1
Pokok Bahasan:
Pendahuluan Tujuan Instruksional Khusus : Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa akan dapat menjelaskan arti dan ruang lingkup genetika
Su Pokok Bahasan : 1.1. Pengertian genetika 1.2. Sejarah genetika 1.3. Huungan genetika dengan idang ilmu lain 1.!. "uang lingkup
"ele&ansi Pokok Bahasan :
• Bahasan pada a ini sangat penting untuk memuka #akrawala mahasiswa mengenai genetika dan huungann$a huungann$a dengan pemuliaan tanaman.
• Pengertian mengenai istilah% istilah genetika sangat penting untuk memahami a%a selanjutn$a.
1.1. Pengertian genetika Tanaman erjenis%jenis
)idah ua$a Ka#ang Tanah Tanah
Kentang
Ka#ang Hijau
Ketela pohon
'engapa tanaman eragam(
Perhatikan *enomena alam erikut : Buah #aai $ang ke#il dan pedas +rawit, -ika ijin$a ditanam kan tumuh tanaman #aai/ ukan tomat/ terong atau mentimun
'engapa ada #aai $ang: - Ke#il pedas +rawit, - Besar tidak pedas +paprika, - Keriting pedas - Besar dan panjang
Bagaimana *enomena terseut dapat diterangkan(
0enetika adalah merupakan suatu ilmu tentang asal%usul atau keturunan. iseut juga Ilmu Keturunan. Berasal dari perkataan Bahasa )atin Genos $ang erarti suku angsa atau asal%usul.
alam ilmu ini dipelajari agaimana suatu si*at +karakter, diturunkan atau diwariskan kepada keturunan/ serta *aktor $ang mempengaruhi pelaksanaan memawa si*at keturunan itu. da 2 #ara untuk mempelajari si*at mewaris +si*at genetik,/ $aitu : a. Hiridisasi . Sitogenetika
Hiridisasi : mengawinkan 2 indi&idu dari jenis +spesies, $ang sama atau spesies ereda dalam genus $ang sama/ $ang keduan$a mengandung satu atau leih eda karakter.
Sitogenetika : suatu #aang ilmu genetika $ang khusus mempelajari ahan +materi, pemawa si*at mewaris +menurun, itu sendiri. Karena ahan itu terdapat dalam setiap sel $ang hidup maka diseut 0enetika ell +Sitogenetika/ dimana Cyto cell ,
1.2. Sejarah genetika 0enetika seelum 'endel
Teori )amark +iologiwan Pran#is,
4Si*at atau karakter $ang diperoleh oleh tetua selama hidupn$a/ diwariskan ke turunann$a5 'enurut teori )amark : jerapah erleher panjang
pakah teori ini enar(
Per#oaan : ipotong ekorn$a Setiap generasi dipotong ekorn$a
Teori )amark 6 gugur.
Teori 7eisman +iologiwan -erman, 6.4Kesinamungan plasmanut*ah56 8rganisme hidup
Plasma tuuh +somaplasm, Plasma nut*ah +germaplasm, 0amet 9+sel telur,
+sperma,
igot 8rganisme hidup
Plasma tuuh Plasma nut*ah iwariskan
Bukti Teori 7eisman 8leh astle dan Phillips +merika/ 1;<;,
8&arium dipindahkan
Bukti pewarisan pen#ampuran +4lending5
Si*at=karakter $ang dimiliki oleh turunan merupakan hasil pen#ampuran si*at%si*at tetua 1 dan tetua 2/ seperti memuat : - Kopi > susu atau - Sari uah: adpukad ? sirop
Pewarisan pen#ampuran +4lending5,
Teori 'endel 'endel mengemukakan teori pewarisan terpisah +partikulat, seagai pengganti teori pen#ampuran ... Seperti kaus kaki putih digulung dalam kaus kaki merah 6
Teori ini akan diahas pada a selanjutn$a
Sejak ditemukann$a hukum keturunan pada permulaan aad ke%2< +tahun 1;<<, sampai sekarang genetika mengalami kemajuan $ang sangat pesat.
7alter S. Sutton dan Theodore Bo&ari $ang ekerja se#ara terpisah pada periode $ang sama +1;<3, :
6. 4gen terletak pada kromosom5
Herse$ dan hase +1;@2,: 6. memperlihatkan pada &irus atau aktero*age ahwa han$a unsur A saja $ang se#ara *isik diwariskan dari satu generasi ke generasi erikutn$a.
Penemuan 7atson dan ri#k +1;@3, merupakan tonggak agi kemajuan genetika dan iologi molekuler ... 5A mempun$ai struktur heliks ganda5 ... replikasi A ersi*at semikonser&ati*
3’
5’
0 T
0ula% phospat Pasangan asa
T
0
0
T
B a # k o n e
5’ 3’
5’ CATGGA 3’ GTACCT
3’ 5’
'odel A menurut 7atson dan ri#k 0amar A doule heliks diadaptasi dari Klug ummings +1;;C,
A
H
A
A H
8
EAIAE
H
8
DT8SIAE
A
H
Purine
H
A
A
A
A
H
8
H
A
A
A
H$drogen ond
THD'IAE
H
A
H
P$rimidine
A
8
H
H
H
H3
H
A
A
A H
H
0FAIAE
Struktur Basa
A akan menjadi model pementukan m"A/ dalam proses transkripsi/ dan m"A menjadi model untuk protein dalam proses translasi. Peme#ahan sandi genetik ini merupakan hasil kar$a dari suatu rangkaian penelitian telah dilakukan oleh an$ak tim/ seperti Airemer/ )ede dan Khorana pada dekade 1;G<.
Perkemangan genetika populasi $ang dimulai oleh Hard$%7einerg +1;<,/ teori genetik mengenai seleksi alam isher +1;3<,/ disusul oleh kar$a 'ale#ot/ al#oner dan Kimura dalam genetika populasi dan genetika kuantitati*/ telah memperaharui teori e&olusi dan memperaiki metode% metode pemuliaan tanaman atau ternak.
Perkemangan terakhir dalam genetika terapan ialah teknik reka$asa genetik. Teknik ini dimulai dengan ditemukann$a enJim endonuklease restriksi oleh ussoi dan Bo$er. EnJim ini memungkinkan untuk memotong A pada posisi tertentu/ sehingga dapat mengisolasi gen tertentu dari kromosom suatu organisme.
1.3. Huungan genetika dengan idang ilmu lain Perkemangan genetika/ sangat ditunjang oleh ilmu%ilmu dasar lainn$a. Sekarang genetika telah erkemang men#akup idang $ang sangat luas/ sehingga timul seagai #aang genetika/ seperti :
• • • • • • • • • • • • •
Sitogenetika +0enetika ell, 0enetika 'anusia 0enetika 'ikroa 0enetika 'olekuler 0enetika Biokimia 0enetika isiologi 0enetika armasi 0enetika Populasi 0enetika Kuantitati* 0enetika Tumuhan=Tanaman 0enetika Hewan 0enetika Konseling Eugenetika
1.!. Pengertian dan ruang lingkup genetika 0en dan kromosom Fnit terke#il ahan keturunan itu ialah gen. 0en terletak pada tali%tali $ang erjejer se#ara linier dalam kromosom/ dan terletak &ertikal terhadap poros kromosom/ maka dapat disimpulkan ahwa letak gen pada kromosom itu tersusun se#ara linier/ erurutan lurus.
Kromosom dilamangkan erupa garis panjang $ang &ertikal/ dan gen%gen digamarkan seagai garis pendek horiJontal pada garis &ertikal itu: a #
a #
d e
d e
B
B
Karena kromosom erpasangan/ pada sepasang kromosom homolog/ maka gen%gen juga erpasangan/ dan letakn$a seentang.
alam genetika/ 0en%gen dieri simol/ iasan$a dengan huru* awal dari perkataan $ang menjadi tugas atau *ungsin$a. 'isal L BBL atau aa/ L a/ BL BB/ aB/ dst. Se#ara internasional/ simol gen% gen menggunakan huru* awal dari istilah Inggris. 'isal: gen $ang mengendalikan tinggi tanaman/ diseut T atau Tall / dst.
Tempat kedudukan gen pada kromosom diseut Locus +kalau an$ak diseut Loci ,. Kedudukan gen pada kromosom selalu tetap dan tertentu/ ke#uali ada mutasi.
-arak antara satu gen dengan gen lainn$a pada kromosom $ang sama ditentukan dengan suatu unit/ suatu ukuran jarak $ang tidak seperti ukuran metrik/ km/ m/ #m/ dst/ tetapi ukuran esarn$a pindah silang + crossing over , $ang din$atakan dalam M.
'ateri genetik terdapat dalam inti sel +nukleus, dan plasma sel +cytoplasma ,. Bahan genetik dalam inti sel/ erentuk enang halus $ang tersusun seperti jala dan an$ak mengisap Jat warna dan diseut Reticulum Chromatin.
alam sel%sel $ang masih muda atau jaringan meristematik/ seperti pada ujung akar/ pu#uk atang/ dll/ sel%sel akan giat melakukan pemelahan sel sehingga kromatin menjadi pendek karena mengalami kontraksi/ dan diseut kromosom. Setiap enang halus kromatin akan menjadi kromosom.
Kromosom atau kromatin itulah ahan keturunan.
Fmumn$a dalam tiap inti sel mengandung jumlah kromosom $ang an$ak dan entukn$a eragam.
Satu kromosom terdiri atas 2 agian : a. Pusat atau kepala kromosom $ang diseut Centromer (Kinetechtor). . )engan kromosom.
)engan pendek entromer )engan panjang
Kromosom
Bahan si*at keturunan dalam #$toplasma erupa parti#le #$toplasma/ mito#hondria/ plastid/ dalam tanaman/ kapsia dalam parame#ium/ dll. Kromosom: entuk/ esar/ an$ak dalam tiap spesies/ ereda. Kromosom $ang sama entuk dan esarn$a diseut Homolog.
Kromosom erpasang%pasangan/ khusus kromosom $ang homolog. ontoh: jagung Njumlah kromosom 2 N 1< pasang. Ban$ak=ma#am kromosom setiap spesies ereda. alam suatu spesies/ aik entuk maupun jumlah adalah sama dan tetap.
Kalau dua spesies tanaman $ang ereda/ maka jumlah dan entuk kromosom $ang dikandung dalam sel%seln$a $ang ereda. 'akin renggang huungan kekeraatan suatu makhluk/ maka makin an$ak peredaan aik dalam entuk/ susunan dan jumlah kromosom%kromosomn$a.
da kromosom $ang memiliki han$a satu lengan $ang diseut monocentrik, ada juga $ang memiliki 2 lengan. da pula $ang letak #entromern$a di tengah +simetris, ada pula $ang letakn$a tidak simetris atau a%simetris.
alam setiap sel ada 2 kromosom $ang seentuk dan sama esar. kromosom%kromosom demikian diseut homolog. Satu set itu dalam istilah genetik diseut ploidi. Karena jumlah kromosom itu 2 set/ diseut diploid. Satu ploidi diseut juga genom.
-umlah kromosom satu ploidi sering dieri simol . -umlah kromosom tuuh $ang diploid ditulis dengan 2A atau 2n. -umlah kromosom gamet $ang sudah matang/ han$a mengandung separuh dari jumlah kromosom dari sel tuuh dan diseut dengan haploid +n,.
'isal tanaman padi/ sel%sel gamet mengandung jumlah kromosom separuh dari 2!/ $akni 12 kromosom. ari 12 kromosom ini satu sama lain tidak sama entuk atau ma#amn$a ereda.
lel lel ialah gen%gen $ang terletak pada lokus $ang sama/ mempun$ai tugas=*ungsi $ang sama/ tetapi derajat intensitasn$a ereda atau sama. ontoh: gen $ang mengendalikan tinggi tanaman/ simoln$a T.
0en T diseut dominan terhadap gen t $ang ersi*at resesi*. Kedua gen T dan t terletak pada lokus $ang sama/ sama%sama mempun$ai tugas mengendalikan tinggi tanaman/ tetapi gen t derajat intensiasn$a leih ke#il dari derajat intensitas gen T.
0en T dan gen t diseut sealel karena terletakpada lokus $ang sama. T diseut alel dominan dan t diseut alel resesi*. -ika pasangan kedua alel dalam suatu indi&idu sama diseut Homozigot .
'isal : TT diseut homozigot ominan tt diseut homozigot resesi! -ika pasangan kedua alel dalam suatu indi&idu tidak sama/ diseut Heterozigot . ontoh: Tt.
Pemakaian Simol 0enetik -ika akan dipelajari perkawinan si*at genetik antara tanaman homoJigot dengan heteroJigot a/ #ukup dituliskan : a
♀
♂
-ika dikawinkan dua indi&idu $ang memiliki han$a satu karakter ereda diseut "onohi#ri . 'isaln$a mengawinkan tanaman $ang entukn$a tinggi +tall TT, dengan tanaman $ang pendek +dwar* atau #eol,.
Kalau mengawinkan antara indi&idu dengan : 2 karakter eda
$ihi#ri
3 karakter eda
Trihi#ri
an$ak karakter eda
%olihi#ri
Si*at Biologi ari 0en 0en memiliki 2 si*at iologi $ang menakjukan/ $akni : a. men#etak "A . menggandakan diri 0en men#etak "A terdapat pada seluruh sel tuuh +sel enih dan sel tuuh sama,.
