Substansi genetika HS XII

SUBSTANSI GENETIKA

Kromosom, Gen dan DNA dalam Sintesis Protein

Biologi Kelas XII IPA Semester 1

Pendahuluan

Sel merupakan kesatuan hereditas, sehingga sel berperan dalam pewarisan sifat-sifat makhluk hidup

Pengendali faktor keturunan pada makhluk hidup terdapat dalam kromosom

Kromosom terletak di dalam nukleus (inti) Kromosom merupakan struktur padat

yang terdiri atas dua komponen molekul, yaitu protein dan asam nukleat

Asam nukleat terdiri atas DNA dan RNA

Pendahuluan

Satuan terkecil dari makhluk hidup adalah sel. Segala aktivitas sel diatur oleh inti sel (nukleus). Di dalam inti, terkandung substansi genetik yang terdapat dalam kromosom.

Pendahuluan

Sejarah Penemuan Kromosom Flemming (1879) melihat untuk pertama kali

membelahnya benda-benda yang ada di dalam inti.

Flemming menggunakan istilah mitosis untuk menguraikan pembelahan benang-benang (kromosom) dalam inti menjadi separohnya dan pemisahannya ke inti sel anak. Tahun 1880 terlihat adanya mekanisme reduksi kromosom yang diuraikan oleh ahli lain dengan istilah meiosis yang diketemukan oleh Farmer dan More.

Pendahuluan

Sejarah Penemuan Kromosom Kemudian Roux (1883) merupakan ahli

yang mula-mula mempunyai dugaan bahwa benda-benda tersebut terlibat dalam mekanisme keturunan.

Benden dan Boveri (1887) melaporkan bahwa jumlah benda tersebut (kromosom) berbeda antara makhluk hidup yang satu dengan yang lainnya dan jumlahnya stabil dari generasi ke generasi.

Pendahuluan

Sejarah Penemuan Kromosom Pada tahun 1865 Mendel menetapkan teori

dasar pewarisan sifat berdasarkan pemulihannya sebelum perkembangan sitologi diketahui.

Setelah De Vries, Correns dan Von Tschemak secara terpisah menguatkan hasil Mendel.

Tiga ahli amerika Serikat, yaitu Cannon, Wilson, dan Sutton melihat adanya kesejajaran antara unit sifat dari Mendel dan kromosom.

Pendahuluan

Sejarah Penemuan Kromosom Pada tahun 1902 Sutton dan Boveri menyatakan

bahwa faktor keturunan yang ditemukan oleh Mendel itu terletak pada kromosom.

Pada tahun 1933 Morgan menemukan fungsi kromosom dalam pemindahan sifat-sifat genetik.

Beberapa ahli lainnya antara lain Heitz (1935), Kuwanda (1939), Gritter (1940), dan Kaufman (1948) kemudian menyusul memberikan keterangan banyak tentang morfologi kromosom.

Kromosom

Kromosom

Kromosom adalah pembawa gen yang terdapat di dalam inti sel (nukleus).

Kromosom berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata chrome yang berarti warna dan soma berarti badan. Kromosom dapat diartikan sebagai badan yang mampu menyerap warna. Istilah kromosom diperkenalkan pertama kali oleh W. Waldeyer pada tahun 1888

Kromosom merupakan benang-benang pembawa sifat suatu individu yang memiliki struktur padat yang terdiri dari DNA, RNA, dan protein

Kromosom

Kromosom

Kromosom merupakan benda-benda yang halus berbentuk lurus seperti batang atau bengkok yang berada di dalam nukleus.

Karena dapat menyerap warna dengan jelas, maka dapat diamati di bawah mikroskop.

Zat penyusun kromosom disebut kromatin dan merupakan jalinan benang-benang halus dalam plasma inti.

Kromosom

Suatu kromosom terdiri dari beberapa bagian, yaitu kromatid, kromomer, sentromer atau kinetokor, satelit, dan telomer

Kromatid Kromatid adalah salah satu dari dua lengan hasil replikasi (perbanyakan) kromosom.

Kromatid melekat satu sama lain di bagaian sentromer. Istilah lain untuk kromatid adalah kromonema (jamak; kromonemata) yang merupakan filamen yang sangat tipis yang terlihat selama tahap profase (dan kadang-kadang pada tahap interfase).

Kromosom

Kromomer Kromomer merupakan struktur berbentuk manik-manik yang merupakan akumulasi dari materi kromatin yang terkadang terlihat saat interfase.Kromomer sangat jelas terlihat pada kromosom politen (kromosom dengan DNA yang telah direplikasi berulang kali tanpa adanya pemisahan dan terletak berdampingan sehingga bentuk kromosom seperti kawat).

Kromosom

Sentromer Sentromer adalah daerah konstriksi

(pelekukan) di sekitar pertengahan kromosom.pada sentromer terdapat kinetokor.Kinetokor adalah bagian kromosom yang merupakan tempat pelekatan benang-benang spindel selama pembelahan inti dan merupakan tempat melekatnya lengan kromosom.

Kromosom

Satelit Satelit adalah bagian kromosom yang

berbentuk bulatan dan terletak di ujung lengan kromatid. Satelit terbentuk karena adanya konstriksi sekunder di daerah tersebut.

Telomer Telomer merupakan istilah yang menunjukkan

daerah terujung pada kromosom. Telomer berfungsi untuk menjaga stabilitas bagian ujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai.

Kromosom

Kromosom

Pada gambar di sebelah kiri adalah struktur kromosom.

(1) Kromatid (2) Sentromer. Tempat

persambungan kedua kromatid, dan tempat melekatnya mikrotubulus.

(3) Lengan pendek (4) Lengan panjang.

Kromosom

Benang gelendong melekat pada bagian sentromer, yakni kinetokor.

Berdasarkan letak sentromer, kromosom dapat dibedakan menjadi beberapa bentuk.

Ada kromosom yang memiliki satu lengan dan ada pula yang memiliki dua lengan.

Ada yang memiliki lengan sama panjang dan ada pula yang tidak.

Tipe-tipe Kromosom

1. Telosentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya berada di ujung kromosom;

2. Akrosentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya mendekati salah satu ujung kromosom;

3. Submetasentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya mendekati bagian tengah kromosom;

4. Metasentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya berada di tengah-tengah sehingga bentuk kromosom tampak seperti huruf V.

Tipe-tipe Kromosom

Tipe-tipe Kromosom

Hewan JumlahKromosom

Individu

Betina Jantan

LalatBuahNyamukManusiaOrang UtanSimpanseGorilaKatakCacing TanahKudaTikusPutih

86

4648484826366440

3A +XX2A +XX

22A +XX23A +XX23A +XX23A +XX12A +XX17A +XX31A +XX19A +XX

3A +XY2A +XY

22A +XY23A +XY23A +XY23A +XY12A +XY17A +XY31A +XY19A +XY

Tipe-tipe Kromosom

Tipe-tipe Kromosom

Drosophylla melanogaster merupakan spesies yang paling mudah diamati kromosomnya karena memiliki ukuran kromosom raksasa

Tipe-tipe Kromosom

Setiap mahluk hidup memiliki tipe dan jumlah kromosom yang berbeda-beda.

Perbedaan tersebut dapat terlihat melalui mikroskop elektron

Setiap kromosom akan meniptakan pola tersendiri ketika diberikan suatu zat warna.

Tampilah visual kromosom tersebut dinamakan dengan kariotipe.

Kromosom dengan panjang, posisi sentromer, dan pola pewarnaan yang sama disebut dengan kromosom homolog.

Tipe-tipe Kromosom

Kromosom dalam individu merupakan hasil pewarisan dari induknya berupa pasangan kromosom sang induk.

Pada manusia dengan 46 kromosom (selsomatik), 23 kromosom berasal dari sang ayah dan 23 lainnya berasal dari sang ibu.

Tipe-tipe Kromosom

Kromosom yang menentukan jenis kelamin sebuah individu (kromosom X dan Y) dikenal dengan istilah genosom atau kromosom seks.

Betina aka nmemiliki kromosom homolog X (XX), sedangkan jantan akan memiliki kromosom X dan Y (XY).

Kromosom lain yang tidak menentukan jenis kelamin dinamakan autosom.

Tipe-tipe Kromosom

Tipe-tipe Kromosom

Sifat Kromosom

Hanya terlihat pada waktu sel membelah Mempunyai ukuran panjang 0,2 – 40

mikron Sel prokariotik hanya memiliki 1

kromosom dan terdapat di luar inti sel (tidak terdapat dalam inti)

Sel eukariotik jumlahnya bervariasi menurut jenis organisme dan terdapat dalam inti

Sifat Kromosom

Umumnya memiliki susunan kimia yang terdiri atas kromatin 60%, protein 35%, DNA dan RNA 5%

Protein tediri atas histon dan non histon (bersifat netral dan asam)

Memiliki beberapa enzim yang terlibat dalam sintesis DNA dan RNA

Klasifikasi Kromosom

1. Autosom (A) : yaitu kromosom yang membawa sifat-sifat sel tubuh (somatis), maka disebut juga kromosom tubuh

2. Seks kromosom (X atau Y) : yaitu kromosom yang terlibat dalam penentuan jenis kelamin dan sifat-sifat yang terpaut dengan jenis kelamin, disebut juga gonosom

GEN DAN ALEL

Kromosom mengandung informasi genetik yang menentukan sifat individu

Substansi tersebut terdiri atas terdiri atas DNA dan RNA

DNA dan RNA membawa informasi genetik yang berupa basa-basa nitrogen

Segmen DNA tertentu akan mengkode sifat-sifat tertentu, yang disebut gen

Gen berfungsi mengatur proses metabolisme dan menyampaikan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya

GEN DAN ALEL

W. Johannsen merupakan seorang ilmuwan yang pertama kali mengemukakan istilah gen (1909).

Gen merupakan suatu unit instruksi untuk menghasilkan suatu sifat herediter tertentu.

Gen terdiri atas DNA yang telah terikat dengan protein Histon. Pada kromosom, gen terletak pada suatu bagian seperti manik – manik yang berjejer pada banang yang disebut dengan lokus.

GEN DAN ALEL

DNA menyimpan berbagai informasi genetis yang kemudian akan diwariskan.

Total informasi genetis yang tersimpan dalam DNA disebut genom.

Genom di dalam DNA terdiri atas gen – gen.

Tiap gen memiliki satu unit informasi. Gen tersebut akan merepresentasikan

suatu sifat genetik. Gen merupakan fragmen DNA dalam suatu kromosom.

GEN DAN ALEL

Fungsi Gen Menyampaikan informasi genetik kepada generasi

berikutnya Sebagai penentu sifat yang diturunkan Mengatur perkembangan dan metabolisme

Sifat-sifat Gen Mengandung informasi genetik Tiap gen mengandung tugas dan fungsi berbeda Pada waktu pembelahan mitosis dan meiosis, dapat

mengadakan duplikasi Ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogen

GEN DAN ALEL

Pada sel diploid, sifat herediter setiap karakter diwakili oleh 2 lokus yang berpasangan.

Hal tersebut disebabkan oleh terdapatnya kromosom homolog pada sel diploid. Pada sistem penulisannya letak gen tersebut digambarkan oleh garis horizontal yang terdapat pada suatu garis vertikal panjang.

Gen – gen tersebut diwakili oleh huruf latin kecil atau besar pada setiap garis horizontalnya. Huruf besar akan mewakili karakter dominan suatu sifat, sedangkan huruf kecil akan mewakili karakter resesif.

GEN DAN ALEL

Struktur DNA  Francis Crick dan James Watson menemukan model

molekul DNA yang berstruktur heliks ganda pada tahun 1953. Struktur tersebut dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick. DNA tersusun atas polimer nukleotida berulang – ulang dan tersusu rangkap. Setiap nukleotida terdiri atas tiga gugus molekul :

1.       Gula 5 karbon (2-deoksiribosa) 2.       Basa nitrogen, terdiri atas :

Golongan Purin (Adenine dan Guanine) Golongan Pirimidin (Cytosine dan Thymine)

3.       Gugus fosfat

GEN DAN ALEL

GEN DAN ALEL

GEN DAN ALEL

Istilah alel dikenalkan oleh W. Bateson dan E.R. Saunders (1902).

Alel dapat didefinisikan sebagai versi alternatif gen yang menunjukan adanya suatu variasi.

Gen yang sealel (mewakili satu jenis sifat yang sama) pada pasangan kromosom homolog, akan ditulis dengan dua huruf yang sama.

Perbedaan karakter yang ditunjukan oleh kedua gen tersebut (dominan atau resesif) akan ditunjukan dengan huruf besar dan huruf kecil.

GEN DAN ALEL

Huruf besar akan menunjukan karakter dominan, dan huruf kecil akan menunjukan karakter resesif.

Jika karakter kedua alel tersebut sama, maka keadaan tersebut diberi nama homozigot (alel identik).

Jika karakter kedua alel tersebut berbeda, keadaan tersebut diberi nama heterozigot (alel yang berbeda untuk sebuah gen).

GEN DAN ALEL

Lokus adalah suatu tempat dimana terdapat gen

Alel dari suatu gen : Sifat dominan ditulis dengan huruf kapital Sifat resesif ditulis dengan huruf kecil Sifat dominan adalah sifat yang dapat

menutup pasangannya bisa keduanya bersama

Sifat resesif adalah sifat yang tertutup oleh pasangannya bila keduanya bersama

Contoh : A dan a menjadi Aa

GEN DAN ALEL

RNA (ribonucleic acid) merupakan makromolekul dengan fungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik.

Salah satu contoh RNA sebagai penyimpan informasi genetik adalah pada virus. Selain itu, RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim (ribozim) yang dapat mengakatalis formasi RNA dengan molekul RNA lain

GEN DAN ALEL

Struktur RNA RNA berstruktur rantai tunggal. RNA juga

terdiri dari tiga gugus molekul : 1.       5 karbon (ribosa) 2.       Basa nitrogen, terdiri atas : a.       Golongan purin : Adenine dan

Guanine b.      Golongan pirimidin Sitosin dan Urasil 3.       Gugus fosfat

GEN DAN ALEL

Tipe RNA  RNA terdiri dari berbagai tipe yang memiliki fungsinya

masing – masing yang berbeda : 1.       RNAd RNAd dikenal dengan sebutan RNA duta. RNAd

memiliki urutan basa yang berpasangan dengan salah satu urutan basa rantai DNA. RNAd memiliki tugas untuk membawa pesan berupa kode – kode genetik yang ditandai dengan urutan basa nitrogen (kodon) dari kromosom ke ribosom (di luar inti sel atau di sitoplasma). Kode – kode tersebut akan menjadi cetakan untuk menentukan urutan asam amino pada rantai polipeptida.

GEN DAN ALEL

Tipe RNA  RNA terdiri dari berbagai tipe yang memiliki

fungsinya masing – masing yang berbeda : 2.       RNAr RNAr adalah komponen struktural utama pada

ribosom (30 – 46%). 3.       RNAt RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino

ke dalam ribosom. Pada ujung RNAt terdapat tiga rangkaian basa pendek (antikodon). Asam amino akan berikatan dengan ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon tersebut.

GEN DAN ALEL

Parameter DNA RNA

Komponen            Gula            Basa nitrogen :-          Purin -          Pirimidin

DeoksiribosaAdenin, GuaninTimin, Sitosin

RibosaAdenin, GuaninUrasil, Sitosin

Bentuk rantai/pita Double helix, panjang, terpilin

Rantai pendek, tunggal, tidak berpilin

Letak Di dalam nukleus, kloroplas, mitokondria

Di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria

Kadar Tetap Tidak tetap

Macamnya 1 macam Ada 3 macam, RNAd, RNAr, RNAt

GEN DAN ALEL