Mengungkap Misteri Kehidupan: Contoh Soal Biologi Molekuler Pilihan Ganda, Isian, Uraian, dan Menjodohkan Lengkap!

Biologi molekuler adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari struktur dan fungsi makromolekul esensial bagi kehidupan, seperti DNA, RNA, dan protein, serta bagaimana mereka berinteraksi untuk menjalankan proses-proses seluler. Memahami konsep-konsep ini sangat penting, tidak hanya bagi mahasiswa biologi tetapi juga bagi siapa saja yang tertarik pada dasar kehidupan. Artikel ini menyajikan kumpulan lengkap contoh soal biologi molekuler yang dirancang untuk menguji dan memperdalam pemahaman Anda. Dari pertanyaan pilihan ganda yang menguji konsep dasar, isian singkat yang menguji terminologi, hingga uraian yang memerlukan analisis mendalam, serta soal menjodohkan untuk mengaitkan istilah dengan definisinya. Dengan kunci jawaban dan penjelasan rinci, Anda dapat mengukur kemampuan dan mengidentifikasi area yang perlu diperkuat. Mari selami dunia molekuler dan kuasai materi penting ini!

A. Pilihan Ganda (Multiple Choice)

Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!

1. Struktur utama molekul DNA adalah…

1. Rantai tunggal polinukleotida
2. Rantai ganda heliks alfa
3. Rantai ganda heliks ganda
4. Rantai tunggal heliks ganda

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: DNA dikenal memiliki struktur rantai ganda (double helix) yang berpilin.

2. Proses pembentukan RNA dari cetakan DNA disebut…

1. Replikasi
2. Translasi
3. Transkripsi
4. Mutasi

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Transkripsi adalah proses penyalinan informasi genetik dari DNA ke RNA.

3. Enzim yang berperan dalam memisahkan untai ganda DNA selama replikasi adalah…

1. DNA ligase
2. DNA polimerase
3. Helikase
4. Primase

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Helikase bertanggung jawab untuk membuka pilinan dan memisahkan untai ganda DNA.

4. Kodon start pada proses translasi adalah…

1. UAA
2. UAG
3. UGA
4. AUG

Kunci Jawaban: D

Penjelasan: Kodon AUG mengkodekan asam amino metionin dan berfungsi sebagai kodon start.

5. Bagian DNA yang tidak mengkode protein tetapi ditemukan di antara ekson adalah…

Intron

Ekson

Promoter

Terminator

Kunci Jawaban: A

Penjelasan: Intron adalah sekuens non-pengkode yang dihilangkan selama splicing RNA.

6. Mekanisme perbaikan DNA yang melibatkan pemotongan segmen DNA yang rusak dan penggantiannya dengan yang baru disebut…

1. Replikasi
2. Transkripsi
3. Perbaikan eksisi nukleotida
4. Rekombinasi homolog

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Perbaikan eksisi nukleotida adalah salah satu mekanisme utama untuk memperbaiki kerusakan DNA akibat radiasi atau bahan kimia.

7. Jenis RNA yang membawa informasi genetik dari DNA ke ribosom adalah…

1. tRNA
2. rRNA
3. mRNA
4. snRNA

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: mRNA (messenger RNA) berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis protein.

8. Mutasi titik yang tidak menyebabkan perubahan asam amino pada protein yang dihasilkan disebut mutasi…

1. Nonsense
2. Missense
3. Diam (silent)
4. Frameshift

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Mutasi diam terjadi ketika perubahan basa tidak mengubah kodon asam amino yang dihasilkan.

9. Enzim yang mensintesis untai DNA baru menggunakan cetakan untai DNA lama disebut…

1. RNA polimerase
2. DNA ligase
3. DNA primase
4. DNA polimerase

Kunci Jawaban: D

Penjelasan: DNA polimerase menambahkan nukleotida ke untai DNA yang tumbuh selama replikasi.

10. Proses pengikatan asam amino spesifik ke tRNA yang sesuai disebut…

1. Transkripsi
2. Translasi
3. Aminoasilasi
4. Elongasi

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Aminoasilasi adalah proses penting yang memastikan tRNA membawa asam amino yang benar ke ribosom.

11. Kromatin tersusun atas DNA yang berasosiasi dengan protein…

1. Aktin
2. Tubulin
3. Histon
4. Miosin

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Histon adalah protein dasar yang membantu mengemas dan mengatur DNA menjadi struktur kromatin.

12. Teknik yang digunakan untuk memperbanyak fragmen DNA secara in vitro adalah…

1. Elektroforesis
2. Kloning gen
3. PCR (Polymerase Chain Reaction)
4. Sekuensing DNA

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: PCR adalah metode cepat dan efisien untuk membuat jutaan kopi dari segmen DNA tertentu.

13. Unit dasar pengkodean genetik pada DNA dan RNA adalah…

1. Protein
2. Asam amino
3. Nukleotida
4. Kodon

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Nukleotida adalah blok bangunan DNA dan RNA, terdiri dari gula, gugus fosfat, dan basa nitrogen.

14. Proses pematangan pra-mRNA menjadi mRNA fungsional di eukariota melibatkan…

1. Replikasi, transkripsi
2. Splicing, penambahan 5′ cap, penambahan ekor poli-A
3. Translasi, glikosilasi
4. Degradasi, ligasi

Kunci Jawaban: B

Penjelasan: Setelah transkripsi, pra-mRNA mengalami modifikasi pasca-transkripsi seperti splicing (penghilangan intron), penambahan 5′ cap, dan ekor poli-A.

15. Ikatan kimia yang menghubungkan dua untai DNA dalam struktur heliks ganda adalah ikatan…

1. Peptida
2. Glikosidik
3. Fosfodiester
4. Hidrogen

Kunci Jawaban: D

Penjelasan: Ikatan hidrogen terbentuk antara basa-basa nitrogen komplementer (A-T dan G-C) dari dua untai DNA.

16. Gen yang ekspresinya diatur oleh keberadaan suatu zat tertentu (inducer atau represor) disebut gen…

1. Konstitutif
2. Regulator
3. Struktural
4. Inducible/Repressible

Kunci Jawaban: D

Penjelasan: Gen inducible atau repressible adalah gen yang ekspresinya dapat dihidupkan atau dimatikan oleh molekul sinyal eksternal.

17. Plasmid adalah contoh dari…

1. Protein
2. Enzim
3. DNA ekstrakromosomal pada bakteri
4. Mitokondria

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Plasmid adalah molekul DNA melingkar kecil yang ditemukan di bakteri dan dapat digunakan sebagai vektor dalam rekayasa genetika.

18. Enzim yang berperan penting dalam rekayasa genetika untuk memotong DNA pada situs spesifik adalah…

1. DNA ligase
2. Restriksi endonuklease
3. DNA polimerase
4. RNA polimerase

Kunci Jawaban: B

Penjelasan: Restriksi endonuklease mengenali dan memotong sekuens DNA spesifik, menjadikannya alat penting dalam manipulasi genetik.

19. Fungsi utama ribosom dalam sintesis protein adalah…

1. Sebagai cetakan untuk DNA
2. Menghilangkan intron
3. Tempat terjadinya translasi
4. Mereplikasi DNA

Kunci Jawaban: C

Penjelasan: Ribosom adalah kompleks ribonukleoprotein tempat mRNA diterjemahkan menjadi protein.

20. Jika untai cetakan DNA memiliki urutan 3′-TAC GCA TGA-5′, maka urutan mRNA yang dihasilkan adalah…

1. 5′-AUG CGU ACU-3′
2. 5′-UAC GCA UGA-3′
3. 3′-AUG CGU ACU-5′
4. 3′-UAC GCA UGA-5′

Kunci Jawaban: A

Penjelasan: RNA disintesis dari arah 5′ ke 3′ secara antiparalel dengan untai cetakan DNA. Basa A pada DNA berpasangan dengan U pada RNA, T dengan A, G dengan C, dan C dengan G.

B. Isian Singkat (Short Answer)

Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang tepat!

1. Proses pembentukan untai DNA baru menggunakan untai DNA lama sebagai cetakan disebut…

Kunci Jawaban: Replikasi DNA

2. Basa nitrogen yang hanya ditemukan pada RNA dan tidak pada DNA adalah…

Kunci Jawaban: Urasil (U)

3. Enzim yang bertanggung jawab untuk membentuk ikatan fosfodiester baru antar fragmen Okazaki selama replikasi DNA adalah…

Kunci Jawaban: DNA ligase

4. Sekelompok gen struktural yang diatur bersama-sama dalam suatu operon adalah ciri khas dari organisme…

Kunci Jawaban: Prokariotik

5. Istilah untuk protein yang membantu melipat protein lain menjadi struktur fungsionalnya disebut…

Kunci Jawaban: Chaperone

C. Uraian (Essay)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jelas dan rinci!

1. Jelaskan “Central Dogma” dalam biologi molekuler dan proses-proses utamanya!

Kunci Jawaban: Central Dogma adalah kerangka dasar dalam biologi molekuler yang menjelaskan aliran informasi genetik dalam sel. Ini menyatakan bahwa informasi mengalir dari DNA ke RNA, kemudian ke protein. Proses utamanya meliputi:

• Replikasi DNA: Proses penggandaan DNA untuk menghasilkan dua molekul DNA identik.
• Transkripsi: Proses penyalinan informasi genetik dari DNA menjadi molekul RNA (terutama mRNA).
• Translasi: Proses penerjemahan informasi genetik yang dibawa oleh mRNA menjadi urutan asam amino spesifik untuk membentuk protein.

2. Bedakan antara DNA dan RNA berdasarkan struktur, fungsi, dan lokasi utama di sel!

Kunci Jawaban:

• Struktur: DNA biasanya berupa rantai ganda heliks ganda, sementara RNA adalah rantai tunggal. Gula pada DNA adalah deoksiribosa, sedangkan pada RNA adalah ribosa. Basa nitrogen pada DNA adalah Adenin (A), Guanin (G), Sitosin (C), dan Timin (T); pada RNA, Timin digantikan oleh Urasil (U).
• Fungsi: DNA berfungsi sebagai materi genetik utama yang menyimpan informasi hereditas. RNA memiliki berbagai fungsi, termasuk membawa pesan genetik (mRNA), menyusun ribosom (rRNA), dan membawa asam amino (tRNA), serta berperan dalam regulasi gen.
• Lokasi Utama: DNA sebagian besar ditemukan di nukleus (pada eukariota) atau nukleoid (pada prokariota), serta di mitokondria dan kloroplas. RNA ditemukan di nukleus, sitoplasma, dan ribosom.

3. Bagaimana mekanisme kerja PCR (Polymerase Chain Reaction) untuk memperbanyak fragmen DNA tertentu?

Kunci Jawaban: PCR adalah teknik molekuler yang digunakan untuk memperbanyak fragmen DNA secara eksponensial. Mekanismenya melibatkan siklus berulang dari tiga langkah utama:

• Denaturasi (Denaturation): Campuran reaksi dipanaskan (sekitar 94-98°C) untuk memisahkan untai ganda DNA templat menjadi dua untai tunggal.
• Annealing (Penempelan Primer): Suhu diturunkan (sekitar 50-65°C) agar primer (oligonucleotida pendek) dapat menempel secara spesifik pada ujung 3′ dari masing-masing untai tunggal DNA templat.
• Elongasi (Penyintesan): Suhu dinaikkan (sekitar 70-75°C), dan DNA polimerase tahan panas (seperti Taq polimerase) mulai mensintesis untai DNA baru dengan menambahkan nukleotida dari ujung 3′ primer, mengikuti cetakan DNA.

Siklus ini diulang 20-40 kali, menghasilkan jutaan hingga miliaran kopi fragmen DNA target.

4. Jelaskan peran protein histon dalam pengemasan DNA di dalam sel eukariotik!

Kunci Jawaban: Protein histon adalah protein dasar bermuatan positif yang berinteraksi dengan DNA yang bermuatan negatif. Peran utama histon adalah dalam pengemasan DNA yang sangat panjang ke dalam inti sel yang kecil. DNA melilit di sekitar inti oktamer histon (terdiri dari H2A, H2B, H3, H4 masing-masing dua molekul) membentuk struktur yang disebut nukleosom. Nukleosom ini merupakan unit dasar kromatin. Lebih lanjut, nukleosom-nukleosom ini akan dipadatkan lagi membentuk serat 30 nm dan seterusnya, hingga membentuk kromosom yang padat. Pengemasan ini tidak hanya efisien tetapi juga penting dalam regulasi ekspresi gen, karena aksesibilitas DNA terhadap mesin transkripsi dapat diatur oleh tingkat pemadatan kromatin.

5. Apa yang dimaksud dengan mutasi frameshift dan bagaimana dampaknya terhadap protein yang dihasilkan?

Kunci Jawaban: Mutasi frameshift adalah jenis mutasi titik yang melibatkan penambahan (insersi) atau penghapusan (delesi) satu atau beberapa basa nukleotida (selain kelipatan tiga) pada urutan DNA. Karena kode genetik dibaca dalam kelompok tiga basa (kodon), penambahan atau penghapusan ini akan menggeser “kerangka baca” (reading frame) dari kodon-kodon berikutnya. Dampaknya terhadap protein yang dihasilkan sangat parah:

• Setelah titik mutasi, semua kodon berikutnya akan berubah secara drastis.
• Hal ini sering kali menyebabkan perubahan total urutan asam amino setelah mutasi.
• Seringkali juga menghasilkan kodon stop prematur (nonsense mutation), yang menghasilkan protein yang jauh lebih pendek dan tidak fungsional.
• Atau, dapat menghasilkan protein yang sangat panjang dan tidak fungsional, jika kodon stop alami terlewat.

Secara keseluruhan, mutasi frameshift biasanya menghasilkan protein yang tidak berfungsi atau sangat terganggu, dengan konsekuensi serius bagi sel atau organisme.

D. Menjodohkan/Mencocokkan (Matching)

Menjodohkan 1: Istilah Biologi Molekuler dan Fungsinya

Jodohkan istilah di kolom kiri dengan fungsi atau deskripsi yang tepat di kolom kanan.

Kolom Kiri (Istilah)	Kolom Kanan (Fungsi/Deskripsi)
1. Replikon	A. Segmen DNA pengkode protein
2. Promotor	B. Enzim perbaikan DNA
3. Ekson	C. Situs awal transkripsi
4. DNA ligase	D. Unit DNA yang mereplikasi sendiri

Kunci Jawaban:

• 1 – D (Replikon: Unit DNA yang mereplikasi sendiri, memiliki asal replikasi tunggal.)
• 2 – C (Promotor: Urutan DNA tempat RNA polimerase menempel untuk memulai transkripsi.)
• 3 – A (Ekson: Segmen pengkode protein dalam gen.)
• 4 – B (DNA ligase: Enzim yang menyambung fragmen DNA, berperan dalam perbaikan dan replikasi.)

Menjodohkan 2: Komponen dan Peran dalam Translasi

Jodohkan komponen di kolom kiri dengan peran utamanya dalam proses translasi di kolom kanan.

Kolom Kiri (Komponen)	Kolom Kanan (Peran)
1. Ribosom	A. Membawa asam amino spesifik
2. mRNA	B. Situs sintesis protein
3. tRNA	C. Cetakan informasi genetik
4. Kodon	D. Urutan tiga basa pada mRNA

Kunci Jawaban:

• 1 – B (Ribosom: Situs sintesis protein.)
• 2 – C (mRNA: Cetakan informasi genetik yang diterjemahkan.)
• 3 – A (tRNA: Membawa asam amino spesifik ke ribosom.)
• 4 – D (Kodon: Urutan tiga basa pada mRNA yang mengkode asam amino tertentu.)