A.
KROMOSOM
1.
Kromosom terdapat di dalam nukleus. Kromosom berfungsi membawa sifat
keturunan (membawa informasi genetika), karena di dalam kromosom mengandung
gen. Kromosom tersusun atas benang kromatin, benang kromatin tersusun atas
serabut-serabut protein, DNA dan RNA. Kromosom
tersusun dari sentomer dan lengan.
2.
Berdasarkan kedudukan sentromer terhadap lengan, dikenal macam-macam
kromosom sebagai berikut.
a.
Metasentris (meta =tengah), yaitu kromosom yang mempunyai lengan yang sama panjang
sehingga sentromer terletak di tengah.
b.
Submetasentrik (submeta = agak tengah), yaitu kromosom yang mempunyai 2 lengan yang
hampir sama panjangnya dan sentromer terletak diantara dua lengan yang tidak
sama panjang.
c.
Akrosentrik (akro = tidak sama), yaitu kromosom yang mempunyai 2 lengan, di mana
salah satu lengan sangat pendek dan yang lainnya panjang, sentromer berada
diantara dua lengan yang tidak sama panjang.
d.
Telosentrik (tele = ujung), yaitu kromosom yang satu lengan dan sentromer terletak
pada salah satu ujung dari lengan.
B.
Pada setiap sel individu
yang eukariotik, terdapat dua tipe kromosom yaitu kromosom tubuh (autosom) dan
kromosom seks (gonosom). Kromosom tubuh yang berpasangan bersifat homolog. Kromosom
homolog adalah kromosom yang mempunyai bentuk, ukuran dan fungsi yang sama.
Pada manusia mempunyai 46 kromosom. Kromosom tubuh terdiri atas 22 pasang
autosom (22AA). Kromosom seks manusia terdiri atas 1 pasang gonosom, yang
menentukan jenis kelamin perempuan bersifat homolog (dinotasikan dengan XX) dan yang menentukan
jenis kelamin laki-laki bersifat nonhomolog (dinotasikan dengan XY).
C.
GEN DAN ALEL
1.
Gen merupakan unit informasi genetik yang terdapat pada lokus dan
memenuhi kromosom sebagai zarah yang kompak.
2. Sifat gen:
a.
mengandung satuan informasi genetik;
b.
sebagai zarah tersendiri, terdapat dalam kromosom;
c.
dapat menduplikasi diri pada pembelahan sel;
d.
mengatur sifat-sifat yang diturunkan.
3. Fungsi gen:
a.
menyampaikan informasi genetik pada generasi berikutnya;
b.
mengendalikan perkembangan dan metabolisme sel atau individu.
4.
Thomas Hunt
Morgan (1911) berhasil menemukan
bahwa gen terdapat pada setiap segmen atau lokus kromosom. Gen A, B, C, D, E terletak pada satu kromosom, sementara gen a, b, c, d,
e terletak pada satu kromosom yang lain. Kedua kromosom ini merupakan kromosom
homolog. Gen A berpasangan dengan gen a dan menempati lokus yang bersesuaian
pada kromosom homolog, bekerja untuk menunjukkan sifat-sifat alternatif
sesamanya sehingga A dan a disebut alela. Alela adalah pasangan
alternatif gen untuk menentukan sifat keturunan. Dalam satu lokus tidak selalu
hanya terkandung satu macam pasangan alternatif gen. Apabila dalam lokus yang
bersesuaian pada kromosom homolog terdapat lebih dari satu pasang gen, maka
keadaan demikian disebut alela ganda. Contoh sifat yang dikendalikan
oleh alela ganda adalah golongan darah dan warna kulit.
D.
DNA
1.
DNA adalah materi genetik yang
membawa informasi yang dapat diturunkan. Di dalam sel manusia DNA dapat
ditemukan di dalam inti sel dan di dalam mitokondria.
2.
DNA terdiri atas tiga komponen dasar:
a.
gugus fosfat (─PO4);
b.
deoksiribosa atau gugus gula yang kehilangan satu atom oksigen;
c.
basa nitrogen yang terdiri: purin (adenin
dan guanin) dan pirimidin (sitosin dan timin).
3.
Replikasi DNA adalah kemampuan DNA untuk membentuk tau mensintesis
DNA sendiri. DNA hasil replikasi akan diwariskan pada sel anakan pada proses
pembelahan sel sehingga dua sel anakan yang dihasilkan memiliki informasi
genetik yang sama.
Ada tiga hipotesisis yang menjelaskan
replikasi DNA, yaitu konservatif, semikonservatif, dan dispersif.
4.
DNA dapat bersifat autokatalis,
yaitu dapat menggandakan dirinya, juga dapat bersifat heterokatalis, yaitu DNA mampu mensintesis molekul lainnya seperti
RNA. Berdasarkan dua sifat tersebut, maka DNA berfungsi sebagai:
a.
membawa informasi genetik kepada generasi berikutnya;
b.
mengontrol aktivitas hidup secara langsung dan tidak langsung;
c.
menyintesis RNA;
d.
sebagai arsitek (perancang) dalam sintesis protein.
E.
RNA
1.
RNA (asam ribonukleat) terdapat di dalam inti, sitoplasma, dan matriks
plastida. Merupakan rantai tunggal yang tersusun dari gula ribosa,
fosfat, dan basa nitrogen yang terdiri atas purin (adenin dan guanin) serta
pirimidin (sitosin dan urasil). RNA merupakan
rantai nukleotida, molekulnya lebih kecil daripada DNA dan berperan dalam
sÃntesis protein.
2.
Berdasarkan
tempat dan fungsinya, RNA dibedakan menjadi :
a.
RNA duta
(RNAd) atau messenger RNA (RNAm),
dibentuk DNA jika diperlukan. RNAd ini merupakan RNA terpanjang dan terbesar
dan berperan sebagai pola cetakan untuk
membentuk polipeptida dengan jalan mengatur urutan asam amino untuk membentuk
protein. Pada rantai RNAd terdapat kode-kode genetik berupa urutan basa
nitrogen yang disebut kodon. RNAd berfungsi menyampaikan informasi
genetik dalam bentuk kode genetik ke ribosom.
b.
RNA
transfer (RNAt), dibentuk di inti dan terdapat di sitoplasma. RNAt mempunyai
rantai terpendek diantara jenis RNA lainnya. RNAt berfungsi mengikat dan
mengangkut asam amino ke ribosom dan menerjemahkan (translasi)
c.
RNA ribosom
(RNAr), dihasilkan oleh nukleolus dan merupakan RNA yang berada pada ribosom. RNAr
dibentuk oleh gen-gen khusus yang terdapat pada nukleolus, berfungsi menyusun
asam amino menjadi protein.
F.
SINTESIS PROTEIN
1.
Sintesis protein adalah peristiwa penyusunan protein dengan bahan dasar
asam amino yang bertujuan untuk mendapatkan protein struktural dan protein
fungsional. Protein struktural digunakan oleh sel untuk menyusun membran sel
dan sebagai bahan pembangun atau menggantikan sel-sel yang rusak. Protein fungsional yang dihasilkan dari
sintesis protein berupa enzim dan hormon yang berfungsi untuk metabolisme dan
pertumbuhan serta perkembangan sel.
2.
Enzim yang dibutuhkan dalam sintesis protein berupa:
a.
RNA polymerase berfungsi saat transkripsi untuk memutuskan ikatan
hidrogen yang menghubungkan antara rantai double
heliks DNA.
b.
Aminoasil
sintetase berfungsi pada saat pengikatan
asam amino di sitoplasma oleh RNAt. Pengikatan asam amino oleh RNAt juga
membutuhkan energi (ATP) untuk mengaktifkan asam amino sehingga dapat diikat
oleh RNAt.
3.
Secara garis besar, proses sintesis protein terjadi melalui dua tahap
yaitu:
a.
Transkripsi, merupakan proses pencetakan RNAm oleh DNA. Pada
tahap ini, RNAm berfungsi sebagai pembawa informasi yang merupakan kode-kode
genetik atau kodon. DNA berfungsi sebagai perancang pola penyusunan protein.
Pada proses transkripsi tidak ada perubahan dalam kode.
b.
Translasi, merupakan proses penerjemahan kode-kode oleh RNAt,
berupa urutan asam-asam amino yang dikehendaki. Jadi, pada proses translasi
terjadi perubahan dalam kode, yaitu urutan nukleotida ke urutan asam amino.
4.
Langkah-langkah sintesis protein dapat dijelaskan sebagai berikut.
a.
Sebagian DNA membuka pilinannya karena terputusnya ikatan hidrogen akibat
aktifitas enzim RNA polimerase, rantai sense DNA (kodogen) mencetak kode-kode
genetik untuk RNAm (kodon) dan akan terbentuklah rantai RNAm dengan urutan basa
nitrogen yang bersesuaian dengan urutan
basa nitrogen pada rantai sense DNA, di mana apabila kodogenya AGS TAS, maka
kodonnya USG AUG. Serangkaian peristiwa
pencetakan RNAm oleh DNA sense ini
disebut transkripsi.
b.
RNAm keluar dari nukleus menuju ribosom, rantai DNA menutup lagi. Ribosom
memberikan permukaan yang sesuai untuk melekatnya RNAm.
c.
RNAt yang berada pada sitoplasma mengikat asam amino yang sesuai. RNAt
yang sudah mengikat asam amino kemudian menuju ribosom dan melekatkan antikodonnya
pada RNAm yang sesuai pula satu per satu. Pada saat antikodon menempel pada
kodon yang sesuai, antikodon mengalami penerjemahan (translasi) asam-asam
amino, yang selanjutnya akan disusun membentuk protein tertentu.
d.
Ribosom menerima asam amino dari RNAt hasil penerjemahan dan digabungkan dengan ikatan peptida untuk menjadi suatu
protein tertentu. Penyusunan asam amino dengan ikatan péptida (polipeptida = banyak)
dilaksanakan oleh RNAr.
5.
Kode genetik
merupakan kode dengan menggunakan huruf sebagai lambang basa nitrogen (A, T, G,
S) untuk menamai bermacam-macam asam amino di dalam tubuh. Kode genetik
tersusun atas tiga macam basa nitrogen, sehingga disebut kode triplet. Beberapa
hal yang berkaitan dengan penulisan kode genetik, antara lain:
·
Kodogen:
rangkaian kode genetik pada rantai DNA
·
Kodon:
rangkaian kode genetik pada rantai RNA duta
·
Antikodon:
rangkaian kode genetik pada rantai RNA transfer