Peran DNA Gen dan Kromosom dalam Pewarisan Sifat

Sel merupakan unit hereditas, artinya sel merupakan kesatuan terkecil yang berperan dalam pewarisan sifat-sifat menurun pada makhluk hidup.

Di dalam sel terdapat nukleus yang di dalamnya terdapat faktor pembawa sifat menurun, yaitu gen yang tersimpan di dalam kromosom.

Dalam hereditas ini juga tidak lepas dari peran DNA. Salah satu peran DNA adalah menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya. Seluruh genom manusia mempunyai tiga miliar pasangan basa. Tanpa komputer, hampir tidak mungkin membuat grafik dan analisis begitu banyak informasi kimiawi. Layar komputer ini memperlihatkan sebagian kecil urutan suatu pasangan basa.

DNA


1. Struktur DNA

Asam deoksiribonukleat atau disingkat DNA merupakan persenyawaan kimia yang paling penting pada makhluk hidup, yang membawa keterangan genetik dari sel khususnya atau dari makhluk hidup dalam keseluruhannya dari satu generasi ke generasi berikutnya. (Suryo, 2004:57).

DNA merupakan suatu polimer nukleotida ganda yang berpilin (double heliks). Setiap nukleotida terdiri dari 1 gugus phospat, 1 basa nitrogen, dan 1 gula pentosa.

Gula pentosa yang menyusun DNA terdiri dari gula deoksiribosa yang kekurangan satu molekul oksigen.

Basa nitrogen yang menyusun DNA terdiri dari purin dan pirimidin. Purin terdiri dari adenin dan guanin sedangkan pirimidin terdiri dari sitosin dan timin. Nukleotida merupakan ikatan antara basa nitrogen dengan gula pentosa.

Menurut Watson dan Crick, susunan DNA adalah:
a. Setiap DNA terdiri dari 2 rantai polinukleotida yang berpilin (double heliks).
b. Setiap nukleotida terletak pada bidang datar yang tegak lurus seakan-akan membentuk anak tangga, sedangkan phospat membentuk ibu tangganya.
c. Antara 2 rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan hidrogen pada masing-masing pasangan basa nitrogennya.
d. Basa purin selalu berkaitan dengan basa pirimidin, dengan pasangan yang selalu tetap.
Adenin (A) dari kelompok purin selalu berpasangan dengan Timin (T) dari kelompok pirimidin, sedangkan guanin (G) selalu berpasangan dengan Sitosin (S) dari kelompok pirimidin.

2. Replikasi DNA

Replikasi DNA terjadi pada fase interfase, dipengaruhi oleh enzim polymerase. Dalam perkembangan ilmu pengetahuan ada 3 teori yang menyatakan cara duplikasi DNA, yaitu:
a. Teori konservatif
DNA induk tidak mengalami perubahan apapun, lalu urutan basa- basa nitrogennya disalin sehingga terbentuk dua rantai DNA yang sama persis.
b. Teori dispersif
DNA induk terpotong-potong, kemudian potongan-potongan tersebut merangkai diri menjadi dua buah DNA baru yang mempunyai urutan basa-basa nitrogen sama persis seperti urutan basa nitrogen semula.
c. Teori semikonservatif
Pada saat akan mengadakan replikasi kedua, rantai polinukleotida akan memisahkan diri sehingga basa-basa nitrogen tidak berpasang- pasangan. Nukleotida bebas mengandung basa nitrogen yang bersesuaian akan menempatkan diri berpasangan dengan basa nitrogen dari kedua rantai DNA induk, sehingga terbentuk dua buah DNA yang sama persis.

3. Fungsi DNA

DNA mempunyai fungsi sebagai berikut:
a. Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan proses replikasi.
b. Tempat sintesis semua kode jenis asam amino dalam sel.

4. Struktur RNA

RNA merupakan polinukleotida, namun ukurannya jauh lebih pendek dari polinukleotida penyusun DNA. RNA hanya terdiri dari satu rantai.

Gula pentosa yang menyusun RNA adalah gula ribosa. Basa nitrogen yang menyusun RNA adalah:
a. Purin yang terdiri dari adenin dan guanin
b. Pirimidin yang terdiri dari sitosin dan urasil, RNA dibentuk oleh DNA di dalam inti sel.

5. Macam-Macam RNA

a. RNA duta (messenger RNA)
Fungsinya membawa informasi DNA dari inti sel ke ribosom. Pesan- pesan ini berupa triplet basa yang ada pada RNA duta yang disebut kodon.

Kodon pada RNA duta merupakan komplemen dari kodogen, yaitu urutan basa-basa nitrogen pada DNA yang dipakai sebagai pola cetakan. Peristiwa pembentukan RNAduta oleh DNAdi dalam inti sel, disebut transkripsi.
Contoh:

1) Kodogen (DNA)                        = ASG TGG ATA SST
2) Kodon (triplet basa RNA d)    = UGS ASS UAU GGA

b. RNA transfer (RNA pemindah)
Fungsinya mengenali kodon dan menerjemahkan menjadi asam amino di ribosom. Peran RNA transfer ini dikenal dengan nama translasi (penerjemahan). Urutan basa nitrogen pada RNA transfer disebut antikodon.

Bentuk RNA transfer seperti daun semanggi dengan 4 ujung yang penting, yaitu:
1) Ujung pengenal kodon yang berupa triplet basa yang disebut antikodon.
2) Ujung perangkai asam amino yang berfungsi mengikat asam amino.
3) Ujung pengenal enzim yang membantu mengikat asam amino.
4) Ujung pengenal ribosom.
Contoh:
Apabila kodon dalam RNA duta mempunyai urutan UGS ASS UAU GGA maka antikodon yang sesuai pada RNA transfer adalah ASG UGG AUA SSU.

c. Ribosom RNA (RNAr)
Fungsinya sebagai tempat pembentukan protein. Ribosom RNA terdiri dari 2 sub unit, yaitu:
1) Sub unit kecil yang berperan dalam mengikat RNA duta.
2) Sub unit besar yang berperan untuk mengikat RNA transfer yang sesuai.


GEN

Pertama kali diperkenalkan oleh Thomas Hunt Morgan, ahli Genetika dan Embriologi Amerika Serikat (1911), yang mengatakan bahwa substansi hereditas yang dinamakan gen terdapat dalam lokus, di dalam kromosom.

1. Pengertian Gen

Menurut W. Johansen, gen merupakan unit terkecil dari suatu makhluk hidup yang mengandung substansi hereditas, terdapat di dalam lokus gen. Gen terdiri dari protein dan asam nukleat (DNA dan RNA), berukuran antara 4 – 8 m (mikron).

2. Sifat-Sifat Gen

Gen mempunyai sifat-sifat sebagai berikut.
a. Mengandung informasi genetik.
b. Tiap gen mempunyai tugas dan fungsi berbeda.
c. Pada waktu pembelahan mitosis dan meiosis dapat mengadakan duplikasi.
d. Ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogen.
e. Sebagai zarah yang terdapat dalam kromosom.


3. Fungsi Gen

Fungsi gen antara lain:
a. Menyampaikan informasi kepada generasi berikutnya.
b. Sebagai penentu sifat yang diturunkan.
c. Mengatur perkembangan dan metabolisme.


4. Simbol-Simbol Gen

a. Gen dominan, yaitu gen yang menutupi ekspresi gen lain, sehingga sifat yang dibawanya terekspresikan pada turunannya (suatu individu) dan biasanya dinyatakan dalam huruf besar, misalnya A.

b. Gen resesif, yaitu gen yang terkalahkan (tertutupi) oleh gen lain (gen dominan) sehingga sifat yang dibawanya tidak terekspresikan pada keturunannya.

c. Gen heterozigot , yaitu dua gen yang merupakan perpaduan dari sel sperma (A) dan sel telur (a).

d. Gen homozigot, dominan, yaitu dua gen dominan yang merupakan perpaduan dari sel kelamin jantan dan sel kelamin betina, misalnya genotipeAA.

e. Gen homozigot resesif, yaitu dua gen resesif yang merupakan hasil perpaduan dua sel kelamin. Misalnya aa.

f. Kromosom homolog, yaitu kromosom yang berasal dari induk betina berbentuk serupa dengan kromosom yang berasal dari induk jantan.

g. Fenotipe, yaitu sifat-sifat keturunan pada F1, F2, dan F3 yang dapat dilihat, seperti tinggi, rendah, warna, dan bentuk.

h. Genotipe, yaitu sifat-sifat keturunan yang tidak dapat dilihat, misalnya AA, Aa, dan aa.

Lokus merupakan unit-unit yang lebih kecil pada kromosom yang memberikan bentuk seperti rangkaian manik atau pita dengan garis-garis melintang yang menunjukkan letak-letak gen.

Gen A dan gen a merupakan gen yang sealel, karena terletak pada lokus yang bersesuaian dan mengawasi sifat yang sama atau setaraf tetapi ekspresinya berbeda. Misalnya genA dan alelnya a sama-sama mengawasi bentuk hidung, tetapi untuk gen A mengekspresikan hidung mancung, sedangkan alelnya gen a mengekspresikan hidung pesek.

Satu gen dapat mempunyai lebih dari satu alel. Urutan dalam penulisan pasangan anggota multiple alel disesuaikan dengan urutan dominasi satu sifat terhadap sifat yang lain. Peristiwa yang menunjukkan di mana suatu gen mempunyai alel lebih dari satu disebut sebagai multiple alel. (Toegino, 1997:32).

Contoh:

1. Pada kelinci terdapat seri multiple alel yang mempengaruhi warna bulu kelinci. Warna bulu kelinci yang normal adalah kelabu (polos) ditentukan oleh alel C. Alel C mengalami mutasi dan menghasilkan 3 macam alel yang menyimpang dari aslinya, terdiri dari:

a. Cch, berfenotipe kelabu muda (chinchilla).
b. Ch, berfenotipe putih hitam (himalaya).
c. c, berfenotipe albino (tidak berpigmen). Urutan dominasinya adalah C > Cch > Ch > c.

2. Pada manusia dikenal adanya sistem golongan darah ABO yang diwariskan oleh multiple alel dari sebuah gen. Dalam golongan darah manusia terdapat satu gen dan disebut gen I, dengan alel gandanya, yaitu golongan darah A alelnya IA, golongan darah B alelnya IB, golongan darah AB alelnya IAIB dan golongan darah O alelnya IO. Urutan dominasinya adalah IA > IO, IB > IO sedangkan alel IA tidak dominan terhadap IB dan sebaliknya.

KROMOSOM

Istilah kromosom dikenalkan oleh W.Waldayer yang mengatakan bahwa kromosom berasal dari dua kata, yaitu chroma yang berarti warna dan soma berarti badan.

1. Sifat Kromosom

Sifat-sifat kromosom adalah:

a. Hanya terlihat pada waktu sel membelah.
b. Mempunyai ukuran panjang antara 0,2 – 40 m (mikron).
c. Kromosom pada sel prokariotik hanya memiliki satu kromosom dan tidak terletak di dalam inti sel.
d. Kromosom sel eukariotik, jumlahnya bervariasi menurut jenis organisme dan terdapat di dalam nukleus.
e. Umumnya memiliki susunan kimia yang terdiri dari kromatin 60%, protein 35%, DNA, dan RNA 5%.
f. Protein terdiri dari histon dan nonhiston (bersifat netral atau asam).
g. Memiliki beberapa enzim yang terlibat dalam sintesis DNA dan RNA.

2. Klasifikasi Kromosom

Berdasarkan jenis dan fungsinya, kromosom diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu:

a. Kromosom autosom (kromosom tubuh), yaitu kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin.

b. Kromosom gonosom (kromosom seks), yaitu sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin, pada umumnya dibedakan atas dua macam, yaitu kromosom seks X dan kromosom seks Y (misalnya pada manusia).

Keseluruhan kromosom pada individu atau spesies dinamakan genom. Seorang perempuan dewasa normal dalam kromosomnya memiliki 22 pasang kromosom autosom dan 1 pasang kromosom seks (XX) serta formula kromosomnya adalah 22AA + XX atau 44A + XX. Pada laki-laki dewasa normal memiliki sebuah kromosom X dan sebuah kromosom Y serta 22 pasang kromosom autosom. Formula kromosomnya adalah 22AA+ XY atau 44A + XY.

Berdasarkan lokasinya pada individu, kromosom dibedakan menjadi 2, yaitu:

a. Kromosom prokariotik, yaitu kromosom yang sangat sederhana dan hanya terdapat pada organisme prokariotik. Misalnya: kromosom virus mozaik pada tembakau hanya berupa pita ARN tunggal dan kromosom pada bakteri E. coli berupa benang ADN tunggal yang melingkar atau diikuti oleh molekul ARN.

b. Kromosom eukariotik, yaitu kromosom yang terdapat pada organisme multiseluler. Pada umumnya terdiri dari dua pita ADN (sense dan antisense) yang sangat panjang dan dibungkus oleh membran inti.

3. Susunan Kromosom

Bagian-bagian kromosom adalah:

a. Sentromer (kinetokor)
Merupakan penghubung antara kromonema yang satu dengan lainnya dan berfungsi sebagai tempat melekatnya benang gelendong pada waktu kromosom akan bergerak menuju ke kutub sel, pada fase anafase pembelahan kromosom.

b. Kromonema
Pita berbentuk spiral, tempat melekatnya kromiol dan kromomer.

c. Kromomer (granula besar)
Kromonema yang mengalami penebalan di beberapa tempat dan merupakan bahan nukleoprotein yang mengendap serta sebagai tempat lokus gen.

d. Kromiol (granula kecil)
Kromosom yang mengalami sedikit penebalan.

e. Telomer
Bagian yang terdapat pada ujung kromosom dan berfungsi untuk menghalangi bersambungnya kromosom satu dengan lainnya.

f. Matriks
Cairan sitoplasma (endoplasma) yang agak memadat dan terdapat di dalam kromosom.

g. Lokus gen
Bagian yang berfungsi sebagai tempat pembawa sifat-sifat keturunan (hereditas).

h. Satelit
Bagian tambahan yang terdapat pada ujung kromosom dan tiap kromosom belum tentu memilikinya.

i. Selaput (membran)
Lapisan tipis yang menyelaputi kromosom.

4. Jumlah Kromosom Organisme

Jumlah kromosom pada setiap organisme sangat bervariasi.

5. Tipe-Tipe Kromosom

Berdasarkan posisi sentromer, kromosom diklasifikasikan menjadi 4 tipe, yaitu:

a. Metasentrik, bila kedua lengan kromosom sama panjangnya dan sentromer berada di tengah pada jarak yang sama.

b. Submetasentrik, bila kedua lengan kromosom tidak sama panjangnya dan sentromer tidak berada di tengah (lebih dekat dengan salah satu lengan).

c. Akrosentrik, bila satu lengan sangat pendek dibandingkan dengan lengan yang lain sehingga sentromer sangat dekat dengan salah satu lengan.

d. Telosentrik, bila hanya memiliki satu lengan dan sentromer terletak pada ujung kromosom.

6. Peran Kromosom dalam Pewarisan Sifat

Menurut hukum Mendel, gen dalam kromosom terdapat dalam keadaan berpasangan dan anggota pasangan itu diperoleh dari parental (induk). Pada waktu pembelahan meiosis, pasangan kromosom tersebut berpisah dan hanya satu anggota dari setiap pasangan itu yang berpindah ke sel kelamin.

0 Response to "Peran DNA Gen dan Kromosom dalam Pewarisan Sifat"

Post a Comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel