GENETIKA
GENETIKA adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat keturunan (hereditas) serta segala seluk beluknya secara ilmiah. Orang yang dianggap sebagai "Bapak Genetika" adalah JOHAN GREGOR MENDEL.Orang yang pertama mempelajari sifat-sifat menurun yang diwariskan dari sel sperma adalah HAECKEL (1868).
Mendel mempelajari hereditas pada tanaman kacang ercis (Pisum sativum) dengan alasan:1. Memiliki pasangan-pasangan sifat yang menyolok.2. Biasanya melakukan penyerbukan sendiri (Self polination).3. Dapat dengan mudah diadakan penyerbukan silang.4. Segera menghasilkan keturunan.Beberapa istilah:
GALUR MURNI adalah varietas yang terdiri dari genotip yang homozigot. Simbol "F" (= Filium) menyatakan turunan, sedang simbol "P" (=Parentum) menyatakan induk.HIBRIDA (BASTAR) adalah keturunan dari penyerbukan silang dengan sifat-sifat beda ——> jika satu sifat beda disebut MONOHIBRIDA, jika 2 sifat beda disebut DIHIBRIDA dst.DOMINAN adalah sifat-sifat yang tampak (manifes) pada keturunan. RESESIF adalah sifat-sifat yang tidak muncul pada keturunan.
Hipotesis Mendel
Tiap sifat organisma hidup dikendalikan oleh sepasang "faktor keturunan". Pada waktu itu Mendel belum menggunakan istilah "gen".• Tiap pasangan faktor keturunan menunjukkan bentuk alternatif sesamanya, kedua bentuk alternatif disebut pasangan ALELA.• Satu dari pasangam alela itu dominan dan menutup alela yang resesif bila keduanya ada bersama-sama.• Pada pembentukan "gamet" alela akan memisah, setiap gamet menerima satu faktor alela tersebut dikenal sebagai HUKUM PEMISAHAN MENDEL atau PRINSIP SEGREGASI SECARA BEBAS.INDIVIDU MURNI mempunyai dua alela yang sama (homozigot), alel dominan diberi simbol huruf besar sedang alel resesif huruf keciLGENOTIP adalah komposisi faktor keturunan (tidak tampak secara fisik).FENOTIP adalah sifat yang tampak pada keturunan.Pada hibrida atau polihibrida berlaku PRINSIP BERPASANGAN SECARA BEBAS.
RATIO FENOTIP (F2) HIBRIDA NORMAL MENURUT MENDEL
Monohibrida3: 1 (Hukum Dominasi penuh) n= 1, jumlah gamet = 2Dihibrida 9: 3: 3: 1n= 2, jumlah gamet = 4Trihibrida 27: 9: 9: 9: 3: 3 : 3: 1 n= 3, jumlah gamet = 8Polihibrida (3:1)n n= n, jumlah gamet = 2n
(n) = jenis sifat berbeda (hibridanya). Intermediat 1 : 2 : 1 ——> sifat "SAMA DOMINAN"; percobaan pada bunga Antirrhinum majus.
BACK CROSS ——> perkawinan antara F2 dengan salah satu indukaya.TEST CROSS ———> perkawinan antara F2 dengan induk atau individu yang homozigot resesif PENYIMPANGAN SEMU HUKUM MENDELSebenarnya masih mengikuti hukum Mendel ———> alel berinteraksi.Dikenal beberapa bentulc ———> Ratio fenotip F2)
1. INTERAKSI PASANGAN ALELA pada varitas ayam ——> 9 : 3 : 3 : 12. POLIMERI (Nielson-Echle) pada varitas gandum ——> 15 : 1Polimeri pada manusia misalnya peristiwa pigmentasi kulit.3. KRIPTOMERI pada tanaman "pukul empat" (Mirabilis jalapa)percobaan pada Linaria maroccana ———> 9 : 3 : 44. EPISTASIS & HIPOSTASIS pada varitas gandum———> 12 : 3 : 1 5. KOEPISTASIS pada Lathyrusodoratus ———> 9 : 7 (Lathyrus odoratus = varitas ercis yang berbiji manis)
POLIMERI adalah pembastaran heterozigot dengan banyak sifat beda yang berdiri sendiri-sendiri tetapi mempengaruhi bagian yang same dari suatu organisme.KRIPTOMERI adalah pembastaran heterozigot dengan adanya sifat yang "tersembunyi" (Kriptos) yang dipengaruhi oleh suatu keadaan, pada bunga Linaria maroccana adalah pH air sel !!EPISTASIS adalah faktor pembawa sifat yang menutup pemunculan sifat yang lain sekalipun sifat tersebut dominanHIPOSTASISadalah faktor yang tertutupi oleh faktor lain.ATAVlSME adalah sifat yang hipostasis pada suatu keturunan yang pada suatu seat muncul kembali (reappearence).
Kromosom Gen
KROMOSOM adalah struktur benang dalam inti sel yang bertanggung jawab dalam hal sifat keturunan (hereditas). Kromosom adalah KHAS bagi makhluk hidup.GEN adalah "substansi hereditas" yang terletak di dalam kromosom.Gen bersifat antara lain :- Sebagai materi tersendiri yang terdapat dalam kromosom.- Mengandung informasi genetika.- Dapat menduplikasikan diri pada peristiwa pembelahan sel.
Sepasang kromosom adalah "HOMOLOG" sesamanya, artinya mengandung lokus gen-gen yang bersesuaian yang disebut ALELA.LOKUS adalah lokasi yang diperuntukkan bagi gen dalam kromosom.ALEL GANDA (MULTIPLE ALLELES) adalah adanya lebih dari satu alel pada lokus yang sama.
Dikenal dua macam kromosom yaitu:1. Kromosom badan (Autosom).2. Kromosom kelamin / kromosom seks (Gonosom).THOMAS HUNT MORGAN adalah ahli genetika dari Amerika Serikat yang menemukan bahwa faktor-faktor keturunan (gen) tersimpan dalam lokus yang khas dalam kromosom.Percobaan untuk hal ini dilakukan pada lalat buah (Drosophila melanogaster) dengan alasan sebagai berikut:- Cepat berkembang biak,- Mudah diperoleh dan dipelihara,- Cepat menjadi dewasa (umur 10 - 14 hari sudah de~wasa),- Lalat betina bertelur banyak,- Hanya memiliki 4 pasang kromosom, sehingga mudah diteliti.
POLA-POLA HEREDITASOrang yang mula-mula mendalami hal pola-pola hereditas adalah W.S. SUTTON dari Amerika Serikat.Menurut Sutton bila ada gen-gen yang mengendalikan dua sifat beda bertempat pada kromosom yang sama, gen-gen itu tak dapat memisalkan diri secara bebas lebih-lebih bila gen-gen itu berdekatan lokusnya, maka akan berkecenderungan untuk selalu memisah bersama-sama. Peristiwa ini disebut LINKAGE (PAUTAN).Ada kalanya kromosom yang memisah tidak membawa seluruh gen yang dimiliki tetapi hanya sebagian saja yang terbawa sedangkan sisanya dipenuhi oleh kromosom pasangannya. Peristiwa ini disebut CROSSING-OVER(PINDAH SILANG).Kejadian ini diteliti oleh Morgan.
Determinasi Seks Dan Pautan Seks (Seks Lingage)
Determinasi seks adalah penentuan jenis kelamin suatu organisme yang ditentukan oleh kromosom seks (GONOSOM). Untuk lalat buah dikenal 1 pasang kromosom seks yaitu kromosom X dan kromosom Y.
Individu jantan terjadi jika terdapat komposisi kromosom seks XY sedang betina jika komposisinya XX. Hal ini sebaliknya terjadi pada BURUNG yaitu jantan adalah XX sedangkan betinanya XY.
PAUTAN SEKS adalah suatu sifat yang diturunkan yang tergabung dalam gonosom.Sebagai contoh :adalah lalat buah betina mata merah (dominan) dikawinkan dengan lalat buah jantan mata putih (resesif) ——> F1 semua bermata merah. Tetapi pada F2 semua yang bermata putih adalah jantan. Hal ini menunjukan bahwa sifat "bermata putih" merupakan sifat yang terpaut pada kromosom Y.
Seks linkage dipelejari oleh THOMAS HUNT MORGAN.
NONDISJUNCTION adalah peristiwa gagal berpisah dari kromosom seks pada waktu pembelahan sel ——> diteliti pertama kali oleh CALVIN B. BRIDGES.
GEN LETAL adalah gen yang menyebabkan kematian individu (in vivo) jika alel gen tersebut berada dalam kedudukan "homozigot".
Seperti diketahui kromosom ada dua jenis yaitu AUTOSOM dan GONOSOM, jadi penyakit genetik pada manusia juga ada dua sebab yaitu :- Disebabkan oleh kelainan autosom.- Disebabkan oleh kelainan gonosom.
Hereditas ada Manusia
Determinasi seks pada manusia juga ditentukan oleh kromosom X dan Y. Karena jumlah kromosom manusia adalah khas yeitu 46 buah (23 pasang) yang terdiri dari 22 pasang autosom dan 1 pasang gonosom, maka formula kromosom manusia adalah- Untuk laki-laki adalah 46, XY atau dapat ditulis juga 44 + XY.- Untuk wanita adalah 46, XX atau dapat ditulis juga 44 + XX.Rasio untuk dapat memperoleh anak laki-laki atau anak perempuan adalah sama yaitu 50% atau (0,5).Penyakit genetik yang disebabkan autosom pada manusia biasanya "bersifat resesif" artinya dalam keadaan homozigot resesif baru menampakkan penyakit misalnya :- Albinisma,- Polidaktili,- Gangguan mental,- Diabetes mellitus,- dsb.Ada pula penyakit yang disebabkan karena mutasi autosom, misalnya:- SINDROMA DOWN (MONGOLID SYNDROME = TRISOMI 21) -.——> + autosom no.21- SINDROMA PAATAU (TRISOMI 13) ——> + autosom no.13- SINDROMA EDWARDS (TRISOMI18) ——> +autosom no.18- SINDROMA "CRI-DU-CHAT" ——> delesi no. 5Penyakit genetik yang disebatkan gonosom :- Kelainan formula kromosom (disebabkan peristiwa non-disjunction).misalnya: ,a. SINDROMA TURNER (45,XO).b. SINDROMA KLINEFELTER (47,XXY; 48,XXXY).c. SINDROMA SUPERFEMALE/TRIPPLE-X atau TRISOMI X (47,XXX).d. SUPERMALE (47,XYY).- Karena pautan seks (Sex linkage)a. TERPAUT KROMOSOM X (resesif)yaitu buta warna (hijau dan merah) dan Hemofilia ——> pada laki-laki bersifat "ALL OR NONE".
b. TERPAUT KROMOSOM Y (resesif hanya pada laki-laki) misalnya "HAIRY-PINA" (hipertrikosis).
Peristiwa alel ganda pada manusia ——> golongan darah.AUGUST WEISMAN ——> peristiwa SELEKSI dengan percobaan pemotongan ekor tikus sampai 20 generasi,ekor tetap panjang.APLIKASI EUTENIKS ——> adalah perbaikan sosial melalui pengubahan lingkungan.APLIKASI EUGENETIKA ——> adalah perbaikan sosial melalui penggunaan prinsip-prinsip hereditas.
MUTASI adalah perubahan gen dari bentuk aslinya ——> individu yang mengalami mutasi disebut MUTAN.
JENIS-JENIS MUTASI- MUTASI KROMOSOM yaitu perubahan susunan atau jumlah dari kromosom yang menyebabkan perubahan sifat individu lazim disebut ABERASI
- MUTASI GEN yaitu perubahan gen dalam kromosom (letak dan sifat) yang menyebab-kan perubahan sifat individu tanpa perubahan jumlah dan susunan kromosomnya lazim disebut MUTASI saja.
Sarjana yang mempelajari mutasi adalah HERMAN MULLER (murid Morgan).Mutasi pada tumbuhan dipelajari oleh HUGO DE VRIES.
SEBAB-8EBAB MUTASI
MUTASI ALAM misalnya disebabkan sinar kosmis, radioaktif alam yang umumnya bersifat resesif dan merugikan. MUTASI BUATAN misalnya dengan sinar X.
Sebagai substansi hereditas sekarang dikenal sebagai asam nukleat yaitu :• ADN (Deoxiribose Nucleic Acid).• ARN (Ribose Nucleic Acid).DNAterdiri dari dua pita yang saling terpilin (Double Stranded DNA = DS-DNA) Þ dikenal dengan istilah "DOUBLE HELIX" yang modelnya pertama kali dibuat oleh JAMES D. WATSON (Amerika Serikat) dan FRANCIS CRICK (Inggris) tahun 1953, diperbaiki modelnya oleh WILKINS.Jika DNA melakukan TRANSKRIPSI bentuknya adalah SINGLE STRANDED (SS-DNA). DNA tersusun dari banyak sekali NUKLEOTIDA.BATU "NUKLEOTIDA" TERDIRI DARI- Satu molekul gula (dalam hal ini adalah "deoksiribosa" atau "ribosa").- Satu molekul fosfat.- Satu molekul basa nitrogen (basa nitrogen terdiri dari dua jenis yaitu)a. PURIN Þ ADENIN dan GUANIN.b. PIRIMIDIN Þ TIMIN, SITOSIN dan URASIL.Satu molekul gula dan satu molekul basa disebut "NUKLEOSIDA"
SIFAT YANG MEMBEDAKAN
ADN
ARN
Gula yang menyusun
Deoksiribosa
Ribosa
Bentuk normal
ds den ssds = double strandedss = single stranded
ss
Basa PURINBasa PIRIMIDIN
Guanin, AdeninTimin, Sitosin
Guanin, AdeninUrasil, Sitosin
Jenis/macam
Hanya satu
Ada tiga :
- ARN duta- ARN transport- ARN ribosorn
Tempat
Inti
Inti Sitoplasma dan Ribosom
Kadar
Tetap
Berubah, tergantung aktifitas sintesis protein
URUTAN SINTESIS PROTEIN1. TRANSKRIPSI - ss-ADN membentuk ss-ARN yaitu ARN-duta yang membawa informasi genetikuntuk sintesa protein.2. FASE INISIASI - ARN-duta sampai di ribosom dan ARN-r mengkode asam amino sesuai denganinformasi genetik yang dibawa ARN-d. ARN-t membawa asam amino yang sesuaike ribosom.3. FASE TRANSLASI ~ ARN-d sebagai "cetakan" mulai bekerja menterjemahkan kode triplet (kodon) yang sesuaidengan antikodon pada ARN-t.4. FASE ELONGASI ~ ARN-d menggabungkan asam amino - asam amino yang sesuai menjadi protein.S. FASE TERMINASI ~ kodon yang berisi "NONSENSE CODE" akan bertindak sebagai terminator (penghen-tianproses).Kadang-kadang terjadi kesalahan dalam membaca kodon sehingga salah menterjemah asam amino ~ protein yangdihasilkan salah ~ menimbulkan kelainan.Misalnya ANEMIA karena hemoglobin mengandung asam amino VALIN atau LISIN, seharusnya hemoglobin yangnormal mengandung ASAM GLUTAMAT.Kode genetika dipelajari oleh NIRENBERG dan KHORANA.
