Materi Genetik

MATERI GENETIK

A. KROMOSOM

-      Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang tersusun dari DNA dan molekul lain di mana informasi genetik tersimpan sel.

-      Pada sel prokariotik hanya memiliki satu kromosom dan tidak terletak di dalam inti sel. Pada sel eukaroitik kromosom memiliki susunan kimia yang terdiri dari protein, DNA, dan RNA. Protein terdiri dari histon dan nonhiston.

1.  Susunan Kromosom

a. Kromosom pada organisme prokariotik/virus  ada yang berupa :

•  Kromosom berupa RNA saja, pada virus mozaik (tembakau)

•  Kromosom berupa DNA saja misalnya pada virus T

•  Kromosom berupa DNA dan RNA seperti pada bakteri Escherichia coli

(Kromosom pada sel prokariotik hanya memiliki satu kromosom dan tidak terletak di dalam inti sel)

b. Kromosom pada organisme eukariotik tersusun dari bagian-bagian berikut.

•  DNA (35% dari keseluruhan kromosom)

•  RNA (5% dari keseluruhan kromosom)

•  Protein,  terdiri atas histon yang bersifat basa dan nonhiston yang bersifat asam.

(Kromosom sel eukariotik, jumlahnya bervariasi menurut jenis organisme dan terdapat di dalam nukleus).

2.  Struktur Kromosom

a.    Sentromer adalah pusat kromosom bentuk bulat/daerah lekukan (kontriksi) disekitar daerah pertengahan kromosom, dimana juga dijumpai kinetokor atau kepala kromosom berbentuk bulat yang merupakan pusat kromosom dan membagi kromosom menjadi dua lengan. Kinetokor adalah daerah tempat perlekatan benang-benang spindel dan tempat melekatnya lengan kromosom  pada anafase

b.    Lengan (Telomer), merupakan bagian badan utama kromosom yang mengandung kromonema dan gen, berjumlah sepasang.

Lengan dibungkus oleh selaput tipis dan di dalamnya terdapat matriks yang berisi cairan bening yang mengisi seluruh bagian lengan. Cairan ini mengandung benang-benang halus berpilin yang disebut  kromonema

Bagian kromonema yang mengalami pembelahan disebut  kromomer yang berfungsi untuk membawa sifat keturunan sehingga disebut sebagai lokus gen.

c.     Satelit adalah bagian kromosom yang berbentuk bulatan dan terletak di ujung lengan kromatid.

3.  Pembagian Kromosom

Berdasarkan letak sentromernya, kromosom dibagi menjadi empat, yaitu:

a.  Metasentrik

Mempunyai dua lengan yang sama panjang, dan letak sentromer berada di tengah (seperti huruf  V).

 b. Submetasentrik

Letak sentromer mendekati bagian tengah kromosom  atau satu pendek dan satunya panjang (seperti huruf L).

c.  Akrosentrik

Letak sentromernya dekat ujung  atau atau satu sangat pendek dan satunya panjang (seperti huruf J (lengan yang satu sangat pendek)).

d. Telosentrik

Letak sentromernya berada di ujung, mempunyai lengan satu bentuk seperti batang.

             

Berdasarkan tipenya, kromosom dibagi menjadi dua:

a.  Autosom (Kromosom Tubuh) disimbolkan dengan A

Autosom ini mempunyai bentuk pasangan antara jantan dan betina, sifatnya diploid (2n)

b. Gonosom (Kromosom Seks)

Menentukan jenis kelamin. Gonosom ini mempunyai bentuk pasangan tidak sama antara jantan dan betina, berjumlah satu pasang dan bersifat haploid (n).

Gambar Kariotipe pada Manusia (Laki-laki)

B. GEN

·      Gen merupakan unit hereditas suatu organisme hidup, berupa  daerah  urutan basa  nukleotida  baik  yang  mengkode  suatu  informasi genetik  (ekson)  dan  juga  daerah  yang  tidak mengkode  informasi  genetik (intron)

·      Ekspresi gen dipengaruhi   oleh   lingkungan   internal atau eksternal seperti perkembangan fisik  atau perilaku  dari organisme 

·      Gen adalah bagian dari kromosom yang terletak berderet-deret secara teratur pada kromosom atau Gen merupakan fragmen DNA di dalam kromosom.  Gen terletak di dalam kromosom, yaitu di suatu tempat yang disebut dengan lokus.

·      Lokus-lokus digambarkan sebagai garis-garis pendek yang horizontal di sepanjang kromosom, kromosom digambarkan sebagai garis panjang vertikal. masing-masing lokus ditempati oleh jajaran huruf atau abjad. Huruf-huruf tersebut merupakan simbol dari gen. Gen-gen terlihat berjajar dari atas ke bawah sepanjang garis vertikal, yang merupakan simbol dari kromosom

·      Huruf besar menunjukkan sifat yang dominan dari gen, sedangkan huruf kecil menunjukkan sifat yang resesif dari gen

C. ALEL dan ALEL GANDA

·      Organisme yang mempunyai dua gen yang sama pada  satu  lokus  (AA  atau  aa)  disebut  homozigot sedangkan yang mempunyai pasangan gen alternatif disebut heterozigot. Gen alternatif (A atau a) disebut alel

·      Alel adalah gen-gen yang menempati atau terletak pada lokus yang sama pada kromosom homolognya, yang mempunyai tugas berlawanan untuk suatu sifat tertentu

Contoh: gen Kk  =  alel K (rambut keriting) alelnya k (rambut lurus).

·      Alel ganda (multiple alelo murphi) adalah beberapa alel lebih dari satu gen yang menempati lokus sama pada kromosom homolognya

Contoh:  Gen golongan darah A  = I^A I^A atau I^A I^O

Gen warna bulu kelinci W (hitam), W^ch (kelabu), W^h (coklat), w (albino)

D. DNA  

1.    Komposisi DNA (deoxyribo-nucleic  acid,  asam  deoksiribo-nukleat)

DNA merupakan struktur doble heliks (tangga terpilin) yang  tersusun atas rangkaian nukleotida, yang terdiri dari:

1. Gugus phosfat

2. Gula pentose (gula deoksiribosa)

3. Basa nitrogen  =  purin       : Adenin dan Guanin ( A dan G ).

    pirimidin : Sitosin dan Timin ( S/C dan T ).

2.    Fungsi DNA

DNA mempunyai fungsi sebagai berikut:

a.  Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan proses replikasi.

b.  Sebagai  cetakan  (template)  untuk  kode  asam  amino  pada  DNA/kodon.  

c.  Sebagai pengatur seluruh metabolisme sel.

3.    Replikasi DNA

Replikasi DNA adalah suatu tahapan penggandaan DNA yang terjadi pada saat sebelum  pembelahan  sel  (interfase tahap  sintesis  DNA).  

a.  Konservatif

Bentuk double heliks DNA lama tetap, kemudian menghasilkan pita double heliks yang baru.

b.  Semikonservatif

Double heliks DNA induk memisahkan diri, dan setiap pita tunggal mencetak pasangannya.

c. Dispersif

Double heliks  induk terputus-putus, kemudian segmen tersebut akan membentuk segmen yang baru yang bergabung dengan segmen lama untuk membentuk DNA baru

                                                                                                       

-      DNA bersifat autokatalitik (membentuk DNA baru) dan heterokatalitik (membentuk RNA mensintesis protein)

-      Replikasi diawali dengan terbukanya pilinan dan pemisahan rantai oleh enzim helikase  sehingga terbentuk dua pita tunggal. Kedua pita tersebut berfungsi sebagai cetakan DNA baru dengan bantuan enzim DNA polimerase. Dan Enzim ligase untuk menyambung ulir tunggal DNA yang baru terbentuk.

E. RNA

1.    Komposisi RNA

-      RNA merupakan polinukleotida, namun ukurannya jauh lebih pendek dari polinukleotida penyusun DNA atau hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA. RNA terdiri dari pita tunggal dan tidak berpilin.

-      Susunan RNA terdiri atas:

a. gugus fosfat,

b. gula pentosa (gula ribosa),

c. basa nitrogen. Basa nitrogen dibedakan menjadi dua jenis.

1) Basa purin yang tersusun dari Adenin (A) dan Guanin (G).

2) Basa pirimidin yang tersusun dari Sitosin (C/S) dan Urasil (U).

2.    Pembagian RNA

Berdasarkan sifatnya, RNA dapat dibedakan menjadi

a. RNA genetik, pada virus dan berfungsi layaknya DNA bagi virus, bertanggung jawab dalam membawa unsur genetik (genom virus)

b. RNA nongenetik. RNA nongenetik tidak berfungsi layaknya DNA. Mahkluk hidup umumnya memiliki DNA maupun RNA.

Berdasarkan letak dan fungsinya dalam sintesis protein, RNA dibedakan atas:

a.  messenger RNA (mRNA) atau RNA duta (RNAd) atau kodon: RNA yang membawa kode genetik dari inti ke ribosom. RNAd dibentuk oleh DNA di dalam inti sel

b.  transfer RNA (tRNA) atau anti kodon: RNA yang menterjemahkan dan membawa asam amino  ke ribosom  sesuai kode genetik yang dibawa RNA_d . _tRNA dibentuk oleh DNA di sitoplasma. 

c.  ribosom RNA (rRNA): sebagai tempat pembentukan protein dan mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah sepanjang RNA duta. RNAr dibentuk oleh DNA di ribosom

Ribosom terdiri dari 2 sub unit, yaitu: 1) Sub unit kecil yang berperan dalam mengikat RNA duta. 2) Sub unit besar yang berperan untuk mengikat RNA transfer yang sesuai.

F. SINTESIS PROTEIN

-      Protein sangat penting untuk pembentuk sel, bagian dari molekul-molekul dari enzim.

-      Gen tersusun atas DNA, DNA tersusun atas nukleotida, nukleotida terdiri dari pospat, gula dan basa nitrogen

-      Dalam sintesis protein diperlukan 20 macam  asam amino; DNA; mRNA dan tRNA sebagai pelaksana; ATP sebagai sumber energi; enzim RNA polimerase.

Tahapan sintesis protein:

1. Sel Eukariotik

a. Transkripsi

Transkripsi adalah pencetakan mRNA oleh DNA template dengan menggunakan RNA polimerase. Proses ini terjadi di dalam nukleus. Misalnya, basa nitrogen DNA template adalah TAC TTT AGT AAT, maka mRNA adalah AUG AAA UCA UUA.

Sintesis protein dimulai dengan pembukaan rantai DNA oleh Enzim helikase.

Translasi terdiri dari:

            1)  Inisiasi

Menempelnya enzim RNA polimerase pada bagian pita DNA yang disebut promotor, yaitu titik awal dimulainya transkripsi dan sebagai penentu pita DNA yang akan digunakan sebagai cetakan.

           2)  Elongasi (pemanjangan)

Enzim RNA polimerase akan bergerak sepanjang pita DNA untuk terus membentuk mRNA hingga terbentuk pita mRNA. Pita mRNA ini akan terus memanjang. Oleh itu, tahap ini disebut tahap elongasi.

3)  Terminasi

Pada saat enzim RNA polimerase sampai pada tempat pemberhentian (terminal site) DNA, transkripsi akan terhenti, mRNA dibebaskan dan RNA polimerase terlepas dari DNA. DNA akan kembali seperti bentuknya semula. Hasil dari transkripsi, yakni mRNA selanjutnya akan  keluar dari menuju sitoplasma.

b. Translasi

Translasi adalah tahap penerjemahan kode mRNA oleh tRNA sambil membawa asam amino sesuai pemintaan mRNA.  Tahap ini terjadi di dalam sitoplasma dengan bantuan ribosom

Misalnya kode genetik  mRNA (kodon) adalah    AUG AAA UCA UUA maka tRNA (antikodon) adalah UAC UUU AGU AAU

Translasi terdiri dari:

           1)  Inisiasi

mRNA dan tRNA awal (inisiator) berikatan dengan ribosom subunit kecil. tRNA inisiator antikodon UAC yang membawa asam amino pertama yaitu metionin yang merupakan kode start yaitu AUG. Setelah itu, ribosom subunit besar berikatan dengan ribosom subunit kecil.

2)  Elongasi

Elongasi terjadi setelah tRNA kedua berikatan dengan kodon selanjutnya setelah kodon start. Misalnya, kodon lain setelah kodon start UAC, maka akan berikatan dengan antikodon tRNA AUG yang membawa asam amino tyrosin. Kedua asam amino, metionin dan valin, akan berikatan dengan bantuan enzim peptidil transferase, hingga terbentuk polipeptida

3) Terminasi

Translasi terhenti ketika ribosom mencapai kodon stop pada mRNA.  Kodon stp yaitu UAA, UAG dan UGA

-      Pada proses sintesis protein, satu macam gen umumnya hanya mengatur satu sintesis polipeptida. Polipeptida yang terbentuk terlebih dahulu dimodifikasi untuk menjadi protein yang fungsional. Misalnya beberapa polipeptida harus disatukan untuk membentuk satu protein memiliki fungsi tertentu.

-      beberapa asam amino yang dapat dikodekan oleh lebih dari satu triplet atau disebut juga kodon sinonim. Tiga triplet lainnya tidak mengodekan asam amino, tetapi berfungsi sebagai kodon stop, triplet yang memerintah penghentian proses translasi. Selain kodon stop, terdapat juga kodon yang memerintahkan dimulainya proses translasi, yaitu kodon AUG berfungsi juga sebagai pengode asam amino metionin.

2. Sel prokariotik

Proses transkripsi umumnya terjadi bersamaan dengan proses translasi, RNAd yang belum selesai terbentuk dalam proses transkripsi segera melakukan proses translasi , dikarenakan di sitoplasma adanya perangkat terjadinya  translasi yaitu asam amino, enzim, ATP dan RNAt.

Perbedaan Antara DNA dan RNA

Pembeda	DNA	RNA
Letak	Di dalam nukleus, plastida, mitokondria	Di dalam nukleus, sitoplasma, matriks, plastida, ribosom
Bentuk pita	Double helix	Tunggal, tak berpilin
Ukuran	Sangat panjang	Pendek
Kadar	Tetap	Tidak tetap
Fungsi	Pengendali faktor keturunan dan sintesis RNA	Berperan dalam aktivitas sintesis protein
Basa nitrogen	Purin (adenin dan guanin) Pirimidin (timin dan sitosin)	Purin (adenin dan guanin) Pirimidin (urasil dan sitosin)
Komponen gula	Deoksiribosa	Ribosa

ProProfs Quiz- Ulangan materi Genetik » Create A Quiz with ProProfs