Materi genetika yang juga diketahui sebagai faktor hereditas, ialah informasi yang tertanam dalam tiap sel makhluk hidup yang bisa ditransfer ke keturunannya. Gen ialah susunan DNA di mana perintah yang mempengaruhi karakter ataupun menentukan karakter makhluk hidup.
Sebaliknya, faktor genetik ialah kondisi tubuh yang bisa diakibatkan oleh pengaruh dari pendahulu kita yang termasuk dalam garis keturunan keluarga kita. Sesungguhnya aspek genetik ini dapat saja terjadi pada diri kita sendiri. Misalnya, apabila orang tua ataupun nenek kita dalam keluarga kita menderita diabetes, sehingga kemungkinan besar kita pun akan menderita diabetes.
DNA yang terkandung di dalam inti sel, umumnya berisi segala informasi genetik yang menentukan karakter makhluk hidup. DNA ialah untaian panjang. Untaian DNA terikat pada protein yang dikenal protein histon saat terbentuk di dalam inti sel yang kecil.
DNA pun berperan dalam hereditas ini. DNA memberikan informasi genetik pada keturunan berikutnya. DNA terdiri dari materi genetik, yang terdiri dari instruksi ataupun kode yang tertanam dalam tiap gen. Kode genetik ini terbentuk selama proses sintesa protein.
Mengenal Materi Genetika
Gen, DNA, serta kromosom bertanggung jawab atas pewarisan karakter genetik dari benih ke keturunannya. Materi genetika itu didapati di beragam sel tubuh, seperti sel darah, sel tulang, sel gamet, dan terlebih di nukleus. Materi genetika berperan untuk mengatur pewarisan karakter pada keturunannya, seperti bentuk rambut, warna kulit, susunan darah, dan lain-lain.
Gen
Gen ialah komponen terkecil dari materi genetik, mengatur sifat-sifat yang dibawa oleh makhluk hidup Gen terdiri dari DNA yang terpintal oleh protein histon serta disusun dalam deret yang teratur serta linear di dalam lokus-lokus kromosom. Gen memainkan tugas penting dalam mengatur karakter yang diturunkan seseorang.
Thomas Hunt Morgan ialah seseorang pakar genetika serta embriologi Amerika Serikat yang pertama kali memperkenalkannya pada tahun 1911, saat beliau menerangkan kalau substansi hereditas yang dikenal gen terdapat di dalam lokus, atau kromosom. Gen adalah komponen terkecil dari organisme yang menyimpan informasi genetik di tempat tertentu. Gen yang terbentuk dari DNA dan RNA merupakan sejenis asam nukleat serta memiliki protein dengan ukuran yang bervariasi antara 4 hingga 8 mikron.
Sebagai materi genetik, gen memiliki berbagai peran, di antaranya:
– Sebagai komponen yang terpisah yang terdapat di dalam kromosom.
– Menyampaikan informasi genetik dari benih pada keturunannya.
– Mengatur cara metabolisme serta perkembangan
Gen dalam inti mengatur kegiatan sel. Rantai asam amino, ataupun polipeptida, dibentuk dengan menyusun materi khusus yang sesuai dengan pola gen buat melakukan pengendalian ini. Polipeptida ini berubah jadi enzim yang mengatur proses metabolisme sel. Akan tetapi gen-gen bisa digambarkan pada benang kromosom dalam urutan yang teratur.
Kromosom umumnya berpasangan di dalam sel tubuh. Kromosom yang mempunyai struktur serta posisi gen yang sejenis diketahui sebagai kromosom homolog. Asel merupakan gen-gen yang teridentifikasi di lokasi yang tepat ini. Alel dapat menjalankan tugas yang serupa maupun yang bertentangan. Alel homozigot merujuk pada alel yang menjalankan peran yang mirip. Akan tetapi alel heterozigot mempunyai fungsi yang berlainan Oleh sebab genotipe diekspresikan jadi fenotipe, alel bisa membuat perbedaan penampilan antara populasi individu. Alel merupakan gen-gen yang terletak pada posisi identik di kromosom homolog tetapi memiliki fungsi yang berlawanan dalam pengendalian sifat tertentu.
Gen terpecah jadi tiga berdasarkan karakteristiknya: gen dominan yang mempunyai ekspresi yang kuat yang diwakili dengan huruf besar. Ekspresi gen setengah dominan berada di antara gen yang memiliki kekuatan tinggi dan yang bersifat resesif. Gen resesif yang memiliki ekspresi yang rendah ditandai dengan huruf kecil. Gen dapat dikelompokkan menjadi dua kategori berdasarkan perannya: Gen struktural bertanggung jawab atas pengaturan ekspresi protein (enzim) melalui gen pengatur.
Gen pengatur yang mengatur ekspresi gen struktural. Dalam sel eukariot, gen terdiri dari domain regulasi inisiasi transkripsi, yang terdiri dari deret GCCACACCC, ATGCAAAT, kotak GC, kotak CCAAT, serta kotak TATA. Selanjutnya terdapat intron, ekson, serta area kodikasi protein, yang bisa ditranskripsi secara berurutan ataupun tidak berurutan. Sebagai contoh, AUU GCU CAG bisa dibaca secara overlapping sebagai AUU GCU CAG ataupun secara nonoverlapping sebagai AUU UUG UGC GCU CUC CAG pada kode dengan tiga deret nukleotida, ataupun kode triplet.
Ekspresi Gen
Ekspresi gen merupakan proses di mana informasi genetik diubah menjadi protein yang memiliki peran khusus di dalam sel.
Ekspresi gen melibatkan dua langkah, yaitu:
- Transkripsi, proses pembuatan salinan RN .
- Sintesis polipeptida tertentu dalam ribosom dikenal sebagai translasi.
Dogma sentralnya adalah proses transkripsi DNA menjadi mRNA dan translasi mRNA menjadi polipeptida. Dogma sentral berlaku buat kedua organisme prokariot serta eukariot. Akan tetapi tahap pre-mRNA terjadi di eukariot di antara transkripsi serta translasi.
MRNA yang dipilih dari nukleus dipilih buat ditransfer ke ribosom dalam tahap pre-mRNA. Ekson ialah mRNA yang akan dikirim keluar nukleus buat ditranslasikan, sebaliknya intron ialah mRNA yang akan senantiasa di dalam nukleus sebab kemungkinan mRNA itu akan membuat protein yang tidak fungsional (tidak berguna) bila ditranslasikan.
Rantai mRNA baru akan dibentuk seusai intron terurai kembali. Tidak boleh lupa jika proses ekspresi gen ini bisa menghadapi kesalahan yang dikenal mutasi.
Ruang Lingkup Gen
Konsep genetika telah berkembang dari studi yang mengkaji cara-cara sifat diwariskan menjadi sebuah disiplin yang lebih komprehensif, yaitu ilmu yang menyelidiki tentang bahan genetik. Secara umum, genetika mengkaji tentang:
- Struktur bahan genetik mencakup gen, kromosom, DNA, RNA, plasmid, episom, serta elemen transposabel.
- Proses duplikasi materi genetik mencakup pembelahan sel, penggandaan DNA, dan berbagai aktivitas lainnya.
- Pekerjaan yang berkaitan dengan bahan genetik mencakup area seperti bahan genetik itu sendiri, proses transkripsi, kode genetik, dan aspek-aspek lainnya.
- Alterasi bahan genetik, yang mencakup mutasi dan kombinasi ulang.
- Genetika dalam kelompok populasi.
- Rekayasa genetik
Kromosom
Kromosom merupakan objek halus seperti benang yang gampang menyerap warna, berperan sebagai pentransfer sifat keturunan. Kromosom kelihatan berpasang-pasangan di sel diploid. Kromosom yang serupa dalam hal bentuk, ukuran, dan urutan gen disebut sebagai kromosom homolog.
Kromosom nonhomolog ialah kromosom yang tidak mempunyai pasangan. Kromosom terdiri dari komponen-komponen seperti matriks, kromonema, kromomer, telomer, sentromer, serta bagian lengan kromosom. Terdapat empat jenis kromosom menurut letak sentromernya. Mereka ialah metasentrik, submetasentrik, akrosentrik, serta telosentrik.
Kromosom itu terdiri dari 44 buah ataupun 22 pasang kromosom tubuh (autosom) serta sepasang kromosom kelamin (gonosom), ialah XX pada perempuan serta XY pada pria. Kromosom terdiri dari 23 pasangan, yang mencakup 22 pasangan autosom dan 1 pasangan gonosom, yang terdapat di dalam sel haploid seperti sel telur atau sperma. Walaupun sel telur memiliki 22 kromosom autosom dan satu kromosom X, sperma terdiri dari 22 kromosom autosom dan dapat mengandung satu kromosom X atau satu kromosom Y.
Kromosom berfungsi sebagai wadah untuk menyimpan informasi genetik yang akan diwariskan dari orang tua kepada keturunan, serta memainkan peran dalam pembentukan sifat dan karakter individu. Sangat penting untuk proses pembelahan sel.
Susunan Kromosom
Dalam organisme prokariotik, kromosom hanya terdiri dari RNA. Virus mozaik, yang dikenal sebagai virus tembakau, merupakan penyebabnya. Kromosom pula bisa cuma terdiri dari DNA, serupa yang kelihatan pada virus T; ataupun serupa yang kelihatan pada kuman Escherichia coli, mereka bisa terdiri dari keduanya, DNA serta RNA.
Kromosom terdiri dari benang pipih yang melingkar-lingkar. Gen berada di sepanjang benang-benang ini. Semua gen mempunyai area kromosom tertentu. Lokus gen ialah tempat gen terletak di dalam kromosom. Gen inilah yang sebetulnya bertanggung jawab untuk mengatur sifat yang diwariskan dari induk ke keturunanya. Gen juga mengatur perkembangan serta metabolisme seseorang. DNA ialah asam nukleat yang membuat gen.
Setiap gen dalam urutan tertentu pada kromosom memiliki peran spesifik yang dijalankan. Gen mengendalikan tinggi rambut, bentuk hidung, jenis dan warna rambut, golongan darah, warna bulu, serta berbagai kondisi lainnya. Jumlah kromosom pada setiap organisme bervariasi tergantung pada spesiesnya. Ukuran kromosom juga bervariasi secara signifikan di antara berbagai jenis organisme.
Kromosom ditemukan dalam keadaan berpasangan di setiap sel tubuh. Kromosom homolog berkumpul dalam pasangan dan memiliki bentuk, ukuran, serta susunan yang serupa. Setiap pasangan kromosom homolog memiliki kekhasan tersendiri dibandingkan yang lain.
Bahan Penyusun Kromosom
Benang kromatin yang terdiri dari DNA (asam deoksiribonukleat), RNA yang dihasilkan dari transkripsi, dan protein (bersifat histon atau asam atau non histon atau basa) adalah bahan yang membentuk kromosom. Setiap kromatid mengandung dua molekul DNA karena molekul DNA ada dalam bentuk heliks ganda.
Protein penyusun kromosom manusia terdiri dari setidaknya tujuh protein, sedangkan protein lain tidak dapat dimasukkan ke dalam kromosom.Kromosom pada organisme eukariotik terdiri dari beberapa komponen, salah satunya adalah protein CENP-A. DNA sendiri membentuk sekitar 35% dari total komposisi kromosom. Sekitar 5% kromosom terdiri dari RNA RNA.
DNA
Asam nukleat yang menyusun gen di dalam inti sel disebut DNA, juga dikenal sebagai deoxyribonucleic acid. DNA menyimpan seluruh informasi biologis dari semua organisme hidup serta beberapa jenis virus. Struktur heliks ganda pada DNA dibentuk oleh sepasang rantai polinukleotida. Fosfor, gula deoksiribosa, dan basa nitrogen membentuk nukleotida.
DNA tersusun dari dua jenis basa nitrogen, yaitu basa purin, yang melingkupi adenin (A) dan guanin (G), serta basa pirimidin, yang terdiri dari timin (T) dan sitosin (S). Ikatan hidrogen menghubungkan kedua untaian DNA ini melalui bagian basa nitrogen. Basa nitrogen A terhubung dengan T, sementara basa nitrogen G terhubung dengan S. Terdapat dua ikatan hidrogen yang menghubungkan A dan T, serta tiga ikatan hidrogen yang menghubungkan G dan S.
RNA
RNA atau asam ribonukleat. Merupakan makromolekul polinukleotida yang terdiri dari untaian tunggal atau ganda yang tidak memiliki struktur berpilin. Karena RNA terbentuk melalui proses transkripsi dari segmen DNA, maka struktur rantainya juga relatif singkat. RNA biasanya ditemukan di sitoplasma atau ribosom. RNA tidak selalu berada di dalam sel karena mudah mengalami degradasi dan perlu disintesis ulang, berbeda dengan DNA. RNA terdiri dari serangkaian ribonukleotida, masing-masing terdiri dari tiga komponen: fosfat, gula ribosa, dan basa nitrogen.
Basa pirimidin meliputi urasil (U) dan sitosin (C), dan basa purin meliputi adenin (A) dan guanin (G). Pasangan A–U dan G–S terbentuk dari keempat basa nitrogen yang ada. Adenin dan urasil terhubung melalui dua ikatan hidrogen, sedangkan guanin dan sitosin terhubung dengan tiga ikatan hidrogen. RNA dapat dibagi menjadi dua kategori: RNA genetik dan RNA non-genetik. RNA yang berperan dalam penurunan sifat disebut sebagai RNA genetik. Situasi ini hanya terjadi pada virus RNA. RNA yang berperan dalam campuran protein disebut RNA non-genetik.
Demikian pembahasan artikel mengenai materi genetika yaitu gen, DNA, RNA dan kromosom. Semoga ulasan tersebut dapat bermanfaat untuk anda. Apabila anda kesulitan dalam belajar, ikuti bimbingan Les Privat Edumaster yang mempunyai materi mudah dipahami dan guru yang berpengalaman di bidangnya.
