Materi Biologi Tentang Materi Genetik
Berikut ini adalah materi biologi SMA tentang "Materi Genetik". Materi ini diajarkan pada siswa Kelas XII prorgam MIPA. Ikuti materinya ya!
Gen dan pewarisan sifat dari suatu individu kepada keturunannya dipelajari dalam ilmu yang dinamakan Genetika.
A. Kromosom
1. Pengertian Kromosom
Kromosom (Latin: chroma=warna, soma: badan). Kromosom mudah diamati dengan penambahan zat warna tertentu karena kromosom bersifat mudah menyerap zat warna.
Kromosom merupakan struktur di dalam sel berupa deret panjang molekul yang terdiri atas satu molekul ADN dan berbagai protein terkait yang merupakan informasi genetik suatu makhluk hidup.
2. Letak Kromosom
Kromosom terletak pada inti sel atau nukleus. Kromosom di dalam nukleus /inti sel berbentuk benang-benang halus yang disebut kromatin. Bila sel siap membelah, benang-benang halus tersebut itu dipintal dan membentuk kromosom.
3. Jumlah Kromosom
Jumlah kromosom dalam sel bervariasi, tergantung pada jenis makhluk hidupnya. Namun, jumlah kromosom pada tiap jenis makhluk hidup selalu tetap. Panjang kromosom juga berbeda-beda.
Hewan cenderung memiliki kromosom yang pendek (4-6 ), sedangkan tumbuhan cenderung memiliki kromosom yang panjang (mencapai 50).
Panjang kromosom pada tiap-tiap organisme berbeda-beda berkisar antara 0,2-20 mikron. Pada umumnya semakin sedikit jumlah kromosom pada suatu organisme hidup maka semakin panjang kromosomnya.
Kromosom manusia dibedakan menjadi autosom dan gonosom. Autosom adalah kromosom tubuh sedangkan gonosom adalah kromosom kelamin.
Sel tubuh manusia mengandung 46 kromosom yang terdiri atas 44 (22 pasang) autosom dan 2 (1 pasang) seks kromosom. Seorang wanita mempunyai dua buah kromosom X, sedangkan laki-laki mempunyai sebuah kromosom X dan sebuah kromosom Y.
4. Jenis Kromosom
Setiap sel yang terdapat di dalam tubuh organisme pasti memiliki satu set kromosom dengan jumlah tertentu. Satu set kromosom tersebut dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu autosom (Kromosom tubuh) dan gonosom (kromosom kelamin).
B. Gen
1. Pengertian Gen
Gen adalah “substansi hereditas” yang terlatak di dalam kromosom yang bersifat sebagai materi tersendiri yang terdapat dalam kromosom, mengandung informasi genetik dan dapat menduplikasikan diri pada peristiwa pembelahan sel.
2. Letak Gen
Gen terletak di dalam kromosom, yaitu di dalam DNA. Di dalam kromosom tersebut terdapat banyak gen. Tempat gen di dalam kromosom tersebut di namakan lokus.
Gen-gen yang membawa sifat bagian tubuh yang sama dan lokusnya bersesuaian disebut gen homolog. Lokus tertentu dapat mengandung satu gen atau lebih. Lokus dianalogikan seperti manik-manik yang berjejer lurus pada seuntai benang.
3. Fungsi Gen
Gen berfungsi untuk mengatur perkembangan dan proses metabolisme serta menyampaikan informasi genetik dari suatu generasi ke generasi berikutnya.
4. Simbol-Simbol Gen
Letak gen-gen yang terdapat pada suatu kromosom di simbolkan dengan garis-garis pendek horizontal yang melewati garis panjang vertikal. Garis panjang vertikal merupakan simbol untuk kromosom.
Simbol gen dapat dituliskan dalam huruf besar maupun huruf kecil. Hal ini berkaitan dengan sifat-sifat berikut:
a. Gen Dominan
Gen domonan, yaitu gen yang menutupi ekspresi gen lain, sehinģga sifat yang dibawanya terekspresikan pada turunannya (suatu individu) dan biasanya dinyatakan dalam huruf besar, misalnya A.
b. Gen Resesif
Gen resesif, yaitu gen yang terkalahkan (tertutupi) oleh gen lain (gen dominan) sehingga sifat yang dibawanya tidak terekspresikan pada keturunannya.
c. Gen Heterozigot
Gen heterozigot adalah dua gen yang merupakan perpaduan dari sel sperma (A) dan sel telur (a). Simbol = Aa
d. Gen Homozigot
Gen homozigot adalah dua gen dominan yang merupakan perpaduan dari sel kelamin jantan dan sel kelamin betina, misalnya genotipe AA.
Gen homozigot resesif, yaitu dua gen resesif yang merupakan hasil perpaduan dua sel kelamin. Misalnya aa.
C. Alel
Alel adalah gen yang memiliki lokus (posisi pada kromosom) yang sama, mengawasi sifat yang sama tetapi ekspresinya berbeda-beda. Contohnya, gen A dan alelnya a sama-sama terletak pada satu lokus yang sama pada kromosom, sama-sama mengawasi bentuk hidung, tetapi 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 alel-alel tersebut disesuaikan dengan urutan dominasi satu sifat terhadap sifat yang lain.
Peristiwa yang menunjukkan di mana suatu gen mempunyai alel lebih dari satu disebut multiple alel. Contoh multiple alel adalah sistem golongan darah ABO pada manusia.
Sistem ABO pada manusia dikendalikan oleh tiga alel, biasanya disebut sebagai IA, IB, dan IO (“I” singkatan isohaemagglitimin). IA dan IB kodominan dan menghasilkan antigen tipe A dan tipe B, masing-masing, yang bermigrasi ke permukaan sel darah merah, sedangkan IO adalah alel resesif dan tidak menghasilkan antigen.
D. DNA dan RNA
1. DNA
DNA dan ADN itu sama, penyebutan istilah tersebut berdasar singkatannya sama. DNA singkatan dari deoxyribonuc acid, sedangkan ADN singkatan dari asam deoksiribonukleat.
a. Defenisi DNA
DNA adalah materi hereditas pada makhluk hidup. Hampir setiap sel dalam tubuh seseorang memiliki DNA yang sama .
b. Letak DNA
Kebanyakan DNA terletak di inti sel, dan sejumlah kecil DNA juga dapat ditemukan di dalam kloroplas dan mitokondria.
c. Struktur DNA
Pada tahun 1935, Frances Crick dan James Waston menemukan model molekul DNA berdasarkan data yang didapat dari foto difraksi sinar-X milik Rosalind Franklin, yang meninggal dunia akibat kanker pada usianya ke-38 tahun.
1. DNA terdiri atas dua utas benang polinukleotida yang saling berpilin membentuk heliks ganda (double helix).
2. Seutas polinukleotida pada molekul DNA tersusun atas rangkaian nukleotida. Setiap nukleotida tersusun atas 3 gugusan, yaitu sebagai berikut.
a) Gugusan gula deoksiribosa (gula pentosa yang kehilangan satu atom oksigen).
b) Gugusan fosfat yang terikat pada atom C inomor 5 dari gula.
c) Gugusan basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 dari gula.
Basa nitrogen tersebut terdiri atas golongan purin, yaitu adenin (A) dan guanin (G) serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (C) dan timin (T).
3. Setiap nukleotida terletak pada bidang datar yang tegak lurus seakan-akan membentuk anak tangga, sedangkan fosfat membentuk ibu tangganya.
4. Antara 2 rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan hidrogen pada masing-masing pasangan basa nitrogennya.
d. Replikasi DNA
DNA ternyata dapat mensintesis dirinya sendiri, artinya membelah sama seperti dirinya. Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasil pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya.
Replikasi DNA ini dijelaskan melalui beberapa teori/hipotesis berikut:
1. Teori Konservatif
Bunyi: dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua rantai DNA baru. Replikasi ini mempertahankan molekul dari DNA lama dan membuat molekul DNA baru. Dengan kata lain DNA induk tidak mengalami perubahan apapun, lalu urutan basa nitrogennya disalin sehingga terbentuk dua rantai DNA yang sama persis.
2. Teori Semikonserfatif
Bunyi: dua rantai DNA terpisah dan rantai baru di sintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama. Akhirnya dihasilkan dua rantai DNA baru yang masing-masing mengandung satu rantai cetakan molekul DNA lama dan satu rantai baru hasil sintesis.
3. Teori Dispersif
Bunyi: beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebagai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru. Oleh karena itu, hasil akhirnya di peroleh rantai DNA lama dan baru yang tersebar pada rantai DNA lama dan baru. Replikasi ini menghasilkan dua molekul DNA lama dan DNA baru yang saling berselang-seling pada setiap untai.
e. Fungsi DNA
DNA mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut.
a.Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan replikasi.
b. Tempat sintesis semua kode jenis asam amino dalam sel.
2. RNA
Sama halnya dengan DNA, RNA juga dapat disebut dengan ARN, sesuai singkatannya. RNA singkatan dari ribonucleic acid, sedangkan ARN singkatan dari asam ribonukleat.
a. Defenisi RNA
RNA adalah makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpanan dan penyalur informasi genetik.
b. Letak RNA
RNA terletak di inti sel/nukleus, sitoplasma, kloroplas, dan mitokondria.
c. Struktur RNA
RNA mempunyai struktur sebagai berikut:
1. Sama-sama tersusun oleh polinukleotida, tetapi pada RNA jauh lebih pendek dari pada nukleotida penyusun DNA.
2. RNA hanya terdiri atas satu rantai.
3. RNA di susun oleh basa nitrogen, yaitu dari golongan purin terdiri atas adenin (A) dan guanin (G) dan dari golongan pirimidin terdiri atas sitosin (C) dan urasil (U).
a. Tipe-Tipe RNA
1. RNA duta/RNAd atau messenger RNA/mRNA, berfungsi sebagai pembawa pesan atau kodon dari kromosom (di dalam inti sel ) ke ribosom (di sitoplasma ).
2. RNA ribosom/RNAr atau ribosom RNA/rRNA, berfungsi sebagai tempat pembentukan protein.
3. RNA transfer/RNAt atau transfer RNA/tRNA, berfungsi sebagai pembawa asam amino satu persatu ke ribosom.
B. Kodon/Kodogen/Kode Genetik dan Sintesis Protein
Kodon atau kode genetik adalah kode yang dibawa oleh RNA duta untuk disampaikan kepada RNA transfer. Kode ini berupa urutan 3 basa nitrogen yang membentuk duatu triplet. 1 kodon akan diterjemahkan menjadi 1 asam amino. Ada 64 macam kodon yang disintesis tubuh.
1. Pengertian Sintensis Protein
Sintesis protein adalah proses pencetakan protein di dalam sel. Sifat enzim (protein) sebagai pengendali dan penumbuh karakter makhluk hidup ditentukan oleh jumlah jenis, dan urutan asam amino yang menyusunnya. Jenis dan urutan asam amino ditentukan oleh DNA.
2. Tempat Terjadinya Sintesis Protein
Sintesis protein terjadi di organel sel yang disebut ribosom.
3. Tahap-Tahap Sintesis Protein
Secara garis besar, sintesis protein terjadi melalui 2 tahap, yaitu:
a.Transkripsi
Transkripsi adalah pencetakan RNA dan DNA.
b.Translasi
Translasi adalah penerjemahan kode-kode oleh RNA transfer, berupa urutan asam-asam amino yang dikehendaki.
Secara detail tahapan sintesis protein, dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. DNA mencetak RNA duta untuk membawa kode-kode pembentuk protein, berdasarkan pada urutan basa nitrogennya.
b. RNA duta melepaskan diri dari DNA dan membawa kodon keluar dari nukleus menuju ke ribosom di dalam sitoplasma. RNA duta ini akan bertindak sebagai cetakan.
c. Di ribosom RNA duta melekatkan pada RNA ribosom.
d. RNA transfer yang ada didalam sitoplasma datang dengan membawa asam amino yang sesuai dengan kode-kode yang dibawah oleh RNA duta.
e. RNA transfer melekat/berpasangan dengan RNA duta sesuai pasangan-pasangan basa nitrogennya (dengan triple dari basa nitrogen RNA transfer).
f. Asam-asam amino yang dibawa oleh RNA transfer akan saling bergandengan dan membentuk rangkaian rantai polipeptida sampai terbentuk protein yang diharapkan di dalam ribosom. Protein yang terbentuk ini merupakan suatu enzim yang mengatur metabolisme sel.
Sekian dulu materi ajar tentang Materi Genetik. Semoga materi singkat ini menjadi alternatif bahan belajar di rumah buat peserta didik sekalian. Sekian dan terima kasih.
Daftar Pustaka:
Penyusun: Martha Paol Nabu
Posting Komentar untuk "Materi Biologi Tentang Materi Genetik"