A Gen dan Alel Coba kamu perhatikan dirimu dan kedua orang tuamu, mirip siapakah kamu? Mengapa kamu mirip dengan kedua orang tuamu? Hal ini disebabkan karena gen-gen yang dimiliki oleh orang tuamu diturunkan atau diwariskan kepadamu. Setiap sel organisme mengandung materi genetik. Materi genetik tersebut dikenal sebagai gen yang terdapat dalam kromosom di dalam nukleus. Setelah mempelajari bab ini, kamu akan mengetahui tentang gen, DN, dan kromoson, mari ikuti uraian berikut ini.
1. Pengertian Gen dan Alel !en merupakan unit terke"il materi genetik. !en terdapat dalam setiap lokus yang khas pada kromosom. !en adalah substansi genetik terke"il yang terdiri atas sepenggal DN yang menentukan si#at indi$idu melalui pembentukan polipeptida. %adi, gen berperan penting dalam mengontrol si#at-si#at indi$idu yang diturunkan. !en-gen yang ada dalam kromosom tidak memiliki batas- batas yang jelas. &alaupun demikian, gen-gen dapat diumpamakan dalam satu deretan berurutan dan teratur pada benang kromosom. Di dalam sel tubuh, kromosom biasanya berpasangan. Sepasang kromosom merupakan homolog sesamanya, artinya keduanya mempunyai bentuk yang sama dan lokus gen-gen yang bersesuaian. !en-gen yang terdapat pada lokus yang bersesuaian ini disebut alel.
2. Fungsi Gen dan Alel !en merupakan suatu kesatuan kimia. Sebagai materi hereditas, gen memiliki beberapa #ungsi, antara lain' a( Sebagai )arah tersendiri yang ada pada kromosom. *arah adalah )at terke"il dan tidak dapat dibagi-bagi lagi. b( Menyampaikan in#ormasi genetik dari induk kepada keturunannya. "( Mengatur proses metabolisme dan perkembangan. lel dapat memiliki tugas yang sama atau berlawanan untuk suatu pekerjaan tertentu. lel yang mempunyai tugas yang sama disebut alel homo)igot. Sedangkan, alel yang tugasnya berbeda disebut alel hetero)igot. lel yang tugasnya sama, misalnya gen penentu warna hitam pada gandum yang mempunyai pasangan gen penentu warna hitam pula. Contoh alel yang tugasnya
berlawanan adalah gen penentu warna hitam pada gandum mempunyai pasangan gen penentu warna putih. +egiatan sel dikendalikan oleh gen di dalam inti. engendalian ini dilakukan dengan menyusun materi tertentu yang sesuai dengan pola gen untuk membentuk suatu rantai asam amino polipeptida(. olipeptida tersebut di#ungsikan menjadi en)im yang akan mengatur reaksi metabolisme dalam sel. B DNA dan RNA ersenyawaan antara protein dan asam nukleat disebut Dari kedua senyawa tersebut, hanya asam nukleat yang dapat membawa in#ormasi genetik dari induk kepada keturunannya. %adi, sebenarnya asam nukleat merupakan materi genetik atau #aktor hereditas, meskipun kromosom yang umum disebut sebagai se bagai #aktor hereditas. sam nukleat sebagai materi DN terdiri atas DN deoyribonu"lei" a"id( dan /N ribonu"leid a"id(. 0ntuk mengetahui tentang DN dan /N, mari "ermati uraian berikut ini.
1. DNA (Deoxyribonucleic Acid) Dari berbagai penelitian mengungkapkan bahwa DN adalah pembawa sebagian besar atau seluruh si#at-si#at genetik di dalam kromosom. DN terdapat di dalam nukleus dan bersama senyawa protein membentuk nukleo protein. Selain di dalam nukleus, molekul DN juga terdapat dalam mitokondria, plastid, dan sentriol. Susunan kimia DN adalah sebuah makromolekul yang kompleks. Molekul DN disusun oleh dua rantai polinukleotida yang amat panjang. Satu rantai polinukleotida terdiri atas rangkaian nukleotida. Sebuah nukleotida tersusun atas' a( !ugus gula deoksiribosa gula dengan lima atom karbon atau pentosa( b( !ugus asam #os#at #os#at terikat pada C kelima dari gula( "( !ugus basa nitrogen gugus ini terikat pada C pertama dari gula( 1asa nitrogen dapat digolongkan menjadi dua, yaitu basa purin dan basa pirimidin. 1asa purin terdiri atas adenin ( dan !uanin !(, sedangkan basa pirimidin terdiri atas sitosin S( dan timin 2(. !ula dengan basa membentuk ikatan antara C pada gula dengan N pada basa purin dan N-H pada basa pirimidin. Senyawa yang terbentuk disebut nukleosida atau deoksiribonukleosida. Nukleosida dapat dibedakan menjadi empat ma"am, yaitu' 3( ersenyawaan antara gula dengan basa adenin deoksi adenosin(. 4( ersenyawaan antara gula dengan basa guanin deoksi guanosin(. 5( ersenyawaan antara gula dengan basa timin deoksitimidin(. 6( ersenyawaan antara gula dengan basa sitosin deoksisitidin(.
Selanjutnya, #os#at membentuk ester dengan nukleosida melalui pembentukan ikatan C7 pada gula. 8ster #os#at -7- nukleosida ini disebut nukleotida. da 6 ma"am nukleotida, yaitu adenosin deoksiribonukleotida, guanosin deoksiribonukleotida, sitidin deoksiribonukleotida, dan timidin deoksiribonukleotida. Nukleotida-nukleotida tersebut dapat bergabung membentuk suatu rangkaian yang disebut polinukleotida . 1enang polinukleotida yang saling berpilin heliks ganda( membentuk DN. 0ntuk lebih mengetahui struktur nukleotida dan polinukleotida 1erdasarkan hasil analisis re#raksi sinar 9 oleh kristal DN, %ames &atson merika( dan :ran"is Cri"k ;nggris( pada 3<75 menyimpulkan bahwa struktur molekul DN berbentuk heliks ganda.
Molekul DN mempunyai si#at-si#at, antara lain' 3( DN berbagai organisme mempunyai kandungan adenin ( yang sama dengan 2imin 2(. erbedaan antara DN dari spesies yang berlainan terletak antara kandungan = 2 atau ! = C. 4( Setiap molekul DN disusun oleh dua rantai polinukleotida. 1asa-basa dari kedua rantai tersebut berpasangan dengan aturan adenin berpasangan dengan 2imin dan !uanin berpasangan dengan sitosin. ntara kedua basa yang berpasangan terbentuk ikatan hidrogen. danya ikatan inin memberikan kelenturan pada DN. 5( DN merupakan struktur yang akti# melakukan #ungsi biologi.
2. RNA ada sel-sel organisme prokariot dan eukariot, selain DN terdapat pula asam nukleat lain yang penting, yaitu /N atau asam ribonukleat. /N merupakan seutas benang tunggal yang tersusun molekul gula ribosa, gugus #os#at, dan asam nitrogen. 1asa nitrogen /N terdiri atas golongan purin adenin dan guanin( dan golongan pirimidin sitosin dan urasil(. /N dibentuk oleh DN di dalam nukleus, melalui proses transkripsi DN. Hasil transkripsi digunakan /N untuk sintesis protein dalam sitoplasma sel. 1erdasarkan letak dan #ungsinya, /N dibedakan menjadi tiga ma"am, yaitu' a)
RNA duta (RNA-d) atau RNA
/N duta adalah /N yang yang menjadi model "etakan dalam proses penyusunan asam amino pada rantai polipeptida atau sintesis protein. Disebut /N duta, karena molekul ini merupakan penghubung DN dengan protein dan membawa pesan berupa in#ormasi genetik dari DN untuk membentuk protein. ;n#ormasi genetik berupa urutan basa N pada /N duta yang memesan suatu asam amino
yang disebut kodon. enyusunan rantai polipeptida tergantung dari urutan kodon pada /N duta. 0rutan kodon pada /N-d yang di"etak DN tergantung pada ma"am protein yang akan disintesis. b)
RNA trans!er (RNA-t)
/N-t mempunyai #ungsi menerjemahkan kodon yang terdapat pada /N-d menjadi satu jenis asam amino. +emampuan menerjemahkan ini, disebabkan oleh adanya anti kodon yang merupakan komplemen dari kodon /N-d. /N-t juga ber#ungsi mengangkut asam amino ke permukaan ribosom pada saat translasi. 2ranslasi adalah penerjemahan urutan nukleotida /N-d menjadi urutan asam amino polipeptida. c)
RNA riboso (RNA-r)
/N-r merupakan /N terbanyak, sekitar >5 dari /N yang dikandung oleh suatu sel. /N-r berperan dalam sintesis rantai protein sebagai tempat pertemuan /N-d dan /N-t. /N dan DN memiliki perbedaan. Cermati perbedaan- nya pada 2abel 5.3 di bawah ini.
2abel 5.3 erbedaan /N dan DN !ambar 5.> /N dalam sintesis protein
" #rooso nukleus terdapat benang-benang halus seperti jala yang dapat menyerap warna. 1enang-benang halus ini disebut kromatin "hromo @ warna, dan tin @ badan(. +etika sel akan membelah, benang kromatin menebal dan memendek, lebih mudah menyerap )at warna sehingga dapat dilihat dengan mikroskop. 1enang kromatin yang menebal dan memendek ini, disebut kromosom. 1. Penggolongan $rooso 1erdasarkan letak kromosom di dalam tubuh. +romosom di bagi menjadi dua ma"am, yaitu kromosom tubuh autosom( dan kromosom kelamin kromosom se(. Di dalam sel tubuh terdapat sepasang kromosom atau diploid 4n(. Sepasang kromosom ini berasal dari induk betina o$um( dan induk jantan
sperma(. Masing-masing kromosom induk berjumlah n kromosom. +romosom yang berpasangan tersebut, disebut kromosom homolog. +romosom homolog adalah kromosom yang mempunyai struktur yang sama atau mempunyai lokuslokus alel yang sama. Dalam sel tubuh manusia terdapat 45 ma"am kromosom homolog. %umlah ma"am kromosom atau satu pasang kromosom haploid disebut genom. %atu $rooso terdiri atas dua bagian& yaitu' 3( sentromer atau kinetokhor. 1agian ini berbentuk bulat dan tidak mengandung gen. Sentromer ber#ungsi untuk pergerakan kromosom dari daerah ekuator ke kutub masing-masing pada waktu pembelahan 4( Aengan merupakan badan kromosom. Di dalam lengan ini terdapat kromomena bahan nukleo protein( Aetak sentromer menjadi "iri khas dari setiap pasangan kromosom. 1erdasarkan letak sentromernya, kromosom dapat dikelompokkan menjadi beberapa ma"am, yaitu' 3( Metasentrik' sentromer terletak di tengah-tengah kromosom 4( Submetasentrik' sentromer dekat pada salah satu ujung kromosom 5( ksosentik' sentromer terletak di dekat ujung kromosom 6( arasentrik' sentromer terletak di ujung kromosom. Selain penggolongan kromosom di atas, bentuk kromosom dapat berma"amma"am yang disebabkan oleh letak sentromer yang berma"am-ma"am pula. Contohnya, ada kromosom yang menyerupai huru# A satu lengan kromosom lebih panjang dari yang lain(, kromosom menyerupai huru# ; sentromer terletak di ujung kromosom(, dan kromosom yang menyerupai huru# B kromosom mempunyai lengan sama panjang(. 2. ula #rooso Dalam setiap organisme terdapat jumlah kromosom yang ber$ariasi. %umlah kromosom haploid yang terdapat pada berbagai organisme dapat dilihat pada 2abel 5.4 di bawah ini. 2abel 5.4 %umlah +romosom 4n( pada 1erbagai Hewan dan 2umbuhan
D %intesis Protein rotein adalah suatu makromolekul yang disusun oleh berbagai asam amino. Sedangkan, en)im adalah protein yang mempunyai kemampuan sebagai katalisator reaksi biokimia dalam proses metabolisme seluler. 1erdasarkan hasil penelitian 1eadle dan 2atum 3<63(, gen mengendalikan proses metabolisme atau kehidupan indi$idu melalui proses pengendalian en)im. %adi, perubahan
struktur gen dapat menyebabkan perubahan struktur protein pada tingkat asam amino, yang selanjutnya akan menyebabkan perubahan dalam proses metabolisme. rotein tidak disintesis langsung oleh gen, melainkan melalui proses transkripsi dan translasi gen adalah nama #ungsional, strukturnya adalah DN(. 2ranskripsi adalah proses replikasi DN untuk membentuk /N-d. Sedangkan, translasi adalah proses penerjemahan in#ormasi genetik yang terdapat pada /N-d menjadi runtunan asam amino polipeptida. Dalam transkripsi, DN digunakan sebagai model untuk sintesis protein. 0ntuk lebih mengetahui tentang transkripsi dan translasi dalam sintesis protein, mari "ermati uraian berikut ini. 1. *rans$ri+si 2ranskripsi adalah proses trans#er in#ormasi genetik dari ruas DN gen( ke dalam molekul /N yang dipandu oleh en)im transkriptase sebagai katalisatornya. /untunan basa pada utas /N-d ditentukan oleh runtunan basa yang terdapat pada satu ruas DN, dan setiap basa tersebut akan di"ari padanan ribonukleotidanya, kemudian dirangkaikan menjadi rantai /N-d. emba"aan oleh transkriptase dimulai dari tanda awal promotor( sampai tanda akhir terminator(. Hanya ruas yang diapit oleh kedua tanda itu yang akan ditranskripsikan. !en merupakan pengendali protein sehingga gen harus terdapat pada ruas di antara promotor dan terminator 4. 2ranslasi 2 *ranslasi Setelah proses transkripsi di dalam inti sel selesai, selanjutnya /N-d keluar dari inti untuk menjadi model "etakan dalam penyusunan rangkaian asam amino pada proses translasi. ;n#ormasi genetik yang dibawa oleh /N-d terdapat pada runtunan basa yang dikandungnya. Setiap jenis kombinasi 5 basa yang berdampingan mengandung sandi genetik kodon( tertentu, yang dapat diterjemahkan menjadi satu jenis asam amino. Dalam satu rantai /N-d, hanya bagian tertentu yang menjadi pola "etakan dalam sintesis protein, yaitu ruas yang diapit oleh kodon awal 0!( dan kodon akhir 0, 0!, 0!( Setelah /N-d sampai di ribosom, /N-t mulai mengangkut asam amino ke dalam kompleks translasi ribosom(, serta memba"a sandi-sandi kodon( /N-d. Selanjutnya, asam-asam amino yang dibawa oleh /N-t dirangkai menjadi polipeptida. +emampuan /N-t menjalan- kan tugas tersebut, disebabkan karena adanya simpul anti kodon dan kemampuan satu kompleks dengan asam amino yang disebut aminoasil-t /N. roses penerjemahan rangkaian kodon-kodon /N-d menjadi rangkaian asam amino polipeptida disebut translasi. 0ntuk mengetahui proses transkripsi dan translasi dalam sintesis protein, mari "ermati !ambar 5.34 di bawah ini. , %andi Geneti$ Sandi genetik merupakan hubungan antara asam amino
yang terdapat pada rantai polipeptida dengan rangkaian nukleotida yang terdapat pada /N-d. /angkaian nukleotida dibentuk berdasarkan model DN pada ruas gen. Sehingga, sandi genetik dapat diartikan sebagai aturan hubungan antar gen dengan protein. ada asam nukleat DN atau /N-d terdapat 6 jenis nukleotida basa( yang menyusun rantainya. ada polipeptida dikenal 4 jenis asam amino penyusunnya. Dengan adanya 4 jenis asam amino tersebut, harus ada aturan yang dapat menjamin pengendalian gen dalam pembentukan protein, selalu bersi#at khas satu gen hanya menyandikan satu jenis protein(. 0ntuk menjamin kekhasan tersebut harus banyak #aktor pengendali kodon(, sekurang-kurangnya sama dengan yang dikendalikan asam amino(. Hal ini bertujuan untuk men"egah adanya satu kodon mengendalikan lebih dari satu asam amino. 1erdasarkan persyaratan ini, tidak mungkin satu asam amino dikendalikan hanya oleh satu nukleotida, karena keempat nukleotida yang ada tidak akan men"ukupi untuk mengendalikan 4 asam amino. Sistem penyandian seharusnya didasarkan pada kombinasi dari nukleotida yang ada. ang paling mungkin adalah setiap kodon merupakan kombinasi 5 nukleotida DN sehingga akan diperoleh E6 kodon yang akan men"ukupi untuk mengendalikan 4 asam amino. 8nam puluh empat kodon ini ber#ungsi menyandikan asam amino, tetapi akan ada kodon-kodon yang menyandikan satu jenis asam amino yang sama. %adi, ada 5 kodon, yaitu 0, 0!, dan 0! yang menjadi kodon akhir dan 0! yang menjadi kodon awal, keempat kodon ini tidak menyandikan asam amino. Sebagian besar asam amino dikendalikan lebih dari 3 kodon. 1erbagai kodon yang menyandikan 3 jenis asam amino yang sama disebut kodon sinonim. +odon-kodon diketahui tidak bertumpang tindih dan terletak berdampingan tanpa penyelang. %adi, pembentukan asam amino akan dilakukan oleh rangkaian kodon /N-d dimulai dari kodon dan diakhiri oleh salah satu kodon akhir. +onsep sandi genetik ditemukan berkat keberhasilan peneliti mengembangkan sintesis protein dan asam nukleat se"ara in $itro. 0ntuk mengetahui kode genetik ini, mari perhatikan 2abel 5.5 berikut ini.
Dalam sintesis protein dapat terjadi kesalahan dalam menerjemahkan kode-kode yang diterima dari DN. %ika terjadi kesalahan penerjemahan, akibatnya protein yang disusun juga keliru sehingga en)im yang dihasilkan juga salah. %ika hal ini terjadi, maka metabolisme akan terganggu. Misalnya, kodon ! yang seharusnya diterjemahkan menjadi asam glutamat, tetapi oleh /N-t diba"a
!0 yang diterjemahkan menjadi $alin, atau diba"a yang diterjemahkan menjadi lisin. Hal ini, menyebabkan polipeptida yang dihasilkan tidak sesuai dengan perintah DN. +esalahan ini berpengaruh pada proses pembentukan hemoglobin. Hemoglobin normal seharusnya mengandung asam glutamat, tetapi karena terjadi kesalahan dalam penerjemahan, hemoglobin mengandung $alin atau lisin. Hal ini menyebabkan hemoglobin menghasilkan sel sabit. Sel sabit menyebabkan kelainan yang disebut siklemia . Siklemia diturunkan kepada keturunannya dan menyebabkan mutasi adi& $esalaan RNA-t ena!sir$an $ode-$ode geneti$ dari DNA uga eru+a$an sala satu e$anise utasi gen. utasi gen enyebab$an +erubaan si!at yang di/aris$an secara turun teurun. 0ntu$ lebi eaai tentang DNA dan +roses re+li$asi& coba $au la$u$an +ercobaan beri$ut ini.
Materi Genetik
Materi genetik meliputi kromosom, gen, DNA, RNA. Proses pewarisan sifat kepada keturunannya melibatkan materi genetik 1.
Kromosom Kromosom tersusun dari DNA dan protein. Protein pada kromosom disebut
histon. Kromosom terbentuk dari untaian DNA yang dipintal dalam suatu protein histon kemudian menadi nukleosom. !etelah itu nukleosom satu dengan nukleosom lainnya bergabung membentuk benang yang lebih padat dan menadi lipatan"lipatan yang disebut solenoid. Kemudian setelah itu solenoid bergabung dengan solenoid lainnya membentuk
suatu benang yang disebut kromatin. Kromatin ini bentuknya seperti seperti benang" benang halus seperti ala yang dapat menyerap warna dan berada pada nukleus. Ketika sel akan membelah, kromatin akan menebal dan memendek yang kemudian disebut kromosom. Kromosom mengandung dua struktur dua struktur utama yaitu sentrosom dan telomer. !entromer berbentuk bulat dan tidak mengandung gen, berfungsi untuk pergerakan kromosom dari daerah ekuator ke kutub masing"masing pada saat pembelahan teradi. !entromer merupakan bagian kromosom yang menghubungkan dua kromatid # kromosom anak $. Pada sentromer biasanya menempel benang"benang spindel selama pembelahan mitosis dan meiosis. %enang"benang spindel akan menggerakkan sentromer sekaligus kromosom menuu tempat yang sesuai. &elomer merupakan urutan DNA khusus yang dapat ditemukan pada agian uung kromoso. &elomer berfungsi menaga panang kromosom anak konstan seperti pada sel induk. %erdasarkan letak sentromernya, kromosom dibedakan menadi beberapa tipe
yaitu ' Kromosom metasentrik (aitu kromosom yang sentromernya terletak persis ditengah"tengah lengan kromosom. Kromosom submetasentrik yaitu kromosom yang sentromernya terletak hampir ditengah"tengah lengan kromosom Kromosom akrosentrik yaitu kromosom yang sentromrnya terletak hampir di uung lengan kromosom Kromosom telosentrik (aitu kromosom yang sentromernya terletak dibagian uung lengan kromosom. &ipe dan umlah kromosom' Pada sel rubuh manusia terdapat )* kromosom #+n$ yang dibedakan menadi ' Autosom (aitu kromosom tubuh yang tidak ada hubungannya dengan penentuan enis kelamin. (ang terdiri dari ++ pasang autosom atau )) buah. enosom (aitu kromosom yang menentukan enis kelamin yang terdiri atas 1 pasang kromosom kelamin. Dibedakan menadi + ma-am yaitu kromosom" dan kromosom"(. !uatu pasang kromosom kelamin dapat bertanda atau (. Kombinasi tersebut bisa teradi ketika sel telur dengan kromosom dibuahi oleh sel sperma dengan kromosom atau (. Nah, ika dibuahi sel sperma dengan kromosom maka dihasilkan satu pasang kromosom kelamin bertanda , berenis kelamin wanita. /ika sel telur
dibuahi sel sperma dengan kromosom (, maka dihasilkan sepasang kromosom kelamin bertanda (, dan berenis kelamin laki"laki. Pada autosom, masing"masing pasangan kromosomnya merupakan pasangan homolog yang artiya kedua pasangan kromosom mempunyai bentuk,ukuran maupun enis gen yang ada di dalamnya. Pada kromosom kelamin wanita atau kromosom merupakan pasangan homolog tetapi tidak untuk pasangan kromosom kelamin dan ( pada pria karena pada kromosom kelamin pria ada sebagian lengan kromosom yang tidak membawa gen"gen yang seenis. +. en en merupakan satu seri triplet basa nitrogen yang terdapat pada pita DNA. !eri triplet ini akan mengode satu rantai polipeptida yang kemudian akan menadi bagian dari satu en0im atau protein lainnya. en terdiri atasa materi genetika yang berisi pesan"pesan kimia. en tersebut dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi berikunya sehingga mempunyai seumlah -iri indiidu yang sama dengan induknya. en memiliki beberapa fungsi, antara lain'
!ebagai 0arah tersendiri pada kromosom. 2arah adalah 0at terke-il dan tidak dapat dibagi"
bagi. Menyimpan informasi genetik dari induk kepada k eturunannya. Mengatur proses metabolisme dan perkembangan.
en terletak didalam kromosom pada lokasi khusu yang disebut dengan lokus. en mempunyai bentuk alternatif atau bentuk lain yang dikenal dengan istilah alel. Alel dapat memiliki tugas yang sama atau berlawanan untuk suatu pekeraan tertentu. Alel yang memiliki tugas yang sama disebut alel homo0igot. !edangkan alel yang mempunyai tugas yang berlawanan disebut alel hetero0igot. en dan alel dilambangkan dengan huruf latin besar dan ke-il. /adi, gen uga mempunyai pasangan seperti halnya kromosom. 3. DNA DNA # deo4yribonu-lei- a-id $ atau disebut uga asam deo4yribosa nukleat #ADN$. DNA membawa informasi yang diperlukan untuk sintesis protein dan replikasi. !intesis protein merupakan proses penyusunan protein yang diperlukan oleh sel maupun irus yang akan digunakan untuk aktiitas dan pertumbuhan. Replikasi merupakan proses DNA yang mengopi diri sendiri untuk diberikan pada masing"masing sel anak maupun irus. !ekaligus menyampaikan informasi yang diperlukan untuk sintesis protein. Dari
berbagai penelitian mengungkapkan bahwa DNA adalah pembawa sebagian atau seluruh sifat"sifat genetik didalam kromosom. DNA terdapat didalam nukleus, selain didalam nukleus molekul DNA uga terdapat didalam mitokondria, plastid dan sentriol. !usunan kimia DNA adalah sebuah makromolekul yang kompleks. Molekul DNA disusun oleh dua rantai polinukleotida yang amat panang. !atu rantai polinukleotida terdiri atas rangkaian nukleotida. Nukleotida menghubungkan masing"masing pita DNA pada satu molekul DNA. Molekul DNA terdiri atas dua pita atau berpita ganda. Dengan adanya nukleotida yang menghubungkan pita DNA sehingga membentuk struktur rantai ganda yang tersusun seperti tangga berpilin. !truktur demikian dikenal dengan istilah double heli4. Menurut struktur DNA double heli4, setiap nukleotida terdiri atas tiga unit yaitu satu molekul gula pentosa deoksiribosa, satu gugus fosfat dan satu dari empat enis basa nitrogen. Keempat basa nitrogen tersebut adalah kelompok purin ' adenin #A$ dan uanin #$ serta kelompok pirimidin ' timin #&$ dan sitosin #!$. Nukleotida yang mengandung #A$ atau adenin selalu berpasangan dengan timin #&$. !edangkan sitosin #!$ selalu berpasangan dengan guanin #$.
). RNA Merupakan materi genetik yang terdapat pada irus tertentu #irus RNA$, serta sel dan molekul yang mengarah kepada tahap sintesis protein. !truktur RNA hampir sama dengan DNA, dibangun oleh suatu molekul gula pentosa, satu gugus fosfat dan satu dari empat enis basa nitrogen. ula pentosa pada RNA berupa ribosa bukan deoksiribosa. Pada RNA terdapat basa urasil #5$ sebagai pengganti timin #&$ pada DNA. Kemudian RNA bukan dibangun oleh rantai polinukleotida berpeptida ganda polinukleotida berpita tunggal.
Kirimkan 6ni lewat 7mail%log&his8%erbagi ke &witter%erbagi ke 9a-ebook
melainkan
Pembelahan Sel Pembelahan sel adalah sebuah proses dimana sel induk membelah atau membagi dirinya menjadi 2 atau lebih sel anak. Pembelahan sel merupakan bagian dalam tubuh kita. Kita bertumbuh karena sel-sel di dalam tubuh kita membelah diri.
Dalam siklus sel, terdapat dua tahap, yaitu interfase dan MPhase. Interfase adalah tahap dimana sel tidak membelah. Tahap ini berlangsung selama 1 jam dan terdapat ! tahap, yaitu G1 Phase "fase organel sel berduplikat#, S-Phase "fase replikasi D$%#, dan G2 Phase "fase pertumbuhan sel dan sintesis protein#. Pada tahap M-Phase barulah sel mulai membelah. Thap ini hanya berlangsung 2 jam dan terdiri dari proses kariokinesis dan sitokinesis. Kariokinesis adalah tahap di mana proses pembelahan nukleus sel melalui tahap Pro&%T, sedangkan
sitokinesis
adalah
tahap
pembelahan
sitoplasma.
Pembelahan sel dibagi menjadi 2 jenis menurut jenis sel yang membelah, yaitu pembelahan pada sel prokariotik dan pada sel eukariotik.
A. Pembelahan Pada Sel Prokariotik
Pembelahan pada sel prokariotik dikenal dengan pembelahan biner yang artinya pembelahan ini berlangsung se'ara sederhana dan spontan.
Proses
pembelahan
pembelahan
amitosis.
%mitosis
ini
juga
artinya
dikenal
dengan
pembelahan
yang
proses tidak
melibatkan kromosom. Pembelahan biner dapat ditemukan pada sel bakteri, proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma. Pada menempel
pembelahan pada
biner,
membrane
kromosom plasma.
diduplikasi
Kemudian
dan
akan
akan terjadi
pertumbuhan di antara dua tempat pelekatan kromosom tersebut. (al ini untuk melakukan pemisahan inti. )itokinesis dan pembentukan dinding sel kemudian terbentuk sehingga 2 sel anak terbentuk.
B. Pembelahan Pada Sel Eukariotik
Pembelahan sel pada sel eukariotik dibagi menjadi meiosis dan mitosis. - Mitosis
Pembelahan mitosis adalah pembelahan yang menghasilkan sel anak yang dapat membelah lagi. Pembelahan ini bertahap dan terjadi pada sel tubuh "somatis# dengan tujuan pertumb uhan, pertambahan sel, dan
regenerasi
sel. Pada
sel-sel
meristematik
he*an dan
tumbuhan, pembelahan yang terjadi adalah pembelahan mitosis yang berguna untuk pertumbuhan. Pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anak yang identi' dengan induknya. (al ini berarti sel haploid akan menghasilkan 2 sel haploid dan sel diploid akan menghasilkan 2 sel diploid. Dalam
tahap
kariokinesis,
pembelahan
mitosis
hanya
berlangsung dalam satu Pro&%T dan sebelumnya ada tahap interfase. Pro&%T merupakan proses pembelahan yang terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telofase. %. Interfase
Pada tahap ini sel tidak membelah. $ukleus terdiri dari +$% ribosom dan merupakan tempat sintesis protein serta materi yang ber*arna gelap dikenal sebagai kromatin atau bentuk benang-benang kromosom sehingga bentuk kromosom tidak dapat dilihat se'ara jelas. Pada salah
satu ujung sel, terdapat 2 pasang protein yang disebut sentrioles, tetapi pada tumbuhan, sentriosol tidak mun'ul. . Profase
Pada tahap ini sentriosol bergerak ke ujung sel yang berla*anan dan disebut sebagai kutub. )entriosol mempunyai 2 sentriol dan akan dikelilingin strands "helai# yang menyala dan disebut sebagai aster. )elain itu, Kromosom membentuk menjadi sinlinder dan berduplikat menjadi 2 kromatid. )etiap kromatid mengandung D$% dan
protein
serta
melekat berpasangan
pada
sentromer.
Pada
tumbuhan, aster tidak ada, membrane nukleus han'ur, seta kromosom memendek sehingga terlihat seperti batang. . &etafase
Pada fase ini, kromosom berpindah menjadi satu garis yang disebut the equator . )elain itu, mun'ul benang-benang yang disebut spindel dan
melekat
pada
sentromer
setiap
kromosom.
)pindel
menghubungkan kromosom ke 2 kutub sentrisol yang berla*anan. D. %nafase
ini
Kromatid pada tahap ini berpisah dan bergerak kearah kutub yang berbeda. Penarikan terjadi karena pemendekan benang spindel. Kromatid pada fase ini
tidak
disebut
sebagai kromatid,
tetapi
kromosom tunggal. . Telofase
Pada tahap ini kromosom mulai mengatur membentuk nukleus yang terpisah
dan
dikelilingin
memberan
nukleus.
Cleavage
Burrow/
pembelahan alur menyempit dan lama kelamaan membelah sel. erbeda dengan itu, pada tumbuhan, pembelahan terjadi dengan cell plate daripada cleavage burrow. Pembelahan sitoplasma ini biasa disebut sitokinesis.
)etelah pembelahan, sel akan kembali ke fase interfase dan sentriosol menjadi empat "2 di setiap sel# serta aster hilang. Kromosom akan
berubah kembali
menjadi
benang-benang.
eberapa
jenis
kromosom yang mengalami pembelahan adalah kromosom parental dan maternal dapat dilihat pada gambar.
- Meiosis Pembelahan meiosis merupakan pembelahan yang menghasilkan gamet. 0amet ini tidak dapat membelah lagi sampai tahap pembuahan "fertilisasi#. Pembelahan ini terjadi pada pembentukan sel kelamin "gametogenesis# pada kelenjar kelamin "gonad# pada he*an dan tumbuhan.
Tujuan
pembelahan
ini
adalah
mengurangi
jumlah
kromosom yang berguna untuk menyamakan komposisi kromosom anak dan induk.
erbeda dengan proses mitosis, pembelahan ini menghasilkan sel yang tidak identik dengan induknya "diploid menjadi haploid# akibat pengurangan kromosom. Inilah mengapa pembelah ini juga dikenal dengan pembelahan reduksi. Pembelahan ini memiliki proses Pro&%T I dan Pro&%T II. Proses pembelahannya kurang lebih sama ke'uali pada proses Profase I. Pada tahap profase I terdiri dari leptoten, igoten, pakiten, diploten, diakinesis.
1.
3eptoten 3eptoten adalah tahap dimana benang kromatin berubah menjadi kromosom. (al ini dilakukan dengan 'ara memadatkan diri.
2.
4igoten/4igonema Pada
tahap
ini,
kromatid
homolong
saling
berpasangan
atau
bersinapsis membentuk bi5alen. )entrosom terbelah 2 menjadi sentriol dan bergerak ke kutub berla*anan !.
Pakiten/Pakinema Kromosom kemudian berdupkikat menjadi pada tahap ini dan disebut tetrad "kromosom homolog yang mengganda sehingga ada kromatid berpasangan#. Pada tahap ini sering terjadi rekombinasi gen melalui proses perpindahan silang.
.
Diploten Kromosom homolog
yang tadinya
bi5alen
terpisah.
ila terjadi
perpindahan silang, akan terdapat kiasma sebagai tanda. .
Diakinesis Pada fase diakinesis, nukleolus "membrane inti# akan hilang dan sentriol bergerak ke masing-masing kutub serta membentuk benangbenang spindel.
)etelah ke lima tahap ini, proses pembelahan akan berlanjut ke metafase, anafase, telofase, dan kemudian mengulang sekali lagi tanpa mele*ati profase yang di atas "profase biasa, yang terjadi di mitosis#.
C. Pembelahan Sel Gamet Pada Manusia
Pembelahan
sel
gamet
pada
manusia
terdiri
pada
spermatogenesis "pada pria# dan oogenesis "pada *anita#. Pada proses spermatogenesis,
dimulai
dari
spermatogonium
yang
diploid
bertumbuh menjadi spermatosit primer. )etelah itu, spermatosit primer
tersebut membelah se'ara meiosis menjadi 2 spermatosit sekunder yang haploid. 2 spermatosit sekunder kemudian membelah lagi se'ara meiosis menjadi spermatid yang nantinya akan bertumbuh menjadi buah sperma. erbeda dengan proses ini, oogenesis pada perempuan dimulai dengan pertumbuhan oogonium menjadi oosit primer yang diploid. 6osit primer kemudian bermeiosis dan menghasilkan oosit sekunder dan badan kutub pertama yang haploid. adan kutub pertama akan bermeiosis lagi menghasilkan 2 badan kutub dan oosit sekunder menghasilkan 1 badan kutub dan satunya lagi menjadi o5um.
D. Pembelahan Sel Gamet Pada Tumbuhan
Pembelahan
gamet
pada
tumbuhan
mikrosporogenesis dan megasporogenesis.
terdiri
dari
2,
yaitu
%. &egasporogenesis &egasporogenesis merupakan proses pembentukan o5um dalam ruang bakal biji. Prosesnya dimulai dari megasporosit bermeiosis dua kali menjadi megaspore. &egaspora ini terdiri dari IK3 "inti kandung lembaga# Primer dan ! sel kutub yang nantinya akan mati. IK3 Primer nantinya akan membelah se'ara mitosis ! kali dan menghasilkan ! antipoda, 2 IK3 )ekunder, 2 sinergid, dan 1 o5um.
. &ikrosporogenesis &ikrosporogenesis
adalah
proses
pembentukan
serbuk
sari
"mikrospora# dalam kepala sari "anthera#. Proses mikrosporogenesis dimulai dengan meiosis I dan meiosis II dari mikrosporosit "sel induk serbuk sari# menjadi mikrospora yang haploid yang disebut tetrad. &ikrospora kemudian melakukan pembelahan kariokinesis menjadi nukleus generatif dan nukleus saluran serbuk sari "inti generati5e dan 5egetatif#. Inti generatif kemudian membelah menjadi 2 sperma. Inti 5egetati5e pada masa pembuahan hanya menuntun sperma ke o5um
dan spermaakan membuahi o5um menjadi igot dan IK3 )ekunder menjadi endosperma.
Proses Pebelaan %el in %iologi " on 11'): " ) -omments
!el tentunya sahabat biologi sudah sangat sering mendengar kata ini, nah postingan kali ini akan membahas tentang bagaimana sebenarnya proses pembelahan sel, Pengertian Pembelahan sel, serta ma-am"ma-am pembelahan sel dan tahapannya akan dikupas disini, ;angsung saa disimak ya
A.PENGERTIAN PEMBELAHAN SEL
!eperti namanya, pembelahan sel dapat diartikan sebagai suatu proses membelahnya sel induk menadi dua atau lebih sel anak. Pembelahan sel biasanya merupakan siklus sel ke-il yang akan menyebabkan siklus besar selanutnya.
Pembelahan !el
B.MACAM-MACAM PEMBELAHAN SEL DAN PROSESNYA
.Pembelahan
!el
!e"ara
amit#!i!
$
Pembelahan
Biner
%
Pembelahan !el !e-ara Amitosis
Pembelahan sel se-ara amitosis ini disebut uga merupakan pembelahan sel se-ara langsung alias tidak melalui tahapan < tahapan tertentu, proses ini uga berlangsung se-ara spontan, atau disebut pembelahan biner. Proses ini tidak melibatkan kromosom mengapa demikian= Karena DNA yang ada dalam umlah dan besaran yang ke-il sehingga tidak dapat dipaketkan, kebanyak pembelahan ini teradi pada sel Prokariotik seperti bakteri. &uuan dari pembelahan ini adalah untuk membentuk keturunan baru.
&.Pembelahan Sel Se"ara Mit#!i!
Pembelahan se-ara Mitosis pembelahan yang menghasilkan dua sel anak yang bersifat sama dengan induknya, artinya sel anak ini pun dapat membelah lagi. Pada Manusia, pembelahan ini teradi di sel meristem somatik # sel tubuh muda$. Proses ini berlangsung melalui tahapan < tahapan yang terstruktur dan teratur, tidak seperti Amitosis yang berlangsung se-ara spontan. Pembelahan se-ara mitosis ini melalui dua tahapan, yaitu Kariokinesis dan !itokinesis
Pembelahan !e-ara Mitosis
a.'ari#kine!i!
Proses ini mnunukkan perbedaan yang men-olok pada tiap fasenya dan bertuuan untuk pembagian materi inti, nah untuk melihat apa saa berubah, langsung aa disimak yang berikut ini '
•
Inter(a!e
Pada tahap ini sel tidak membelah. Nukleus terdiri dari RNA ribosom dan merupakan tempat sintesis protein serta materi yang berwarna gelap dikenal sebagai kromatin atau bentuk benang"benang kromosom sehingga bentuk kromosom tidak dapat dilihat se-ara elas. Pada salah satu uung sel, terdapat + pasang protein yang disebut sentrioles, tetapi pada tumbuhan, sentriosol tidak mun-ul.
•
Pr#(a!e
Mitosis 6 ' Profase
Pada tahap ini DNA mulai dikemas menadi kromosom. Kromosom mulai memendek dan menebal.Pada sel hewan sentriol membelah dan masing"masing bergerak ke kutub yang berlawanan dan terbentuk benang"benang spindle yang terhubung ke kutub"kutub. Pada akhirnya kromosom terlihat terdiri dari dua kromatid yang terikat pada sentromer.Nu-leolus hilang dan membran nu-leus han-ur.
•
Meta(a!e
Mitosis ' Metafase
Pada fase ini, kromosom berpindah menadi satu garis yang disebut the equator . !elain itu, mun-ul benang"benang yang disebut spindel dan melekat pada sentromer setiap kromosom. !pindel ini menghubungkan kromosom ke + kutub sentrisol yang berlawanan.
•
Ana(a!e
Mitosis ' Anafase
Masing"masing sentromer yang mengikat kromatid membelah bersamaan dan kromatid bergerak menuu kutub pembelahan, menghasilkan salinan kromosom berpasangan.
•
Tel#(a!e
Mitosis ' &elofase
Pada tahap ini kromosom mulai mengatur membentuk nukleus yang terpisah dan dikelilingin memberan nukleus. Cleavage Burrow> pembelahan alur menyempit dan lama kelamaan membelah sel. %erbeda dengan itu, pada tumbuhan, pembelahan teradi dengan cell plate daripada cleavage burrow.
b.Sit#kine!i!
Mitosis ' !itokinesis
!elama sitokinesis berlangsung, sitoplasma sel hewan dibagi menadi dua melalui terbentuknya -in-in kontraktil yang terbentuk oleh aktin dan miosin pada bagian tengah sel. ?in-in kontraktil ini menyebabkan terbentuknya alur pembelahan yang akhirnya akan menghasilkan dua sel anak. Masing"masing sel anak yang terbentuk ini mengandung inti sel, beserta organel"organel selnya. Pada tumbuhan, sitokinesis ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah ditengah"tengah sel. &ahap sitokinesis ini biasanya dimasukkan dalam tahap telofase.
&.Pembelahan Sel Se"ara Mei#!i!
Pembelahan ini akan menghasilkan gamet yang tidak dapat membelah lagi sampai tahap pembuahan, Pembelahan se-ara meiosis menghasilkan anak yang memiliki umlah kromosom setengah dari yang dimiliki induknya, teradi di alat reproduksi dan langsung antara fase 1 dilanutkan dengan fase + tanpa diselingi interfase. &ahapan
<
tahapannya
adalah
Mei#!i!
sebagai
berikut
'
I
Meiosis 6
•
Inter(a!e
Pada interfase, sel berada pada tahap persiapan untuk mengadakan pembelahan. Persiapannya adalah berupa penggandaan DNA dari satu salinan menadi dua salinan #sama seperti pada interfase mitosis$. &ahap akhir interfase adalah adanya dua salinan DNA yang telah siap dikemas menadi kromosom.
Pr#(a!e
Pada tahap ini teradi proses sebagai berikut •
•
•
•
•
Le)t#ten adalah tahap dimana benang kromatin berubah menadi kromosom. @al ini dilakukan dengan -ara memadatkan diri. *i+#ten,*i+#nema, pada tahap ini, kromatid homolong saling berpasangan atau bersinapsis membentuk bialen. !entrosom terbelah + menadi sentriol dan bergerak ke kutub berlawanan. Pakiten,Pakinema, kromosom kemudian berdupkikat menadi ) pada tahap ini dan disebut tetrad #kromosom homolog yang mengganda sehingga ada ) kromatid berpasangan$. Pada tahap ini sering teradi rekombinasi gen melalui proses perpindahan silang. Di)l#ten, kromosom homolog yang tadinya bialen terpisah. %ila teradi perpindahan silang, akan terdapat kiasma sebagai tanda. Diakine!i!, pada fase diakinesis, nukleolus #membrane inti$ akan hilang dan sentriol bergerak ke masing"masing kutub serta membentuk benang" benang spindel.
Meta(a!e
Pasangan kromosom homolog mengatur diri dan saling berhadapan di daerah ekuator. !etengah dari pasangan kromosom homolog mengarah ke kutub yang satu dan setengah pasangan kromosom homolog lainnya mengarah ke kutub yang lain.
Ana(a!e
&iap kromosom homolog masing"masing mulai ditarik oleh benang spindel menuu ke kutub pembelahan yang berlawanan arah.
Tel#(a!e
Kromosom yang masih terdiri dari dua kromatid berada di kutub. !elanutnya terbentuk membran nukleus yang diikuti oleh proses sitokinesis. Akhir telofase 6 terbentuk dua sel anak. !etiap sel anak mengandung n kromosom sehingga pada akhir meiosis 6 terbentuk dua sel anak yang haploid.
Sit#kene!i!
Pada sitokinesis 6 tiap kromosom homolog dipisahkan oleh sekat sehingga sitokinesis menghasilkan dua sel, masing"masing berisi kromosom dengan kromatid kembarnya.
Mei#!i! II
Meiosis 66
Pr#(a!e II
Pada profase 66 kromatid kembaran masih melekat pada tiap sentromer kromosom. &ahap ini kadang teradi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya.
Meta(a!e II
Pada metafase 66 tiap kromosom #yang berisi dua kromatid$ merentang pada bidang ekuator. &erbentuk benang"benang spindel, satu uung melekat pada sentromer, dan uung lain membentang menuu ke kutub pembelahan yang berlawanan arah.
Ana(a!e II
Pada anafase 66 benang spindel mulai menarik kromatid menuu ke kutub pembelahan yang berlawanan tersebut. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya dan bergerak menuu kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah kini dinamakan kromosom.
Tel#(a!e II
Pada telofase 66, kromatid #atau kini disebut kromosom$ telah men-apai kutub pembelahan. @asil total dari tahap ini adalah terbentuk empat inti. &iap inti mengandung setengah pasang kromosom #haploid$ dan satu salinan DNA #1n,1-$.
Sit#kene!i! II
ada sitokinesis 66 tiap inti mulai dipisahkan oleh sekat sel dan akhirnya menghasilkan empat sel kembar haploid.
Nah, gimana nih sahabat, udah pada ngerti belum= !etelah pembahasan dan uga penelasan ditambah gambar yang lumayan panang tadi mudah"mudahan aa udah ngerti ya, tapi kalau masih ada yang belum dipahami bisa langsung ditanyakan kok
di
dalam
kotalk
komentar.
&erimakasih
sudah
berkunung
di
softilmu.blogspot.-om ini semoga saa ilmu nya dapat terus bermanfaat, angan lupa d like ya.
Pembelahan Sel
Kompetensi Dasar' Menelaskan keterkaitan antara proses pembelahan mitosis dan meiosis dengan pewarisan sifat. &uuan Pembelaaran>6ndikator keter-apaian' 1. Menelaskan ma-am"ma-am pembelahan +. Menelaskan siklus sel 3. Memhami pembelahan mitosis ). Memahami pembelahan meiosis . Membedakan proses, tahapan, tempat teradinya, fungsi pembelahan mitosis dan meiosis. %eberapa istilah dan konsep dasar yang perlu dipahami' !el yang membelah disebut sel induk, dan hasil pembelahannya disebut sel anak. !el induk memindahkan salinan informasi genetiknya #DNA$ ke sel anak. &ransformasi genetik dapat teradi se-ara langsung #amitosis$ atau melalui tahapan #mitosis>miosis$ 5ntuk melakukan transformasi genetik sel induk harus menduplikasikan informasi genetik #DNA$ melalui replikasi. Replikasi itu teradi pada waktu 6nterfase # sel sedang istirahat tidak membelah$ tepatnya pada fase !intesa #!$ • • •
•
•
Ma-am pembelahan sel !el dapat melakukan pembelahan dengan -ara' 1. ;angsung #tanpa melalui fase"fase pembelahan$ disebut Amitosis &eradi pada organisme monoseluler ' bakteri, Proto0oa, alga monoseluler, amur menoseluler +. &idak langsung #melalui fase"fase pembelahan dimana teradi perubahan tingkah laku kromosom$ meliputi pembelahan Mitosis dan Meiosis &eradi pada organisme metaseluler eukarotik ' tumbuhan, hewan dan manusia. Pembelahan Amitosis &eradi pada organisme monoseluler ' bakteri, Proto0oa, alga monoseluler, amur menoseluler !etiap sel membelah menadi + buah sel, disebut uga pembelahan %iner &uuan pembelahan' untuk memperbanyak diri #reproduksi$ •
• •
Pembelahan Mitosis ?iri"-iri pembelahan mitosis' 1. %erlangsung pada sel somatik +. Menghasilkan + buah sel anakan yang identik dengan induknya. 3. &eradi satu kali pembelahan, meliputi' Profase < Metafase < Anafase < &elofase ). Antara pembelahan satu dengan pembelahan berikutnya diselingi dengan 6nterfase #istirahat tidak membelah$ . !el anak mempunyai umlah kromosom yang sama dengan induk, sifatnya sama dengan induk *. !el anak mampu membelah lagi
