SUBSTANSI GENETIKA

Substansi Genetika

A. KROMOSOM

Bagian terkecil secara structural dan fungsional dari makhluk hidup adalah sel.Sel memiliki bagian inti yang disebut juga nukleus.Pada inti terdapat jalinan benang-benang halus yang disebut kromatin.kromatin berasal dari kata chroma yang berarti warna,dan tin yang berarti benang.Hal tersebut dikarenakan apabila kromatin diberi suatu zat pewarna,jalinan benang-benang kromatin akan mengisap zat warna.

Ketika sel mengalami pembelahan, benang-benang kromatin akan membentuk pilinan yang padat.Struktur hasil pengompakkan benang kromatin tersebut dinamakan Kromosom.Istilah kromosom pertama kali diperkenalkan oleh W.Waldeyer pada tahun 1888.Bagaimanakah bentuk kromosom itu? Perhatikanlah gambar 3.1

(Gambar 3.1sumber : situsbiologiindonesia.blogspot.com)

Kromosom dapat bereproduksi sendiri dan memiliki peran penting antara lain.hereditas (penurunan sifat dari induk kepada anaknya), mutasi,menimbulkan variasi ,dan perkembangan evolusi suatu makhluk hidup, jadi kromosom merupakan kompenen yang khusus baik secara individual maupun fungsional.

1. Jumlah Kromosom Organisme hidup

Jumlah kromosom pada berbagai jenis makhluk hidup bervariasi.Ada yang banyak,ada pula yang sedikit.Biasanya jumlah kromosom pada suatu spesies tetap.Hal tersebut sangat penting dalam filogenetik dan taksonomi dari suatu spesies.Berapakah jumlah kromosom manusia (homo sapiens)?gambaran mengenai jumlah kromosom manusi dan beberapa sepesies lainnya dapat dilihat pada tabel 3.1 berikut ini.

jumlah kromosom pada beberapa jenis organisme

(sumber:desybio.wordpress.com/2010/03/31/ukuran-dan-jumlah-kromosom/)

Kromosom ditemukan dalam setiap sel tubuh dalam keadaan berpasangan.Setiap satu pasanng kromosom memiliki bentuk dan ukuran yang sama,tetapi setiap satu pasang kromosom memiliki bentuk yang berbeda dengan pasangan kromosom yang lain dalam sel atau dalam tubuh yang sama.Keadaan tersebut dapat diibaratkn sepasang kaus kaki,sepasang sepatu,atau sepasang sandal.Pasangan kromosom yang lain dalam sel tubuh merupakan pasangan kromosom homolog.Pasangan kromosom homolog adalah pasangan kromosom yang memiliki kesamaan ukuran,bentuk,serta jumlah gen yang dikandungnnya.

Kromosom sel tubuh yang berpasang-pasangan tersebut disebut juga dua set.Istilah set dalam genentika adalah ploidi ,jadi dua set disebut juga diploid.

Perangkat kromosom yang dimiliki oleh gamet dinamakan genom.Sel gamet atau sel kelamin memiliki kromosom yang tidak berpasangan.jaadi,kromosom pada sel kelamin tidak meiliki pasangan homolog.Keadaan kromosom tersebut dinamakan haploid karena hanya memiliki satu set kromosom saja.

2. Ukuran dan Struktur Kromosom

Ukuran kromosom sangat bervariasi antara spesies yang satu dan spesies yang lain.ukuran kromosom pada satu spesies tetap.panjang kromsom berkisar 0,2ʮm-50ʮm dan diameternya berkisar 0,2ʮm-20ʮm. Panjang kromosom manusia sekitar 6ʮm.

Nukleosom merupakan gabungan antara lilitan DNA dan kelompok protein bermuatan positif bernama histon.Antara nukleosom yang satu dan nukleosom lainnya terdapat suatu jarak teratur.Terbentuknya nukleosom menyebabkan panjang benang kromatin memendek menjadi satu pertujuh dari panjang rantai DNA yang direntangkan.

Para Ahli biologi menemukan bahwa antara nukleosom yang satu dan nuklesom yang lainnya terjadi interaksi membentuk suatu kumparan.kumparan tersebut merupakan hasil susunan nukleosom yang melilit bersama protein nonhiston-bernama topoisomerase (Burn.Mc.Kane.& Karp.1994:273).Kumparan nukleosom bersama topoisomerase selanjutnya berkoondensasi membentuk kromosom agar anda lebih mudah memahami penyusunan kromosom oleh DNA perhatikan gambar 3.2

Gambar 3.2

Kromosom pada sel yang tidak sedang mengalami pembelahan tidak dapat diamati menggunakan mikroskop cahaya.

Pada awal pembelahan,kromatin terpilin rapat( membentuk struktur yang sangat padat) dan terjadi dupkikasi kromosom sehingga terbentuk lengn kromsom ganda yang dinamakan kromatid.Duplikasi kromosom adalah hasil aktivitas replikasi DNA yang terjadi sebelum pembelahan sel.Kromatid tersebut terbungkus satu sama lain pada suatu simpul bernama sentromer.Kromosom yang terdiri atas dua kromatid dinamakan kromosom dupleks.

Kemudian selama pembelahan sel,kromatid dari setiap kromosom akan terpisah pada dua buah sel anak sehingga menghasilkan kromosom simpleks.Apabila sel akan membelah kembali,setiap kromosom harus berduplikasi sendiri dan akan kem bali membentuk membentuk kromosom dupleks yang terdiri atas dua kromatid (Guttman,1999;261)

Didalam kromosom terkandung ratusan ribu gen .Kromosom memiliki beberapa fungsi ,yaitu :

1. Mengontrol sifat biologis dan genetis sel dalam suatu spesies.

2. Memilikki DNA yang berkaitan dengan aktivitas molekuler.

Jenis kromosom berdasarkan letak sentromer:

· Telosentrik : sentromer terletak di sangat dekat dengan ujung kromosom sehingga kromosom nampak seperti hanya memiliki sebuah lengan. Kromosom manusia tidak ada yang berbentuk telosentrik.

· Akrosentrik : sentromer terletak di dekat ujung kromosom. Satu lengan kromosom sangat panjang, sedangkan lengan lainnya sangat pendek.

· Submetasentrik : sentromer terletak di submedian (ke arah salah satu ujung kromosom) dan membagi lengan kromosom menjadi dua lengan yang tidak sama panjang.

· Metasentrik : sentromer terletak di tengah, membagi lengan kromosom menjadi dua lengan yang hampir sama panjang.

Gambar 14. Bentuk-bentuk kromosom (Sumber : http://haryawahyuni.blogspot.com)

Jenis kromosom berdasarkan jumlah sentromer:

1. Monosentris : adalah kromosom yang hanya memiliki sebuah sentromer.

2. Disentris : adalah kromosom yang memiliki dua sentromer.

3. Polisentris : adalah kromosom yang memiliki banyak sentromer.

4. Asentrik : adalah kromosom yang tidak memiliki sentromer.

Berdasarkan fungsinya, kromosom dibedakan atas :

1. Autosom / kromosom tubuh

Kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin.Penulisannya dilambangkan dengan simbol huruf A.

2. Kromosom kelamin

Kromosom yang menentukan jenis kelamin. terdiri atas kromosom X dan kromosom Y.

3. Kariotipe

Kariotipe berasal dari kata karyon yang erarti inti dan types yang berarti bentuk,jadi kariotipe dapat diartikan sebagai sususan kromosom yang berurutan menurut panjang dan bentuknya.karakter yang dinyatakan oleh sel kromosom dari suatu spesies disebut kariotipe.kariotipe yang ditampilkan dengan diagram dinamakan ideogram.

Sentromer adalah daerah yang mengerut dari kromosom saat proses mitosis atau meiosis dan merupakan tempat melekatnya benang-benang gelendong. Dalam daerah sentromer tampak adanya struktur seperti benang-benang yang dinamakan mikrotubulus. Pada sentromer terdapat kinetokor. Kinetokor adalah struktur seperti serabut yang terdapat pada sentromer Kinetokor mengikat mikrotubulus pada berkas gelendong pada waktu pembelahan inti.

Gambar. Kinetokor pada sentromer (Sumber : http://phycologypharm.blogspot.com)

B. Gen

Gen adalah unit bahan genetic.menurut Morgan ,gen adalah unit yang kompak dan dan terdapat dalam lokus suatu kromosom.Gen mengandung satuan informasi genetik yang mengatur sifat-sifat menurun.

1. Letak Gen dalam kromosom

Gen dalam kromosom terletak pada manic-manik yang disebut kromomer atau nukleosom . Manik-manik ini berjejer lurus (linear) sepanjang poros kromatin, oleh karena itu, disebut bahwa letak gen pada kromatin linear pula, tidak berselang-seling berdempet atau berdampingan . Letak gen pada kromosm disebut lokus. Lokus itu tetap. Jika terjadi mutasi (perubahan) bagian yang berubah adalah susunan kimianya, bukan pada lokus gen keseluruhan.

Seperti telah dibahas, kromosom pada tubuh umunya selalu berpasangan, maka gen juga digambarkan sepasang. Kromosom Homolog memiliki kandungan gen yang sama pula.

Lokus tiap gen pada sepasang kromosom dilukiskan “setentang” pula, disebut berlokus sama. Lokus ini ditentukan beberapa jaraknya dari sentromer yang satuannya disebut unit atau mM (milimorgan).

2. Gen Dominan dan Resesif

Jika pada lokus yang bersesuaian terdapat gen yang sama.gen diberi notasi dengan jenis huruf yang sama pula.Ukuran huruf ditentukan untuk membedakan penulisan antara gen dominan dan gen resesif.Huruf besar untuk gen yang bersifat dominan dan yang huruf kecil untuk resesif.

Gen dominan adalah gen yang menunjukkan ekspresinya walaupun berpasangan dengan gen resesif.

Gen resesif akan menunjukkan ekspresinya jika tidak berpasangan dengan gen dominan.

Beberapa konvensi lain yang perlu dikenal disini antara lain:

a. Sifat gen – gen dominan (yang bersifat kuat sehingga menutupi pengaruh gen alelnya) disimbolkan huruf besar sedangkan gen yang tertutup (alelnya0 disebut resesif dan disimbolkan dengan huruf yang sama dengan gen dominan , tetapi degan huruf kecil.

Contoh :

Besar (B atau R) dominan terhadap kecil (b atau r) dapat ditulis dengan symbol sebagai berikut: B > b atau R > r.
Biru ( M atau B )dominan terhadap putih ( m atau b )dapat dituliskan dengan symbol sebagai berikut: M > m atau B > b

b. Penulisan genotype individu heterozigot sebagai berikut:kedua huruf symbol alelnya dituliskan dengan sifat dominan (huruf besar) di depan dengan sifat dominan (huruf besar) didepan dan sifat resesif (huruf kecil) di belakang.

Contoh :
Bb bukan bB
Rr bukan rR
Sifat dominan dari dua genotipe yang berbeda dapat mempunyai fenotipe yang sama.

Contoh :
RR, fenotipenya pemarah
Rr, fenotipenya juga pemarah
Akan tetapi untuk genotipe penyabar selalu rr, jadi fenotipe sifat resesifenya selalu bergenotipe homozigot.

C. ALEL

Alel merupakan gen-gen yang terletak dalam lokus yang bersesuaian pada kromosom homolog tetapi memberikan pengaruh dalam cara yang berbeda. Perhatikan Gambar 3.1. Sebagai contoh, gen warna bunga ungu berpasangan dengan gen warna putih pada pasangan kromosom homolog. Lokus yang bersesuaian merupakan lokus yang menjadi lokasi warna bunga.

Alel merupakan faktor penting yang diperhatikan oleh Mendel dalam rangkaian percobaaannya. Hal tersebut diungkapkan dalam dua prinsip dasar hereditas yang telah ia rumusan. Kedua prinsip tersebut adalah hukum segresi atau pemisahan gen sealel (hukum 1 mendel) dan hukum pengelompokan gen secara bebas (hukum II Mendel).

Gambar 3.13

Kromosom homolog pada bunga menunjukan bahwa

gen yang mengatur warna ungu sealel dengan gen yang

mengatur warna putih

1. Alel tunggal

Genotif yang hanya membentuk satu variasi gen sealel dinamakan sel tunggal. Seperti telah diketahui bahwa gen yang mengatur pigmentasi pada kulit adalah gen A untuk kulit normal (mampu membentuk pigmen) dan gen a untuk kulit albino (tidak mampu membentuk pigmen).

Salah satu pasangan gen yang sealel adalah A dan a (genotype heterozigot). Variasi genotif hanya membentuk satu genotif yang sealel yaitu Aa.

Suatu alel dikatakan alel tunggal jika suatu gen memiliki satu gen sealel sehingga hanya muncul satu sifat. Misalnya gen T untuk sifat tinggi dan gen t untuk sifat rendah maka variasinya adalah TT, Tt, tt ketiga macam genotif inilah yang disebut alel tunggal.

2. Alel Ganda

Alel ganda adalah gen yang memiliki alel berjumlah lebih dari dua. Gen asli yang bermutasi membentuk alel. Mutasi akan menimbulkan banyak macam alel. Jadi, sebuah gen tidak hanya memiliki sebuah alel saja seperti gen dominan T untuk tinggi yang mempunyai alel t untuk pendek. Gen dapat memiliki lebih dari dua alel, seperti pada kelinci.

Suatu alel dikatakan alel ganda jika suatu gen memiliki lebih dari dua pasangan gen yang sealel sehingga muncul beberapa sifat. Contoh sifat yang dikontrol oleh alel ganda adalah golongan darah manusia sistem ABO dan warna bulu kelinci.

a. Contoh pada kelinci

Gen C untuk warna kelinci normal (abu-abu polos), gen

untuk warna kelinci chinchilla (abu-abu muda),

untuk kelinci Himalaya dan c untuk kelinci albino. Setiap gen menunjukan sifat dominannya, yaitu C lebih dominan dari pada

, gen

lebih dominan daripada

lebih dominan daripada c. Kelinci abu-abu memiliki genotif yang merupakan alel CC,

Cc. Kelinci chincila memiliki

atau

b. Contoh pada manusia

Golongan darah pada manusia pun ditentukan oleh alel ganda. Keempat golongan darah pada manusia itu ditentukan oleh tiga macam alel. Gen aslinya bersimbol I dari kata Isoaglutinogen. Mutasi telah mengubah gen ini membentuk tiga alel, yakni Iᴬ, Iᴮ dan I (I°).

Golongan darah A memiliki genotipe Iᴬ Iᴬ dan Iᴬi (IᴬI°)

Golongan darah B memiliki genotipe Iᴮ Iᴮ dan Iᴮi (IᴮI°)

Golongan darah AB memiliki genotipe Iᴬ Iᴮ

Golongan darah O memiliki genotipe ii (I°I°)

Iᴬ memiliki nilai dominan yang sama dengan Iᴮ, dan keduanya dominan terhadap I °.

3. Golongan Darah

Golongan darah pada manusia diatur secara genetic dan merupakan alel ganda. Saat ini telah ditemukan tiga sistem golongan darah. Berikut akan dibahas tiga macam golongan darah tersebut.

1. Golongan darah ABO

Seperti telah diketahui bahwa darah terdiri atas sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), keeping darah (trombosit), dan plasma darah. Pada eritrosit terdapat sejenis protein yang dinamakan antigen atau aglutinogen. Antigen merupakan protein yang mam[pu merangsang pembentukan antibodi (aglutinin). Plasma darah mengandung protein, yaitu fibrinogen dan protombin. Jika terjadi perangsangan oleh antigen, protombin mampu membentuk antibodi.

Berdasarkan jenis antigen atau ada tidaknya antigen yang terdapat pada eritrosit, Karl Landsteiner (1868-1943) pada 1901 membagi golongan darah menjadi golongan A, golongan B, golongan AB, dan golongan O.

Untuk lebih memahami cara penurunan golongan darah dari induk kepada anaknya, perhatikan contoh-contoh berikut ini.

Seorang wanita golongan darah A heterozigot, bersuamikan laki-laki bergolongan darah B heterozigot. Bagaimanakah kemungkinan golongan darah anak-anaknya yang lahir dari hasil perkawinan mereka?

Iᴮ Iᴬ = 25 % golongan darah AB

IᴬI° = 25% golongan darah A

IᴮI° = 25 % golongan darah B

I°I° = 25 % golongan darah O

Jawab:

2. Golongan Darah Sistem Rhesus

Di India, terdapat kera macaca rhesus. Berdasarkan hasil penelitian Karl Landsteiner dan Wiener pada 1940, ditemukan bahwa dalam eritrositnya mengandung jenis antigen yang dinamakan antigen rhesus. Antigen rhesus juga dimiliki manusia. Organ yang memiliki antigen rhesus dikatakan memiliki rhesus positif (genotif RR atau Rr) dan orang yang tidak mempunyai antigen rhesus dikatakan memiliki rhesus negative (genotif rr). Plasma darah, baik pada rhesus positif (Rh⁺) maupun pada rhesus negative (Rh⁻) membentuk antibodi rhesus.

Contoh:

Jika seorang wanita bergolongan Rh⁻ dan suaminya bergolongan Rh⁺, akan menghasilkan anak Rh⁺. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

Hal yang pertama adalah: hal yang kedua adalah :

Ketika ibu yang bergolongan Rh⁻ mengandung fetus bergolongan Rh⁺, terdapat kemungkinan darah fetus yang masuk ke dalam darah ibu, walaupun sirkulasi darah ibu dan fetus terpisah. Darah fetus yang masuk ke dalam darahibu mengandung antigen rhesus sehingga darah ibu akan membentuk antibody rhesus. Kejadian ini telah diteliti oleh Chown pada tahun 1954. Penelitiannya menunjukan bahwa setelah fesus lahir, darah fetus banyak terdapat dalam aliran darah ibu dan bayi pertama lahir dengan selamat.

Jika fetus pada kehamilan berikutnya memiliki Rh⁺, antibody ibu akan memasuki darah fetus sehingga eritrosit fetus banyak yang rusak. Akibat banyaknya eritrosit rusak yang masuk ke dalam tubuh fetus , jumlah bilirubin akan meningkat sehingga fetus akan menderita penyakit kuning atau erythroblastosis fetalis.

3. Golongan Darah Sistem MN

Penemu jenis antigen M dan N yang terdapat dalam eritrosit adalah Karl Landsteiner dan Levin pada 1927. Berdasarkan penemuan tersebut, darah dapat digolongkan sebagai berikut.

1) Darah golongan N (genotype IᶰIᶯ) memiliki eritrosit yang hanya mengandung antigen N

2) Darah golongan M (genotype IᴹIᴹ) memiliki eritrosit yang hanya mengandung antigen M.

3) Darah golongan MN (Iᴹ Iᴺ ) memilki eritrosit yang mengandung antigen M dan N

Yang mengandung antigen M dan antigen N. DNA merupakan komponen yang paling penting dalam kehidupan karena berfungsi sebagai pembawa informasi genetic dari satu generasi ke generasi lainnya. dNA berkaitan dengan semua aktifitas biologis dan merupakan pusat penelitian dalam bidang sitilogi, genetika biologi molekuler, mikrobiologi, perkembangan, biokimia, dan evolusi.

D. DNA

1. Sifat-sifat DNA

Jumlah DNA(deoxcyribo nucleic acid)konstan dalam setiap jenis sel dan spesies. Kandungan DNA dalam sel bergantung pada sifat ploidi sel atau jumlah kromosom di dalam sel.Bentuk DNA pada sel eukariotik adalah seperti benang dan tidak bercabang , tetapi DNA pada sel prokariotik, mitokondria, dan plastid berbentuk silkuler.

DNA merupakan makromolekul kompleks yang terdiri atas tiga macam molekul,yaitu:

a. gula deoksiribosa,

b. asam fosfat,dan

c. Basa Nitrogen

Pirimidin (sitosin dan timin) dan purin (adenine dan guanin)akan membentuk suatu rangkaian kimiawi dengan deoksiribosa sehingga terbentuk molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleotida. Sebelum suatu nukleosida dapat menjadi bagian dari molekul DNA,nukleosida harus bergabung dengan gugus fosfat untuk membentuk nukleotida atau deoksiribonukleotida. Pengertian mengenai nukleotida dan nukleosida dapat disederhanakan sebagai berikut.

Nukleosida : Deoksiribosa+basa nitrogen

Nukleotida : Nukleosida+asam fosfat

Ikatan hydrogen : a. Ikatan hidrogen antara G dan S berjumlah 3 buah

b. Ikatan hydrogen antara A dan T berjumlah 2 buah

Empat macam deoksiribonukleosida dan deoksiribonukleotida dapat dilihat pada Tabel 3.2

Tabel 3.2 Macam-Macam Deoksiribonukleosida dan Deoksiribonukleotida

Basa Nitrogen

Adenin (A)

Guanin (G)

Sitosin (S)

Timin (T)

Deoksiribonukleosida

Deoksiadenosin

Deoksinguanosin

Deoksisitidin

Timidin

Deoksiribonukleotida

Deokdisadenosin monofosfat

Deoksiguanosin monofosfat

Deoksisitin monofosfat

Timidin monofosfat

Singkatan

dAMP

dGMP

dSMP

TMP

2. Struktur DNA

Orang pertama yang mengemukakan gagasan mengenai struktur tiga dimensi DNA adalah W.T Atsbury. Ia menyimpulkan bahwa DNA itu sangat padat.Polinukleotida yang menyusunnya berupa timbunan nukleotida pipih yang teratur tegak lurus terhadap sumbu memanjang.

Wilkins melanjutkan kristalografi sinar X hasil Atsbury.wilkins berhasil memisahkan serabut-serabut DNA sehingga akhirnya dapat dibuat foto melalui difraksi sinar X oleh Rosalind Franklin.

Berdasarkan foto yang di ambil Rosalind franklin pada bulan April 1953,Watson dan Crick dapat segera mengambil kesimpulan bahwa struktur DNA terdiri atas dua rantai polinukleotida yang antara basa nitrogennya di hubungkan oleh ikatan hidrogen. Adenin dan timin dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen. Sedangkan sitosin dan guanin dihubungkan oleh tiga ikatan hidrogen.

Dalam DNA terdapat pasangan basa.Setiap adenin dalam rantai DNA berkaitan dengan timin yang lain. Begitu pula setiap sitosin saling melengkapi dengan guanine. DNA terdiri atas dua rantai polinukleotida yang tersusun secara double helix. Ikatan hidrogen yang menghubungkan dua rantai polinukleotida mudah putus oleh pemanasan.Keadan tersebut dinamakan denaturasi DNA. Selain dengan pemanasan, rantai double helix DNA dapat putus karena pengaruh enzim helicase dan suasana alkali.

a b

Gambar 3.18

(a) Model DNA menurut Watson dan Crick. (b) di bagian dalam dari Double Helix terdapat ikatan antara basa nitrogen.

Model DNA Watson crick (Gambar 3.18)dapat di gambar kan sebagai anak terpilih.Bagian pinggir tangga yang biasa di pegang ketika seseorang naik tangga merupakan deretan gugusan gula ribosa(deoksiribosa) dan asam fosfat .Bagian anak tangga merupakan dua golongan basa nitrogen yang terdiri atas purin dengan pirimidin.

DNA memiliki beberapa fungsi, yaitu :

a. Sebagai pembawa informasi genetic dari satu generasi ke generasi lainnya ;

b. Mengontrol aktivitas dalam sel, baik secara langsung maupun tidak langsung ;

c. Menentukan proses pembentukan protein (sintesis protein);

d. Membentuk RNA.

3. Replikasi DNA

DNA sebagai pembawa informasi genetic dapat berfungsin sebagai heterokatalis artinya DNA dapat menyintesis molekul lain, seperti membentuk RNA, DNA dapat pula berfugsi sebagai autokatalitik artinya DNA mampu membentuk dirinya sendiri (memperbanyak diri).

Fungsi autokatalitik DNA dilakukan melalui replikasi. Replikasi DNA akan menghasilkan DNA baru dari rantai DNA yang telah ada (Gambar 3.19). proses replikasi ini memerlukan deoksiribonukleosida fosfat dan beberapa enzim.

Pada replikasi, dua rantai DNA yang saling berpilin dipisahkan melalui reaksi hidrolisis oleh enzim helicase sehingga terbentuk dua rantai tunggal mononukleotida.setiap rantai tersebut menjadi acuan (template) pembentukan dua rantai DNA yang baru dengan bantuan enzim DNA polymerase.

Bagaimanakah replikasi DNA baru dihasilkan? Perhatikan Gambar DNA polymerase akan bergerak di sepanjang rantai DNA template dengan arah 5’ 3’ sehingga arah pembentukan rantai DNA baru adalah 3’ 5’. Satu rantai DNA yang baru terbentuk akan tersintesis secara tidak kontinu, sedangkan satu rantai lagi terbenltuk secara tidak kontinu (berupa potongan-potongan). Potongan atau fragmen-fragmen DNA baru tersebut dinamakan fragmen Okazaki. Fragmen-fragmen DNA tersebut dibentuk menjadi rantai DNA baru yang utuh dengan bantuan enzim DNA ligase.

Ada tiga hipotesis yang menjelaskan mengenai replikasi DNA, yaitu semikonservatif, konservatif, dan disperatif.

a. Konservatif, rantai ganda DNA induk tetap utuh, tetapi keseluruhan rantai tersebut dapat mencetak rantai ganda baru.

b. Dispertif, kedua buah rantai ganda DNA induk terputus. Segmen-segmen DNA induk dan segmen-segmen DNA yang baru bersanbung sehingga dihasilkan dua rantai ganda baru.

c. Semikonservatif, dua rantai spiral DNA memisahkan diri. Setiap rantai tunggal menjadi pencetak untuk membentuk rantai pasangannya.

Para ahli Biologi meyakini bahwa proses replikasi yang terjadi adalah reflikasi semikonsevasif. Sebagaimana yang telah diuraikan.

http://www.makingthemodernworld.org.uk/learning_modules/biology/01.TU.03/illustrations/01.IL.09.gif

E. RNA

Selain DNA, baik sel prokariot maupun eukariot mengandung RNA (Ribonucleid Acid). Molekul RNA disintesis dari DNA dan berperan dalam sintesis protein di dalam sitoplasma. RNA memiliki rantai tunggal dan letaknya di sitoplasma, ribosom dan nukleus.

v RNA terdiri dari tiga bagian utama yaitu

1. Gula berkarbon lima (pentosa) yaitu berupa ribosa. Gula β-D-ribosa terdapat di dalam monomer ribonukleotida RNA.

Basa organik heterosiklik yang mengandung nitrogen dan berbentuk datar. Terdapat dua jenis basa nitrogen, yaitu pirimidin yang bercincin tunggal purin yang bercincin ganda. Pirimidin terdiri dari Sitosin (C) dan Urasil (U). Sedangkan purin terdiri dari Adenin (A) dan Guanin (G). Adenin (A) normalnya akan membentuk dua ikatan hidrogen dengan Urasil (U). Guanin (G) akan membentuk 3 ikatan hidrogen dengan Sitosin (C).

3. Gugus fosfat bermuatan negatif : PO₄^3-

v Berdasarkan fungsinya, RNA dibagi menjadi tiga yaitu:

1. RNA transfer (tRNA), mempunyai ukuran paling kecil (dengan panjang 75-80 nukleotida) dan berperan membawa asam amino ke ribosom untuk dipolimerisasi membentuk rantai polipeptida dan sebagai penerjemah kodon yang dibawa oleh mRNA (bagian tRNA yang dapat berhubungan dengan kodon yang dibawa oleh mRNA disebut antikodon).

2. RNA duta atau messenger (mRNA), RNA terpanjang yang berbentuk pita tunggal. Berperan sebagai pola cetakan pembentuk polinukleotida dan sebagai pembawa kode-kode genetik dari DNA ke ribosom.

3. RNA ribosom (rRNA), komponen struktural ribosom dan dapat mencapai 80% dari jumlah RNA dalam sel. Strukturnya berupa pita tunggalyang tidak bercabang dan fleksibel. Berperan sebagai pengatur sistesis protein.

v Perbandingan DNA dan RNA

KRITERIA	DNA	RNA
Letak	· Plastida · Mitokondria · Nukleus	· Sitoplasma · Ribosom · Nukleus
Rantai Molekul	Double Helix	Singel Helix
Fungsi	Penurunan sifat (mengatur sifat hereditas) dan perancang sintesis protein	Pelaksana sintesis protein (tRNA, mRNA, dan rRNA)
Jenis Gula Pentosa	Deoksiribosa	Ribosa
Basa Nitrogen	Purin : - Adenin (A) - Guanin (G) Pirimidin : - Sitosin (C) - Timin (T)	Purin : - Adenin (A) - Guanin (G) Pirimidin : - Sitosin (C) - Urasil (U)
Gugus Fosfat	PO₄^3-	PO₄^3-

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjay0CFfGQXTck3bT18j_tpdVY1IUEdtX2M6Wn-G0KG004iBxEbPDjvm5WufiFxdjfDB3FuxeGb2V_iVMtkvDuKvvDM_SYlJDGJGMFLqyPos8fnzqoP9rIoZDckfyvGypT3AnKe9iKpm9SB/s1600/g17.jpg

Perbedaan DNA dan RNA

F. Kode Genetik

Kode genetik adalah jumlah dan urutan basa nitrogen (urutan nukleotida) yang berperan dalam menentukan posisi yang tepat dari tiap asam amino dalam rantai peptida yang panjang yang terdapat di dalam tubuh makhluk hidup.

Setiap basa nukleotida ditranslasikan menjadi satu asam amino, hanya akan ada 4 dari 20 asam amino yang dispesifikasi. Sekuens dua basa A-G, misalnya, dapat menspesifikasi satu asam amino, dan G-T menspesifikasi yang lain lagi. Karena ada empat kemungkinan basa pada setiap posisi, akan memperoleh 16 (artinya 4²) kemungkinan susunan masih tidak cukup untuk mengkodekan ke-20 asam amino. Tetapi, apabila kodon disusun oleh 3 nukleotida (disebut triplet basa nukleotida: unit terkecil dengan panjang seragam yang dapat mengkodekan semua asam amino), maka akan diperoleh 4³ (=64) asam amino, sedangkan jumlah asam amino yang umum diketahui pada jasad hidup hanya 20 macam. Tiap triplet pengkode disebut sebagai kodon. “Tabel kodon” menunjukkan tiap kodon mRNA yang secara konvensional dituliskan dengan nukleotida 5’ di sebelah kiri dan nukleotida 3’ di sebelah kanan, karena sintesis protein dimulai pada ujung 5’ molekul mRNA dan berlanjut menuju ke ujung 3’.

Kode ini bersifat berdegenerasi (sebuah asam amino dapat terbentuk dari lebih dari satu kodon yang berbeda) dan berakibat banyak perubahan (mutasi) dapat terjadi pada sebuah gen tanpa mempunyai efek terhadap komposisi asam amino pada produk tersebut (disebut mutasi bisu/sillent). Pembentukan pasangan basa komplementer antara kodon mRNA dengan antikodonnya pada suatu tRNA pada posisi ketiga dalam triplet biasanya tidak terlalu terbatas seperti halnya pada dua posisi yang lainnya, fenomena ini disebut wobble, membuat tRNA yang sama dapat mengenali lebih dari satu kodon mRNA pada banyak kasus.

Kodon 5’-AUG-3’ yang terletak di dekat ujung molekul mRNA merupakan kodon start (inisisai) yang menempatkan metionin pada permulaan (ujung amino) pada semua rantai polipeptida eukariotik. 60 kodon merupakan kodon sense yang mengkodekan asam-asam amino. Ada tiga kodon yang tidak dikenali oleh tRNA manapun : UAA, UAG, dan UGA. Kodon-kodon ini disebut kodon nonsense atau kodon stop, karena merupakan bagian dari tanda dihentikannya sintesis protein pada kodon tersebut. Polipeptida yang telah selesai (komplet) akan dilepaskan dari tRNA-nya dan dari ribosom.

		Huruf Kedua
		U	C	A	G
Huruf Pertama	U	UUU UUC UUA AAG	UCU UCC UCA UCG	UAU UAC UAA UAG	UGU UGC UGA UGG	U C A G	Huruf Ketiga
	C	CUU CUC CUA CUG	CCU CCC CCA CCG	CAU CAC CAA CAG	CGU CGC CGA CGG	U C A G
	A	AUU AUC AUA AUG	ACU ACC ACA ACG	AAU AAC AAA AAG	AGU AGC AGA AGG	U C A G
	G	GUU GUC GUA GUG	GCU GCC GCA GCG	GAU GAC GAA GAG	GGU GGC GGA GGG	U C A G

Singkatan	Asam Amino	Kode Genetik
ala	Alanin	GSA, GSG, GSS, GSU
arg	Arginin	SGA, SGG, SGS, SGU
asn	Asparagin	AAS, AAU
asp	Asam aspartat	GAS, GAU
cys	Sistein	UGS, UGU
glu	Asam glutamat	GAA, GAG
gln	Glutamin	SAA, SAG
gly	Glisin	GGS, GGU
his	Histidin	SAS, SAU
ile	Isoleusin	AUS, AUU, AUA
leu	Leusin	SUA, SUG, SUS, SUU, UUA, UUG
lys	Lisin	AAA, AAG
met	Metionin	AUG
phe	Fenilalanin	UUS, UUU
pro	Prolin	SSA, SSG, SSS, SSU
ser	Serin	USA, UUG, USS, USU
thr	Treonin	ASA, AGG, ASS, ASU
trp	Triptofan	UGA, UGG
tyr	Tirosin	UAS, UAU
val	Valin	GUA, GUG, GUS, GUU

G. Sintesis Protein

Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida yang diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel, sitoplasma dan ribosom. Sintesis protein terdiri dari 3 tahapan besar yaitu:

1. Transkripsi.

DNA membuka menjadi 2 rantai terpisah. Karena mRNA berantai tunggal, maka salah satu rantai DNA ditranskripsi (dicopy). Rantai yang ditranskripsi dinamakan DNA sense atau template dan kode genetik yang dikode disebut kodogen. Sedangkan yang tidak ditranskripsi disebut DNA antisense/komplementer. RNA Polimerase membuka pilinan rantai DNA dan memasukkan nukleotida-nukleotida untuk berpasangan dengan DNA sense sehingga terbentuklah rantai mRNA. Contoh transkripsi:

2. Translasi

mRNA / RNAd yang sudah terbentuk keluar dari anak inti sel menuju rRNA. Disana mRNA masuk ke rRNA / RNAr diikuti oleh tRNA / RNAt. Ketika antikodon pada tRNA cocok dengan kodon mRNA kemudian rantai bergeser ke tengah. Kodon mRNA berikutnya dicocokkan dengan tRNA kemudian asam amino yang pertama berikatan dengan asam amino kedua. tRNA pertama keluar dari rRNA. Proses ini berlangsung hingga kodon stop, ribosom subunit besar dan kecil terpisah, mRNA dan tRNA keluar dari ribosom.

Kodon stop : UAA,UAG, UGA Rumus cepat:mRNA=DNA komplementer=DNA antisense=kode protein tRNA=DNA template=DNA sense=kodogen. Berikut ini adalah gambar proses sintesis protein.

Daftar Pustaka

Campbell, Neil A. 2008. Biologi Jilid 1 Edisi 8. Jakarta: Erlangga.

Stansfield, William. 2006. Biologi Molekuler dan Sel. Jakarta: Erlangga.

Yuwono, Triwibowo. 2005. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga.

Soal Latihan Pilihan Ganda

1. Dibawah ini manakah yang bukan termasuk kedalam bagian-bagian kromosom?

a. Kromatid b. Sentromer e. Kromosom

c. Lengan panjang d. Lengan pendek

Jawaban : e. Kromosom

2. DNA sebagai pembawa informasi genetik dapat berfungsi heterokatalis adalah ?

a. Struktur DNA b. Sifat-sifat DNA e. Pengertian DNA

b. Replikasi DNA d. Fungsi DNA

Jawaban : c. Pengertian DNA

3. Dimanakah letak RNA ? kecuali

a. Inti sel

b. Mitokondria

c. Ribosom

d. Sitoplasma

e. Nukleus

Jawaban : b. Mitokondria

4. Pada alel tunggal Gen yang mengatur pigmentasi pada kulit yang normal adalah ?

a. Gen a d. Gen B

b. Gen A e. Gen Ab

c. Gen b

Jawaban : b. Gen A

5. Bentuknya.karakter yang dinyatakan oleh sel kromosom dari suatu spesies disebut ?

a. Sentromer b.Kariotipe e.Kromosom

c. Kromatid d.Autosom

jawaban : b. Kariotipe

6. Yang termasuk stop kodon yaitu ?

a. UUU dan GAU

b. UGA dan CGG

c. UGG dan UGA

d. UAG dan UGA

e. UAA dan UUA

Jawaban : d. UAG dan UGA

7. Dibawah ini macam-macam Deoksirikbonuklesida dan Deoksiribonuk leotida, kecuali ?

a. Adenin b.Guanin e. Basa

c. Sitosin d. Timin

Jawaban : e. Basa

8. Golongan darah A memiliki genotipe . . .

a. IᴬIᴮ dan Iᴬi (IᴬI°) d. IᴮIᴮ dan Iᴬi (IᴮI°)

b. IᴬIᴬ dan Iᴮi (IᴬI°) e. IᴮIᴮ dan Iᴮi (IᴮIᴮ)

c. IᴬIᴬ dan Iᴬ i(IᴬI°)

Jawaban : c. I^AI^A dan I^Ai(I^AI^O)

Soal Latihan Uraian

1. Sebutkan dan jelaskan Kromosom berdasarkan fungsinya !

Jawaban : Berdasarkan fungsinya, kromosom dibedakan atas:

1. Autosom / kromosom tubuh : Kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin.Penulisannya dilambangkan dengan simbol huruf A

2. Kromosom kelamin : Kromosom yang menentukan jenis kelamin. terdiri atas kromosom X dan kromosom Y

2. Sebutkan Fungsi DNA !

Jawaban : Fungsi-fungsi DNA yaitu:

- Sebagai pembawa informasi genetic dari satu generasi ke generasi lainnya

- Mengontrol aktivitas dalam sel, baik secara langsung maupun tidak langsung

- Menentukan proses pembentukan protein (sintesis protein)

- Membentuk RNA

3. Sebutkan perbedaan dari segi molekul pada DNA dan RNA !

Jawaban : DNA memiliki Timin (T), memiliki gula berupa deoksiribosa dan berbentuk untai ganda. Sedangkan, RNA memiliki Urasi (U), memiliki gula berupa ribosa dan berbentuk untai tunggal.

4. Berdasarkan jenis antigen atau ada tidaknya antigen pada eritrosit Karl Landsteiner membagi golongan darah menjadi ?

Jawaban :

· Golongan darah A

· Golongan darah B

· Golongan darah AB

· Golongan darah O

Category: 0 comments

Welcome to e-Biology's Blog

We Are E Biology Class

Member of Blog

SUBSTANSI GENETIKA

Soal Latihan Pilihan Ganda

0 comments:

Post a Comment

random posting

Blog Archive