13 Contoh Soal Biologi Molekuler dan Pembahasannya Lengkap

Soal HOTS Biologi Molekuler

Soal 12

Genom DNA untai ganda (double-stranded DNA) dari virus herpes simplex 1 pada manusia memiliki massa molekul sekitar 1,0 × 10^5 kD.

• Berapa banyak pasangan basa (base pairs) yang dikandung virus ini?
• Berapa banyak putaran heliks ganda penuh (full double-helical turns) yang terdapat pada DNA ini?
• Berapa panjang DNA ini dalam satuan mikron (μm)?

Pembahasan:

Konstanta Dasar Biologi Molekuler yang Digunakan:

• Massa rata-rata 1 pasang basa (bp) DNA untai ganda ≈ 650 Dalton (Da) atau 0,65 kD.
• Jumlah pasangan basa per 1 putaran penuh B-DNA ≈ 10,5 bp/putaran (atau sering dibulatkan menjadi 10 bp/putaran tergantung standar literatur).
• Jarak/panjang per 1 pasang basa (bp) ≈ 0,34 nm = 3,4 × 10^-4 μm.

a. Menghitung Jumlah Pasangan Basa (Base Pairs / bp)

Rumus:
Jumlah bp = Massa molekul total / Massa molekul rata-rata per 1 bp

Massa molekul total = 1,0 × 10^5 kD = 100.000 kD = 100.000.000 Da
Massa 1 bp = 650 Da = 0,65 kD
Jumlah bp ≈ 153.846 bp (atau 1,54 × 10^5 bp)

Jawaban:
Sekitar 153.846 bp (atau ≈ 150.000 bp jika menggunakan pembulatan umum 660 Da/bp)

b. Menghitung Jumlah Putaran Heliks Ganda Penuh

Rumus:
Jumlah Putaran = Jumlah bp / Jumlah bp per 1 putaran

Menggunakan standar bentuk B-DNA (10,5 bp per putaran):
Jumlah Putaran = 153.846 bp / (10,5 bp/putaran) ≈ 14.652 putaran
(Catatan: Jika menggunakan pembulatan 10 bp per putaran, didapatkan 15.385 putaran)

Jawaban:
Sekitar 14.652 – 15.385 putaran penuh

c. Menghitung Panjang DNA dalam Mikron (μm)

Rumus:
Panjang DNA = Jumlah bp × Jarak antar-pasangan basa

Jarak per bp = 0,34 nm = 0,00034 μm = 3,4 × 10^-4 μm
Panjang DNA = 153.846 bp × (3,4 × 10^-4 μm/bp) ≈ 52,31 μm

Jawaban:
Panjang DNA tersebut adalah sekitar 52,3 μm (mikron).

Soal 13

Berapa banyak protein berukuran rata-rata yang dapat dikodekan oleh virus dengan genom DNA sepanjang 12.000 bp, dengan asumsi tidak ada gen yang tumpang tindih (no overlap of genes)?

Pembahasan:
Konstanta & Asumsi Dasar:

Kodon: 1 asam amino dikodekan oleh 3 pasang basa (bp) DNA/mRNA
Ukuran rata-rata protein:
Protein standar/rata-rata memiliki panjang sekitar 300 hingga 400 asam amino (atau memiliki massa molekul sekitar 33.000 hingga 40.000 Da)
Kodon Stop/Start: Membutuhkan sekitar 1 kodon ekstra per gen (tambahan 3 bp)

Langkah Perhitungan

1. Menghitung total asam amino yang bisa dikodekan dari 12.000 bp:

Total asam amino = Total bp / (3 bp/asam amino) = 12.000 / 3 = 4.000 asam amino

2. Menghitung jumlah protein rata-rata:

Jika ukuran protein rata-rata = 333 asam amino (≈ 1.000 bp per gen):
Jumlah protein = 12.000 bp / (1.000 bp/protein) = 12 protein

Jika ukuran protein rata-rata = 400 asam amino (≈ 1.200 bp per gen):
Jumlah protein = 4.000 asam amino / (400 asam amino/protein) = 10 protein

Jawaban:
Genom DNA sepanjang 12.000 bp dapat mengkodekan sekitar 10-12 protein berukuran rata-rata.

Penutup

Materi biologi molekuler memang kompleks dan membutuhkan pemahaman untuk bisa menguasainya. Namun, hal tersebut sangat mungkin selama kamu meluangkan waktu untuk belajar dan mengerjakan contoh soal biologi molekuler dan pembahasannya sebagai latihan.

Jangan khawatir jika masih kebingungan dengan materi biologi molekuler. Terapkan tips belajar di atas dan akses berbagai materi biologi dan materi lainnya di blog Mamikos. Selamat belajar! ✍️ 📖