Belajar Biologi | Belajar Sains

Genetika: Pengertian, Kromosom, Hereditas, Konsep Mendel, Tipe Persilangan, Sex Linkage dan Aplikasinya

Advertisement

Advertisement


loading...

Pengertian  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. Dalam genetika kita mengenal istilah gen dan kromosom yang merupakan wujud fisik dari karakter-karakter yang ditransfer dari
generasi ke generasi.

Apa itu Kromosom?


Kromosom adalah suatu unit struktural seperti benang yang membawa gen dan terdapat dalam inti sel. Sepasang kromosom adalah "homolog" sesamanya, artinya mengandung lokus gen-gen yang bersesuaian yang disebut alel. Gen adalah satuan informasi genetik pembawa sifat yang berupa urutan nukleotida pada DNA.

Lokus adalah lokasi yang diperuntukkan bagi gen dalam kromosom. Alel ganda (multiple alleles) adalah adanya lebih dari satu alel pada lokus yang sama. Secara morfologi, kromosom terdiri atas lengan kromosom, sentromer (tempat melekatnya dua lengan kromosom) serta kinektokor (bagian sentromer yang menghubungkan kromatid dengan gelendong mitotik).

Gambar Struktur Kromosom
Gambar Struktur Kromosom



Berdasarkan posisi sentromernya, kromosom dibedakan atas beberapa tipe, yaitu :

  1. Metasentrik yaitu kromosom dengan sentromer terletak tepat ditengah-tengah sehingga lengan kromosom sama panjang
  2. Submetasentrik yaitu kromosom dengan sentromer hampir ke tengah sehingga lengan kromosom terbagi tidak sama panjang
  3. Telosentrik yaitu kromosom dengan sentromer terletak di ujung lengan kromosom
  4. Akrosentrik yaitu kromosom dengan sentromer hampir di ujung lengan kromosom sehingga lengan kromosom berbeda panjangnya secara ekstrim

Sedangkan berdasarkan lokasinya, kromosom terbagi atas dua tipe yaitu :

  1. Kromosom somatik (kromosom tubuh) yaitu kromosom yang terdapat pada sel-sel tubuh yang berada dalam bentuk pasangan (diploid)
  2. Kromosom seks (gonosom) yaitu kromosom yang terdapat dalam sel-sel kelamin (ovum dan sperma) yang berada dalam bentuk tunggal (haploid)

Di dalam kromosom terdapat jalinan DNA yang kompleks yang dikemas oleh suatu protein histon sehingga termampatkan sedemikian rupa. Tiap unit DNA (deoxyribonucleat acid) tersusun atas pasangan basa (purin dan pirimidin) yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen dan rangka utama berupa gula-fosfat. Struktur DNA ini berupa double helix.

Hereditas dan Persilangan


Istilah-istilah penting dalam persilangan :

  1. Parental (P): induk atau tetua yang melakukan persilangan
  2. Filial (F) atau turunan : individu hasil persilangan
  3. Fenotip : karakter individu yang teramati secara langsung, misalnya karakter fisik warna
  4. Genotip : komposisi genetik individu yang tidak tampak
  5. Dominan : karakter yang menutupi ekspresi dari karakter lain (dilambangkan dengan huruf kapital)
  6. Resesif : karakter yang ditutupi oleh ekspresi karakter lain (dilambangkan dengan huruf kecil)
  7. Epistasis : penutupan ekspresi dari suatu gen oleh gen lain yang bukan alelnya
  8. Intermediet : karakter yang sama-sama kuat dalam ekspresinya, sehingga tidak ada yang tertutup atau menutupi
  9. Homozigot : kondisi dimana genotip bersifat seragam (dominan atau resesf saja, misal RR dan rr
  10. Heterozigot : kondisi dimana genotip beragam atau terdiri atas dua perfoma (dominan dan resesif), misal : Rr

Peranan Reproduksi Seksual


Mekanisme pewarisan sifat dari tetua kepada anak atau keturunannya tidak terlepas dari proses reproduksi seksual. Dalam reproduksi seksual, unit penting yang saling bersatu adalah sperma (sel dengan segala perangkat genetiknya dari individu jantan) dan ovum (dari individu betina). Kedua unit sel reproduktif tersebut akan melebur (fertilisasi) dan membentuk cikal bakal individu baru berupa zigot. Dengan demikian, sifat turunannya merupakan kombinasi dari dua sifat dari tetua (jantan dan betina atau ayah dan ibu). Dari proses reproduksi seksual dapat diketahui bahwa material genetik dalam sel-sel kelamin akan bergabung secara bebas saat fertilisasi dan pada awalnya terpisah secara bebas pula saat gametogenesis (pembentukan selsel gamet: spermatogenesis dan oogenesis).

Konsep-Konsep Penting Mendel


Mendel mempelajari beberapa sifat pada tanaman kapri seperti tinggi tanaman, warna bunga dan lain-lainnya yang bersifat dominan dan resesif. Hasil percobaan monohibrid menunjukkan bahwa pada seluruh tanaman F1 hanya sifat (ciri) dari salah satu tetua yang muncul. Pada generasi F2, semua ciri yang dipunyai oleh tetua (P) yang disilangkan muncul kembali. Mendel menarik kesimpulan penting sebagai berikut :

  1. Setiap sifat organisme ditentukan oleh pasangan dari unit-unit faktor yang berbeda (gen). Setiap individu memiliki dua unit faktor yang bersama-sama mengendalikan ekspresi dari suatu sifat tertentu. Faktor tersebut kemudian diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya.
  2. Dalam setiap tanaman terdapat dua faktor (sepasang) untuk masing-masing sifat, yang kemudian dikenal dengan istilah 2 alel; satu faktor berasal dari tetua jantan dan satu lagi berasal dari tetua betina. Dalam penggabungan tersebut setiap faktor tetap utuh dan selalu mempertahankan identitasnya. Pada saat pembentukan gamet, setiap faktor dapat dipisah kembali secara bebas.
  3. Perbandingan pada F2 untuk ciri dominan : resesif = 3 : 1, terjadi karena adanya proses penggabungan secara acak antara gamet-gamet betina dan jantan dari tanaman F1.

Hukum Mendel I : Pada pembentukan gamet (gametogenesis), unit faktor yang merupakan pasangan akan disegregasikan secara bebas ke dalam dua sel anak. Jika satu individu mengandung sepasang unit faktor (misal : keduanya untuk tinggi), maka semua gamet menerima satu unit faktor tinggi. Jika satu individu mengandung sepasang unit faktor yang tidak sama (misal : 1 untuk tinggi; 1 untuk pendek), maka masing-masing gamet mempunyai probabilitas 50% untuk mendapat unit faktor untuk tinggi dan 50% untuk pendek.

Hukum Mendel II : Jika dua individu berbeda dengan yang lain dalam dua pasang sifat atau lebih, maka diturunkannya sifat yang sepasang itu tidak tergantung dari pasangan sifat yang lain (Prinsip segregasi bebas).

Tipe-tipe Persilangan


Berdasarkan sifat atau karakter inidividu yang mengalami persilangan, maka terdapat berbagai tipe persilangan, diantaranya adalah sebagai berikut :

a. Persilangan monohibrid (persilangan dengan satu sifat beda


Dapat dianalisa dengan mengawinkan dua strain parental yang masing-masing memperlihatkan satu sifat yang berbeda. Dalam kondisi dominan-resesif penuh, hasil persilangan pada generasi pertama (F1) akan memperlihatkan karakter dominan seluruhnya, dan pada generasi kedua (F2) baru akan muncul karakter dominan dan resesif secara bersamaan. Rasio fenotip pada F1 100% dominan, sedangkan pada F2 adalah 3 :1 (dominan : resesif). Dalam kondisi kodominan (intermediet), fenotip F1 memperlihatkan karakter yang berbeda dengan tetua, sedangkan pada F2 akan muncul 3 macam fenotip. Rasio fenotip F1 100% fenotip intermediet, sedangkan pada F2, rasio fenotip adalah 1 : 2 : 1 (dominan : intermediet : resesif).

b. Persilangan dihibrid ( persilangan dengan dua sifat beda)


Secara umum, perkawinan atau persilangan alamiah melibatkan seluruh karakter yang dimiliki oleh kedua tetua. Oleh sebab itu, persilangan dua individu dengan lebih dari satu sifat beda lebih mungkin terjadi daripada persilangan dengan satu sifat beda. Dalam kondisi dominan-resesif penuh, rasio fenotip pada F1 adalah 100% mencirikan karakter dominan, sedangkan pada F2, rasionya menjadi 9 : 3 : 3 : 1

c. Pola-Pola Hereditas


Orang 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 Linkage)


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 aves yaitu jantan adalah XX sedangkan betinanya XY. Pautan sex adalah suatu sifat yang diturunkan yang tergabung dalam gonosom. Sebagai contoh: 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.

Determinasi sex pada Drosophila, jantan XY dan betina XX



Hereditas pada 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 sepasang gonosom, maka formula kromosom manusia adalah : Untuk laki-laki adalah 46, XY ( 44 + XY). Untuk wanita adalah 46, XX (44+XX).

Efek genetik yang berhubungan dengan autosom :


Penyakit genetik yang disebabkan autosom pada manusia biasanya "bersifat resesif" artinya dalam keadaan homozigot resesif baru menampakkan penyakit misalnya :

  1. Albinisma (albino)
  2. Polidaktili (jari lebih dari jumlah normal)
  3. Gangguan mental
  4. Diabetes mellitus
  5. Ada pula penyakit yang disebabkan karena mutasi autosom, misalnya :
  6. Sindroma Down (mongolid syndrome = trisomi 21) : autosom no.21
  7. Sindroma Patau (trisomi 13): autosom no.13
  8. Sindroma Edwards (trisomi18) : autosom no.18
  9. Sindroma "Cri-du-chat" : delesi no. 5

Penyakit genetik yang disebabkan kelainan pada gonosom:


Kelainan formula kromosom (disebabkan peristiwa non-disjunction) misalnya:

  1. Sindroma turner (45,XO)
  2. Sindroma klinefelter (47,XXY; 48,XXXY)
  3. Sindroma superfemale/tripple-X atau trisomi X (47,XXX)
  4. Supermale (47,XYY)
  5. Karena pautan seks (Sex linkage)
  6. Terpaut kromosom X (resesif) misalnya buta warna (hijau dan merah) dan hemofilia
  7. Terpaut kromosom Y (resesif hanya pada laki-laki) misalnya "hairypina"(hipertrikosis).

Aplikasi Hereditas dan Persilangan


Adanya pengetahuan yang luas dalam bidang genetika khusunya hereditas dan persilangan, membuka peluang yang besar untuk berbagai tujuan yang berguna baik dalam bidang pertanian, kesehatan, forensik (hukum) dan hubungan sosiologis. Beberapa contoh aplikasinya adalah sebagai berikut :

  1. Dalam bidang pertanian : penyilangan berbagai varietas tanaman untuk memperoleh varietas baru yang memiliki karakter unggul dan produktif sesuai yang diharapkan
  2. Dalam bidang kesehatan : pelacakan berbagai penyakit menurun dari orang tua kepada anak, misalnya hemofilia
  3. Dalam bidang forensik (hukum) : penentuan identitas korban dari karakter golongan darah, pola DNA yang dibandingkan dengan orang tua atau keluarga terdekat
  4. Dalam bidang hubungan sosiologis : penentuan tingkat kekerabatan antar individu berdasarkan kesamaan dan perbedaan karakter
loading...

Materi Menarik Lainnya:

loading...



Back To Top