BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Fisiologi tumbuhan
merupakan ilmu yang mempelajari tentang proses, funngsi dan aktivitas suatu
organisme dalam menjaga dan mengatut kehidupannya. Seperti halnya cabang ilmu
biologi latin, fisiologi tumbuhan juga memeprlajari proses kehidupan yang
sering mirip atau identic pada banyak organisme.dalam mempelajari fisiologi
tumbuhan,yang paling mendasar perlu di pelajari adalah imu tentang sel.
Tumbuhan termasuk organisme multiseluler yang terdiri dari berbagai jenis sel
terspesilisasi yang bekerja sama melakukan fungsinya. Sel tumbuh meliputi
berbagai organel seperti dinding sel, sitoplasma, membaran plasma, reticulum
endoplasma, badan golgi, vakuola, badan mikro, sferosom, rangka sel, ribosom,
mitokondria, plastid dan nucleus. Masing-masing organel memiliki struktur dan fungsi yang berbeda.
Fotosintesis, metabolisme, pertumbuhan serta perkembangan tumbuhan merupakan
aktivitas sel-sel tumbuhan. Misalnya organel plastida yang berperan dalam fotosintesis tumbuhan.
Genetika
adalah bidang sains yang mempelajari pewarisan sifat dan variasi yang diwariskan. Teori pewarisan sifat atau biasa
disebut hukum heraditas pertama kali dicetuskan oleh Gregor Johan Mendel. Ia berpendapat bahwa sifat-sifat
dapat diturunkan dari generadi ke generasi
melalui faktor penentu. Mendel
menemukan prinsip dasar tentang pewarisan sifat dengan cara membiarkan ercis
kebun dalam percobaan tyang dirancang hati-hati. Mendel mengembangkan teori
pewarisan sifatnya beberapa dasawarsa sebelum kromosom terlihat dengan
mikroskop dan nilai penting kromosom dipahami, sejak itu teori Mendel belum
diakui dan baru diakui saat ia sudah meninggal seiring dengan perkembangan
jaman.
1.2 Rumusan Masalah
·
Apa itu sel
·
Bagian-bagian pada sel
·
Bagaimana Mendel elakukan percobaannya
sampai ia menemukan hukum hereditas
·
Bagaimana persilangan yang ada dalam
teori pewarisan sifat
1.3 Tujuan
·
Mengetahui apa itu sel
·
Mengetahui bagian-bagian sel
·
Mengetahui teori pewarisan sifat
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Sel
Sel
adalah unit struktural terkecil dan fungsional penyusun tubuh makhluk hidup.
Sel merupakan tempat terjadinya peristiwa fisiologis dan pewarisan genetis
makhluk hidup. Makhluk hidup ada yang disusun oleh satu sel
(uniseluler), dan ada yang disusun oleh banyak sel (multiseluler).
2.2 Sejarah Penemuan Sel
·
Tahun 1665, Robert Hooke menemukan sel
mati dari gabus kulit batang quercus suber yang tinggal dinding selnya saja,
tersusun seperti rumah lebah. Ruang-ruang kecil tanpa isi sel itu disebut
kemudian disebut sel.
·
Tahun 1770, Anthony Van Leeuwenhoek
menemukan kloroplast pada daun segar.
·
Tahun 1772, Bonaventuri Corti menemukan
aliran plasma pada ganging chara sp.
·
Tahun 1850 , kollicher menemukan
mitokondria.
·
Teori tentang sel mempunyai konsep bahwa
;
·
Sel merupakan satuan struktur organism
hidup
·
Sel merupakan satuan fungsi dalam
organisme hidup
2.3 Macam Sel Berdasarkan Keadaan Inti
·
Sel Prokariotik: sel tidak mempunyai
membrane inti atau membrane yang mengikat organel-organel, DNA terkonsentrasi
pada daerah yang disebut nucleoid.
·
Sel ekuariotik: sel yang mempunyai struktur kompleks. Inti
dan organel-organel yang lain terbungkus oleh mebran inti dan terdapat pada
suatu larutan semi air yang disbeut itosol.
·
Perbedaan
sel Prokariotik dan ekuariotik:
Ø Sel
prokariotik
· Tidak
memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membrane inti sel yang
dinamakan nucleoid
· Organel-organel
tidak dibatasi membrane
· Membrane
sel tersusun atas senyawa peptidogikan
· Diameter
sel antara 1-10mm
· Mengandung
4 submit RNA Polymerase
Ø Sel
Eukariotik
· Memiliki
inti sel yang dibatasi oleh membrane inti dan dinamakan Nucleus
· Organel-organelnya
dibatasi oleh membrane
· Membran
selnya tersusun atas fosfolipid
· Diameter
selnya antara 10-100mm
· Mengandung
banyal submit RNA polymerase
· Susunan
kromosomnya liniear
2.4 Macam-macam
Sel Berdasarkan Kromosom dan Fungsinya
·
Sel Somatis : Sel yang menyusun tubuh
dan bersifat diploid
·
Sel Germinal : Sel kelamin yang berfungsi untuk reproduki dan bersifat
Haploid
2.5 Bagian-Bagian
Sel
·
Bagian
Hidup (Komponen Protoplasma)
Yang termasuk pada komponen ini adalah
sitoplasma, inti sel (nucleus), plastida, mitokondria, ribosom, reticulum
endoplasma, diktiosom (badan golgi), mikrobadan, sferosom, dan lisosom.
·
Sitoplasma
Sitoplasma merupakan substansi hialin
yang jernih dengan bahan dasar hialoplasma. sitoplasma dibedakan menjadi tiga
bagian.
- Plasmolema ;
dinding plasma luar yang bersifat semipermeable.
- Pilioplasma ;
bagian yang tampak keruh karena adanya butir-butirmikrosoma. Pada bagian ini
dapat dilihat adanya aliran sitoplasma [rotasi dan sikrolasi].
- Tonoplas ;
membran dalam yang berbatasan dengan vakuola, bersifat semipermeable
·
Inti
sel ( nukleus )
Inti sel merupakan pusat pengendali
segala macam proses yang terjadi didalam sel, dibungkus oleh pembran ganda yang
tersusun dari senyawa lipoprotein dengan pori yang mempunyai ukuran bervariasi
dari 400 sampai 600 A0 . Dengan adanya pori ini memungkinkan terjadinya
komunikasi antara nukleoplasma dan sitoplasma.
·
Plastida
Plastida berupa benda kecil-kecil dengan
bentuk yang bervariasi yang tersusun atas zat putih telur yang
mempunyai struktur dan fungsi spesifik. Berdasarkan warnanya, plastida
dikelompokkan menjadi Leukoplas yang Biasanya berfungsi sebagai tempat
penyimpanan cadangan makanan dan Kromatofora yang merupakan plastisida yang
mengandung pigmen.
·
Mitokondria
Merupakan
organela membran ganda yang mempunyai ukuran diameter 1-2 am dan jumlahnya
didalam sel bervariasi tergantung pada masing-masing
spesies. Mitokondria mempunyai fungsi yang berhubungan erat dengan
respirasi sel (mengandung enzim-enzim respirasi).
·
Ribosom
Berupa
partikel kecil bergaris tengah 17-20 am, terdapat pada sitoplasma dan kadang
dijumpai menempel pda membran sebelah luar reticulum endoplasma yang tersusun
sangat teratur . ribosom mengandung ARN, nucleoprotein dan enzim-enzim yang
diperlukan dalam sintesis protein.
·
Reticulum
Endoplasma
Berbentuk
seperti tabung kempis, bercabang atau seperti buluh sempit yang kadang berawal
dari membran inti dan berakhir pada membrane plasma. Reticulum endoplasma
berfungsi sebagai tempat sintesis berbagai bagian sel yang penting
antara lain asam lemak dan protein.
·
Diktiosom
(Badan Golgi)
Terdiri
dari tumpukan sisterna pipih yang bulat, setiap sisterna dibatasi oleh membran
yang halus. Dibawah mikroskop electron diktiosom tampak tersusun oleh 3 macam
struktur yaitu struktur seperti kantong pipih, vakuola besar, dan kantong yang
membulat. Diktiosom terutama terlibat dalam sekresi gula, polisakarida dan
kompleks protein polisakarida.
Fungsi badan golgi antara lain:
- Membentuk
kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar
kantung kecil tersebut.
- Membentuk
membrane plasma
- Membentung
dinding sel
- Membentuk
akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan
pembentukan lisosom
- Tempat
untuk memodifikasi protein
- Untuk
menyotir dan memaket molekul-molekul untuk seksresi sel
- Untuk
membentuk lisosom
·
Mikrobadan
Merupakan
badan renik berdiameter antara 0,5-1,5 nm, terdapat dalam sitoplasmasel dari
berbagai jaringan. Mikrobadan dibatasi oleh membrane tunggal dan matriknya
Nampak seperti granul atau fibril, berisi berbagai macam enzim, sesuai dengan
macam sel atau jaringannya.
·
Ferosom
Merupakan
tubuh lipid yang dikelilingi membrane, berbentuk bulat denga diameter 0,5-1 am
berfungsi dalam sintesis lemak dan di dalamnya juga dijumpai adanya
timbunan lemak. Selain itu sferofom juga sebagai intermedia dalam sintesis
lilin, kutin dan berbagai senyawa penghasil kutin dan suberin penyusun dinding
sel.
·
Lisosom
Berbentuk
seperti mitokondria, tetapi hanya mempunyai membran tunggal dan tidak mempunyai
kristae, mempunyai diameter 04-0,8 am, dan lazimnya di jumpai pada sel-sel
hewan. Pada sel tumbuhan kadang terdapat pada sel-sel meristem, tetapi tidak
selalu dijumpai adanya lisosom. Lisosom mengandung enzim-enzim yang berperan
dalam proses hidrodilis.
·
Bagian
Mati (Inklusio)
Terdiri atas dinding sel dan isi
vakulo ;
·
Dinding
Sel
Merupakan bagian
paling luar dari sel tumbuhan dan merupakan bagian yang membedakan antara sel
tumbuhan dan sel hewan. Setelah terjadi pertumbuhan sekunder, dinding sel
tumbuhan dibagi menjadi 3 lapisan, yaitu :
- Lamela
tengah, merupakan perekat sel satu dengan sel yang lain apabila beberapa sel
membentuk jaringan. Lapisan ini tersusun dari zat pekatin.
- Dinding
primer, merupakan dinding yang pertama kali tebentuk dan selam sel dalam fase
perkembangan. Lapisan ini tersusun dari zat sefulosa, hemiselulosa, dan pectin,
kadang juga mengandung lignin.
- Dinding
sekunder, merupakan lapisan yang terbentuk disebelah dalam dari dinding primer
sebelah sel selesai mengadakan pertumbuhan. Lapisan ini tersusun dari zat
selulosa, hemiselulosa dan lignin (tidak dijumpai adanya pectin).
·
Vakuola
Vakuola merupakan ruang dalam sel yang
berisi cairan (cell seap dalam bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan
berbagai zat yang terlarut di dalamnya . vakuola ditemukan pada semua sel
tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan
uniseluler tinkat rendah.
Fungsi
vakuola adalah:
- Memelihara
tekanan osmotic sel
- Penyimpanan
hasil fotosintesis berupa glikogen, fenol, dll
- Mengadakan
sirkulasi zat dalam sel
2.6 Pembelahan
Inti dan Pembelahan Sel
Dikenal
ada 2 macam, yaitu :
1. Mitosis
(pembelahan yang terjadi pada sel-sel somatis)
Mitosis pada tumbuhan mudah dilihat,
yaitu pada titik tumbuh (ujung akar atau ujung batang) dengan menggunakan
mikroskop cahaya. Waktu yang dibutuhkan untuk mitosis (pembelahan inti)
bervariasi antara beberapa menit sampai 3 jam. Mitosis dibagi 4 tahap, yaitu :
a. Profase
(awal, tengah, dan akhir)
Ditandai dengan adanya kondensasi dari
bahan-bahan yang menyerap zat warna sampai terbentuknya kromosom. Selama
kondensasi, daerah sekeliling inti bebas dar organela-organela lain (seperti
mitokondria dan plastida). Kromosom berjalan ketengah ke tempat yang sebelumnya
dilingkupi oleh membran inti.
b. Metaphase
Pada fase ini kromosom telah membelah
menjadi dua buah kromatid. Dijumpai adanya benang-benang yang menghubungkan
kromosom dengan kutub (disebut benang spindle kromosom) dan benang-benang yang
menghubungkan antarkutub (disebut benang spindle continue).
c. Anaphase
Pada daerah sentromer (tempat melekatnya
benang spindle pada kromosom), dua buah kromatid memisahkan diri satu dengan
yang lain bergerak ke arah kutub-kutub yang berlawanan memberikan gambaran
seperti dua deret bntang sehingga sering disebut fase 2 bintang.
d. Anaphase
Kromosom telah sampai dikutub dan
membentuk kumpulan yang kompak kemudian terbentuk membran inti. Kromosom
menjadi samar-samar dan anak inti timbul kembali kemudian terjalin kembali
hubungan antara membran luar inti dengan reticulum endoplasma. Benang-benang
spindle dan tetes-tetes kecil (dihasilkan oleh diktosom) akan terkumpul
didaerah bidang ekuatorial dan membentuk sekat. Terbentuklah dua sel anakan.
2. Meiosis
(pembelahan yang terjadi pada sel-sel kelamin)
Terjadi
pada sel-sel reproduksi. Meiosis atas 2 fase ;
a. Meiosis
I
Ada
6 tahap :
-
Leptoten : kromosom banyak seperti
benang halus, diploid, tunggal
-
Zigoten : kromosom hormolog saling
mendekat dan berpasangan (membentuk sinapsis)
-
Pakhiten : kromosom menebal dan
memendek (tahap berpasangan) dan membelah membujur menghasilkan 4 kromatida
-
Diploten : terjadi pelekatan antara
kromatida pada suatu tempat (titik). Titik pelekatan disebut khiasma. Dengan
perlekatan tersebut kromatida sulit untuk memisahkan diri.
-
Diakinesis : pasangan
kromatida menjadi sangat pendek dan menyusun diri dibagian tepi inti. Pada fase
akhir fase ini selaput inti pecah, anak inti menghilang, terbentuk benang
spindle seperti mitosis.
b.
Meiosis II
Setelah
istirahat sejenak (yaitu pada fase interkinesis), pembelahan selanjutnya
memasuki propase II. Menjelang akhir profase II kromosom memendek dan menebal.
Pada metaphase kromosom mengkonsentrasikan diri pada bidang ekuator. Pada
stadium anaphase sentrometer membelah menjadi 2 dan masing-masing sentrometer
anakan menarik kromatid ke kutub gelondong. Pada stadium berikutnya yaitu
telofase setiap perangkat kromatid (kromosom) membentuk satu inti, dan keempat
inti tersebut masing-masing diselubungi oleh dinding pemisah.
2.7 Pengertian
Genetika
Genetika
adalah ilmu yang mempelajari sifat keturunan. Keturunan adalah proses biologis
dimana orangtua atau induk mewariskan gen kepada anaknya atau
keturunannya. Gregor Mendel adalah orang pertama yang mempelajari pewarisan sifat
secara ilmiah. Sekitar 1857. Materi genetika meliputi kromosom, gen, DNA, RNA.
Proses pewarisan sifat kepada keturunannya melibatkan materi genetic.
2.7.1 Cabang-Cabang
Genetika
Genetika berkembang biak sebagai ilmu murni maupun ilmu
terapan, cabang-cabang ilmu ini terbentuk terutama sebagai akibat pendalaman
terhadap suatu aspek tertentu dari objek kajiannya.
A.
Cabang-cabang murni genetika antara lain :
·
Genetika molecular
·
Genetika sel
·
Genetika populasi
·
Genetika kuantitatif
·
Genetika perkembangan
B.
Cabang-cabang terapan genetika antara lain :
·
Genetika kedokteran
·
Ilmu pemulihan
·
Rekayasa genetika atau rekayasa gen
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.
Dikenal dua macam kromosom yaitu:
·
Kromosom badan (Autosom).
Kromosom tubuh atau autosom adalah
kromosom yang tidak menentukan jenis kelamin, berjumlah 2n-2. pada manusia jumlah
autosom pada setiap sel tubuh sebanyak 44 (22pasang).
·
Kromosom kelamin / kromosom
seks (Gonosom).
Kromosom kelamin (seks) atau gonosom
adalah kromosom yang menentukan jenis kelamin, berjumlah sepasang.
Kromosom kelamin pada wanita XX, sedangkan laki-laki XY.DNA pada setiap makhluk
hidup disimpan dalam suatu wadah yang disebut kromosom. Tiap kromosom menyimpan
DNA yang mempunyai tugas khusus untuk mengatur bentuk fisik tubuh.
Jumlah kromosom pada tiap spesies berbeda. Oleh sebab itu, tidak semua makhluk
hidup bisa melakukan perkawinan antar spesies, karena tiap kromosom dari sperma
harus mendapat pasangan kromosom lain dari sel telur. Walaupun jumlah kromosom
sama, belum tentu perkawinan berhasil. Ibarat kunci dan gembok, pasangan
kromosom dari sperma dan sel telur harus identik. Kunci berbentuk bulat tidak
dapat dimasukkan ke lubang gembok yang berbentuk pipih. Inilah mengapa
perkawinan antar spesies yang memiliki kromosom sama belum tentu berhasil.
Kalaupun berhasil, biasanya akan menghasilkan mutasi yang menyebabkan cacat
pada keturunan atau kematian pada induk.
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
- Metasentrik,
kromosom jenis ini memiliki panjang lengan yang relative sama sehingga
sentromer berada di tengah-tengah kromosom.
- Submetasentrik,
kromosom jenis ini memiliki satu lengan kromosom lebih pendek sehingga letak
sentromer sedikit bergeser dari tengah kromosom.
- Akrosentrik,
pada kromosom ini salah satu lengan kromosom jauh pendek dibandingkan lengan
kromosom lainnya.
- 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. Berikut ini tabel jumlah kromosom beberapa
makhluk hidup.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:
- 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.
- 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.
2.7.2 Kode Genetika
Kode
genetika adalah suatu informasi dengan menggunakan huruf sebagai lambing basa
nitrogen yang dapat menerjemahkan macam-macam asam amino dalam tubuh. Dengan
kata lain, kode genetika 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 penyusunannya dan panjang pendeknya
rantai polipeptida.
Proses sintesis protein baru akan
diawali apabila ada kodon AUG yang mengkode asam amino metionin, karenanya
disebut sebagai kodon permulaan , sedangkan berakhirnya proses sintesis
poliptida apabila terdapat kodon UAA,UAG dan UGA dan UAA. Kode genetika berlaku
universal, artinya kode genetika yang sama berlaku untuk semua jenis makhluk
hdup. Dengan adanya kodon permulaan dan kodon terminasi, berarti tidak semua
urutan basa berfungsi sebagai kodon. Yang berfungsi sebagai kodon hanyalah
urutan basa yang berada di antara kodon permulaan dan kodon terminasi.
2.8 DNA
DNA
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 genetic didalam kromosom. DNA terdapat didalam nucleus,
selain didalam nucleus 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 terpilih. Struktur demikian dikenal dengan istilah
double helix.
Menurut struktur DNA double helix,
setiap nukleotida terdiri atas tiga unit yaitu satu molekul gula pentose
deoksiribosa, satu gugus fostat 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 adenine selalu berpasangan dengan timin (T). sedangkan
sitosin (S) selalu berpasangan dengan guanin(G).
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).
Dua
tipe utama asam nukleat adalah DNA dan 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).
1.
Struktur DNA
Asam deoksiribo nukleat atau disingkat
DNA merupakan persenyawaan kimia yang paling penting pada makhluk hidup,
yang membawa keterangan genetik dari sel khususnya atau dari makhluk
hidup dalam keseluruhannya dari satu generasi ke generasi
berikutnya. (Suryo, 2004:57).
DNA merupakan suatu polimer nukleotida
ganda yang berpilin (double heliks). Setiap nukleotida terdiri
dari 1 gugus phospat, 1 basa nitrogen, dan 1 gula pentosa. Gula
pentosa yang menyusun DNA terdiri dari gula deoksiribosa
yang kekurangan satu molekul oksigen. Basa nitrogen yang menyusun
DNA terdiri dari purin dan pirimidin. Purin terdiri dari adenin dan
guanin, sedangkan pirimidin terdiri dari sitosin dan timin.
Nukleotida
merupakan ikatan antara basa nitrogen dengan gula pentosa. Menurut
Watson dan Crick, susunan DNA adalah:
- Setiap
DNA terdiri dari 2 rantai polinukleotida yang berpilin (double heliks).
- Setiap
nukleotida terletak pada bidang datar yang tegak lurus seakan-akan
membentuk anak tangga, sedangkan phospat membentuk ibu tangganya.
- Antara
2 rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan hidrogen pada masing-masing
pasangan basa nitrogennya.
- Basa
purin selalu berkaitan dengan basa pirimidin, dengan pasangan yang selalu
tetap.
Adenin (A)
dari kelompok purin selalu berpasangan dengan Timin (T) dari kelompok
pirimidin, sedangkan Guanin (G) selalu berpasangan dengan Sitosin (S)
dari kelompok pirimidin.
a. Replikasi DNA
Replikasi
adalah proses duplikasi DNA secara akurat. Genom manusia pada satu sel terdiri
sekitar 3 milyar dan pada saat replikasi harus diduplikasi secara akurat
(persis tidak boleh ada yang salah). Replikasi adalah transmisi vertikal (dari
sel induk ke sel anak supaya informasi genetik yang diturunkan sama dengan sel
induk). Replikasi hanya terjadi pada fase S (pada mamalia), Replikasi terjadi
sebelum sel membelah dan selesai sebelum fase M.
Dalam
perkembangan ilmu pengetahuan ada 3 teori yang menyatakan cara duplikasi
DNA:
1.
Teori konservatif
DNA induk tidak
mengalami perubahan apapun, lalu urutan basabasa nitrogennya disalin
sehingga terbentuk dua rantai DNA yang sama persis.
2.
Teori dispersive
DNA induk
terpotong-potong, kemudian potongan-potongan tersebut merangkai diri
menjadi dua buah DNA baru yang mempunyai urutan basa-basa nitrogen sama
persisseperti urutan basa nitrogen semula.
3.
Teori semikonservatif
Pada
saat akan mengadakan replikasi kedua, rantai polinukleotida akan
memisahkan diri sehingga basa-basa nitrogen tidak berpasangan. Nukleotida
bebas mengandung basa nitrogen yang bersesuaian akan menempatkan diri
berpasangan dengan basa nitrogen dari kedua rantai DNA induk,
sehingga terbentuk dua buah DNA yang samapersis.
4. Fungsi DNA
- Menyampaikan
informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan proses
replikasi.
- Tempat
sintesis semua kode jenis asam amino dalam sel.
- Sebagai
pengatur seluruh metabolisme sintesis protein sel
2.9 RNA
RNA
merupakan polinukleotida, namun ukurannya jauh lebih pendek dari
polinukleotida penyusun DNA. RNA hanya terdiri dari satu rantai. Gula
pentosa yang menyusun RNA adalah gula ribosa. RNA dibentuk oleh DNA di
dalam inti sel. Basa nitrogen yang menyusun RNA adalah Purin terdiri
dari adenin (A) dan guanin (G) sertaPirimidin terdiri dari sitosin (C) dan
urasil (U).
2.9.1 Perbedaan DNA dan RNA
|
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
penyusunannya berupa deoksiribosa
|
Gula
penyusunannya berupa ribose
|
|
Basa
nitrogennya berupa adenine (A), timin (T), guanine (G), dan sitosin (S).
|
Posisi timin
(T) digantikan oleh urasil (U), sehingga dalam RNA adenine (A)
|
Dalam
proses sintesis protein, DNA akan ditranskripsi menjadi RNA yang kemudian akan
ditranslasi menjadi protein tertentu.
Dalam
tubuh makhluk hidup terdapat beberapa jenis RNA, yaitu :
1.
RNA-m
RNA-m atau singkatan dari RNA messenger
adalah RNA yang terbentuk dari hasil transkripsi DNA dalam nukleus. RNA-m akan
dikeluarkan dari nucleus menuju sitoplasma, menempel pada ribosom untuk
selanjutnya terjadi proses translasi. RNA-m disebut juga RNA duta ( RNA-d).
2.
RNA-t
RNA-t
atau singkatan dari RNA transfer adalah RNA yang terdapat pada sitoplasmma.
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.
3.
RNA-r
RNA-r atau singkatan dari RNA
ribosom merupakan RNA yang menyusun organel ribosom. RNA-r dibentuk dalam
nucleus dikeluarkan menuju sitoplasma, bergabung dengan protein tertentu untuk
membentuk ribosom dan beperan dalam aktivitas sintesis protein.
2.10 Gen
Gen merupakan satu seri
triplet basa nitrogen yang terdapat pada pita DNA. Seri triplet ini akan
mengode satu rental polipetida 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
berikutnya sehingga mempunyai sejumlah ciri individu yang sama dengan induknya.
Gen memiliki beberapa fungsi, antara lain :
- Sebagai
zarah tersendiri pada kromosom. Zarah tersendiri pada kromosom, zarah adalah
zat terkecil dan tidak dapat dibagi-bagi.
- Menyimpan
informasi genetika dari induk kepada keturunannya.
- Mengatur
proses metabolism dan perkembangan.
Gen
terletak didalam kromosom pada lokasi khusus yang disebut dengan lokus. Gen
mempunyai bentuk alternative 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.
2.10.1 Sifat-Sifat
Gen
A. Gen mempunyai
sifat-sifat sebagai berikut.
1. Mengandung
informasi genetic.
2. Tiap
gen mempunyai tugas dan fungsi berbeda
3. Pada
waktu pembelahan mitosis dan meiosis dapat mengadakan duplikasi
4. Ditentukan
oleh susunan kombinasi basa nitrogen
5. Sebagai
zarah yang terdapat dalam kromosom
2.10.2 Fungsi Gen
B.
Fungsi Gen antara lain.
1. Menyampaikan
informasi kepada generasi berikutnya.
2. Sebagai
penentu sifat yang diturunkan
3. Mengatur
perkembangan dan metabolism
2.10.3 Simbol-Simbol Gen
1. Gen
dominan, yaitu gen yang menutupi ekspresi gen lain, sehingga sifat yang
dibawahnya terekspresikan pada turunannya dan biasanya dinyatakan dalam huruf
besar.
2. Gen
resesif, yaitu gen yang terkalahkan oleh gen lain, sehingga sifat yang
dibawahnya tidak terekspresikan pada keturunannya.
3. Gen
heterozigotm yaitu dua gen yang merupakan perpaduan dari sel sprema dan sel
telur
4. Gen
homozigot dominan, yaitu dua gen dominan yang merupakan perpaduan dari sel
kelamin jantan dan sel kelamin betina, misalnya genotip AA.
5. Gen
homozigot resesif, yaitu dua gen resesif yang merupakan hasil perpaduan dua sel
kelamin, misalnya aa.
6. Kromosom
homolog, yaitu kromosom yang berasal dari induk betina berbentuk serupa dengan
kromosom yang berasal dari induk jantan.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan
uraian tersebut dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa genetika adalah ilmu yang
mempelajari sifat keturunan dari orang tua atau induknya kepada keturunannya.
Genetika dapat disebut juga sebagai ilmu gen dan segala aspeknya.
Genetika
berusaha menelaskan material pembawa informasi untuk diwariskan, bagaimana
informasi itu diekspresikan dan bagaimana infromasi itu dipindahkan dari satu
individu ke individu lainnya.
3.2 Saran
Penyusun
menyadari dalam penulisan makalah ini masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan
baik dari segi amteri maupun bahasanya. Oleh karena itu, kritik dan saran yang
membangun sangat penyusun harapkan demi kesempurnaan makalah ini di masa yang
akan datang.
DAFTAR
PUSTAKA
Fathurrahman.2013.Genetika.http://fathurrahmankidbuu.blogspot.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar