan tRNAs, seperti halnya protein ribosomal dan
protein yang terlibat dalam fotosintesis. Sebagian dari protein
yang dikode oleh genom organel bersifat sangat hidrofobik dan tidak bisa
diangkut melalui selaput yang mengelilingi mitokondria dan kloroplas, sehingga
tidak dapat dipindahkan ke sitoplasma
Penemuan genom organel
membuat orang ingin mengetahui darimana mereka berasal. Para ahli percaya
tentang teori endosimbion, yang didasarkan pada pengamatan proses ekspresi gen
yang terjadi pada organel sama pada bakteri. Menurut teori endosimbion bahwa
mitokondria dan kloroplas adalah berasal dari bakteri yang hidup bebas di alam
yang membentuk suatu asosiasi simbiotik dengan sel eukariotik paling awal.
Jika mitikondria dan
kloroplas pada bakteri yang bebas di alam, kemudian endosymbiosis telah
disediakan maka harus terjadi perpindahan gen dari organel ke dalam inti. Kita
tidak memahami bagaimana hal ini terjadi, tetapi kita mengetahui bahwa DNA
memindahkan dari organel ke inti, hal ini telah ditemukan pada awal 1980s,
ketika lebih dulu urutan genome kloroplas telah diperoleh dalam beberapa
tumbuhan. Genom kloroplas berisi segmen DNA, mencakup keseluruhan gen yang
merupakan salinan bagian-bagian dari genom mitokondria.
