Pengertian DNA RNA Gen Alel dan Kromosom Struktur Fungsi Genotipe Fenotipe

bio12 gambar bab 6 gambar 6 1

Pengertian DNA RNA Gen Alel dan Kromosom Struktur Fungsi Genotipe Fenotipe

DNA dan RNA

Struktur DNA

Asam deoksiribonukleat 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:

kuliahkechina

PROGRAM KULIAH DI TIONGKOK DENGAN BEASISWA (BEBAS SPP & ASRAMA) UNTUK MAHASISWA D3, S1, dan S2, PENYELENGGARA VIVA COLLEGE

Klik : https://www.kuliahkechina.com

  1. Setiap DNA terdiri dari 2 rantai polinukleotida yang berpilin (double heliks).
  2. Setiap nukleotida terletak pada bidang datar yang tegak lurus seakan-akan membentuk anak tangga, sedangkan phospat membentuk ibu tangganya.
  3. Antara 2 rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan hidrogen pada masing-masing pasangan basa nitrogennya.
  4. 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.
Struktur DNA

Gambar 6.1 Struktur DNA

Replikasi DNA

Replikasi DNA terjadi pada fase interfase, dipengaruhi oleh enzim polymerase. Dalam perkembangan ilmu pengetahuan ada 3 teori yang menyatakan cara duplikasi DNA, yaitu:

Teori konservatif

DNA induk tidak mengalami perubahan apapun, lalu urutan basabasa nitrogennya disalin sehingga terbentuk dua rantai DNA yang sama persis.

Teori konservatif dna

Teori dispersif

DNA induk terpotong-potong, kemudian potongan-potongan tersebut merangkai diri menjadi dua buah DNA baru yang mempunyai urutan basa-basa nitrogen sama persis seperti urutan basa nitrogen semula.

Teori semikonservatif

Pada saat akan mengadakan replikasi kedua, rantai polinukleotida akan memisahkan diri sehingga basa-basa nitrogen tidak berpasangpasangan. 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 sama persis.

Fungsi DNA

DNA mempunyai fungsi sebagai berikut:

  1. Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan proses replikasi.
  2. Tempat sintesis semua kode jenis asam amino dalam sel.

Struktur 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. Basa nitrogen yang menyusun RNA adalah:

  1. Purin yang terdiri dari adenin dan guanin
  2. Pirimidin yang terdiri dari sitosin dan urasil, RNA dibentuk oleh DNA di dalam inti sel.

Macam-Macam RNA

RNA duta (mRNA)

Fungsinya membawa informasi DNA dari inti sel ke ribosom. Pesanpesan ini berupa triplet basa yang ada pada RNA duta yang disebut kodon. Kodon pada RNA duta merupakan komplemen dari kodogen, yaitu urutan basa-basa nitrogen pada DNA yang dipakai sebagai pola cetakan. Peristiwa pembentukan RNA duta oleh DNA di dalam inti sel, disebut transkripsi.

Contoh:

1) Kodogen (DNA) =  ASG  TGG  ATA  SST

2) Kodon (triplet basa RNA d) =  UGS  ASS  UAU  GGA

RNA transfer (tRNA)

Fungsinya mengenali kodon dan menerjemahkan menjadi asam amino di ribosom. Peran RNA transfer ini dikenal dengan nama translasi (penerjemahan). Urutan basa nitrogen pada RNA transfer disebut antikodon. Bentuk RNA transfer seperti daun semanggi dengan 4 ujung yang penting, yaitu:

  • Ujung pengenal kodon yang berupa triplet basa yang disebut antikodon.
  • Ujung perangkai asam amino yang berfungsi mengikat asam amino.
  • Ujung pengenal enzim yang membantu mengikat asam amino.
  • Ujung pengenal ribosom.

Contoh: Apabila kodon dalam RNA duta mempunyai urutan UGS  ASS UAU GGA  maka antikodon yang sesuai pada RNA transfer adalah ASG UGG AUA SSU.

Ribosom RNA (rRNA)

Fungsinya sebagai tempat pembentukan protein. Ribosom RNA terdiri dari 2 sub unit, yaitu:

  • Sub unit kecil yang berperan dalam mengikat RNA duta.
  • Sub unit besar yang berperan untuk mengikat RNA transfer yang sesuai.

Kerjakan Latihan 6.1 berikut yang akan mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik kalian!

Latihan 6.1

Tabel 6.1 Perbedaan DNA dan RNA

No Objek DNA RNA
1 Lokasi
2 Bentuk rantai
3 Fungsi
4 Kadar
5 Basa Nitrogen
6 Komponen Gula
7

Gen

Pertama kali diperkenalkan oleh Thomas Hunt Morgan, ahli Genetika dan Embriologi Amerika Serikat (1911), yang mengatakan bahwa substansi hereditas yang dinamakan gen terdapat dalam lokus, di dalam kromosom.

Pengertian Gen

Menurut W. Johansen, gen merupakan unit terkecil dari suatu makhluk hidup yang mengandung substansi hereditas, terdapat di dalam lokus gen. Gen terdiri dari protein dan asam nukleat (DNA dan RNA), berukuran antara 4 – 8 m (mikron).

Sifat-Sifat Gen

Gen mempunyai sifat-sifat sebagai berikut.

  • Mengandung informasi genetik.
  • Tiap gen mempunyai tugas dan fungsi berbeda.
  • Pada waktu pembelahan mitosis dan meiosis dapat mengadakan duplikasi.
  • Ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogen.
  • Sebagai zarah yang terdapat dalam kromosom.

Fungsi Gen

Fungsi gen antara lain:

  • Menyampaikan informasi kepada generasi berikutnya.
  • Sebagai penentu sifat yang diturunkan. c. Mengatur perkembangan dan metabolisme.

Simbol-Simbol Gen

Gen dominan adalah gen yang menutupi ekspresi gen lain, sehingga sifat yang dibawanya terekspresikan pada turunannya (suatu individu) dan biasanya dinyatakan dalam huruf besar, misalnya A.

Gen resesif

Gen resesif adalah gen yang terkalahkan (tertutupi) oleh gen lain (gen dominan) sehingga sifat yang dibawanya tidak terekspresikan pada keturunannya.

Gen heterozigot

Gen heterozigot adalah dua gen yang merupakan perpaduan dari sel sperma (A) dan sel telur (a).

Gen homozigot, dominan

Gen homozigot, dominan adalah dua gen dominan yang merupakan perpaduan dari sel kelamin jantan dan sel kelamin betina, misalnya genotipe AA.

Gen homozigot resesif

Gen homozigot resesif adalah dua gen resesif yang merupakan hasil perpaduan dua sel kelamin. Misalnya aa.

Kromosom homolog

Kromosom homolog adalah kromosom yang berasal dari induk betina berbentuk serupa dengan kromosom yang berasal dari induk jantan.

Fenotipe

Fenotipe adalah sifat-sifat keturunan pada F1, F2, dan F3 yang dapat dilihat, seperti tinggi, rendah, warna, dan bentuk.

Genotipe

Genotipe adalah sifat-sifat keturunan yang tidak dapat dilihat, misalnya AA, Aa, dan aa.

Kerjakan Latihan 6.2 berikut yang akan menumbuhkan rasa ingin tahu dan mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik kalian!

Latihan 6.2

Jelaskan, mengapa pernikahan dengan keluarga dekat yang sedarah/ seketurunan tidak boleh dilakukan?

Alel dan Multiple Alel

Lokus merupakan unit-unit yang lebih kecil pada kromosom yang memberikan bentuk seperti rangkaian manik atau pita dengan garis-garis melintang yang menunjukkan letak-letak gen. Gen A dan gen a merupakan gen yang sealel, karena terletak pada lokus yang bersesuaian dan mengawasi sifat yang sama atau setaraf tetapi ekspresinya berbeda. Misalnya gen A dan alelnya a sama-sama mengawasi bentuk hidung, tetapi untuk gen A mengekspresikan hidung mancung, sedangkan alelnya gen a mengekspresikan hidung pesek.

Satu gen dapat mempunyai lebih dari satu alel. Urutan dalam penulisan pasangan anggota multiple alel disesuaikan dengan urutan dominasi satu sifat terhadap sifat yang lain. Peristiwa yang menunjukkan di mana suatu gen mempunyai alel lebih dari satu disebut sebagai multiple alel. (Toegino, 1997:32).

Contoh:

  1. Pada kelinci terdapat seri multiple alel yang mempengaruhi warna bulu kelinci. Warna bulu kelinci yang normal adalah kelabu (polos) ditentukan oleh alel C. Alel C mengalami mutasi dan menghasilkan 3 macam alel yang menyimpang dari aslinya, terdiri dari: a. Cch, berfenotipe kelabu muda (chinchilla). b. Ch, berfenotipe putih hitam (himalaya). c. c,  berfenotipe albino (tidak berpigmen). Urutan dominasinya adalah C > Cch > Ch > c.
  2. Pada manusia dikenal adanya sistem golongan darah ABO yang diwariskan oleh multiple alel dari sebuah gen. Dalam golongan darah manusia terdapat satu gen dan disebut gen I, dengan alel gandanya, yaitu golongan darah A alelnya IA, golongan darah B alelnya IB, golongan darah AB alelnya IAIB dan golongan darah O alelnya IO. Urutan dominasinya adalah IA > IO, IB > IO sedangkan alel IA tidak dominan terhadap IB dan sebaliknya.

Kerjakan Latihan 6.3 berikut yang akan mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik!

Latihan 6.3

Tabel 6.2 Genotipe pada golongan darah

Golongan Darah Antigen Alela Genotipe
Homozigot Heterozigot
O
A
B
AB

Kromosom

Istilah kromosom dikenalkan oleh W.Waldayer yang mengatakan bahwa kromosom berasal dari dua kata, yaitu chroma yang berarti warna dan soma berarti badan.

Sifat Kromosom

Sifat-sifat kromosom adalah:

  1. Hanya terlihat pada waktu sel membelah.
  2. Mempunyai ukuran panjang antara 0,2 – 40 m (mikron).
  3. Kromosom pada sel prokariotik hanya memiliki satu kromosom dan tidak terletak di dalam inti sel.
  4. Kromosom sel eukariotik, jumlahnya bervariasi menurut jenis organisme dan terdapat di dalam nukleus.
  5. Umumnya memiliki susunan kimia yang terdiri dari kromatin 60%, protein 35%, DNA, dan RNA 5%.
  6. Protein terdiri dari histon dan nonhiston (bersifat netral atau asam).
  7. Memiliki beberapa enzim yang terlibat dalam sintesis DNA dan RNA.

Klasifikasi Kromosom

Berdasarkan jenis dan fungsinya, kromosom diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu:

Kromosom autosom (kromosom tubuh)

Kromosom autosom (kromosom tubuh) adalah kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin.

Kromosom gonosom (kromosom seks)

Kromosom gonosom (kromosom seks) adalah sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin, pada umumnya dibedakan atas dua macam, yaitu kromosom seks X dan kromosom seks Y (misalnya pada manusia). Keseluruhan kromosom pada individu atau spesies dinamakan genom. Seorang perempuan dewasa normal dalam kromosomnya memiliki 22 pasang kromosom autosom dan 1 pasang kromosom seks (XX) serta formula kromosomnya adalah 22AA + XX atau 44A + XX. Pada laki-laki dewasa normal memiliki sebuah kromosom X dan sebuah kromosom Y serta 22 pasang kromosom autosom. Formula kromosomnya adalah 22AA + XY atau 44A + XY.

Berdasarkan lokasinya pada individu, kromosom dibedakan menjadi 2, yaitu:

Kromosom prokariotik

Kromosom prokariotik adalah kromosom yang sangat sederhana dan hanya terdapat pada organisme prokariotik. Misalnya: kromosom virus mozaik pada tembakau hanya berupa pita ARN tunggal dan kromosom pada bakteri E. coli berupa benang ADN tunggal yang melingkar atau diikuti oleh molekul ARN.

Kromosom eukariotik

Kromosom eukariotik adalah kromosom yang terdapat pada organisme multiseluler. Pada umumnya terdiri dari dua pita ADN (sense dan antisense) yang sangat panjang dan dibungkus oleh membran inti.

Susunan Kromosom

Bagian-bagian kromosom adalah:

Sentromer (kinetokor)

Sentromer (kinetokor) adalah penghubung antara kromonema yang satu dengan lainnya dan berfungsi sebagai tempat melekatnya benang gelendong pada waktu kromosom akan bergerak menuju ke kutub sel, pada fase anafase pembelahan kromosom.

Susunan kromosom

Kromonema

Kromonema adalah Pita berbentuk spiral, tempat melekatnya kromiol dan kromomer.

Kromomer (granula besar)

Kromomer (granula besar) adalah Kromonema yang mengalami penebalan di beberapa tempat dan merupakan bahan nukleoprotein yang mengendap serta sebagai tempat lokus gen.

Kromiol (granula kecil)

Kromiol (granula kecil) adalah Kromosom yang mengalami sedikit penebalan.

Telomer

Telomer adalah Bagian yang terdapat pada ujung kromosom dan berfungsi untuk menghalangi bersambungnya kromosom satu dengan lainnya.

Matriks

Matriks adalah Cairan sitoplasma (endoplasma) yang agak memadat dan terdapat di dalam kromosom.

Lokus gen

Lokus gen adalah Bagian yang berfungsi sebagai tempat pembawa sifat-sifat keturunan (hereditas).

Satelit

Satelit adalah Bagian tambahan yang terdapat pada ujung kromosom dan tiap kromosom belum tentu memilikinya.

Selaput (membran)

Selaput (membran) adalah Lapisan tipis yang menyelaputi kromosom.

Jumlah Kromosom

Organisme Jumlah kromosom pada setiap organisme sangat bervariasi.

Kerjakan tugas berikut ini yang akan mendorong kalian mencari informasi lebih jauh dan mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik kalian!

Latihan

Carilah data tentang jumlah kromosom berbagai organisme! Informasi bisa dari berbagai sumber. Kemudian tulis di buku tugas!

Tipe-Tipe Kromosom

Berdasarkan posisi sentromer, kromosom diklasifikasikan menjadi 4 tipe, yaitu: a. Metasentrik, bila kedua lengan kromosom sama panjangnya dan sentromer berada di tengah pada jarak yang sama. b. Submetasentrik, bila kedua lengan kromosom tidak sama panjangnya dan sentromer tidak berada di tengah (lebih dekat dengan salah satu lengan). c. Akrosentrik, bila satu lengan sangat pendek dibandingkan dengan lengan yang lain sehingga sentromer sangat dekat dengan salah satu lengan. d. Telosentrik, bila hanya memiliki satu lengan dan sentromer terletak pada ujung kromosom.

Peran Kromosom dalam Pewarisan Sifat

Menurut hukum Mendel, gen dalam kromosom terdapat dalam keadaan berpasangan dan anggota pasangan itu diperoleh dari parental (induk). Pada waktu pembelahan meiosis, pasangan kromosom tersebut berpisah dan hanya satu anggota dari setiap pasangan itu yang berpindah ke sel kelamin.

Rangkuman

  1. DNA merupakan suatu polimer nukleotida ganda yang berpilin (double heliks) di mana setiap nukleotida terdiri dari 1 gugus phospat, 1 basa nitrogen, 1 gula pentosa (gula deoksiribosa).
  2. RNA merupakan polinukleotida, namun ukurannya jauh lebih pendek dari polinukleotida penyusun DNA dan hanya terdiri satu rantai.
  3. Gen adalah unit terkecil dari suatu makhluk hidup yang mengandung substansi hereditas, terdapat di dalam lokus gen.
  4. Alel adalah pasangan gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian dan mengawasi sifat yang sama atau setaraf tetapi ekspresinya berbeda.
  5. Kromosom berasal dari 2 kata khroma yang berarti warna dan soma yang berarti badan.

Uji Kompetensi

A. Pilihan Ganda

1. Komponen DNA yang tersusun atas phosfat, gula, dan basa nitrogen membentuk

a. nukleosida d. ikatan hidrogen
b. nukleotida e. double helix
c. polypeptida

2.  Basa nitrogen yang termasuk purin adalah

a. sitosin dan timin d. adenin dan guanin
b. sitosin dan guanin e. adenin dan timin
c. guanin dan timin

3.  Letak DNA dalam sel yaitu

a. terletak dalam sitoplasma, inti, terutama dalam ribosom
b. terdapat dalam inti sel pada kromosom dan dalam sitoplasma
c. terdapat dalam sitoplasma terutama pada ribosom
d. terdapat dalam inti sel, terutama dalam ribosom
e. terdapat dalam inti sel, terutama pada kromoso

4. Penemu model struktur DNA yang pertama ialah

a. Muller dan Weisman d. Francis Crick dan Weisman
b. Muller dan Francis Crick e. James D.Watson dan Weisman
c. James D.Watson dan Francis Crick

5. Watson dan Crick menyatakan bahwa struktur DNA berupa double helix tersusun atas anak tangga dan ibu tangga. Ibu tangga terdiri atas

a. phosfat dan basa N d. ribosa dan phosfat
b. phosfat dan deoksiribosa e. ribosa dan basa N
c. deoksiribosa dan basa N

B. Soal Uraian

  1. Sebutkan fungsi molekul DNA!
  2. Jelaskan fungsi: a. RNAd b. RNAt c. RNAr
  3. Mengapa T.H. Morgan menggunakan lalat buah sebagai objek penelitiannya?
  4. Kromosom diklasifikasikan menjadi 2 macam, jelaskan!
  5. Apa yang dimaksud dengan: a. Gen dominan b. Fenotipe c. Genotipe d. Homozigot dominan