BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Genetika disebut juga ilmu keturunan, berasal dari
kata genos (bahasa latin), artinya suku bangsa-bangsa atau asal-usul. Secara
“Etimologi”kata genetika berasal dari kata genos dalam bahasa latin, yang
berarti asal mula kejadian. Namun, genetika bukanlah ilmu tentang asal mula
kejadian meskipun pada batas-batas tertentu memang ada kaitannya dengan hal itu
juga.Genitika adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk alih informasi hayati
dari generasi kegenerasi. Oleh karena cara berlangsungnya alih informasi hayati
tersebut mendasari adanya perbedaan dan persamaan sifat diantara individu
organisme, maka dengan singkat dapat pula dikatakan bahwa genetika adalah ilmu
tentang pewarisan sifat .Dalam ilmu ini dipelajari bagaimana sifat keturunan
(hereditas) itu diwariskan kepada anak cucu, serta variasi yang mungkin timbul
didalamnya.
Ilmu ini tidak cocok diterjemah dengan ilmu kebakaran,
karena sebagaimana tampak nanti, bahan sifat keturunan itu tidaklah bersifat
baka.Selalu mengalami perubahan, berangsur atau mendadak.Seluruh makluk bumi
mengalami evolusi termasuk manusia.Evolusi itu terjadi karena perubahan bahan
sifat keturunan, dan dilaksanakan oleh seleksi alam.
Genitika perlu dipelajari, agar kita dapat mengetahui
sifat-sifat keturunan kita sendiri serta setiap makhuk hidup yang berada
dilingkungan kita.kita sebagai manusia tidak hidup autonom dan terinsolir dari
makhuk lain sekitar kita tapi kita menjalin ekosistem dengan mereka. karena itu
selain kita harus mengetahui sifat-sifat menurun dalam tubuh kita, juga pada
tumbuhan dan hewan. Lagi pula prinsip-prinsep genetika itu dapat disebut sama
saja bagi seluruh makluk. Karena manusia sulit dipakai sebagai objek atau bahan
percobaan genetis, kita mempelajari hukum-hukumnya lewat sifat menurun yang
terkandung dalam tubuh-tumbuhan dan hewan sekitar.
Genetika bisa sebagai ilmu pengetahuan murni, bisa
pula sebagai ilmu pengetahuan terapan. Sebagai ilmu pengetahuan murni ia harus
ditunjang oleh ilmu pengetahuan dasar lain seperti kimia, fisika dan metematika
juga ilmu pengetahuan dasar dalam bidang biologi sendiri seperti bioselluler,
histologi, biokimia, fiosiologi, anatomi, embriologi, taksonomi dan evolusi.
Sebagai ilmu pengetahuan terapan ia menunjang banyak bidang kegiatan ilmiah dan
pelayanan kebutuhan masyarakat.
B. Rumusan
Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di
atas, maka masalah dapat dirumuskan dalam bentuk pertanyaan sebagai berikut :
1. Bagaimana
sejarah genetika terjadi ?
2. Apa prinsip
genetika ?
3. Apa
saja materi yang terdapat dalam genetika?
C. Tujuan
1. Mengetahui
sejarah genetika.
2. Mengetahui
prinsip genetika.
3. Mengetahui
materi yang terdapat dalam genetika.
D. Kegunaan
a. Kegunaan Teoritis
1.
Meningkatnya derajat kesehatan manusia, dengan diproduksinya berbagai
hormon manusia seperti insulin dan hormon pertumbuhan.
2.
Tersedianya bahan makanan yang lebih melimpah.
3.
Tersedianya sumber energi yang
terbaharui.
4.
Proses industri yang lebih murah.
5.
Berkurangnya polusi
6.
Adanya pestisida alami hasil dari tanaman rekayasa genetik
b. Kegunaan Praktis
1.
Rekayasa genetika bila digunakan pada mikroorganisme membantu dalam
penciptaan obat-obatan baru yang tidak dapat dibuat dengan cara lain.
2.
Rekayasa genetika membantu dalam proses remediasi bio yang merupakan proses
pembersihan limbah dan polusi dengan bantuan organisme hidup.
3.
Rekayasa genetika telah membantu menurunkan penggunaan secara keseluruhan
herbisida dan pestisida.
4.
Rekayasa genetika telah membantu dengan produksi vaksin dan obat lainnya
pada tanaman.
5.
Rekayasa genetika telah membantu menghasilkan cara yang lebih cepat dan
lebih dapat diprediksi menghasilkan kultivar baru.
6.
Rekayasa genetika telah menghasilkan keturunan rekayasa genetika yang dapat
mentolerir peternakan tanpa penderitaan apapun.
7.
Pada manusia, rekayasa genetika digunakan untuk mengobati kelainan genetik
dan kanker.
8.
Rekayasa genetika digunakan dalam bidang pertambangan untuk mengekstrak
elemen.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Sejarah
Perkembangan Genetika
Sejarah perkembangan genetika sebagai ilmu pengetahuan dimulai menjelang
akhir abad ke 19 ketika seorang biarawan Austria bernama Gregor Johann Mendel
berhasil melakukan analisis yang cermat dengan interpretasi yang tepat atas
hasil-hasil percobaan persilangannya pada tanaman kacang ercis (Pisum
satifum). Sebenarnya,
Mendel bukanlah orang pertama yang melakukan percobaan-percobaan persilangan. Akan tetapi, berbeda dengan para
pendahulunya yang melihat setiap individu dengan keseluruhan sifatnya yang
kompleks, Mendel mengamati pola pewarisan sifat demi sifat sehingga menjadi
lebih mudah untuk diikuti. Deduksinya mengenai pola pewarisan sifat ini kemudian menjadi landasan
utama bagi perkembangan genetika sebagai suatu cabang ilmu pengetahuan, dan
Mendelpun di akui sebagai bapak genetika.
Karya Mendel tentang pola pewarisan sifat tersebut dipublikasikan pada
tahun 1866 di Proceedings of the Brunn Society for Natural History.
Namun, selama lebih dari 30 tahun tidak pernah ada peneliti lain yang
memperhatikannya. Baru pada tahun 1900 tiga orang ahli botani secara terpisah,
yaitu Hugo de Vries di belanda, Carl Correns di jerman dan Eric von
Tschermak-Seysenegg di Austria, melihat bukti kebenaran prinsip-prinsip Mendel
pada penelitian mereka masing-masing. Semenjak saat itu hingga lebih kurang
pertengahan abad ke-20 berbagai percobaan persilangan atas dasar
prinsip-prinsip Mendel sangat mendominasi penelitian di bidang genetika. Hal ini menandai berlangsungnya
suatu era yang dinamakan genetika klasik.
Selanjutnya, pada awal abad ke-20 ketika biokimia mulai berkembang sebagai
cabang ilmu pengetahuan baru, para ahli genetika tertarik untuk mengetahui
lebih dalam tentang hakekat materi genetik, khususnya mengenai sifat
biokimianya.
Pada tahun 1920-an, dan kemudian tahun 1940-an, terungkap bahwa senyawa
kimia materi genetika adalah asam dioksiribonekleat (DNA).Dengan ditemukannya
model struktur molekul DNA pada tahun1953 oleh J.D.Watson dan F.H.C. Crick
dimulailah era genetika yang baru, yaitu genetika molekuler.
Perkembangan penelitian genetika molekuler terjadi demikian pesatnya.Jika
ilmu pengetahuan pada umumnya mengalami perkembangan dua kali lipat (doubling
time) dalam satu dasa warsa, maka hal itu pada genetika molekuler hanyalah dua
tahun.Bahkan, perkembangan yang lebih revolusioner dapat disaksikan semenjak
tahun 1970-an, yaitu pada saat dikenalnya teknologi manipulasi molekul DNA atau
teknologi DNA rekombinan atau dengan istilah yang lebih populer disebut
rekayasa genetika.
Saat ini sudah menjadi berita biasa apabila organisme- organisme seperti
domba, babi dan kera, didapatkan melalui teknik rekayasa genetika yang disebut
kloning .sementara itu, pada manusia telah di lakukan pemetaan seluruh genom
atau dikenal sebagai proyek genom manusia (human genom project), yang
diluncurkan pada tahun 1990 dan diharapkan selesai pada tahun 2005. ternyata
pelaksaan proyek ini berjalan justru lebih cepat dua tahun dari pada jadwal
yang telah ditentukan.
B. Prinsip Genetika
Perkembangan genetika sebagi ilmu tidak lepas dari percobaan yang dilakukan
Mendel pada Pisum sativum.Mendel berhasil menjelaskan bagaimana sifat
diwariskan dari tetuanya kepada anak dalam suatu persilangan antar tanaman
dengan sifat yang berbeda.
Pisum sativum memiliki keuntungan digunakan dalam percobaan genetika karena
mudah didapat, mempunyai keragaman yang jelas bisa dibedakan meliputi warna
biji, bentuk biji, warna bunga.Pisum sativum memiliki bunga cukup besar
sehingga memudahkan pesilangan buatan.
Pada persilangan dengan satu sifat beda, mendel menyilangkan tanaman dengan
bunga ungu dengan tanaman berbunga putih dan dihasilkan tanaman berbunga ungu
(F1). Sifat bunga ungu ini disebut dominan. Jika F1 disilangkan dengan F1 maka
dihasilkan bunga F2 dengan perbandingan ungu : putih = 3:1. Sifat yang diamati
disebut fenotipe, sedangkan faktor yang mengendalikan disebut genotipe.
Pada persilangan dengan dua sifat beda, misalnya bulat kuning (RRYY) dengan
hijau keriput (rryy), dihasilkan F1 bulat kuning (RrYy). Jika F1 diselangkan
dengan F1, diperoleh perbandingan bulat kuning, bulat hijau, keriput kuning,
keriput hijau dengan perbandingan 9 : 3 : 3 : 1. Dari
persilangan ini maka ditetapkan hukum mendel I atau hukum segregasi dan hukum
mendel II atau hukum pisah bebas.
Konsep umum mengenai cara kerja gen atau ekspresi gen adalah berdasarkan
kedominanan dan keresesifan. Artinya, alel terekspresi secara komplit pada
fenotipe atau tidak terekspresi sama sekali. Prinsip ini merupakan prinsip
Mendel. Tetapi penelitian membuktikan bahwa terdapat banyak macam aksi gen dan
interaksi yang mempengaruhi pola segregasi. Tipe dari aksi gen dapat dibedakan
menjadi dua katagori umum yaitu antar alel pada lokus yang sama (intralokus)
dan antar alel pada lokus-lokus yang berbeda (interlokus).
a. Interaksi intralokus
a. Interaksi intralokus
Terdapat tiga macam interaksi intralokus. Tipe pertama adalah dominan
seperti yang disimpulkan oleh mendel dalam penelitiannya. Pada tipe dominan,
rasio F2 dari dua tetua homozigot adalah 3:1.Tipe kedua adalah tidak dominan
(no-dominance/incomplete dominance). Pada tipe ini fenotipe dari heterozigot berada di tengah-tengah di antara
kedua tetua.Contohnya adalah pada persilangan bunga pukul empat merah dan putih
dihasilkan bunga merah muda pada F1. F2nya menyebar dengan rasio 1 merah: 2
merah muda: 1 putih. Tipe ketiga adalah overdominance.Pada situasi ini
heterozigot memiliki nilai fenotipe di luar kisaran antara kedua tetua.
Tipe aksi gen lainnya yang tidak termasuk epistasis adalah additive gene
action. Pada aditif tiap alel pada satu lokus akan menambah atau mengurangi
derajat nilai fenotipe. Contohnya adalah
pada warna bagian dalam biji gandum.Warna biji gandum ditentukan oleh 3 lokus
R1, R2 dan R3 dengan 2 alel pada tiap lokus.Warna biji bervariasi dari merah
gelap ke putih dan intensitas warna tergantung pada jumlah dari alel yang
menambah warna.Warna merah gelap adalah R1R1R2R2R3R3, sedangkan putih adalah
r1r1r2r2r3r3.Jika disilangkan, maka F1nya adalah R1r1R2r2R3r3 menunjukkan warna
intermediet diantara kedua tetuanya.
Pada aksi gen, kadang-kadang terjadi genotipe-genotipe yang sama tetapi
tidak mengekspresikan fenotipe yang sama walaupun keadaan lingkungan seragam.
Perbedaan ini disebut perbedaan dalam penetrasi.Penetrasi adalah presentase
individu untuk genotype tertentu yang menampilkan fenotipe dari genotype
tersebut. Contohnya, suatu organisme yang bergenotipe aa atau A_ tetapi tidak
menunjukkan fenotipe yang sebagaimana normalnya bergenotipe aa atau A_ karena
adanya gen-gen epistasis atau supresor, atau karena efek lingkungan. Istilah
penetrasi dapat digunakan untuk menjelaskan efek tersebut jika penyebab
pastinya tidak diketahui.
Peristiwa lain yang cenderung memperlihatkan hasil peristiwa genetika yang
kurang jelas adalah ekspresivitas. Ekspresivitas adalah derajat atau tingkat
suatu genotype tertentu mengekspresikan fenotipenya pada suatu
individu.Contohnya, genotype A_ yang seharusnya berfenotipe merah, tetapi yang
tampak adalah derajat warna yang berbeda-beda, misalnya warna biru, merah tua,
merah muda, putih.Ekspresivitas warna yang berbeda-beda ini karena adanya
pengaruh gen-gen lainnya atau pengaruh lingkungan yang tidak diketahui dengan
pasti.
Kondisi lingkungan yang penting Cahaya: Lamanya penyinaran atau lamanya
periode gelap dapat menginduksi munculnya bunga pada beberapa species tanaman
Suhu: Banyak proses biokimia dipengaruhi oleh suhu. Lintasan reaksi biokimia
melibatkan enzim yang peka terhadap suhu.
Perubahan suhu dapat mengubah fenotipe.Nutrisi: Contohnya, efek beberapa
genotype baru dapat dilihat hanya kalau tanaman dalam lingkungan stress.
Perlakuan buatan: Ekspresi suatu sifat bisa tidak nampak karena pemberian
senyawa kimia atau hormon.
Variasi atau keanekaragaman genetik sangat penting karena jika tidak
terdapat variasi genetik, maka apabila terjadi perubahan lingkungan yang cukup
keras akan dapat mengakibatkan punahnya suatu spesies pada habitat alaminya.
Keragaman genetik dalam bentuk variasi alelik disebabkan oleh mutasi. Mutasi terjadi secara spontan dengan
frekuensi yang bervariasi tergantung pada lokus dan informasi genetik dari area sekitarnya pada kromosom. Mutasi
menghasilkan perubahan DNA, yang akibatnya mengubah enzim-enzim dan menyebabkan
variasi dalam mekanisme fisiologi yang nantinya dievaluasi melalui proses seleksi alam.
C. Materi
Genetika
1. Kromosom
Kromosom berasal dari kata chrome artinya berwarna dan soma artinya badan.
Oleh karena itu, kromosom dapat diartikan sebagai badan yang menyerap
warna.Kromosom terdapat pada nukleus (inti sel) setiap sel. Kromosom dapat
diamati pada tahap metafase saat pembelahan mitosis maupun meiosis.
a) Struktur
Kromosom
Kromosom terdiri atas sentromer dan lengan kromosom. Sentromer tidak
mengandung gen dan merupakan tempat melekatnya kromosom. Jika dilihat
menggunakan mikroskop, sentromer terlihat terang karena kemampuan menyerap zat
warna yang rendah. Sentromer memiliki fungsi penting dalam pembelahan sel
mitosis dan meiosis yang akan Anda pelajari pada bab berikutnya. Lengan
kromosom merupakan bagian kromosom yang mengandung gen.
Setiap kromosom memiliki satu atau dua lengan.Setiap lengan kromosom,
terdapat benang halus yang terpilin. Benang-benang halus tersebut dikenal dengan kromatin. Benang-benang
kromatin juga merupakan untaian DA (deo yribonucleic acid) yang berpilin
dengan protein histon. Bentuk ikatan DNA dan protein histon disebut
juga nukleosom.
b) Bentuk
Kromosom
Kromosom memiliki bentuk yang berbeda-beda. Berdasarkan panjanglengan yang
dimilikinya kromosom dibedakan menjadi metasentrik,
submetasentrik, akrosentrik, dan telosentrik
a.
Metasentrik, kromosom jenis ini memiliki panjang lengan yang relative sama
sehingga sentromer berada di tengah-tengah kromosom.
b.
Submetasentrik, kromosom jenis ini memiliki satu lengan kromosom lebih
pendek sehingga letak sentromer sedikit bergeser dari tengah kromosom.
c.
Akrosentrik, pada kromosom ini salah satu lengan kromosom jauh pendek
dibandingkan lengan kromosom lainnya.
d.
Telosentrik, kromosom ini hanya memiliki satu buah lengan saja sehingga
letak sentromernya berada di ujung kromosom.
c) Jumlah
kromosom
Semua makhluk hidup eukariotik memiliki jumlah kromosom yang
berbeda-beda.Pada sel tubuh atau sel somatis, jumlah kromosom umumnya genap,
karena kromosom sel tubuh selalu berpasangan. Jumlah kromosom sel somatis
tersebut terdiri atas 2 set kromosom (diploid, 2n), dari induk jantan dan induk
betina.
Pada sel gamet atau sel kelamin, seperti sel telur dan sel sperma, hanya
memiliki setengah dari jumlah kromosom sel tubuh. Jumlah kromosom sel gamet
hanya satu set atau haploid (n). Pada manusia dengan jumlah kromosom sel
somatis 46, sel telur atau sel sperma hanya memiliki 23 kromosom.Adanya
fertilisasi (peleburan sel telur dan sel sperma) mengembalikan jumlah kromosom
sel tubuh menjadi 46 buah.
d) Tipe
Kromosom
Kromosom dalam tubuh berdasarkan pengaruhnya terhadap penentuan jenis
kelamin dan sifat tubuh dibedakan menjadi dua, yaitu:
1) Autosom,
disebut juga kromosom biasa atau kromosom tubuh. Autosom tidak menentukan jenis
kelamin organisme.Pada manusia dengan jumlah kromosom sel somatis 46 buah,
memiliki 44 autosom.Selebihnya, 2 kromosom, adalah kromosom kelamin. Penulisan
autosom dilambangkan dengan huruf A sehingga penulisan autosom sel somatis
manusia adalah 44A atau 22AA.
2) Gonosom,
disebut juga kromosom kelamin atau kromosom seks. Gonosom dapat menentukan
jenis kelamin makhluk hidup.Jumlahnya sepasang pada sel somatis.Pada manusia
dengan jumlah kromosom sel somatis 46 buah, terdapat 44 autosom dan 2 gonosom.
Terdapat 2 jenis gonosom, yaitu X dan Y. Umumnya pada makhluk hidup, gonosom X
menentukan jenis kelamin betina dan gonosom Y menentukan jenis kelamin jantan.
Susunan gonosom wanita XX dan gonosom pria XY.Oleh karena itu, penulisan
kromosom sel somatic (2n) adalah 44A + XY (pria) atau 44A + XX (wanita).Adapun
untuk sel gamet (n) adalah 22A + X atau 22A + Y.
2. DNA dan RNA
Asam nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit
mononukleotida, jika unit-unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat
itu disebut dioksiribonukleat (DNA) dan jika terdiri dari unit-unit mononukleotida disebut asam
ribonukleat (RNA).
DNA dan RNA mempunyai sejumlah sifat kimia dan fisika yang sama sebab
antara unit-unit mononukleotida terdapat ikatan yang sama yaitu melalui
jembatan fosfodiester antara posisi 3′ suatu mononukleotida dan posisi 5′ pada
mononukleotida lainnya (Harpet, 1980).
Asam-asam nukleat seperti asam dioksiribosa nukleat (DNA) dan asam
ribonukleat (RNA) memberikan dasar kimia bagi pemindahan keterangan di dalam
semua sel. Asam nukleat merupakan molekul makro yang memberi keterangan tiap
asam nukleat mempunyai urutan nukleotida yang unik sama seperti urutan asam
amino yang unik dari suatu protein tertentu karena asam nukleat merupakan
rantai polimer yang tersusun dari satuan monomer yang disebut nukleotida (Dage, 1992).
Dua tipe utama asam nukleat adalah asam dioksiribonukleat(DNA) dan asam
ribonukleat(RNA). DNA terutama ditemui dalam inti sel, asam ini merupakan
pengemban kode genetik dan dapat memproduksi atau mereplikasi dirinya dengan
tujuan membentuk sel-sel baru untuk memproduksi organisme itu dalam sebagian
besar organisme, DNA suatu sel mengerahkan sintesis molekul RNA, satu tipe RNA,
yaitu messenger RNA(mRNA), meninggalkan inti sel dan mengarahkan tiosintesis
dari berbagai tipe protein dalam organisme itu sesuai dengan kode DNA-nya (fessenden, 1990).
Meskipun banyak memiliki persamaan dengan DNA, RNA memiliki perbedaan
dengan DNA, antara lain yaitu (Poedjiati, 1994):
1. Bagian pentosa RNA adalah ribosa,
sedangkan bagian pentosa DNA adalah dioksiribosa.
2. Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda,
bentuk molekul RNA berupa rantai tunggal yang terlipat, sehingga menyerupai
rantai ganda.
3. RNA mengandung basa adenin, guanin
dan sitosin seperti DNA tetapi tidak mengandung timin, sebagai gantinya RNA
mengandung urasil.
4. Jumlah guanin dalam molekul RNA
tidak perlu sama dengan sitosin, demikian pula jumlah adenin, tidak perlu sama
dengan urasil.
Selain itu perbedaan RNA dengan DNA yang lain adalah dalam hal (Suryo, 1992):
1. Ukuran dan
bentuk
Pada umumnya molekul RNA lebih pendek dari molekul DNA.DNA berbentuk double
helix, sedangkan RNA berbentuk pita tunggal.Meskipun demikian pada beberapa
virus tanaman, RNA merupakan pita double namun tidak terpilih sebagai spiral.
2. Susunan
kimia
Molekul RNA juga merupakan polimer nukleotida, perbedaannya dengan DNA
yaitu:
a. Gula
yang menyusunnya bukan dioksiribosa, melainkan ribosa.
b. Basa
pirimidin yang menyusunnya bukan timin seperti DNA, tetapi urasil.
3. Lokasi
DNA pada umumnya terdapat di kromosom, sedangkan RNA tergantung dari
macamnya, yaitu:
a. RNA d(RNA duta), terdapat dalam
nukleus, RNA d dicetak oleh salah satu pita DNA yang berlangsung didalam
nukleus.
b. RNA p(RNA pemindah) atau RNA t(RNA
transfer), terdapat di sitoplasma.
c. RNA r(RNA ribosom), terdapat didalam
ribosom.
4. Fungsinya
DNA berfungsi memberikan informasi atau keterangan genetik, sedangkan
fungsi RNA tergantung dari macamnya, yaitu:
a. RNA d, menerima informasi genetik
dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel.
b. RNA t, mengikat asam amino yang ada
di sitoplasma.
c. RNA t, mensintesa protein dengan
menggunakan bahan asam amino, proses ini berlangsung di ribosom dan hasil akhir
berupa polipeptida.
3. Kode Genetika
Kode
genetik adalah suatu
informasi dengan menggunakan huruf sebagai lambang basa nitrogen (A, T, C, dan
G) yang dapat menerjemahkan macam-macam asam amino dalam tubuh. Dengan kata
lain, kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA
untuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis protein. Macam molekul
protein tergantung pada asam amino penyusunnya dan panjang pendeknya rantai
polipeptida.
Pada tahun
1968, Nirenberg, Khorana dan Holley menerima hadiah nobel untuk penelitian
mereka yang sukses menciptakan kode-kode genetik yang hingga sekarang kita
kenal. Seperti kita ketahui saat ini, ada 20 macam asam amino penting yang
dapat dirangkai membentuk jutaan polipeptida.
Untuk memudahkan mempelajarinya, asam amino ditulis secara singkat dengan
mencantumkan 3 huruf pertama dari nama asam amino itu.
Proses sintesis
protein (polipeptida) baru akan diawali apabila ada kodon AUG yang mengkode
asam amino metionin, karenanya kodon AUG disebut sebagai kodon permulaan (kode ‘start’). Sedangkan berakhirnya proses sintesis
polipeptida apabila terdapat kodon UAA, UAG, dan UGA (pada prokariotik) dan UAA
(pada eukariotik). Kodon UAA,UAG, dan UGA tidak mengkode asam amino apapun dan
merupakan agen pemotong gen (tidak dapat bersambung lagi dengan double helix
asam amino) disebut sebagai kodon terminasi/kodon nonsense (kode
‘stop’). Kode genetik berlaku universal, artinya kode genetik yang sama
berlaku untuk semua jenis makhluk hidup.
4. Alel & Alel Ganda
Gen dalam tubuh yang terletak pada kromosom tidak hanya satu,
tetapibanyak. Alel adalah gen-gen
yang menempati atau terletak pada lokus yang sama pada kromosom homolognya yang
mempunyai tugas berlawanan untuk suatu sifat tertentu.
Surya (1984) mendefinisikan alel sebagai anggota dari sepasang gen yang
memiliki pengaruh berlawanan. Misalnya gen B memiliki peran untuk menumbuhkan
karakter pigmentasi kulit secara normal. Gen B dapat membentuk melanin karena
diekspresikan sepenuhnya pada penampakan fisik organisme. Dalam hal ini gen B
menimbulkan karakter yang dominan. Apabila gen B bermutasi maka akan berubah menjadi b,
sehingga pigmentasi kulit secara normal, tidak dapat dilakukan. Gen b
menimbulkan karakter yang berbeda, yaitu resesif. Karakter resesif ini
menumbuhkan karakter albinisme (tidak terbentuk melanin). Contoh yang lainnya,
misalnya:
1. K alelnya k,
untuk rambut keriting dan lurus.
2. H alelnya h,
untuk kulit hitam dan putih dan sebagainya.
Sedangkan alel ganda (multiple alelo murphi) adalah beberapa alel
lebih dari satu gen yang menempati lokus sama pada kromosom homolognya. Pengaruh alel ganda pada organisme dapat ditemukan pada
tempat-tempat berikut.
Golongan Darah
pada Manusia
|
Golongan
Darah
|
Alel
|
Genotif
|
|
A
|
|A
|
|A|A dan |A
|O
|
|
B
|
|B
|
|B|B dan |B
|O
|
|
AB
|
|A,|B
|
|A |B
|
|
O
|
|O
|
|O |O
|
Warna Bulu Kelinci dipengaruhi oleh empat alel yaitu W, Wch, Wh, w yang keempatnya berada pada lokus yang sama, di mana:
Alel W : warna
bulu normal (hitam), Wch : warna bulu normal Chinchilia (kelabu), Wh : warna
bulu Himalaya (coklat), w : warna bulu albino (putih)
|
Genotipe
|
Fenotipe
|
|
Hitam
(normal)
|
WW, WWch,
WWh, Ww
|
|
Kelabu
(Chichilia)
|
WchWch,
WchWh, Wch,w
|
|
Coklat
(Himalaya)
|
WhWh, Wchw
|
|
Putih
(Albino)
|
Ww
|
5. Sintesis
Protein
Sintesis
protein terdiri atas 2 tahap, yaitu :
1.Transkripsi
Transkripsi adalah proses
menyalin data yang terdapat pada rantai sense (3′–>5″) DNA. Proses ini terjadi
di dalam inti sel dimulai dengan pembukaan rantai DNA oleh enzim helikase.
Setelah itu penempelan enzim polimerase pada daerah promotor sekuen gen dan
barulah enzim polimerase mulai aktif menyalin kode genetik pada rantai sense
DNA hingga bagian triplet basa nitrogen yang mengandung informasi untuk
mengehentikan proses menyalinpemindahan kode dari 3′-5′-DNA ke m RNA.
Hasil dari proses transkripsi adalah mRNA dengan kode pasangan yang
terdapat pada rantai sense DNA. Rantai RNA yang mengandung kode ini disebut
pula dengan kodon. Jadi mRNA
adalah kodon. Setelah proses transkripsi selesai maka m-RNA akan segera
bergerak meninggalkan inti sel menuju sitoplasma untuk melakukan proses
selanjutnya (translasi).
2. Translasi
Translasi adalah proses proses
penerjemahan kodon menjadi asam amino dan menyambungkan setiap asam amino yang
sesuai kodon dengan ikatan peptida menjadi protein. Organel yang aktif
melakukan proses penerjemahan kodon adalah ribosom. Setelah ribosom melekat
pada triplet kodon maka t-RNA yang berada di sitoplasma akan membawakan asam
amino yang sesuai pada kodon.
BAB III
PEMBAHASAN
Genetika disebut juga ilmu
keturunan, berasal dari kata genos (bahasa latin), artinya suku bangsa-bangsa
atau asal-usul. Secara “Etimologi”kata genetika berasal dari kata genos dalam
bahasa latin, yang berarti asal mula kejadian. Namun, genetika bukanlah ilmu
tentang asal mula kejadian meskipun pada batas-batas tertentu memang ada
kaitannya dengan hal itu juga. Genitika adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk
alih informasi hayati dari generasi kegenerasi. Oleh karena cara berlangsungnya
alih informasi hayati tersebut mendasari adanya perbedaan dan persamaan sifat
diantara individu organisme, maka dengan singkat dapat pula dikatakan bahwa
genetika adalah ilmu tentang pewarisan sifat .Dalam ilmu ini dipelajari
bagaimana sifat keturunan (hereditas) itu diwariskan kepada anak cucu, serta
variasi yang mungkin timbul didalamnya.
Ilmu ini tidak cocok
diterjemah dengan ilmu kebakaran, karena sebagaimana tampak nanti, bahan sifat
keturunan itu tidaklah bersifat baka. Selalu mengalami perubahan, berangsur
atau mendadak. Seluruh makluk bumi mengalami evolusi termasuk manusia. Evolusi
itu terjadi karena perubahan bahan sifat keturunan, dan dilaksanakan oleh
seleksi alam.
Genitika perlu dipelajari,
agar kita dapat mengetahui sifat-sifat keturunan kita sendiri serta setiap
makhuk hidup yang berada dilingkungan kita. kita sebagai manusia tidak hidup
autonom dan terinsolir dari makhuk lain sekitar kita tapi kita menjalin ekosistem
dengan mereka. karena itu selain kita harus mengetahui sifat-sifat menurun
dalam tubuh kita, juga pada tumbuhan dan hewan. Lagi pula prinsip-prinsep
genetika itu dapat disebut sama saja bagi seluruh makluk. Karena manusia sulit
dipakai sebagai objek atau bahan percobaan genetis, kita mempelajari
hukum-hukumnya lewat sifat menurun yang terkandung dalam tubuh-tumbuhan dan
hewan sekitar.
Genetika bisa sebagai ilmu
pengetahuan murni, bisa pula sebagai ilmu pengetahuan terapan. Sebagai ilmu
pengetahuan murni ia harus ditunjang oleh ilmu pengetahuan dasar lain seperti
kimia, fisika dan matematika juga ilmu pengetahuan dasar dalam bidang biologi sendiri
seperti bioselluler, histologi, biokimia, fiosiologi, anatomi, embriologi,
taksonomi dan evolusi. Sebagai ilmu pengetahuan terapan ia menunjang banyak
bidang kegiatan ilmiah dan pelayanan kebutuhan masyarakat.
Sejarah perkembangan genetika
sebagai ilmu pengetahuan dimulai menjelang akhir abad ke 19 ketika seorang
biarawan austria bernama Gregor Johann Mendel berhasil melakukan analisis yang
cermat dengan interpretasi yang tepat atas hasil-hasil percobaan persilangannya
pada tanaman kacang ercis (Pisum satifum). Sebenarnya, Mendel bukanlah orang
pertama yang melakukan percobaan- percobaan persilangan. Akan tetapi, berbeda
dengan para pendahulunya yang melihat setiap individu dengan keseluruhan
sifatnya yang kompleks, Mendel mengamati pola pewarisan sifat demi sifat
sehingga menjadi lebih mudah untuk diikuti. Deduksinya mengenai pola pewarisan
sifat ini kemudian menjadi landasan utama bagi perkembangan genetika sebagai
suatu cabang ilmu pengetahuan, dan Mendelpun di akui sebagai bapak genetika.
Karya Mendel tentang pola
pewarisan sifat tersebut dipublikasikan pada tahun 1866 di Proceedings of the Brunn Society for
Natural History. Namun, selama lebih dari 30 tahun tidak pernah ada
peneliti lain yang memperhatikannya. Baru pada tahun 1900 tiga orang ahli
botani secara terpisah, yaitu Hugo de Vries di belanda, Carl Correns di jerman
dan Eric von Tschermak-Seysenegg di Austria, melihat bukti kebenaran
prinsip-prinsip Mendel pada penelitian mereka masing-masing. Semenjak saat itu
hingga lebih kurang pertengahan abad ke-20 berbagai percobaan persilangan atas
dasar prinsip-prinsip Mendel sangat mendominasi penelitian di bidang genetika.
Hal ini menandai berlangsungnya suatu era yang dinamakan genetika klasik.
Selanjutnya, pada awal abad
ke-20 ketika biokimia mulai berkembang sebagai cabang ilmu pengetahuan baru,
para ahli genetika tertarik untuk mengetahui lebih dalam tentang hakekat materi
genetik, khususnya mengenai sifat biokimianya. Pada tahun 1920-an, dan kemudian
tahun 1940-an, terungkap bahwa senyawa kimia materi genetika adalah asam
dioksiribonekleat (DNA). Dengan ditemukannya model struktur molekul DNA pada
tahun1953 oleh J.D.Watson dan F.H.C. Crick dimulailah era genetika yang baru,
yaitu genetika molekuler.
Perkembangan penelitian
genetika molekuler terjadi demikian pesatnya. Jika ilmu pengetahuan pada
umumnya mengalami perkembangan dua kali lipat (doubling time) dalam satu dasawarsa,
maka hal itu pada genetika molekuler hanyalah dua tahun. Bahkan, perkembangan
yang lebih revolusioner dapat disaksikan semenjak tahun 1970-an, yaitu pada
saat dikenalnya teknologi manipulasi molekul DNA atau teknologi DNA rekombinan
atau dengan istilah yang lebih populer disebut rekayasa genetika.
Saat ini sudah menjadi berita
biasa apabila organisme- organisme seperti domba, babi dan kera, didapatkan
melalui teknik rekayasa genetika yang disebut kloning . sementara itu, pada
manusia telah di lakukan pemetaan seluruh genom atau dikenal sebagai proyek
genom manusia (human genom project), yang diluncurkan pada tahun 1990
dan diharapkan selesai pada tahun 2005. ternyata pelaksaan proyek ini berjalan
justru lebih cepat dua tahun dari pada jadwal yang telah ditentukan.
A. Kode Genetik
Kode genetik mempunyai sifat-sifat yang akan dijelaskan sebagai berikut.
1. Kode
genetik bersifat universal.
Artinya, kode genetik berlaku sama hampir di setiap spesies organisme.
2. Kode
genetik bersifat degenerate atau redundant, yaitu bahwa satu
macam asam amino dapat disandi oleh lebih dari satu triplet kodon. Sebagai
contoh, treonin dapat disandi oleh ACU, ACC, ACA, dan ACG. Sifat ini erat
kaitannya dengan sifat wobble basa
ketiga, yang artinya bahwa basa ketiga dapat berubah-ubah tanpa selalu disertai
perubahan macam asam amino yang disandinya. Diketahuinya sifat wobblebermula
dari penemuan basa inosin (I) sebagai basa pertama pada antikodon tRNAala ragi,
yang ternyata dapat berpasangan dengan basa A, U, atau pun C. Dengan demikian,
satu antikodon pada tRNA dapat mengenali lebih dari satu macam kodon pada mRNA.
3. Oleh
karena tiap kodon terdiri atas tiga buah basa, maka tiap urutan basa mRNA, atau
berarti juga DNA, mempunyai tiga rangka
baca yang berbeda (open reading frame). Di samping itu,
di dalam suatu segmen tertentu pada DNA dapat terjadi transkripsi dan translasi
urutan basa dengan panjang yang berbeda. Dengan perkataan lain, suatu segmen
DNA dapat terdiri atas lebih dari sebuah gen yang salingtumpang tindih (overlapping).
B. Pengaturan
Ekspresi Gen
Pengaturan ekspresi gen dapat terjadi pada berbagai tahap, misalnya
transkripsi, prosesing mRNA, atau translasi. Namun, sejumlah data hasil
penelitian menunjukkan bahwa pengaturan ekspresi gen, khususnya pada prokariot,
paling banyak terjadi pada tahap transkripsi.
Mekanisme pengaturan transkripsi, baik pada prokariot maupun pada eukariot,
secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua kategori utama, yaitu (1)
mekanisme yang melibatkan penyalapadaman (turn on and turn
off) ekspresi gen
sebagai respon terhadap perubahan kondisi lingkungan dan (2) sirkit ekspresi
gen yang telah terprogram (preprogramed circuits). Mekanisme
penyalapadaman sangat penting bagi mikroorganisme untuk menyesuaikan diri
terhadap perubahan lingkungan yang seringkali terjadi secara tiba-tiba.
Sebaliknya, bagi eukariot mekanisme ini nampaknya tidak terlalu penting karena
pada organisme ini sel justru cenderung merespon sinyal-sinyal yang datang dari
dalam tubuh, dan di sisi lain, sistem sirkulasi akan menjadi penyangga bagi sel
terhadap perubahan kondisi lingkungan yang mendadak tersebut. Pada mekanisme
sirkit, produk suatu gen akan menekan transkripsi gen itu sendiri dan sekaligus
memacu transkripsi gen kedua, produk gen kedua akan menekan transkripsi gen
kedua dan memacu transkripsi gen ketiga, demikian seterusnya. Ekspresi gen yang
berurutan ini telah terprogram secara genetik sehingga gen-gen tersebut tidak
akan dapat diekspresikan di luar urutan. Oleh karena urutan ekspresinya berupa
sirkit, maka mekanisme tersebut dinamakan sirkit ekspresi gen.
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
Genetika disebut juga ilmu keturunan, berasal dari kata genos (bahasa
latin), artinya suku bangsa-bangsa atau asal-usul. Secara “Etimologi”kata
genetika berasal dari kata genos dalam bahasa latin, yang berarti asal mula
kejadian. Genitika adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk alih informasi
hayati dari generasi kegenerasi. Oleh karena cara berlangsungnya alih informasi
hayati tersebut mendasari adanya perbedaan dan persamaan sifat diantara
individu organisme, maka dengan singkat dapat pula dikatakan bahwa genetika
adalah ilmu tentang pewarisan sifat.
Karya Mendel tentang pola pewarisan sifat tersebut dipublikasikan pada
tahun 1866 di Proceedings of the Brunn Society for Natural History.
Namun, selama lebih dari 30 tahun tidak pernah ada peneliti lain yang
memperhatikannya. Baru pada tahun 1900 tiga orang ahli botani secara terpisah,
yaitu Hugo de Vries di belanda, Carl Correns di Jerman dan Eric von Tschermak-Seysenegg di Austria, melihat bukti kebenaran
prinsip-prinsip Mendel pada penelitian mereka masing-masing. Semenjak saat itu
hingga lebih kurang pertengahan abad ke-20 berbagai percobaan persilangan atas
dasar prinsip-prinsip Mendel sangat mendominasi penelitian di bidang genetika. Hal ini menandai berlangsungnya
suatu era yang dinamakan genetika klasik.
Seiring berkembangnya jaman, ilmu genetika semakin mengalami perkembangan
bahkan ilmu genetika sudah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dalam
berbagai bidang diantaranya pertanian, kesehatan, industri farmasi, hukum serta
kemasyarakatan dan kemanusiaan.
B. Saran
Dari makalah yang kami
buat, kami sebagai penulis menyarankan agar kita sebagai guru hendaknya berhati-hati
dalam memberi pengajaran terutama pelajaran tentang genetika kepada anak didik
kita. Untuk memberikan pelajaran genetika yang baik dan benar, kita juga harus
mengetahui aturan-aturan Bahasa yang baku yang sesuai.
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2009. Genetika. http.wikipedia.com. Diakses tanggal
12 maret 2009
Anonymous.2009. Faktor
Genetika Pada Skizofrenia. www.Skizofrenia.com. Di akses pada tanggal 12 maret 2009.
Aminullah,
Erman. 20009. Perkembangan Penerapan Bioteknologi dan Rekayasa Genetika
Dalam Kesehatan. www.portalkable/files/cdk/html. Diakses pada tanggal 12 Maret 2009.
Moeljopawiro,
Sugiono. 2001. Paradigma Baru Pemanfaatkan Sumberdaya Genetika Untuk
Pembangunan Genetika Pertanian. www.bioteknologi untuk indonesia abad 21. di akses pada 10 Maret
2009
Neil Campbell.
2002. Biologi. Erlangga: Jakarta.
Pratiwi d.a, dkk, 2007. Biologi untuk
SMA kelas XII. Jakarta: Erlangga
Syarifuddin, 2006. Anatomi Fisiologi
Untuk Mahasiswa Keperawatan edisi 3. Jakarta: Buku kedokteran.
Suryo, 2005. Genetika strata 1.
Cet ke-11, Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
www.duniawedding.com/.../1652-faktor-penentu-jenis-kelamin-bayi.
terima kasih atas tulisannya.....
ReplyDeleteTerima kasih kembali.
ReplyDelete