Materi Pelajaran Tentang Genetik

Materi genetik adalah informasi yang terdapat pada setiap sel makhluk hidup yang dapat diturunkan pada keturunan berikutnya. Materi genetik makhluk hidup disebut juga dengan istilah asam nukleat dan juga ada yang mengatakan faktor hereditas. Semua istilah tersebut memiliki pengertian yang sama dan menunjuk pada hal yang sama pula. Materi genetik tersusun atas DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid). DNA adalah informasi yang berisi sifat-sifat makhluk hidup, sedangkan RNA merupakan turunan dari DNA, yang terbentuk ketika informasi DNA akan diterjemahkan dalam bentuk nyata.


DNA (Deoxyribonucleic acid)

Pada eukariota, DNA dapat ditemukan dalam nukleus, mitokondria, dan kloroplas. DNA yang terdapat di nukleus disebut dengan DNA inti sedangkan yang berada di luar nukleus disebut DNA luar inti. Dalam keadaan sel yang tidak membelah, DNA nampak sebagai benang-benang yang melilit protein sehingga nampak seperti ronce-ronce. Pada saat sel sedang melakukan pembelahan barulah DNA akan membentuk struktur kromosom. Kromosom adalah molekul DNA akan melilit protein dan saling tumpuk-menumpuk dan mampat.
DNA tersusun atas dua rantai membentuk struktur double helix. Perhatikanlah gambar struktur DNA di bawah ini.
double helix dna
Struktur double helix DNA
Tiap rantai DNA merupakan suatu polinukleotida yang tersusun atas nukleotida yang saling sambung-menyambung. Sebuah nukleotida tersusun atas:
  • Gula deoksiribosa, merupakan gula berkarbon 5 atau pentosa.
  • Fosfat, terikat pada atom C nomor 5 dari gula deoksiribosa.
  • Basa nitrogen, terikat pada atom C nomor 1 dari gula deoksiribosa.

Basa nitrogen penyusun DNA digolongkan menjadi 2 macam, yaitu basa purin dan basa pirimidin. Basa purin terdiri atas adenin (A) dan guanin (G), sedangkan basa pirimidin terdiri atas sitosin (S) dan timin (T).
nukleotida
Molekul nukleotida
Dalam DNA, basa adenin selalu berpasangan dengan basa timin, sedangkan guanin selalu berpasangan dengan sitosin. Pasangan antara adenin dengan timin terjadi dengan 2 ikatan hidrogen, sedangkan ikatan antara guanin dengan sitosin terjadi dengan 3 ikatan hidrogen. Hal ini menyebabkan ikatan antara basa G-S lebih kuat dibandigkan ikatan antara A-T.
Struktur double helix DNA ditemukan oleh James Watson dan Francis Crick menggunakan teknik refraksi sinar X pada tahun 1953. Penemuan yang menghebohkan dunia ini membuat mereka berdua memperoleh penghargaan nobel dalam bidang sains. DNA dapat dianalogikan sebagai tangga, dengan anak tangga berupa basa nitrogen dan tiang penyangganya berupa gula deoksiribosa dan fosfat.
nukleotida menyusun dna
Nukleotida menyusun DNA, lingkaran adalah fosfat, segilima adalah gula

RNA (Ribonucleic acid)

RNA merupakan materi genetik selain DNA yang terdapat pada makhluk hidup. Tidak seperti DNA yang berantai ganda dan double helix, RNA memiliki struktur rantai tunggal. RNA terbentuk dari DNA melalui proses transkripsi dalam nukleus. RNA dibentuk ketika informasi dalam DNA akan diterjemahkan dalam bentuk protein penentu sifat.
Perbedaan antara DNA dan RNA adalah sebagai berikut.

DNA
RNA
Terdapat dalam nukleus, mitokondria, dan kloroplas
Terdapat dalam nukleus, sitoplasma, dan ribosom
Berupa rantai ganda yang panjang
Berupa rantai tunggal yang pendek
Kadarnya dalam sel selalu tetap, tidak dipengaruhi kecepatan sintesis protein
Kadarnya dalam sel berubah-ubah, dipengaruhi kecepatan sintesis protein
Gula penyusunnya berupa deoksiribosa
Gula penyusunnya berupa ribosa
Basa nitrogennya berupa adenine (A), timin (T), guanine (G), dan sitosin (S)
Posisi timin (T) digantikan oleh urasil (U), sehingga dalam RNA adenine (A) akan berpasangan dengan urasil (U)
Dalam proses sintesis protein, DNA akan ditranskripsi menjadi RNA yang kemudian akan ditranslasi menjadi protein tertentu. Untuk lebih jelasnya silahkan baca posting berikut:
Dalam tubuh makhluk hidup terdapat beberapa jenis RNA, yaitu:
RNA-m
RNA-m atau singkatan dari RNA messenger adalah RNA yang terbentuk dari hasil transkripsi DNA dalam nukleus. RNA-m akan dikeluarkan dari nukleus menuju sitoplasma, menempel pada ribosom untuk selanjutnya terjadi proses translasi. RNA-m disebut juga RNA duta (RNA d).
RNA-t
RNA-t atau singkatan dari RNA transfer adalah RNA yang terdapat pada sitoplasma. RNA-t memiliki basa nitrogen yang dapat berpasangan dengan basa nitrogen dalam RNA-m. RNA t mengikat asam amino yang nantinya akan menjadi bahan baku dalam sintesis protein.
RNA-r
RNA-r atau singkatan dari RNA ribosom merupakan RNA yang menyusun organel ribosom. RNA-r dibentuk dalam nukleolus (anak inti) dikeluarkan menuju sitoplasma, bergabung dengan protein tertentu untuk membentuk ribosom dan berperan dalam aktivitas sintesis protein.
 
Materi genetik meliputi kromosom, gen, DNA, RNA. Proses pewarisan sifat kepada keturunannya melibatkan materi genetik
1.         Kromosom
Kromosom tersusun dari DNA dan protein. Protein pada kromosom disebut histon. Kromosom terbentuk dari untaian DNA yang dipintal dalam suatu protein histon kemudian menjadi nukleosom. Setelah itu nukleosom satu dengan nukleosom lainnya bergabung membentuk benang yang lebih padat dan menjadi lipatan-lipatan yang disebut solenoid. Kemudian setelah itu solenoid bergabung dengan solenoid lainnya membentuk suatu benang yang disebut kromatin. Kromatin ini bentuknya seperti seperti benang-benang halus seperti jala yang dapat menyerap warna dan berada pada nukleus. Ketika sel akan membelah, kromatin akan menebal dan memendek yang kemudian disebut kromosom.
Kromosom mengandung dua struktur dua struktur utama yaitu sentrosom dan telomer. Sentromer berbentuk bulat dan tidak mengandung gen, berfungsi untuk pergerakan kromosom dari daerah ekuator ke kutub masing-masing pada saat pembelahan terjadi. Sentromer merupakan bagian kromosom yang menghubungkan dua kromatid ( kromosom anak ). Pada sentromer biasanya menempel benang-benang spindel selama pembelahan mitosis dan meiosis. Benang-benang spindel akan menggerakkan sentromer sekaligus kromosom menuju tempat yang sesuai.
Telomer merupakan urutan DNA khusus yang dapat ditemukan pada agian ujung kromoso. Telomer berfungsi menjaga panjang kromosom anak konstan seperti pada sel induk.
Berdasarkan letak sentromernya, kromosom dibedakan menjadi beberapa tipe yaitu :
§  Kromosom metasentrik
Yaitu kromosom yang sentromernya terletak persis ditengah-tengah lengan kromosom.
§  Kromosom submetasentrik
yaitu kromosom yang sentromernya terletak hampir ditengah-tengah lengan kromosom
§  Kromosom akrosentrik
yaitu kromosom yang sentromrnya terletak hampir di ujung lengan kromosom
§  Kromosom telosentrik
Yaitu kromosom yang sentromernya terletak dibagian ujung lengan kromosom.
Tipe dan jumlah kromosom:
Pada sel rubuh manusia terdapat 46 kromosom (2n) yang dibedakan menjadi :
§  Autosom
Yaitu kromosom tubuh yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin. Yang terdiri dari 22 pasang autosom atau 44 buah.
§  Genosom
Yaitu kromosom yang menentukan jenis kelamin yang terdiri atas 1 pasang kromosom kelamin. Dibedakan menjadi 2 macam yaitu kromosom-X dan kromosom-Y.
Suatu pasang kromosom kelamin dapat bertanda XX atau XY. Kombinasi tersebut bisa terjadi ketika sel telur dengan kromosom X dibuahi oleh sel sperma dengan kromosom X atau Y. Nah, jika dibuahi sel sperma dengan kromosom X maka dihasilkan satu pasang kromosom kelamin bertanda X, berjenis kelamin wanita. Jika sel telur dibuahi sel sperma dengan kromosom Y, maka dihasilkan sepasang kromosom kelamin bertanda XY, dan berjenis kelamin laki-laki.
Pada autosom, masing-masing pasangan kromosomnya merupakan pasangan homolog yang artiya kedua pasangan kromosom mempunyai bentuk,ukuran maupun jenis gen yang ada di dalamnya. Pada kromosom kelamin wanita atau kromosom XX merupakan pasangan homolog tetapi tidak untuk pasangan kromosom kelamin X dan Y pada pria karena pada kromosom kelamin pria ada sebagian lengan kromosom yang tidak membawa gen-gen yang sejenis.
           
2.      Gen
Gen merupakan satu seri triplet basa nitrogen yang terdapat pada pita DNA. Seri triplet ini akan mengode satu rantai polipeptida yang kemudian akan menjadi bagian dari satu enzim atau protein lainnya. Gen terdiri atasa materi genetika yang berisi pesan-pesan kimia. Gen tersebut dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi berikunya sehingga mempunyai sejumlah ciri individu yang sama dengan induknya.
Gen memiliki beberapa fungsi, antara lain:
§  Sebagai  zarah tersendiri pada kromosom. Zarah adalah zat terkecil dan tidak dapat dibagi-bagi.
§  Menyimpan informasi genetik dari induk kepada keturunannya.
§  Mengatur proses metabolisme dan perkembangan.
Gen terletak didalam kromosom pada lokasi khusu yang disebut dengan lokus. Gen mempunyai bentuk alternatif atau bentuk lain yang dikenal dengan istilah alel. Alel dapat memiliki tugas yang sama atau berlawanan untuk suatu pekerjaan tertentu. Alel yang memiliki tugas yang sama disebut alel homozigot. Sedangkan alel yang mempunyai tugas yang berlawanan disebut alel heterozigot. Gen dan alel dilambangkan dengan huruf  latin besar dan kecil. Jadi, gen juga mempunyai pasangan seperti halnya kromosom.
3.      DNA
DNA ( deoxyribonucleic acid ) atau disebut juga asam deoxyribosa nukleat (ADN). DNA membawa informasi yang diperlukan untuk sintesis protein dan replikasi. Sintesis protein merupakan proses penyusunan protein yang diperlukan oleh sel maupun virus yang akan digunakan untuk aktivitas dan pertumbuhan. Replikasi merupakan proses DNA yang mengopi diri sendiri untuk diberikan pada masing-masing sel anak maupun virus. Sekaligus menyampaikan informasi yang diperlukan untuk sintesis protein. Dari berbagai penelitian mengungkapkan bahwa DNA adalah pembawa sebagian atau seluruh sifat-sifat genetik didalam kromosom. DNA terdapat didalam nukleus, selain didalam nukleus molekul DNA juga terdapat didalam mitokondria, plastid dan sentriol.
Susunan kimia DNA adalah sebuah makromolekul yang kompleks. Molekul DNA disusun oleh dua rantai polinukleotida yang amat panjang. Satu rantai polinukleotida terdiri atas rangkaian nukleotida. Nukleotida menghubungkan masing-masing pita DNA pada satu molekul DNA. Molekul DNA terdiri atas dua pita atau berpita ganda. Dengan adanya nukleotida yang menghubungkan pita DNA sehingga membentuk struktur rantai ganda yang tersusun seperti tangga berpilin. Struktur demikian dikenal dengan istilah double helix.
Menurut struktur DNA double helix, setiap nukleotida terdiri atas tiga unit yaitu satu molekul gula pentosa deoksiribosa, satu gugus fosfat dan satu dari empat jenis basa nitrogen. Keempat basa nitrogen tersebut adalah kelompok purin : adenin (A) dan uanin (G) serta kelompok pirimidin : timin (T) dan sitosin (S). Nukleotida yang mengandung (A) atau adenin selalu berpasangan dengan timin (T). Sedangkan sitosin (S) selalu berpasangan dengan guanin (G).
4.      RNA
Merupakan materi genetik yang terdapat pada virus tertentu (virus RNA), serta sel dan molekul yang mengarah kepada tahap sintesis protein. Struktur RNA hampir sama dengan DNA, dibangun oleh suatu molekul gula pentosa, satu gugus fosfat dan satu dari empat jenis basa nitrogen. Gula pentosa pada RNA berupa ribosa bukan deoksiribosa. Pada RNA terdapat basa urasil (U) sebagai pengganti timin (T) pada DNA. Kemudian RNA bukan dibangun oleh rantai polinukleotida berpeptida ganda  melainkan polinukleotida berpita tunggal.
 

Postingan terkait:

Belum ada tanggapan untuk "Materi Pelajaran Tentang Genetik"

Posting Komentar