Salah satu ciri makhluk hidup adalah mampu berkembang biak. Pada saat berkembang biak, sebagian sifat suatu individu akan diwariskan keturunannya. Di dalam biologi terdapat cabang ilmu yang mempelajari pewarisan sifat dari suatu individu kepada keturunannya, yaitu genetika. Dalam genetika, juga dipelajari faktor atausubstansi genetk yang membawa sifat-sifat dari induk ke keturunannya.
A. KROMOSOM
Kromosom berasal dari bahasa latin yaitu chroma yang memiliki arti warna dan soma yang memiliki arti badan. Kromosom terdapat di dalam inti sel. Pada saat sel tidak sedang membelah, kromosom ini berupa benang-benang tipis yang disebut kromatin. Didalam kromosom tersebut terdapat puluhan sampai jutaan gen sebagai penentu sifat keturunan.
1. Ukuran dan Jumlah Kromosom
Ukuran kromosom yang terdapat didalam sebuah sel tidak pernah sama ukurannya. Panjang kromosom antara 0,2 hingga 50 µ (mikron), dan diameternya antara 0,2 hingga 20 mikron. Pada manusia panjang kromosom mencapai 6 mikron.
Jumlah kromosom yang dimiliki tiap spesies makhluk hidup sangat bervariasi. Organisme yang struktur tubuhnya lebih kompleks biasanya memiliki jumlah kromosom yang lebih banyak daripada organisme yang struktur tubuhnya lebih sederhana. Meskipun bervariasi, jumlah kromosom yang dimiliki oleh setiap jenis organisme akan selalu tetap dan terdapat dalam bentuk yang saling berpasangan.
2. Struktur dan Macam Kromosom
Secara garis besar, struktur kromosom terdiri atas sentromer dan lengan.
a. Sentromer atau kinetokor disebut juga kepala kromosom, di dalam sentromer tidak terdapat gen. Sentromer berperan pada saat pembelahan sel, yaitu sebagai tempat melekatnya benang-benang gelendong yang mengarahkan pembelahan sel.
b. Lengan atau kromatid, yaitu badan kromosom itu sendiri. Lengan kromosom tersusun oleh selaput (membran), kromonema, dan matriks.
Berdasarkan jumlah sentromer kromosom dibagi menjadi tiga, yaitu:
a. Monosentris
b. Disentris
c. Polisentris
Berdasarkan letak sentromer kromosom terbagi menjadi empat, yaitu:
a. Telosentrik b. Metasentrik
b. Akrosentrik c. Submetasentrik
Berdasarkan bentuknya kromosom digolongkan menajdi enam macam, yaitu:
a. Bentuk bulat c. Bentuk koma e. Bentuk huruf V
b. Bentuk cerutu d. Bentuk batang f. Bentuk huruf L
3. Jenis Kromosom
a. Autosom merupakan kromosom yang menentukan sifat-sifat sel tubuh disebut juga kromosom somatis. Jumlahnya didalam sel tubuh adalah 2n-2 dengan n=jumlah seluruh kromosom.
b. Genosom merupakan kromosom yang berperan dalam menentukan jenis kelamin suatu organisme. Jumlah kromosom seks pada sel tubuh manusia ada 2 buah atau sepasang.
B. GEN
Gen merupakan unitbahan yang membawa sifat keturunan. Gen akan mengatur segala sifat yang tampak pada suatu organisme. Sifat yang tampak atau yang dapat diamati itu disebut fenotipe sedangkan sifat yang tidak tampak atau yang tidak dapat diamati itu diebut genotipe.
Diantara gen-gen yang sealel, ada gen yang mengalahkan gen alelnya dan ada yang pengaruhnya sama-sama kuat. Gen yang pengaruhnya lebih kuat disebut gen dominan, gen yang pengaruhnya lebih lemah disebut gen resesif, sedangkan gen yang pengaruhnya sama-sama kuat disebut gen semi dominan atau intermediet.
Fungsi pokok gen:
1. Mengatur perkembangan dan metabolisme individu
2. Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya
Sifat Gen :
1. Sebagai zarah tersendiri yang terdapat di dalam kromosom
2. Mengandung informasi genetika
3. Dapat menduplikasi diri pada pembelahan
C. ASAM NUKLEAT
1. DNA (Deoxyribonucleic Acid)
a. Struktur DNA
DNA tersusun atas nukleotida-nukleotida sehingga merupakan polinukleotida. Setiap nukleotida dibentuk oleh tiga macam molekul sebagai berikut :
1). Gula Deoksiribosa
2). Fosfat
3). Basa Nitrogen yang terdiri dari:
a). Purin berupa adenin (A) dan guanin (G)
b). Pirimidin berupa timin (T) dan sitosin (C)
b. Letak DNA
DNA ditemukan di dalam nukleus, mitokondria, plastida dan sentriol.
c. Fungsi DNA
1). Membawa informasi genetika
2). Sebagai perancang utama sintesis protein
3). Mengontrol aktivitas hidup baik secara langsung maupun tidak langsung
4). Membentuk RNA
d. Sifat DNA
1). DNA bersifat stabil
2). Jumlah keempat basa dalam DNA dan dalam tiap spesies tidak sama
3). Didalam DNA, jumlah A sama dengan T dan jumlah G sama denagn C
4). DNA mampu melakukan penggandaan diri (replikasi)
e. Replikasi DNA
Replikasi DNA adalah pembentukan DNA baru yang sama persis dengan DNA asal. Proses replikasi DNA memerlukan beberapa perlengkapan antara lain utas DNA lama sebagai cetakan, enzim DNA (helikase, polimerase, dan ligase), serta empat macam nukleotida.
2. RNA (Ribonucleic Acid)
RNA adalah asam nukleat yang dibentuk oleh DNA melalui proses transkripsi yang berutas tunggal dan pendek.
a. Struktur RNA
RNA terdiri dari rantai tunggal pulinukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga kompoen berikut:
1). Gula ribosa
2). Fosfat
3). Basa Nitrogen yang terdiri dari:
· Purin: Adenin (A) dan Guanin (G)
· Pirimidin : Urasil (U) dan Sitosin (C)
b. Letak RNA
RNA ditemukan di dalam sitoplasma, terutama di dalam ribosom dan nukleus.
c. Macam RNA dan Fungsinya
1. RNA duta (RNA-d) atau messanger RNA (mRNA) merupakan RNA terbesar atau terpanjang yang disintesis dalam nukleus, berfungsi sebagai pembawa kode genetik dari DNA ke ribosom.
2. RNA transfer (RNA-t) merupakan RNA yang rantainya terpendek, berfungsi menerjemahkan kode-kode yang dibawa oleh RNA-d ke dalam urutan basa polipeptida dan membawa asam-asam amino ke ribosom untuuk disusun menjadi protein. Karena RNA-t merupakan penerjemah kode atao kodon maka sering disebut antikodon.
3. RNA ribosom (RNA-r) merupakan komponen penyusun ribosom yang jumlahnya paling banyak dan membantu dalam proses sintesis protein.
D. SINTESIS PROTEIN
1. Kode Genetik
Kode genetik merupakan urutan 3 basa dari 4 basa nitrogen (A, C, T, G) yang terdapat di sepanjang RNA-d. Kode 3 basa ini disebut kode triplet (kodon). Kode 3 basa pada DNA disebut kodogen dan kode 3 basa pada RNA-t disebut antikodon. Setiap kodon akan menentukan satu jenis asam amino yang dibawa oleh RNA-t. Jumlah asam amino ada 20 macam, kode 3 basa ada 64 macam, sehingga satu macam asam amino dapat dikodekan oleh lebih satu kodon.
2. Tahap-Tahap Sintesis Protein
Sintesis protein adalah proses penyusunan asam amino pada rantai polipeptida (protein). Dalam proses sintesis protein diperlukan bahan dasar berupa 20 macam asam amino; pelaksana berupa RNA-d, RNA-t, dan RNA-r; umber energi berupa ATP; dan enzim polimerase.
Secara garis besar, langkah-langkah sintesis protein melalui dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi.
a. Transkripsi
Transkripsi adalah pencetakan RNA-d oleh DNA. Transkripsi dalam inti sel berlangsung dalam 3 tahapan, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Proses transkripsi adalah sebagai berikut:
1). Sebagian dari “double helix” DNA membuka dan RNA-d dibentuk sepanjang salah satu pita DNA tersebut. Pita DNA yang dapat mencetak RNA-d disebut rantai sense, edangkan DNA yang tidak mencetak RNA-d disebut rantai antisense.
2). RNA-d kemudian melepaskan diri dari DNA dan meninggalkan nukleus menuju ribosom di dalam sitoplasma.
b. Translasi
Translasi adalah penerjemahan kode pada RNA-d oleh RNA-t. Translasi di dalam ribosom berlangsung dalam tiga tahapan, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Proses translasi adalah sebagai berikut:
1). RNA-t datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh RNA-d. RNA-t yang memiliki antikodon berpasangan dengan kodon dari RNA-d yang sesuai.
2). Asam amino akan berjajar dalam urutan yang sesuai dengan kode sehingga terbentuklah protein yang diharapkan.
3). Protein yang terbentuk merupakan enzim yang mengatur metabolisme sel dan reproduksi.
E. PRINSIP-PRINSIP HEREDITAS
1. Penyimpangan Semu Hukum Mendel
a. Epistasis dan Hipostasis
b. Gen-Gen Komplementer
c. Polimeri
d. Kriptomeri
e. Atavisme
2. Tautan Gen
3. Pindah Silang
4. Determinasi Kelamin
5. Rangkai Kelamin
6. Gen Letal
7. Alel Ganda
Sumber : eyudia