Modul PPG IPA 1

No Kode: DAR2/IPA/001/4/2018 DAR2/IPA/001/4/2018

PENDALAMAN MATERI IPA 1 STRUKTUR DAN FUNGSI SEL, GENETIKA DAN HEREDITAS, SISTEM PENCERNAAN, DAN BIOTEKNOLOGI BIDANG MEDIS

Penulis: Dr. Eka Cahya Prima, S.Pd; M.T. Eliyawati, S.Pd; M.Pd. Heli Siti Halimatul M, M.Si, Ph.D. Ikmanda Nugraha, S.Pd; M.Pd. Lilit Rusyati, S.Pd; M.Pd.

PPG DALAM JABATAN Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi 2018 Hak cipta © Direktorat Pembelajaran, Dit Belmawa, Kemenristekdikti RI, 2018

No Kode: DAR2/IPA/001/4/2018 DAR2/IPA/001/4/2018

PENDALAMAN MATERI IPA 1 STRUKTUR DAN FUNGSI SEL, GENETIKA DAN HEREDITAS, SISTEM PENCERNAAN, DAN BIOTEKNOLOGI BIDANG MEDIS

Penulis: Dr. Eka Cahya Prima, S.Pd; M.T. Eliyawati, S.Pd; M.Pd. Heli Siti Halimatul M, M.Si, Ph.D. Ikmanda Nugraha, S.Pd; M.Pd. Lilit Rusyati, S.Pd; M.Pd.

PPG DALAM JABATAN Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi 2018 Hak cipta © Direktorat Pembelajaran, Dit Belmawa, Kemenristekdikti RI, 2018

Daftar Isi Daftar Isi .............................................................. .................................................................................................................................... ................................................................................... ............. 2 Daftar Istilah ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 4 Pendahuluan............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ 8 Rasional dan deskripsi singkat .......................................................... ............................................................................................................ .................................................. 8 Relevansi............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. 8 Petunjuk Belajar ............................................................................................ .................................................................................................................................. ...................................... 9 Kegiatan Belajar 1: Struktur dan Fungsi Sel ................................................................ ......................................................................................... ......................... 11 Capaian Pembelajaran Pembelajaran Mata Kegiatan .............................................................................................. .............................................................................................. 11 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ....................................................................................... ....................................................................................... 11 Pokok-Pokok Materi ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 11 Uraian Materi ...................................................................................................................... .................................................................................................................................... .............. 11 Organisasi Sel ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... 11 Membran, Inti dan Organel Sel ................................................................................ ......................................................................................................... ......................... 13 1.

Membran Sel (Plasmalem (Plasmalemma ma atau Selaput Selaput Plasma) Plasma) ........................................................... .............................................................. ... 13

2.

Sitoplasma................................................................... ............................................................................................................................. .......................................................... 14

3.

Organel Sel.................................................................. ............................................................................................................................ .......................................................... 14

4.

Inti Sel (Nukleus) ................................................................... .................................................................................................................. ............................................... 21

Reproduksi Sel ............................................................................................................................... .................................................................................................................................. ... 22 1.

Pembelahan Pembelahan Sel Sel secara Langsung Langsung (Amitosis) ......................................................... ....................................................................... .............. 23

2.

Pembelahan Pembelahan Sel secara Tidak Langsung (Mitosis dan Meiosis) ........................................... 23

Gametogenesis Gametogenesis Pada Mahluk Hidup ................................................................................................. 35 Rangkuman Rangkuman ................................................................. ....................................................................................................................................... ......................................................................38 Tugas................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 39 Tes Formatif 1 ......................................................................... ................................................................................................................................... .......................................................... 40 Daftar Pustaka ............................................................................................... ................................................................................................................................... .................................... 43 Kegiatan Belajar 2: Genetika dan Hereditas ................................................................ ......................................................................................... ......................... 44 Capaian Pembelajaran Pembelajaran Mata Kegiatan .............................................................................................. .............................................................................................. 44 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ....................................................................................... ....................................................................................... 44 Pokok-Pokok Materi ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 44 Uraian Materi ...................................................................................................................... .................................................................................................................................... .............. 44 Teknologi Reproduksi Pada Tumbuhan dan Hewan........................................................... ......................................................................... .............. 44 Pewarisan sifat .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. 55 Hereditas dan Persilangan.................................................................. ................................................................................................................. ............................................... 58 Pemuliaan Mahluk Hidup Dengan Seleksi Pedigree ........................................................................ ........................................................................ 63 63 Rangkuman Rangkuman ................................................................. ....................................................................................................................................... ......................................................................64 Tugas................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. 65

2

Tes Formatif 2 ................................................................................................................................... 66 Daftar Pustaka ................................................................................................................................... 69 Kegiatan Belajar 3: Sistem Pencernaan ................................................................................................ 71 Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan .............................................................................................. 71 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ....................................................................................... 71 Pokok-Pokok Materi ......................................................................................................................... 71 Sistem Pencernaan ............................................................................................................................ 71 Zona Tahapan Pencernaan Dan Organ-Organ Yang Terlibat Dalam Sistem Pencernaan ................ 72 Penyakit Pada Sistem Pencernaan Manusia ...................................................................................... 82 Upaya Pencegahan Gangguan Pada Sistem Pencernaan ................................................................... 86 Rangkuman .......................................................................................................................................88 Tugas................................................................................................................................................. 89 Tes Formatif 3 ................................................................................................................................... 89 Daftar Pustaka ................................................................................................................................... 92 Kegiatan Belajar 4: Bioteknologi Bidang Medis .................................................................................. 93 Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan .............................................................................................. 93 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ....................................................................................... 93 Pokok-Pokok Materi ......................................................................................................................... 93 Uraian Materi .................................................................................................................................... 93 Bioteknologi Dunia Medis ................................................................................................................ 94 1.

Antibodi Monoklonal ............................................................................................................ 94

2.

Antibiotik .............................................................................................................................. 96

3.

Terapi Gen ............................................................................................................................ 99

4.

Vaksin ................................................................................................................................. 101

5.

Sel Punca (Stem Cell ).......................................................................................................... 104

6.

Sintesis Insulin .................................................................................................................... 107

Rangkuman .....................................................................................................................................110 Tugas............................................................................................................................................... 111 Tes Formatif 4 ................................................................................................................................. 112 Daftar Pustaka ................................................................................................................................. 115 Tugas Akhir .................................................................................................................................... 116 Tes Akhir ........................................................................................................................................ 116

3

Daftar Istilah Absorpsi Alel Amilase

Proses penyerapan zat-zat tertentu. Bentuk-bentuk alternatif dari gen pada suatu lokus. Enzim yang berfungsi mengubah karbohidrat menjadi gula (glukosa dan maltosa). Antibiotik Segolongan molekul, baik alami maupun sintetik, yang mempunyai efek menekan atau menghentikan suatu proses  biokimia di dalam organisme, khususnya dalam proses infeksi oleh bakteri. Antibodi Subtansi kimia berupa glikoprotein dengan struktur tertentu yang terbentuk sebagai respons terhadap keberadaan benda-benda asing (antigen) yang tidak dikehendaki oleh tubuh dan bersifat reaktif terhadap antigen tersebut. Antibodi Monoklonal Antibodi homogen yang dengan spesifitas yang sama diproduksi (Mab) dari klon tungal dari sel yang menghailkan antibodi. Antigen sebuah zat yang merangsang respon imun, terutama dalam menghasilkan antibodi. Apendiks Bagian yang terdapat pada usus buntu atau pangkal usus besar  berupa untaian seperti cacing, disebut juga umbai cacing. Asam Lemak Zat penyusun molekul lemak, bersama gliserol membentuk lemak. Benang Kromatin Benang-benang penyerap warna ketika sel diberi warna guna keperluan pengamatan mikroskop. Benang benang ini semakin menebal pada waktu sel bermitosis, disebut sebagai kromosom. Benang Spindel Benang protein yang membentuk tabung (disebut tubulus) yang muncul menghubungkan sentriol yang satu dengan yang lain pada  proses pembelahan sel; fungsi benang spindel adalah untuk menarik kromosom menuju ke kutub masing-masing. Bidang Ekuator Bagian pertengahan sel saat sel membelah, garis horizontal. Bioteknologi Cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. DNA sebuah polimer yang terdiri dari satuan-satuan berulang yang disebut nukleotida. Dominan Karakter yang menutupi ekspresi dari karakter lain (dilambangkan dengan huruf kapital) Duodenum Bagian pertama dari usus halus, disebut juga usus dua belas jari. Eksositosis Pengeluaran zat dari dalam sel dengan menggunakan energi sel. Eksplan Bagian kecil jaringan yang diambil dari tanaman untuk dikulturkan Email lapisan yang melindungi mahkota gigi. Endositosis Pemasukan zat dari luar ke dalam sel dengan menggunakan energi

4

Enzim Fagositosis Fenotip Filial (F) Fundus Gamet Gen Genotip Gerak Peristaltik Heterozigot Homozigot Ileum

Inseminasi Buatan

Insulin

Intermediet Jejunum

Kalus

Kardia Klon (Clone)

Kloning Kloroplas

sel. Zat yang dapat menggiatkan reaksi, tetapi tidak ikut bereaksi. Pemasukan zat padat dari luar ke dalam sel (proses sel memakan zat padat). Karakter individu yang teramati secara langsung, misalnya karakter fisik warna. Individu hasil persilangan. Bagian lambung yang melengkung (bagian tengah). Sel kelamin. Unit pewarisan sifat bagi organisme hidup. Komposisi genetik individu yang tidak tampak. Gerak meremas-remas dan mendorong makanan masuk ke dalam kerongkongan atau lambung. Kondisi dimana genotip beragam atau terdiri atas dua perfoma (dominan dan resesif). Kondisi dimana genotip bersifat seragam (dominan atau resesif saja, misal RR dan rr Bagian usus halus paling bawah yang banyak mengandung  pembuluh kapiler dan pembuluh kil, sebagai tempat terjadinya  penyerapan sari-sari makanan. Pembuahan atau fertilisasi yang terjadi pada sel telur dengan sperma yang disuntikkan pada kelamin betina dengan bantuan manusia Hormon alami yang diproduksi oleh pankreas. Ketika kita makan,  pankreas melepaskan hormon insulin yang memungkinkan tubuh mengubah glukosa menjadi energi dan disebarkan di seluruh tubuh. Karakter yang sama-sama kuat dalam ekspresinya, sehingga tidak ada yang tertutup atau menutupi Bagian tengah usus halus yang tidak terjadi pencernaan dan  penyerapan, berada di antara duodenum dan ileum, disebut juga usus kosong. Sekumpulan sel amorphopus (tidak membentuk atau belum terdiferensiasi) yang terbentuk dari sel-sel yang membelah terus menerus secara in vitro atau di dalam tabung Lambung bagian atas, muara dari esofagus. Sekelompok sel atau organisme yang identik secara genetis, seluruhnya diturunkan dari satu sel atau organisme leluhur, atau Proses penciptaan sel atau organisme yang identik secara genetis proses menghasilkan individu-individu dari jenis yang sama dan identik secara genetik Plastida yang mengandung klorofil; merupakan organel untuk melaksanakan fotosintesis.

5

Kolon Kromosom

Kultur Jaringan

Larutan Nutrien Lipase Mukosa Mutasi  Nukleolus Parental (P): Pedigree Pencernaan Kimiawi

Pencernaan Mekanis

Pepsin Pilorus Plantlet Plasmid Ptialin Rekayasa Genetika

Renin Resesif Resistensi Antibiotik Sel Punca (Sel punca)

Sfingter

Usus besar tempat berlangsungnya reabsorpsi air. Benang benang kromatin yang menebal dan memendek pada saat sel mengalami mitosis; benang benang ini mengandung gen (pembawa sifat) Suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tanaman seperti sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan dengan kondisi aseptik, sehingga bagian tanaman tersebut menjadi tanaman yang lengkap kembali Larutan yang digunakan untuk memberi makanan pada tumbuhan Enzim yang mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Selaput lendir. Penyimpangan pola kromosom suatu individu yang sifatnya menurun Struktur yang terbentuk ketika sel sedang aktif melakukan transkripsi; nukleolus bukan merupakan bentukan yang tetap. Induk atau tetua yang melakukan persilangan. Bagan yang menunjukkan pewarisan suatu sifat selama beberapa generasi. Pencernaan makanan untuk mengubah susunan kimia makanan menjadi bentuk lebih sederhana dengan bantuan enzim  pencernaan Pencernaan makanan untuk mengubah bentuk dan ukuran makanan menjadi lebih halus, misalnya dengan bantuan gigi dan otot. Enzim yang mengubah protein menjadi molekul protein yang lebih kecil, misalnya pepton. Lambung bagian bawah, berbatasan dengan usus halus. tanaman kecil DNA ekstrakromosomal yang dapat bereplikasi secara autonom dan bisa ditemukan pada sel hidup. Enzim pemecah amilum, terdapat pada air liur. Suatu bioteknologi yang dapat meliputi manipulasi gen, cloning gen, DNA rekombinan, teknologi modifikasi genetik, dan genetika modern dengan menggunakan berbagai macam prosedur. Enzim yang berfungsi mengendapkan protein air susu. karakter yang ditutupi oleh ekspresi karakter lain (dilambangkan dengan huruf kecil) Kemampuan bakteri untuk melawan efek dari antibiotik. Jenis sel khusus dengan kemampuan membentuk ulang dirinya dan dalam saat yang bersamaan membentuk sel yang terspesialisasi. Otot berbentuk lingkaran yang berguna untuk membuka dan menutupnya suatu saluran pada lambung bagian atas (kardia) dan

6

lambung bagian bawah (pilorus). Sistem Endomembran Sistem di dalam sel yang tersusun atas membran plasma yang rangkap, yang terdiri dari RE, kompleks Golgi, kloroplas, dan mitokondria. Sitokinesis Pembagian sitoplasma saat sel membelah. Teknik Hibridoma Penggabungan dua sel dari organisme yang sama maupun berbeda sehingga menghasilkan sel tunggal berupa sel hibrid (hibridoma) yang memiliki kombinasi dari sifat kedua sel tersebut. Terapi Gen Suatu teknik terapi yang digunakan untuk memperbaiki gen-gen mutan (abnormal/cacat) yang bertanggung jawab terhadap terjadinya suatu penyakit. Totipotensi Kemampuan sel untuk membelah dan menghasilkan berbagai  jaringan Transgenik Proses pemindahan gen (disebut transgen) ke organisme hidup sehingga organisme memiliki sifat dan ciri-ciri baru yang akan diteruskan ke keturunannya. Tripsin Enzim yang mengubah pepton menjadi asam amino. Vaksin Bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi oleh organisme alami atau liar.

7

Pendahuluan Rasional dan deskripsi singkat Buku ini merupakan buku modul PPG dalam jabatan yang dipersiapkan Pemerintah dalam rangka implementasi Kurikulum 2013. Buku ini dirancang untuk memperkuat kompetensi guru dari sisi pengetahuan, keterampilan, dan sikap secara utuh. Proses pencapaiannya melalui pembelajaran yang dirangkai sebagai suatu kesatuan yang saling mendukung  pencapaian kompetensi tersebut. Sebagai transisi menuju ke pendidikan menengah,  pemisahan mata pelajaran masih belum dilakukan sepenuhnya bagi peserta didik SMP/ MTs. Materi-materi dari bidang-bidang ilmu Fisika, Kimia, Biologi, serta Ilmu Bumi dan Antariksa masih perlu disajikan sebagai suatu kesatuan dalam mata pelajaran IPA (Ilmu Pengetahuan Alam). Hal ini dimaksudkan untuk memberikan wawasan yang utuh bagi peserta didik SMP/MTs tentang prinsip-prinsip dasar yang mengatur alam semesta besert a segenap isinya. Pada modul 1 ini Anda akan mempelajari pendalaman materi IPA dalam empat kegiatan  belajar. Pada kegiatan belajar pertama, Anda akan mempelajari materi mengenai struktur, fungsi dan reproduksi sel organisme. Materi ini sangat penting sebagai dasar dalam mempelajari struktur dan fungsi mahluk hidup lainnya karena semua mahluk hidup tersusun atas sel. Pada Kegiatan belajar dua, Anda akan mempelajari mengenai genetika dan hereditas. Materi ini berkaitan dengan materi pada kegiatan pertama dengan struktur dan fungsi dari inti sel. Inti sel merupakan komponen penting dalam genetika dan hereditas karena di dalamnya terdapat materi inti yaitu kromosom sebagai komponen untuk meneruskan materi genetik untuk keberlangsungan mahluk hidup. Selain itu, pengetahuan mengenai kromosom ini  penting untuk pemuliaan organisme baik hewan atau tumbuhan untuk kemaslahatan umat manusia. Pada kegiatan belajar tiga, Anda akan belajar mengenai sistem pencernaan, penyakit dan usaha-usaha mencegah penyakit pada sistem pencernaan. Terakhir, pada kegiatan belajar empat, Anda akan mempelajari mengenai bioteknologi dalam bidang medis. Melalui kegiatan  belajar empat, Anda akan belajar mengenai prinsip dasar dan aplikasi bioteknologi bidang medis.

Relevansi Modul ini memiliki relevansi sebagai modul pendalaman materi bagi guru dalam mempelajari topik-topik IPA di Sekolah Menengah Pertama karena di dalamnya disajikan infomasi yang cukup mendalam mengenai prinsip dasar dan aplikasinya. Untuk

8

mempermudah Anda mempelajari materi Modul 1 maka disusun menjadi 4 kegiatan belajar, yaitu sebagai berikut. Kegiatan Belajar 1

: Struktur dan Fungsi Sel

Kegiatan Belajar 2

: Genetika Dan Hereditas

Kegiatan Belajar 3

: Sistem Pencernaan

Kegiatan Belajar 4

: Bioteknologi Bidang Medis

Setelah mempelajari modul ini Anda diharapkan dapat: 1. menganalisis hubungan struktur dan fungsi membrane sel 2. menganlisis masing-masing fungsi organel sel 3. menganalisis jenis-jenis pembelahan sel. 4. menjelaskan jenis-jenis teknologi pada reproduksi tumbuhan dan hewan. 5. menganalisis dampak dari konsep pewarisan sifat-sifat yang tidak sama atau menyimpang dari kedua orang tua/induknya (akibat peristiwa pautan /pindah silang/gagal berpisah/ gen lethal) dalam pemuliaan keturunan. 6. menerapkan sistem pedigree dalam pemuliaan keturunan. 7. menggambarkan alur proses pencernaan makanan pada tubuh manusia 8. menganalisis fungsi organ pencernaan dan kelenjar aksesoris system pencernaan. 9. menidentifikasi penyakit-penyakit system pencernaan. 10. menentukan upaya menjaga kesehatan dari gangguan pada sistem pencernaan. 11. menganalisis penggunaan bioteknologi dalam bidang medis. 12. menganalisis mekanisme kerja pembuatan antibodi monoklonal. 13. menganalisis mekanisme kerja antibiotik dan resistensi antibiotik. 14. menjelaskan mekanisme kerja terapi gen dalam terapi beberapa penyakit. 15. menganalisis kemampuan proliferasi sel punca untuk pengobatan penyakit degeneratif.

Petunjuk Belajar Hal yang harus diperhatikan agar Anda berhasil dengan baik mempelajari modul ini adalah sebagai berikut. 1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan modul ini, agar Anda betul-betul memahami keterkaitan materi yang dibahas pada tiap kegiatan belajar serta mengetahui kemampuan yang diharapkan dari pembelajaran dengan modul ini.

9

2. Pelajari bagian demi bagian dari modul ini dan tandai konsep-konsep pentingnya sesuai dengan kemampuan yang diharapkan (jika per lu gunakan stabilo). 3. Kerjakanlah latihan dan tes formatif yang tersedia pada setiap kegiatan belajar untuk mengetahui sejauh mana pemahaman Anda terhadap materi yang dipelajari. Oleh karena itu, janganlah melihat rambu-rambu jawaban dan kunci jawaban sebelum Anda mengerjakan latihan dan tes formatif tersebut. 4. Untuk lebih memperdalam, diharapkan Anda juga membaca buku referensi yang ada kaitannya dengan materi dalam modul dan manfaatkanlah peluang pertemuan dengan tutor atau teman sejawat Anda untuk mendiskusikan hal-hal yang kurang Anda  pahami ataupun menyelesaikan soal-soal

yang dianggap sulit. Karena itu,

 persiapkanlah bahan sebelum Anda melaksanakan tutorial atau diskusi dengan teman sejawat Anda.

Selamat belajar, semoga berhasil!

10

Kegiatan Belajar 1: Struktur dan Fungsi Sel Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan Menentukan fungsi dari struktur bagian-bagian sel yang bersifat protoplasmik dan atau nonprotoplasmik.

Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan Setelah mempelajari Kegiatan belajar 1 pada modul 6 ini, Anda diharapkan mampu: 1. Menganalisis hubungan struktur dan fungsi membrane sel 2. Menganlisis masing-masing fungsi organel sel. 3. Menganalisis jenis-jenis pembelahan sel.

Pokok-Pokok Materi 1. Organisasi sel 2. Membran, Inti dan Organel 3. Pembelahan Motosis 4. Pembelahan Meiosis

Uraian Materi Organisasi Sel Penelitian menunjukan bahwa unit satuan terkecil dari kehidupan ialah sel. Secara umum, sel dapat diartikan sebagai unit struktural dan fungsional mahluk hidup. Kata sel sendiri pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke yang mempunyai arti kotak-kotak kosong ketika dia melihat ruang-ruang kosong dalam batang gabus di bawah mikroskop. Kemudian berikutnya disimpulkan bahwa sel terdiri dari kesatuan zat Protoplasma. Zat Protoplasma dibagi menjadi dua bagian yaitu Neukleoplasma dan Sitoplasma. Setiap sel memiliki membran plasma, nukleus, dan sitoplasma. Membran plasma, yang mengelilingi sel menjaga sel tetap utuh, mengatur apa yang masuk dan keluar dari sel. Membran

plasma

adalah

fosfolipid

bilayer

yang

bersifat

semipermeabel

karena

memungkinkan molekul tertentu tetapi tidak yang lain masuk ke sel. Protein dalam membran  plasma memainkan peran penting dalam memungkinkan zat untuk memasuki sel.  Nukleus adalah struktur besar, berlokasi sentral di tengah sel dan sering dapat dilihat dengan bantuan mikroskop cahaya. Inti nukleus mengandung kromosom dan merupakan

11

 pusat kendali sel. Inti mengontrol fungsi metabolisme dan karakteristik struktural sel.  Nukleolus adalah wilayah di dalam nukleus. Sitoplasma adalah bagian dari sel antara nukleus dan membran plasma. Matriks sitoplasma adalah media  semifluid   yang mengandung air dan berbagai jenis molekul yang tersuspensi atau terlarut dalam medium. Kehadiran protein dalam sitoplasma menjadikan sifat semifluid dari matriksnya. Sitoplasma mengandung berbagai organel ( Gambar 1.1). Organel berukuran kecil,  biasanya memiliki membran yang paling bagus dilihat dengan mikroskop elektron. Setiap  jenis organel memiliki fungsi tertentu. Sebagai contoh, satu jenis organel mengangkut zat, dan jenis lain menghasilkan ATP untuk sel. Karena organel terdiri atas membran, kita dapat mengatakan bahwa membran membentuk sel, menjaga berbagai aktivitas seluler terpisah satu sama lain. Sama seperti kamar-kamar di rumah Anda yang memiliki perabot khusus yang melayani tujuan tertentu, organel memiliki struktur yang sesuai dengan fungsinya. Sel juga memiliki sitoskeleton, jaringan filamen yang saling berhubungan dan mikrotubulus di sitoplasma. Nama sitoskeleton adalah cocok dengan sel karena memungkinkan kita untuk membandingkan sitoskeleton ke tulang dan otot kita. Tulang dan otot memberi kita struktur dan menghasilkan gerakan. Demikian pula, unsur-unsur sitoskeleton mempertahankan bentuk sel dan memungkinkan sel dan isinya untuk bergerak. Beberapa sel bergerak dengan menggunakan silia dan flagela, yang terdiri dari mikrotubulus. Untuk mengkaji secara menyeluruh mengenai struktur dan fungsi sel dapat dilihat dalam tautan video berikut ini. https://www.youtube.com/watch?v=a0ew38LSoUI

12

Gambar 1.1. Sel dengan organelnya. Sumber: www.generasibiologi.com

Membran, Inti dan Organel Sel 1. Membran Sel (Plasmalemma atau Selaput Plasma)

Membran sel merupakan membran sel atau selaput yang letaknya paling luar yang terbentuk dari senyawa kimia  Lipoprotein  (gabungan protein dan lemak) dengan  perbandingan 50:50. Lipid penyusun membran yaitu pospolid. Protein yang ada di  permukaan luar dan dalam disebut protein instriksik yang mempunyai sifat hidrofilik (larut dalam air) dan yang ada dan menembus kedua lapis lipid disebut protein instriksi yang mempunyai sifat hidrofobik (tidak larut dalam air). Oleh karenanya membran sel  bersifat Selektif Permeabel (Semi Permeabel) yang artinya hanya bisa dilewati oleh molekul tertentu saja (Gambar 1.2). Khusus sel tumbuhan, selain selaput plasma terdapat satu struktur yang letaknya diluar selaput plasma yaitu Dinding Sel. Dinding sel tersusun dari dua lapisan senyawa Selulosa. Diantara kedua lapisan selulosa terdapat rongga yang dinamakan Lamel Tengah ( Middle Lamel ) yang bisa terisi oleh zat penguat (contoh: chitine, pektin,  suberine, lignin). Pada sel tumbuhan terkadang juga terdapat celah yang disebut Noktah

13

atau  pit . Di noktah/pit ini sering dijumpai penjuluran Sitoplasma yang disebut Plasmodesma yang mempunyai fungsi hampir sama dengan fungsi saraf pada hewan.

Gambar 1.2. Membran sel Sumber: https://1.bp.blogspot.com/ 2. Sitoplasma

Bagian cair dalam sel disebut dengan Sitoplasma yang ada dalam dua bentuk yaitu Fase Sol (padat) dan Fase Gel (cair) dan khusus cairan yang berada di dalam inti sel disebut Nukleoplasma. Sitoplasma disusun oleh 90% air dimana air menjadi penyusun utamanya, dan berfungsi melarutkan zat-zat kimia dan tempat re aksi kimia sel. 3. Organel Sel

Organel sel sendiri merupakan benda-benda solid yang ada di dalam sitoplasma dan menjalankan fungsi kehidupan (bersifat hidup). Terdapat berbagai macam organel sel, organel sel tersebut yaitu: a.  Retikulum Endoplasma (RE.)

Retikulum Endoplasma merupakan organel yang berupa sistem membran  berlipat-lipat menghubungkan membran sel dengan membran inti berbentuk seperti  benang-benang jala. Ikut berperan juga dalam proses transpor zat intra sel. Ada dua macam Retikulum Endoplasma yaitu RE Kasar dan RE Halus. Struktur Retikulum Endoplasma hanya bisa dilihat dengan mikroskop elektron. RE Halus memiliki fungsi sebagai transpor atau pengangkut sintesis lemak dan steroit, tempat menyimpan 14

fospolipid, glikolipid, dan steroid, melaksanakan detoksifikasi drug   dan racun. Sedangkan Fungsi RE Kasar alah untuk transpor atau pengangkut sintetis protein, terdapat juga di ribosom ( Gambar 1.3).

Gambar 1.3. Retikulum endoplasma Sumber: https://biolog-indonesia.blogspot.co.id b.  Ribosom (Ergastoplasma)

Ribosom merupakan organel pen sintensis protein. Ribosom kerap menempel satu sama lain dan membentuk rantai yang sering disebut polisom atau pololiribosom. Struktur ribosom berbentuk bulat bundar terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang soliter dan ada yang melekat sepanjang R.E (Gambar 1.4). Ribosom adalah organel sel terkecil yang tersuspensi dalam sel. Antara satu ribosom dengan yang lainnya diikat oleh mRNA. Menurut kecepatan sedimentasi dibedakan menjadi ribolom sub unit kecil (40s) dan ribosom sub unit besar (60s). Fungsi Ribosom: Sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein dan contoh organel tidak bermembran. Oleh penyusun utamanya yaitu asam ribonukleat dan berada bebas di dalam sitoplasma ataupun melekat pada RE.

Gambar 1.4. Struktur Ribosom

15

Sumber: https://biolog-indonesia.blogspot.co.id c.  Mitokondria (The Power House)

Di dalam biologi Mitokondria diberi julukan The Power House  karena merupakan organel yang mempunyai fungsi sebagai tempat respirasi aerob untuk  pembentukan ATP sebagai sumber energi sel. Mitokondria memiliki dua lapisan membran yaitu membran dalam dan membran luar. Membran dalam membentuk tonjolan-tonjolan ke arah dalam (membran krista). Krista mempunyai fungsi memperluas permukaan agar proses pengikatan oksigen dalam respirasi sel berlangsung semakin efektif (Gambar 1.5). Terdapat Matrik Mitokondria yang terletak diantara membran krista dan banyak mengandung enzim  pernafasan atau sitokrom, protein, dna dan ribosom yang memungkinkan sintesis enzimenzim respirasi secara otonom. Untuk melintasi membran mitokondria memerlukan mekanisme

transpor

aktif.

Mastrik

Mitokondria

berfungsi

sebagai

tempat

 berlangsungnya respirasi untuk menghasilkan energi.

Gambar 1.5. Mitokondria Sumber: https://biolog-indonesia.blogspot.co.id

16

d.  Lisosom

Lisosom dihasilkan oleh aparatus golgi yang penuh dengan protein. Berbentuk kantong-lantong kecil dan menghasilkan enzim-enzim hidrolitik seperti fosfatase, lipase, dan proteolitik. Enzim hidrolitik mempunyai fungsi untuk mencerna makanan yang masuk ke dalam sel secara fagositosis. Lisosom menghasilkan zat kekebalan sehingga banyak ditemui pada sel darah  putih, bersifat autofagi, autolisis, dan menghancurkan makanan secara edsosistosis. Fungsi organel sel lisosom ini ialah sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler. Salah satunya yaitu Lisozym. Ada dua macam lisosom yaitu lisosom primer dan sekunder, lisosom primer memproduksi enzim yang belum aktif. Berfungsi sebagai vakuola makanan. Lisosom sekunder adalah lisosom yang terlibat dalam kegiatan mencerna, berfungsi sebagai autofagosom.

Gambar 1.6. Lisosom Sumber: https://biolog-indonesia.blogspot.co.id e.  Badan Golgi (Aparatus Golgi = Diktiosom)

Badan Golgi terdiri dari kumpulan vesikel pipih yang mempunyai bentuk berkelokkelok (sisternae) atau berbentuk seperti kantong pipih. Badan golgi yang ada di dalam sel tumbuhan disebut diktiosom, dimana kebanyakan berada di dekat membran sel. Di dalam  badan golgi terdapat banyak enzim pencernaan yang belum aktif, seperti koenzim dan zimogen. Dihasilkan juga lendir yang disebut musin, badan golgi juga dapat membentuk lisosom. Badan golgi bisa bergerak mendekati membran sel untuk mensekresikan isinya ke luar sel, karena ini disebut juga organes sekresi.

17

Organel sel ini dihubungkan dengan fungsi ekskreasi sel, dan struktur nya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Badan golgi banyak ditemui di organ tubuh yang melaksanakan fungsi eksresi atau sel-sel penyusun kelenjar (contoh: ginjal).

Gambar 1.7. Badan Golgi Sumber : www.generasibiologi.com

 f.  Sentrosom (Sentriol)

Hal yang sangat penting yaitu setrosom hanya bisa ditemukan pada sel hewan. Sentrosom disaat reproduksi sel akan membelah menjadi sentriol. Struktur sentrosom  berbentuk bintang dengan fungsi untuk pembelahan sel (Meiosis maupun Mitosis). Sentriol berbentuk layaknya tabung dan tersusun oleh mikrotubulus yang terdiri 9 triplet, terletak disalah satu kutub inti sel (Gambar 1.8). Sentriol berperan dalam kegiatan  pembelahan sel dengan membentuk benang spindel. Benang ini yang menarik kromosom menuju ke kutub sel berlawanan.

18

Gambar 1.8 Sentrosom Sumber: https://biolog-indonesia.blogspot.co.id

 g.  Plastida

Plastida ialah organel yang umumnya berisi pigmen. Plastida yang berisi  pigmen klorofil disebut kloroplas, fungsinya yaitu sebagai organel utama dalam proses fotosintesis. Kroloplas berasal dari proplastida, proplastida berukuran lebih kecil dari kloroplas dimana terdapat sedikit bahkan tanpa membran internal. Kloroplas terbungkus membran ganda, membran yang berperang mengatur keluar masuk senyawa atau ion ke dandari dalam kloroplas. Di membran internal kloroplas ada pigmen fotosintesis yang  banyak ditemui di permukaan luar membran internal yang disebut thilakoid. Sedangkan  plastida yang berisi pigmen selain klorofil (contoh: fikoerithin, xantofil, karoten) disebut dengan Kromoplas. Plastida yang tidak mempunyai warna (tidak berwarna) disebut leukoplas.

Gambar 1.9. Plastida/kloroplas Sumber: https://biolog-indonesia.blogspot.co.id

19

Ada macam-macam leukoplas berdasarkan bahan yang dikandungnyam yaitu elaioplas (lipoplas) berisi lemak, amiloplas berisi amilum, dan proteoplas berisi protein. Yang dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Tiga jenis plastisida, yaitu: 1) Lekoplas yaitu plastida berwarna putih yang berfungsi sebagai tempat menyimpan makanan. terdiri dari: Amiloplas: tempat menyimpan amilum; Elaioplas (Lipidoplas): tempat menyimpan lemak/minyak; dan Proteoplas: tempat menyimpan protein. 2) Kloroplas yaitu plastida berwarna hijau yang berfungsi menghasilkan klorofil dan tempat berlangsungnya fotosintesis 3) Klomoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya: Fikodanin (biru), Fikosantin (kuning), Karotin (kuning) dan Fikoeritrin (merah) h. Vakuola (Rongga Sel)

Vakuola tidak dimasukan dalam organel sel oleh beberapa ahli, benda ini bisa dilihat melalui mikroskop cahaya biasa. Vakuola berisi garam-garam organik, tanin (zat  penyamak), glikosida, minyak eteris, enzime, alkaloid, dan butir-butir pati. Selaput  pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut Tonoplas. Pada beberapa spesies terdapat vakuola kontraktil dan vakuola nonkontraktil. Pada beberapa terdapat vakuola kecil atau bahkan tidak ada, kecuali hewan bersel satu. Hewan bersel satu terdapat dua  jenis vakuola yaitu vakuola makanan dengan fungsi dalam proses pencernaan intrasel dan vakuola kontraktil yang berfungsi sebagai osmoregulator. i.  Mikrotubulus

Mikrotubulus berbentuk benang silindris, kaku dan mempunyai fungsi untuk membentuk silia, flagela, sentriol dan benang-benang spindel, serta mempertahankan  bentuk sel dan sebagai rangka sel. Contoh organel ini antaranya yaitu benang-benang gelembung pembelahan. Mikrotubulus ini disusun oleh protein yang disebut tubulin. Diameter mikrotubulus kira-kira 25 nm. Organel ini merupakan serabut penyusun sitoskeleton terbesar.  j.  Mikrofilamen

Organel mikrofilamen mirip seperti mikrotubulus tetapi mempunyai diameter yang lebih kecil. Bahan pembentuk mikrofilamen adalah miosin dan aktin seperti yang

20

ditemui pada otot. Berdasarkan hasil penelitian, mikrofilamen ikut andil dalam proses  pergerakan sel, eksositosis, dan endositosis. Contohnya Contohnya yaitu gerakan amuba. k.  Peroksisom (Badan (Badan Mikro) Mikro)

Peroksisom atau badan mikro mempunyai ukuran sama seperti Lisosom dan dibentuk dalam Retikulum Endoplasma Granular. organel peroksisom ini terus menerus  berasosiasi dengan organel sel lain, banyak juga mengandung enzim katalase katalas e dan oksidae yang banyak disimpan dalam sel-sel hati. Peroksisom memiliki fungsi mengurangikan  peroksida (H2O2) dimana ini merupakan sisa metabolisme yang bersifat toksik menjadi oksigen dan air. Badan mikro pada tumbuhan disebut Gliosisom, ikut andil dalam proses  pengubahan senyawa lemak menjadi sukrosa. 4. Inti Sel (Nukleus)

 Nukleus merupakan bagian sel yang berukuran lebih besar dibandingkan dengan organel sel seperti biasanya, mempunyai ukuran 10  –   20 nm. Letak inti sel (nukleus) terkadang di bagian tepi atau di tengah, mempunyai bentuk bulit atau lonjong seperti cakram. Inti sel atau Nukleus merupakan bagian sel yang mempunyai fungsi sebagai pusat pengendali aktivitas atau pusat perintah sel karena adanya benang-benang kromosom di dalam nukleus. Umumnya sel-sel mempunyai satu nukelus inti. Inti sel (nukelus) dibatasi oleh membran inti atau selaput inti yang mempunyai kontrol keluar masuk nucleus (Gambar 1.10). Nukleus diperlukan untuk mengontrol reaksi-reaksi kimia, pembelahan sel, dan pertumbuhan.

Gambar 1.10. Nukleous Sumber: https://biolog-indonesia.blogspot.co.id

21

Tetapi sesuai dengan fungsinya, ada juga sel yang mempunyai dua atau lebih inti.  Nukelus juga mempunyai tugas untuk membawa perintah sintesis di inti DNA dikarenakan terdapat sandi DNA (DNA code) di dalamnya untuk menentukan urutan asam amino protein. Berdasarkan ada tidaknya selaput inti, dikenal dua penggolongan sel yaitu: a. Sel Eukariotik (Sel yang mempunyai selaput inti)  b. Sel Prokariotik (Sel yang tidak memiliki selaput inti, contohnya pada ganggang biru,  bakteri) Fungsi dari nukelus sendiri adalah mengatur semua aktivitas sel, karena di dalam nukleus terdapat kromosom yang berisikan DNA yang mengatur sintesis protein. Inti mempunyai tugas mengendalikan semua kegiatan sel mulai dari metabolisme sampai  pembelahan sel. Pada sel eukariotik, inti diselubungi membran inti atau karioteka rangkap dua dan  berpori, lain hal dengan sel prokariotik dimana sel ini tidak memiliki membran. Di dalam nukleus terdapat cairan yang biasa disebut nukleoplasma, kromosom yang biasanya berupa  benang kromatin, serta Nukleolus (anak inti) yang digunakan sebagai tempat pembentukan asam ribonukleat (ARN).

Reproduksi Sel Pernahkah Anda memikirkan proses tumbuhnya badan bayi hingga dewasa? Dari  bayi, kita kit a dapat tumbuh menjadi bentuk sekarang s ekarang ini disebabkan sel -sel di dalam tubuh kita terus-menerus memperbanyak diri melalui pembelahan sel. Oleh karena itu, pembelahan sel meru-pakan faktor penting dalam hidup kita. Sel merupakan bagian terkecil yang menyusun tubuh kita. Setiap sel dapat memperbanyak diri dengan membentuk sel-sel baru melalui  proses yang disebut pembelahan sel atau reproduksi sel. Pada organisme bersel satu (uniseluler), seperti bakteri dan protozoa, proses pem-belahan sel merupakan salah satu cara untuk berkembang biak. Proto-zoa melakukan pembelahan sel dari satu sel menjadi dua, dari dua sel menjadi empat, dan dari empat sel menjadi delapan, dan seterusnya. Pada makhluk hidup bersel banyak (multiseluler), pembelahan sel mengakibatkan  bertambahnya sel-sel tubuh. Oleh karena itu, terjadi-lah proses pertumbuhan pada makhluk hidup. Pembelahan sel juga berlangsung pada sel kelamin atau sel gamet yang bertanggung  jawab dalam proses perkawinan antar individu. Setelah dewasa, sel kelenjar kelamin pada tubuh manusia membelah membentuk sel-sel kelamin. Seorang laki-laki menghasilkan

22

sperma di dalam testis, sedangkan wanita menghasilkan sel telur atau ovum di dalam ovarium. Pada dasarnya, pembelahan sel dibedakan menjadi dua, yaitu pembelahan secara langsung (amitosis) dan pembelahan secara tidak langsung (mitosis dan meiosis). Apa yang dimaksud dengan pembelahan sel secara langsung maupun tidak langsung tersebut? Anda akan mengetahuinya dengan menyimak penjelasan berikut. 1. Pembelahan Sel secara Langsung (Amitosis)

Proses pembelahan secara langsung disebut juga pembelahan amitosis atau  pembelahan biner. Pembelahan biner merupakan proses pembelahan dari 1 sel menjadi 2 sel tanpa melalui fase-fase atau tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan biner banyak dilakukan organisme uniseluler (bersel satu), seperti bakteri, protozoa, dan mikroalga (alga bersel satu yang bersifat mikroskopis). Setiap terjadi pembelahan biner, satu sel akan membelah menjadi dua sel yang identik (sama satu sama lain). Dua sel ini akan membelah lagi menjadi empat, begitu seterus-nya. Pembelahan biner dimulai dengan  pembelahan inti sel menjadi dua, kemudian diikuti pembelahan sitoplasma. Akhirnya, sel terbelah menjadi dua sel anakan. Pembelahan biner dapat terjadi pada organisme  prokariotik atau eukariotik tertentu. Perbedaan antara organisme prokariotik dan eukariotik, terutama berdasarkan pada ada tidaknya membran inti selnya. Membran inti sel tersebut membatasi cairan pada inti sel (nukleoplasma) dengan cairan di luar inti sel, tempat terdapatnya organel sel (sitoplasma). Organisme prokariotik tidak mempunyai membran inti sel, sedangkan organisme eukariotik mempunyai membran inti sel. Oleh karena itu, eukariotik dikatakan mempunyai inti sel (nukleus) sejati. Pembelahan biner pada organisme prokariotik terjadi pada bakteri. DNA  bakteri terdapat pada daerah yang disebut nukleoid. DNA pada bakteri relatif lebih kecil dibandingkan dengan DNA pada sel eukariotik. DNA pada bakteri berbentuk tunggal,  panjang dan sirkuler sehingga tidak perlu dikemas menjadi kromosom sebelum  pembelahan. 2. Pembelahan Sel secara Tidak Langsung (Mitosis dan Meiosis)

Pembelahan sel secara tidak langsung adalah pembelahan yang melalui tahapan-tahapan tertentu. Setiap tahapan pembelahan ditandai dengan penampakan kromosom yang berbeda-beda. Anda telah mengetahui bahwa di dalam inti sel terdapat  benang-benang kromatin. Ketika sel akan membelah, benang-benang kromatin ini menebal dan memendek, yang kemudian disebut kromosom. Kromosom dapat berikatan 23

dengan warna tertentu, sehingga mudah diamati dengan mikroskop. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kromosom merupakan benang pembawa sifat. Di dalam kromosom terdapat gen sebagai faktor pembawa sifat keturunan. Pada waktu sel sedang membelah, terjadi proses pembagian kromosom di dalamnya. Tingkah laku kromosom selama sel membelah dibedakan menjadi fase-fase atau tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan sel yang terjadi melalui fase-fase itulah yang disebut pembelahan secara tidak langsung. Mengenai fase-fase pembelahan mitosis akan dibahas pada subab tersendiri. Pembelahan sel secara tidak langsung dibedakan menjadi dua, yaitu  pembelahan mitosis dan meiosis. Sebelum Anda mempelajari lebih jauh tentang  pembelahan sel secara tidak langsung, ada baiknya Anda lakukan rubrik Diskusi beri-kut ini. Proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan atau organ tubuh organisme terjadi melalui proses pembelahan sel secara mitosis. Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang menghasilkan sel anakan dengan jumlah kromosom sama dengan jumlah kromosom induknya. Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tubuh makhluk hidup, kecuali pada jaringan yang menghasilkan gamet (sel kelamin). Pada pembelahan mitosis, satu sel induk membelah diri menjadi dua sel anakan. Sel anakan ini mewarisi sifat sel induknya dan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Jika sel induk memi-liki 2n kromosom, maka setiap sel anakan  juga emiliki 2n kromosom. Jumlah 2n ini disebut juga kromosom diploid. Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi secara aseksual. Pada manusia dan hewan, pembelahan mitosis terjadi pada sel meristem somatik (sel tubuh) muda yang mengalami pertum-buhan dan perkembangan. Sebagai contoh, sel telur yang telah dibuahi sperma akan membelah beberapa kali secara mitosis untuk membentuk embrio. Sel-sel pada embrio ini terus-menerus membelah secara mitosis dan akhirnya terbentuk bayi. Pertumbuhan manusia dari bayi hingga dewasa juga melalui mekanisme pembelahan sel secara mitosis. Inilah salah satu bentuk kekuasaan tuhan yang harus kita syukuri. Pembelahan meiosis yang disebut juga sebagai pembelahan reduksi merupakan pembelahan sel induk dengan jumlah kromosom diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan. Setiap sel anakan mengandung separuh kromosom sel induk atau disebut haploid (n). Pembelahan meiosis terjadi pada proses pembentukan sel gamet (sel kelamin) pada organ reproduksi (testis atau ovarium). Pada manusia atau hewan, sperma yang haploid dihasilkan di dalam testis dan sel telur yang juga haploid dihasilkan di 24

dalam ovarium. Pada tumbuhan berbunga, sel gamet dihasilkan di dalam putik dan  benang sari. Pembentukan gamet jantan dan gamet betina terjadi melalui tahapan gametogenensis (dibahas pada subbab tersendiri). Penyatuan kedua gamet akan menghasilkan zigot dengan variasi genetik. Ini disebabkan karena sel anakan merupakan hasil penyatuan dua sel yang berbeda materi genetiknya. Perpaduan ini menyebabkan adanya variasi genetik. Gambaran umum kedua macam pembelah tersebut dapat dilihat  pada tautan berikut ini. https://www.youtube.com/watch?v=eE22Erhpr8g a.  Pembelahan Mitosis

Pembelahan

sel

secara

mitosis

meliputi

sejumlah

tahapan

tertentu.

Sebenarnya, pembelahan mitosis hanyalah sebagian kecil dari siklus sel. Siklus sel terdiri dari fase pembelahan mitosis (M) dan periode pertumbuhan yang disebut interfase. Interfase merupakan bagian ter-besar dari siklus sel. Interfase terdiri dari tiga sub fase, yaitu fase G1 (pertumbuhan primer), fase S (sintesis), dan fase G2 (pertumbuhan sekunder). Pembelahan mitosis merupakan pembelahan yang menghasil-kan sel-sel tubuh (sel somatik). Secara garis besar, pembelahan sel secara mitosis terdiri dari fase istirahat (interfase), fase pembelahaninti sel (kariokinesis), dan fase pembelahan sitoplasma (sitokinesis). Proses pembelahan Mitosis dapat dilihat pada Bagaimanakah ciri-ciri setiap fase pembelahan tersebut? Untuk mengetahuinya, simaklah penjelasan pada tautan berikut ini. https://www.youtube.com/watch?v=8Uu9kV-dRu8

Gambar 1.11. Tahapan pembelahan Mitosis.

25

Sumber : https://4.bp.blogspot.com 1) Interfase (Fase Istirahat)

Pada tahap ini, sel dianggap sedang istirahat dan tidak melaku-kan  pembelahan. Namun, interfase merupakan tahap yang penting untuk mempersiapkan  pembelahan atau melakukan metabolisme sel. Pada interfase, tingkah laku kromosom tidak tampak karena berbentuk benang-benang kromatin yang halus. Walaupun begitu, sel anak yang baru terbentuk sudah melakukan metabolisme. Sel perlu tumbuh dan melakukan berbagai sintesis sebelum memasuki proses pembelahan berikutnya. Apa saja kegiatan sel pada saat interfase? Pada saat interfase, sel mengalami subfase berikut. a. Fase Pertumbuhan Primer (Growth 1 disingkat G1)

Sel yang baru terbentuk mengalami pertumbuhan tahap pertama. Pada subfase ini, sel-sel belum mengadakan replikasi DNA yang masih bersifat 2n (diploid). Sementara organel-organel yang ada di dalam sel, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, kompleks golgi, dan or-ganel lainnya memperbanyak diri guna menunjang kehidupan sel. b. Fase Sintesis (S)

Pada subfase ini, sel melakukan sintesis materi genetik. Materi ge-netik adalah  bahan-bahan yang akan diwariskan kepada keturunannya, yaitu DNA. DNA dalam inti sel mengalami replikasi (penggandaan jumlah salinan). Jadi, subfase sintesis (penyusunan) menghasilkan 2 salinan DNA. c. Fase Pertumbuhan Sekunder (Growth 2 disingkat G2)

Setelah DNA mengalami replikasi, subfase berikutnya adalah per-tumbuhan sekunder (G2). Pada subfase ini, sel memperbanyak organel-organel yang dimilikinya. Ini  bertujuan agar organel-organel tersebut dapat diwariskan kepada setiap sel turunannya. Pada subfase ini, rep-likasi DNA telah selesai dan sel bersiap-siap mengadakan  pembelahan secara mitosis. Selain itu, inti sel (nukleus) telah terbentuk dengan jelas dan terbungkus membran inti. Pada subfase ini, inti sel mempunyai satu atau lebih nukleolus (membran inti sel). Di luar inti terdapat dua sentrosom yang terbentuk oleh replikasi sentrosom pada tahap sebelumnya. Sentrosom mengala-mi perpanjangan menyebar secara radial yang isebut aster (bintang). Pada sentrosom terdapat sepasang sentriol yang berfungsi menentukan orientasi pembelahan sel. Walaupun kromosom telah diduplikasi pada fase 26

S, namun pada fase G2, kromosom belum dapat dibedakan secara individual karena masih berupa benang-benang kromatin. Setelah ketiga tahapan interfase dilalui, sel telah siap menjalani pembelahan secara mitosis. Seperti fase interfase, pembelahan mitosis juga terdiri dari beberapa fase. Untuk mengetahui lebih jauh tentang fase-fase pada pembelahan mitosis, simaklah  penjelasan berikut. 2) Mitosis

Anda telah mengetahui bahwa pembelahan mitosis menghasilkan sel anakan yang identik dengan induknya. Secara garis besar, fase pembelahan mitosis terbagi menjadi dua fase, yaitu fase pembelahan inti (kariokinesis) dan fase pembelahan sitoplasma (sitokinesis). Kariokinesis adalah fase pembelahan inti sel. Secara rinci, fase kariokinesis dibagi menjadi empat subfase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Sekarang, marilah kita bahas keempat subfase tersebut. a. Profase

Pada permulaan profase, di dalam nukleus mulai terbentuk kromosom, yaitu  benang-benang rapat dan padat yang terbentuk akibat menggulungnya kromatin. Pada fase ini, kromosom dapat dilihat menggunakan mikroskop. Selanjutnya, nukleolus menghilang dan terjadi duplikasi kromosom (kromosom membelah dan memanjang) menghasilkan 2 kromosom anakan yang disebut kromatid. Kedua kromatid tersebut bersifat identik sehingga disebut kromatid kembar (sister chromatid yang bersatu atau dihubungkan oleh sentromer pada lekukan kromosom. Perhatikan Gambar 4.6. Sentromer merupakan bagian kromosom yang menyempit, tampak lebih terang dan membagi kromosom menjadi 2 lengan. Pada akhir profase, di dalam sitoplasma mulai terbentuk gelendong pembelahan (spindel) yang berasal dari mikrotubulus. Mikrotubulus tersebut memanjang, seolah-olah mendorong dua sentrosom di sepanjang permukaan inti sel (nukleus). Akibatnya, sentrosom sa ling menjauh. Proses ini kemudian berlanjut ke fase berikutnya, yaitu metafase. b. Metafase

Tahap awal metafase (prometafase) ditandai dengan semakin memadatnya kromosom (kromosom ini terdiri dari 2 kromatid) dan terpecahnya membran inti (membran nukleus). Hal ini menyebab-kan mikrotubulus dapat menembus inti sel dan melekat pada struktur khusus di daerah sentromer setiap kromatid, disebut kinetokor. Oleh

27

karena itu, kinetokor ini berfungsi sebagai tempat bergantung bagi kromosom. Sebagian mikrotubulus yang melekat pada kinetokor disebut mikro-tubulus kinetokor, sedangkan mikrotubulus yang tidak memperoleh kinetokor disebut mikrotubulus non kinetokor. Sementara itu, mikrotubulus non kinetokor berinteraksi dengan mikrotubulus lain dari kutub sel yang berlawanan. Pada metafase, kromosom tampak jelas. Pada tahap metafase sesungguhnya, sentrosom telah berada pada kutub sel. Dinding inti sel menghilang. Sementara itu, kromosom me-nempatkan diri pada bidang  pembelahan yang disebut bidang metafase. Bidang ini merupakan bidang khayal yang terletak tepat di tengah sel, seperti garis katulistiwa bumi sehingga disebut juga bidang ekuator. Pada bidang ini, sentromer dari seluruh kromosom terletak pada satu baris yang tegak lurus dengan gelendong pembelahan. Kinetokor pada setiap kromatid menghadap  pada kutub yang berlainan (perhatikan Gambar 4.7). Dengan letak kromosom berada di  bidang pembelahan, maka pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan yang baru, benar-benar rata dan sama jumlahnya. Tahapan ini merupakan akhir dari metafase. c. Anafase

Setelah berakhirnya tahap metafase, pembelahan sel berlanjut pada tahap anafase. Tahap anafase ditandai dengan berpisahnya kromatid saudara pada bagian sentromer kromosom. Gerak kromatid ini disebabkan tarikan benang mikrotubulus yang  berasal dari sentriol pada kutub sel. Anda telah mengetahui bahwa mikrotubulus melekat  pada sentromer. Hal ini menyebabkan sentromer tertarik terlebih dahulu. Akibatnya, sentromer berada di depan dan bagian lengan kromatid berada di belakang. Struktur ini seperti huruf V. Gerakan ini menempuh jarak sekitar 1μm (10-6 meter) tiap menit. Pada saat bersamaan, mikrotubulus non kinetokor semakin memanjang sehingga jarak kedua kutub sel semakin jauh. Selanjutnya, masing-masing kromatid bergerak ke arah kutub yang berlawanan dan berfungsi sebagai kromosom lengkap, dengan sifat keturunan yang sama (identik). Untuk menjalankan tugasnya ini, mikrotubulus telah mengalami peruraian  pada bagian kinetokornya. Lalu bagaimanakah bidang pembelahan sel pada hewan dan tumbuhan? Salah satu perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan adalah ada ti-daknya sentriol. Pada sel tumbuhan, peran sentriol digantikan oleh kromosom sehingga arah  pembelahan tetap menuju ke kutub sel. Pada sel hewan, sentriol pada kutub sel merupakan arah yang dituju oleh gerakan kromatid saat pembelahan. 28

d. Telofase

Pada tahap telofase ini, inti sel anakan terbentuk kembali dari fragmenfragmen nukleus. Bentuk selnya memanjang akibat peran mikrotubulus non kinetokor. Benang-benang kromatin mulai longgar. Dengan demikian, fase kariokinesis yang menghasilkan dua inti sel anak yang identik secara genetik telah berakhir, namun dua inti sel masih berada dalam satu sel. Agar kedua inti terpisah menjadi sel baru, perlu adanya  pembelahan sitoplasma yang disebut sitokinesis. Sitokinesis te rjadi, segera setelah telofase selesai. Pada fase sitokinesis terjadi pembelahan sitoplasma diikuti pembentukan sekat sel  baru, sehingga terbentuk dua sel anakan. Pada sel hewan, sitokinesis ditandai dengan pembentukan alur pembelahan melalui pelekukan permukaan sel di sekitar bekas bidang ekuator. Di sepanjang alur melingkar, terdapat mikrofi lamen yang terdiri dari protein aktin dan miosin. Protein tersebut berperan dalam kontraksi otot atau pergerakan sel yang lain. Kontraksi ini semakin ke dalam sehingga menjepit sel dan membagi isi sel menjadi 2 bagian yang sama. Berbeda dengan sel hewan, sel tumbuhan mempunyai dinding sel yang keras. Oleh karena itu, pada sitokinensis tidak terbentuk alur pembelahan. Sitokinesis terjadi dengan pembentukan pelat sel (cell plate) yang terbentuk oleh vesikula di sekitar bidang ekuator. Vesikula-vesikula yang dibentuk oleh badan golgi tersebut saling bergabung. Penggabungan juga terjadi dengan membran plasma diikuti terbentuknya dinding sel yang  baru oleh materi dinding sel yang dibawa oleh vesikula. b.  Pembelahan Meiosis

Pernahkah Anda berpikir mengapa seekor kambing hanya mela-hirkan kambing, manusia melahirkan manusia, atau sapi melahirkan sapi? Secara kodrati, makhluk hidup tertentu hanya melahirkan makh-luk yang sejenis. Ini dikarenakan adanya ekanisme tertentu pada saat awal perkembangbiakan. Bahkan, sebelum terbentuk calon anak di dalam rahim, mekanisme ini sudah dimulai. Mekanisme ini dimulai pada sel-sel kelamin (sel reproduksi) calon bapak dan calon ibu. Me-kanisme tersebut adalah  pembelahan sel secara meiosis. Makhluk hidup yang sejenis mempunyai jumlah kromosom yang sama pada setiap sel. Misalnya, manusia mempunyai 46 kromosom, kecuali pada sel reproduksi atau sel kelaminnya. Sel kelamin pada manusia hanya mempunyai setengah jumlah kromosom sel tubuh lainnya, yaitu 23 kromosom. Jumlah setengah kromosom (haploid) ini diperlukan untuk menjaga agar jumlah kromosom anak 29

tetap 46. Anda telah mengetahui bahwa anak terbentuk dari perpaduan antara sel kelamin  betina (sel telur) dan sel kelamin jantan (sperma). Perpadu an kedua sel kelamin yang masing-masing memiliki 23 kromosom ini akan menghasilkan sel anak (calon janin) yang mempunyai 46 kromosom. Oleh sebab itu, pembelahan meio-sis sangat berpengaruh dalam perkembang an makhluk hidup. Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi, yaitu pe-ngurangan  jumlah kromosom pada sel-sel kelamin (sel gamet jantan dan sel gamet betina). Sel gamet  jantan pada hewan (mamalia) diben-tuk di dalam testis dan gamet betinanya dibentuk di dalam ovarium. Gamet jantan pada tumbuhan dibentuk di dalam organ reproduktif berupa  benang sari, sedangkan gamet betinanya dibentuk di dalam pu-tik. Sel kelamin betina pada hewan berupa sel telur, sedangkan pada tumbuhan berupa putik. Pada dasarnya, tahap  pembelahan meiosis serupa dengan pembelahan mitosis. Hanya saja, pada meiosis terjadi dua kali pembelahan, yaitu meiosis I dan meiosis II. Masing-masing pembelahan meiosis terdiri dari tahap-tahap yang sama, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Bagaimanakah mengetahuinya

ciri-ciri setelah

setiap

tahap

mempelajari

pembelahan uraian

dan

meiosis pada

tersebut?

Anda

akan

tautan

berikut

ini.

https://www.youtube.com/watch?v=qnzLNw0blCQ

30

Gambar 1.12. Tahapan pembelahan Meiosis Sumber: https://4.bp.blogspot.com 1) Tahap Meiosis I

Seperti halnya pembelahan mitosis, sebelum mengalami pembe-lahan meiosis, sel kelamin perlu mempersiapkan diri. Fase persiapan ini disebut tahap interfase. Pada tahap ini, sel melakukan persiapan berupa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan (seperti interfase pada mitosis). Tingkah laku kromosom masih belum jelas terlihat karena masih berbentuk benang-benang halus (kro-matin) sebagaimana interfase  pada mitosis. Selain itu, i tu, sentrosom juga bereplikasi menjadi dua (masing-masing dengan 2 sentriol), seperti tampak pada gambar di samping. Sentriol berperan dalam menentu-kan arah pembelahan sel. Setelah terbentuk salinan DNA, barulah sel mengalami tahap pembelahan meiosis I yang diikuti tahap meiosis II. Tahap meiosis I ter-diri atas profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I, serta sitokinesis I. Bagaimanakah ciri-ciri setiap fase pembelahan tersebut? Berikut akan dibahas fase-fase meiosis I pada sel hewan dengan 4 kromosom diploid (2n = 2). Untuk lebih jelasnya, simaklah penjelasan di bawah ini. a. Profase I

31

Pada tahap meiosis I, profase I merupakan fase terpanjang atau terlama dibandingkan fase lainnya bahkan lebih lama daripada tahap profase pada pembelahan mitosis. Profase I dapat berlangsung dalam beberapa hari. Biasanya, profase I membutuhkan waktu sekitar 90% dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam  pembelahan meiosis. Tahapan ini terdiri dari lima subfase, yaitu leptoten, zigoten,  pakiten, iploten, dan diakinesis. 1) Leptoten Subfase leptoten ditandai adanya benang-benang kromatin yang memendek dan menebal. Pada subfase ini mulai terbentuk sebagai kromosom homolog. Anda perlu membedakan kromosom homolog dengan kromatid saudara. Gambar 4.13 memperlihatkan perbedaan pasangan kromosom homolog dengan kromatid saudara. 2) Zigoten Kromosom homolog saling berdekatan atau berpasangan menurut  panjangnya. Peristiwa ini disebut sinapsis. Kromosom homolog yang  berpasangan ini disebut bivalen (terdiri dari 2 kro-mosom homolog). homolog). 3) Pakiten Kromatid antara kromosom homolog satu dengan kromosom homolog yang lain disebut sebagai kromatid bukan saudara (non-sister ( non-sister chromatids). chromatids). Dengan demikian, pada setiap kelompok sinap-sis terdapat 4 kromatid (1  pasang kromatid saudara dan 1 pasang kromatid bukan saudara). Empat kromatid yang membentuk pa-sangan sinapsis ini disebut tetrad. 4) Diploten Setiap bivalen me ngandung empat kromatid yang tetap berkaitan atau  berpasangan di suatu titik yang disebut kiasma (tunggal). Apabila titik-titik  perlekatan tersebut lebih dari satu disebut kiasmata. Proses perlekatan atau  persilangan kromatid-kromatid disebut pindah silang (crossing over ). ). Pada  proses pin-dah silang, dimungkinkan terjadinya pertukaran materi genetic (DNA) dari homolog satu ke homolog lainnya. Pindah silang ini-lah yang memengaruhi variasi genetik sel anakan. 4) Diakinesis Pada subfase ini terbentuk benang-benang spindel pembela-han (gelendong mikrotubulus). Sementara itu, membran inti sel atau karioteka dan nukleolus mulai lenyap. Profase I diakhiri dengan terbentuknya tetrad yang 32

mem-bentuk dua pasang kromosom homolog. Perhatikan lagi Setelah profas e I  berakhir, kromosom mulai bergerak ke bi-dang metafase. b. Metafase I

Pada metafase I, kromatid hasil duplikasi kromosom homolog berjajar  berhadap-hadapan di sepanjang daerah ekuatorial inti (bidang metafase I). Membran inti mulai menghilang. Mikrotubulus kinetokor dari salah satu kutub melekat pada satu kromosom di setiap pasangan. Sementara mikrotubulus dari kutub berlawanan melekat pada pasang-an homolognya. Dalam hal ini, kromosom masih bersifat diploid. c. Anafase I

Setelah tahap metafase I selesai, gelendong mikrotubulus mulai menarik kromosom homolog sehingga pasangan kromosom homolog terpisah dan masingmasing menuju ke kutub yang berlawanan Gambar 4.16). Peristiwa ini mengawali tahap anafase I. Namun, kromatid saudara masih terikat pada sentromernya dan  bergerak sebagai satu unit tunggal. Inilah perbedaan antara anafase pada mitosis dan meiosis. Pada mitosis, mikrotubulus memisahkan kromatid yang bergerak ke arah  berlawanan. Coba pelajari lagi tahap anafase pada mitosis.

d. Telofase I

Pada telofase, setiap kromosom homolog telah mencapai kutub-kutub yang  berlawanan. Ini berarti setiap kutub mempunyai satu set kromosom haploid. Akan tetapi, setiap kromosom tetap mempunyai dua kromatid kembar. Pada fase ini, membran inti muncul kembali. Peristiwa ini kemudian diikuti tahap selanjutnya, yaitu sitokinesis. e. Sitokinesis

Anda masih ingat pengertian sitokinesis pada sel hewan mau-pun tumbuhan  bukan? Ya, sitokinesis merupakan proses pembelahan sitoplasma. Tahap sitokinesis terjadi secara simultan dengan telofase. Artinya, terjadi secara bersama-sama. Tahap ini merupakan tahap di antara dua pembelahan meiosis. Alur pembelahan atau pelat sel mulai terbentuk. Pada tahap ini tidak terjadi perbanyakan (replikasi) DNA. Hasil  pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel haploid yang mengandung setengah  jumlah kromosom homolog. Meskipun demiki-an, kromosom tersebut masih berupa 33

kromatid saudara (kandungan DNA-nya masih rangkap). Untuk menghasilkan sel anakan yang mem-punyai kromosom haploid diperlukan proses pembelahan selanjutnya, yaitu meiosis II. Jarak waktu antara meiosis I dengan meiosis II disebut dengan interkinesis. Jadi, tujuan meiosis II adalah membagi kedua salinan DNA pada sel anakan yang baru hasil dari meiosis I. Meiosis II terjadi pada ta-hap-tahap yang serupa seperti meiosis I. Nah, untuk mengetahui lebih lanjut tentang tahap meiosis II,  perhatikan uraian selanjutnya. 2) Tahap Meiosis II

Tahap meiosis II juga terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telo-fase. Tahap ini merupakan kelanjutan dari tahap meiosis I. Masing-masing sel anakan hasil pembelahan meiosis I akan membelah lagi menjadi dua. Sehingga, ketika pembelahan meiosis telah sempurna, dihasilkan empat sel anakan. Hal yang perlu diingat adalah bahwa jumlah kromo-som keempat sel anakan ini tidak lagi diploid (2n) tetapi sudah haploid (n). Proses  pengurangan jumlah kromosom ini terjadi pada tahap meio-sis II. Bagaimanakah proses  pengurangan jumlah kromosom ini terjadi?

Anda akan mengetahuinya setelah

mempelajari uraian di bawah ini. a. Profase II Fase pertama pada tahap pembelahan meiosis II adalah profase II. Pada fase ini, kromatid saudara pada setiap sel anakan masih melekat pada sentromer kromosom. Sementara itu, benang mi-krotubulus mulai terbentuk dan kromosom mulai bergerak ke arah bidang metafase. Tahap ini terjadi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya.  b. Metafase II Pada metafase II, setiap kromosom yang berisi dua kromatid, me-rentang atau  berjajar pada bidang metafase II. Pada tahap ini, benang-benang spindel (benang mikrotubulus) melekat pada kinetokor masing-masing kromatid. c. Anafase II Fase ini mudah dikenali karena benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya untuk bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini se-lanjutnya berfungsi sebagai kromosom individual. d. Telofase II

34

Pada telofase II, kromatid yang telah menjadi kromosom menca-pai kutub  pembelahan. Hasil akhir telofase II adalah terbentuknya 4 sel haploid, lengkap dengan satu salinan DNA pada inti selnya (nuklei). e. Sitokinesis II Selama telofase II, terjadi pula sitokinesis II, ditandai adanya sekat sel yang memisahkan tiap inti sel. Akhirnya terbentuk 4 sel kembar yang haploid. Berdasarkan uraian di depan, sel-sel anakan sebagai hasil pembelahan meiosis mempunyai sifat genetis yang bervariasi satu sama lain. Variasi genetis yang dibawa sel kelamin orang tua menyebabkan munculnya keturunan yang bervariasi juga.

Gametogenesis Pada Mahluk Hidup Sebelum menjadi individu baru, baik pada tumbuhan maupun hewan, tentunya diperlukan bahan baku atau cikal bakal pembentuk in-dividu baru tersebut. Pada proses  perkembangbiakan generatif (seksual) hewan maupun tumbuhan, bahan baku tersebut berupa sel kelamin yang disebut gamet. Gamet jantan dan betina diperlukan untuk mem-bentuk zigot, embrio, kemudian individu baru. Nah, pada materi beri-kut ini akan dibahas tentang  proses pembentukan gamet, baik jantan maupun betina yang disebut gametogenesis (genesis = pembentukan). Gametogenesis melibatkan pembelahan meiosis dan terjadi pada organ reproduktif. Pada hewan dan manusia, gametogenesis terjadi pada testis dan ovarium, sedangkan pada tumbuhan terjadi pada putik dan benang sari. Hasil gametogenesis adalah sel-sel kelamin, yaitu gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovum atau sel telur). Sekarang, marilah kita mempelajari proses terjadinya gametoge nesis pada hewan dan tumbuhan. 1. Gametogenesis pada Hewan

Gametogenesis

memegang

peranan

yang

sangat

penting

dalam

 perkembangbiakan hewan. Gametogenesis pada hewan yang akan kita pelajari dibagi menjadi dua, yaitu spermatogenesis dan oogenesis. Spermatogenesis merupakan  proses pembentukan gamet jantan (sperma). Sementara oogenesis adalah proses  pembentuk an gamet betina (ovum atau sel telur). a. Spermatogenesis Sperma berbentuk kecil, lonjong, berflagela, dan secara keselu-ruhan  bentuknya menyerupai kecebong (berudu). Flagela pada sperma digunakan sebagai alat gerak di dalam medium cair. Sperma dihasilkan pada testis. Pada mamalia, testis 35

terdapat pada hewan jantan sebagai buah pelir atau buah zakar. Buah pelir pada manusia berjumlah sepasang. Di dalam testis terdapat saluran-saluran kecil yang disebut tubulus seminiferus.

Pada

dinding

sebelah

dalam

saluran

inilah,

terjadi

proses

spermatogenesis. Di bagian tersebut terdapat sel-sel induk sperma yang bersifat diploid (2n) yang disebut spermatogonium. Pembentukan sperma terjadi ketika spermatogonium mengalami pembelahan mitosis menjadi spermatosit primer (sel sperma primer). Selanjutnya, sel spermatosit primer mengalami meiosis I menjadi dua spermatosit sekunder yang sama besar dan bersifat haploid. Setiap sel spermatosit sekunder mengalami meiosis II, sehingga terbentuk 4 sel spermatid yang sama besar dan bersifat haploid. Mula-mula, spermatid berbentuk bulat, lalu sitoplasmanya se-makin banyak  berkurang dan tumbuh menjadi sel spermatozoa yang berfl agela dan dapat bergerak aktif. Berarti, satu spermatosit primer menghasilkan dua spermatosit sekunder dan akhirnya terbentuk 4 sel spermatozoa (jamak = spermatozoon) yang masing-masing  bersifat haploid dan fungsional (dapat hidup).  b. Oogenesis Oogenesis merupakan proses pembentukan sel kelamin betina atau gamet  betina yang disebut sel telur atau ovum. Oogenesis terjadi di dalam ovarium. Di dalam ovarium, sel induk telur yang disebut oogonium tumbuh besar sebagai oosit  primer sebelum membelah secara meiosis. Berbeda dengan meiosis I pada spermatogenesis yang menghasilkan 2 spermatosit sekunder yang sama besar. Meiosis I pada oosit primer menghasilkan 2 sel dengan komponen sitoplasmik yang berbeda, yaitu 1 sel besar dan 1 sel kecil. Sel yang besar disebut oosit sekunder, sedangkan sel yang kecil disebut badan kutub primer ( polar body). Oosit sekunder dan badan kutub primer mengalami pembelahan meiosis tahap II. Oosit sekunder menghasilkan dua sel yang berbeda. Satu sel yang besar disebut ootid yang akan berkembang menjadi ovum. Sedangkan sel yang kecil disebut badan kutub. Sementara itu, badan kutub hasil meiosis I juga membelah menjadi dua badan kutub sekunder. Jadi, hasil akhir oogenesis adalah satu ovum (sel telur) yang fungsional dan tiga badan kutub yang me ngalami degenerasi (mati). Selain pada hewan, gametogenesis juga terjadi pada tumbuhan. Berikut ini akan diuraikan tentang gametogenesis pada tumbuhan tingkat tinggi.

36

2. Gametogenesis pada Tumbuhan Tingkat Tinggi

Sebelum menjadi gamet, hasil akhir meiosis pada gametogenesis mengalami  perkembangan terlebih dahulu melalui proses yang dise-but maturasi. Berikut ini Anda akan membahas proses gametogenesis pada tumbuhan berbunga (Angiospermae) saja. Pada tumbuhan berbunga, gametogenesis diperlukan dalam pem-bentukan gamet jantan dan  pembentukan gamet betina. Pembentukan gamet jantan disebut mikrosporogenesis, sedangkan pembentukan gamet betina disebut megasporogenesis. Mari kita pelajari  pengertian kedua macam gametogenesis tersebut. a. Mikrosporogenesis Mikrosporogenesis berlangsung di dalam benang sari, yaitu pada bagian kepala sari atau anthera. Kepala sari ini meng-hasilkan serbuk sari, yang mengandung sel sperma. Pembentukan sel sperma dimulai dari sebuah sel in-duk mikrospora diploid yang disebut mikros porosit di dalam anthera. Mikrosporosit ini mengalami meiosis I menghasilkan sepasang sel haploid. Selanjutnya, sel ini mengalami meiosis II dan menghasilkan 4 mikrospora yang haploid. Keempat mikrospora ini berkelompok menjadi satu sehingga disebut sebagai tetrad. Setiap mikrospora mengalami pembelahan mi-tosis. Pembelahan ini menghasilkan dua sel, yaitu sel generatif dan sel vegetatif. Sel vege tatif ini mempu-nyai ukuran yang lebih  besar daripada sel generatif. Struktur bersel dua ini terbungkus dalam dinding sel yang tebal. Kedua sel dan dinding sel ini ber-sama-sama membentuk sebuah butiran serbuk sari yang  belum dewasa. Setelah terbentuk serbuk sari, inti generatif membelah secara mitosis tanpa disertai sitokinesis, sehingga terbentuklah dua inti sel sperma. Sementara itu, inti vegetatifnya tidak membelah. Pembentukan sel sperma ini dapat terjadi sebelum serbuk sari keluardari anthera atau pada saat serbuk sari sampai di kepala putik (stigma). Pada saat inilah, tangkai serbuk sari mulai tumbuh. Pada umumnya, pembe-lahan mitosis sel generatif terjadi setelah buluh serbuk sari menembus stigma atau mencapai kantung embrio di dalam bakal bij i (ovulum).  b. Megasporogenesis Megasporogenesis merupakan proses pembentukan gamet betina. Proses ini terjadi di dalam bagian betina bunga, yaitu bakal biji (ovulum) yang dibungkus oleh bakal buah (ovarium) pada pangkal putik. Di dalam bakal biji terdapat sporangium yang mengandung 37

megasporofi t yang bersifat diploid. Selanjutnya, megasporofi t mengalami meiosis menghasilkan 4 megaspora haploid yang letaknya berderet. Tiga buah megaspora mengalami degenerasi dan mati, tinggal sebuah megaspora yang masih hidup. Megaspora yang hidup ini mengalami pembelahan kromosom secara mitosis 3 kali berturut-turut, tanpa diikuti  pembelahan sitoplasma. Hasilnya berupa sebuah sel besar yang disebut kandung lembaga muda yang mengan dung delapan inti haploid. Kandung lembaga ini dikelilingi kulit (integumen). Di ujungnya terdapat sebuah lubang (mikropil) sebagai tempat masuknya saluran serbuk sari ke dalam kandung lembaga. Selanjutnya, tiga dari delapan inti tadi menempatkan diri di dekat mikropil. Dua di antara tiga inti yang merupakan sel sinergid meng-alami degenerasi. Sementara itu, inti yang ketiga berkembang menjadi sel telur. Tiga buah inti lainnya bergerak ke arah kutub kalaza, tetapi kemudian mengalami degenerasi pula. Ketiga inti ini dinamakan inti antipoda. Sisanya, dua inti yang disebut inti kutub, bersatu di tengah kandung lembaga dan terjadilah sebuah inti diploid (2n). Inti ini disebut inti kandung lembaga sekunder. Ini berarti kandung lembaga telah masak, yang disebut megagametofit dan siap untuk dibuahi.

Rangkuman Selamat, Anda telah menyelesaikan modul kegiatan belajar 1 tentang struktur dan fungsi sel. Hal yang penting dalam struktur dan fungsi sel adalah sebagai berikut. 1. Setiap sel memiliki membran plasma, nukleus, dan sitoplasma. Membran plasma, yang mengelilingi sel menjaga sel tetap utuh, mengatur apa yang masuk dan keluar dari sel. 2.  Nukleus adalah struktur besar, berlokasi sentral di tengah sel. Inti nucleus mengandung kromosom dan merupakan pusat kendali sel. Inti mengontrol fungsi metabolisme dan karakteristik struktural sel. Nukleolus adalah wilayah di dalam nukleus. 3. Sitoplasma adalah bagian dari sel antara nukleus dan membran plasma. Matriks sitoplasma adalah media semifluid yang mengandung air dan berbagai jenis molekul yang tersuspensi atau terlarut dalam medium. 4. Sel juga memiliki sitoskeleton, jaringan filamen yang saling berhubungan dan mikrotubulus di sitoplasma. Nama sitoskeleton adalah cocok dengan sel karena memungkinkan kita untuk membandingkan sitoskeleton ke tulang dan otot kit a.

38

5. Pembelahan sel dibedakan menjadi dua, yaitu pembelahan secara langsung (amitosis) dan pembelahan secara tidak langsung (mitosis dan meiosis). 6. Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang menghasilkan sel anakan dengan  jumlah kromosom sama dengan jumlah kromosom induknya. Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tubuh makhluk hidup, kecuali pada jaringan yang menghasilkan gamet (sel kelamin). 7. Pada pembelahan mitosis, satu sel induk membelah diri menjadi dua sel anakan. Sel anakan ini mewarisi sifat sel induknya dan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Jika sel induk memi-liki 2n kromosom, maka setiap sel anakan juga emiliki 2n kromo-som. Jumlah 2n ini disebut juga kromosom diploid. 8. Gametogenesis melibatkan pembelahan meiosis dan terjadi pada organ reproduktif. Pada hewan dan manusia, gametogenesis terjadi pada testis dan ovarium, sedangkan  pada tumbuhan terjadi pada putik dan benang sari.

Tugas Untuk memperdalam pemahaman Anda tentang materi yang telah dipelajari pada Kegiatan Belajar 1 maka kerjakanlah tugas berikut! 1. Membandingkan. Sel prokariotik berbeda dengan sel eukariotik secara struktural namun keduanya memiliki materi penyusun genetik (DNA dan RNA) yang sama? Menurut Anda, apakah materi genetik pada sel prokariot dapat digabungkan dengan materi genetik eukariot? Jelaskan perbedaan struktural kedua macam sel tersebut kemudian analisis kemungkinan dari menggabungkan kedua macam materi genetik tersebut. 2. Berpikir deduksi. Ketika sedang melakukan pengamatan sel di laboratorium dengan menggunakan mikroskop. Seorang siswa ber tanya “mengapa ukuran sel sangat kecil?”. Bagiamana pendekatan Anda untuk menjawab pertanyaan siswa tersebut? Rubrik penilaian

Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No.

Aspek penialaian

Bobot

1.

Membedakan perbedaan sel prokaritik dan eukariotik.

25%

Menganalisis kemungkinan penggabungan materi genetik dari kedua macam sel.

75%

39

100%

Total

2.

Menganalisis hubungan sel dengan lingkungannya

50%

Menganalisis Ratio luas permukaan sel dengan Volume

50%

Total

100%

Tes Formatif 1 1. Bakteri merupakan organisme prokariotik karena tidak mempunyai… a. membran plasma dan membran nukleus  b. membran plasm c. mitokondria d. sistem endomembran dan membran nukleus e. retikulum endoplasma dan lisosom

2. Di bawah ini yang tidak termasuk organel sel yaitu ... a. nukleus  b. membran plasma c. ribosom d. mesosom e. mitokondria

3. Pencernaan intraseluler dijalankan oleh organel... a. vakuola kontraktil  b. lisosom c. autotom d. mesosom e. fagosom

40

4. Penghasil energi merupakan fungsi organel ... a. kompleks golgi  b. kloroplas c. nukleus d. mitokondria e. ribosom

5. Perhatikan pernyataan di bawah ini! 1) Unit pembawa sifat (gen) terdapat di dalam nukleus 2) Nukleolus merupakan tempat sintesis RNA ribosomal 3) Membran plasma merupakan membran permeabel 4) DNA terletak di dalam nukleus dalam bentuk kromatin 5) Sintesis protein terjadi di dalam nukleus Pernyataan di atas yang benar yaitu nomor .... a. 1, 2 dan 3  b. 1, 2 dan 5 c. 1, 2 dan 4 d. 1, 4 dan 4 e. 1, 3 dan 5

6. Pada sel tumbuhan, organel yang berfungsi sebagai tempat penimbunan zat makanan yaitu …. a. sitosol  b. nukleus c. ribosom d. sitoplasma e. leukoplas

41

7. Struktur membran plasma bersifat hidrofil dan hidrofob. Adapun yang berperan sebagai hidrofil dan hidrofob yaitu …. a. kolesterol  b. lipida dan fosfat c. protein dan fosfolipid d. periper protein dan integral e. lipoprotein dan glikoprotein

8. Organel berikut ini yang hanya dijumpai pada sel hewan yaitu …. a. kromosom  b. dinding sel c. lisosom d. sitoplasma e. plastida

9. Suatu sel dikatakan sebagai sel prokariotik apabila tidak mempunyai …. a. membran plasma  b. membran nukleus dan membran plasma c. mitokondria d. retikulum endoplasma dan lisosom e. sistem endomembran dan membran nucleus

10. Pada pembelahan sel, replikasi DNA terjadi pada …. a. telofase  b. profase c. interfase d. metafase e. anafase

42

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1.

  =

 ℎ     ℎ 

  100%

Arti tingkat penguasaan:

90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang

Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai.

Daftar Pustaka Mader, S. S., & Windelspecht, M. (2014). Human biology. New York, NY: McGraw-Hill. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011). Campbell biology. Boston: Benjamin Cummings / Pearson. Sumber Bacaan Online

http://www.zonabiokita.web.id/2013/09/reproduksi-ganda-angiospermae.html https://www.coursehero.com/file/p30eglc/Merupakan-membran-sel-atau-selaput-yangletaknya-paling-luar-yang-terbentuk/ http://www.yuksinau.id/struktur-fungsi-organel-organel-sel/ https://zaifbio.wordpress.com/2012/03/29/pembelahan-sel/

43

Kegiatan Belajar 2: Genetika dan Hereditas Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Menjelaskan penerapan teknologi pada reproduksi tumbuhan atau hewan. 2. Menjelaskan penerapan konsep pewarisan sifat-sifat yang tidak sama atau menyimpang dari kedua orang tua/induknya (akibat peristiwa pautan /pindah silang/gagal berpisah/ gen lethal) untuk pemuliaan keturunan. 3. Menganalisis pemuliaan keturunan melalui silsilah keturunan/pedegree.

Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Menjelaskan jenis-jenis teknologi pada reproduksi tumbuhan dan hewan. 2. Menganalisis dampak dari konsep pewarisan sifat-sifat yang tidak sama atau menyimpang dari kedua orang tua/induknya (akibat peristiwa pautan /pindah silang/gagal berpisah/ gen lethal) dalam pemuliaan keturunan. 3. menerapkan sistem pedigree dalam pemuliaan keturunan.

Pokok-Pokok Materi 1. Teknologi Reproduksi Pada Tumbuhan dan Hewan 2. Pewarisan sifat 3. Hereditas dan Persilangan 4. Pemuliaan Mahluk Hidup Dengan Seleksi Pedigree

Uraian Materi Teknologi Reproduksi Pada Tumbuhan dan Hewan Teknologi reproduksi adalah upaya manusia untuk mengembangbiakan hewan ataupun tumbuhan dengan beberapa cara yang diharapkan bisa mengatasi masalah dalam  perkembangbiakan. Teknologi yang berkembang saat ini memang tidak hanya seputar teknologi elektronik saja, namun telah merambat kepada tumbuhan dan juga hewan, banyak  bermunculan teknologi tumbuhan yang berhubungan dengan cara menanam tumbuhan agar hasilnya melimpah, dimana saja tumbuhan bisa ditanam dan lain-lain. Ada juga teknologi yang membahas tentang bagaimana mengembangbiakan hewan dan lain-lain. Berikut disajikan teknologi reproduksi dalam reproduksi tumbuhan dan hewan.

44

1. Kultur Jaringan Tumbuhan

Kultur jaringan ini adalah salah satu metode untuk memperbanyak tumbuhan dengan cara mengambil bagian dari suatu tumbuhan seperti sel atau jaringan sel. Dan bagian yang sudah diambil tersebut ditaruh di tempat yang mengandung nutrisi dan zat pengatur hormone, sehingga bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri dan berkembang menjadi tanaman utuh yang memiliki akar, batang dan daun (Gambar 2.1). Anda bisa menggunakan metode ini untuk semua jenis tanaman, namun setiap tanaman pastinya memiliki perlakuan khusus. Gambaran mengenai proses kultur jaringan dapat dilihat pada tautan berikut ini https://www.youtube.com/watch?v=UnI1rw7lYbU

Gambar 2.1. Jaringan tumbuhan tumbuh menjadi tumbuhan lengkap dalam medium Sumber: http://masterbiologi.com

Kultur jaringan merupakan suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tumbuhan seperti protoplasma, sekelompok sel, jaringan atau organ serta menumbuhkannya dalam kondisi aseptik sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap kembali. Teori yang mendasari tehnik kultur jaringan adalah teori sel oleh Schawann dan Scheleiden (1838) yang menyatakan sifat totipotensi ( total genetic  potential ) sel, yaitu bahwa setiap sel tanaman yang hidup dilengkapi dengan informasi genetik dan perangkat fisiologis yang lengkap untuk tumbuh dan berkembang menjadi tanaman utuh, jika kondisinya sesuai.

45

Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan adalah: a. Pemilihan dan Penyiapan Tanaman Induk Sumber Eksplan Tanaman tersebut harus jelas jenis, spesies, dan varietasnya serta harus sehat dan  bebas dari hama dan penyakit. Tanaman indukan sumber eksplan tersebut harus dikondisikan dan dipersiapkan secara khusus di rumah kaca atau greenhouse agar eksplan yang akan dikulturkan sehat dan dapat tumbuh baik serta bebas dari sumber kontaminan pada waktu dikulturkan secara in-vitro.  b. Inisiasi Kultur Tujuan utama dari propagasi secara in-vitro tahap ini adalah pembuatan kultur dari eksplan yang bebas mikroorganisme serta inisiasi pertumbuhan baru ini mengusahakan kultur yang aseptik atau aksenik. Aseptik berarti bebas dari mikroorganisme, sedangkan aksenik  berarti bebas dari mikroorganisme yang tidak diinginkan. Dalam tahap ini juga diharapkan  bahwa eksplan yang dikulturkan akan menginisiasi pertumbuhan baru, sehingga akan memungkinkan dilakukannya pemilihan bagian tanaman yang tumbuhnya paling kuat,untuk  perbanyakan (multiplikasi) pada kultur tahap selanjutnya. c. Sterilisasi Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga sterail. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan. Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril. d. Multiplikasi atau Perbanyakan Propagul Tahap ini bertujuan untuk menggandakan propagul atau bahan tanaman yang diperbanyak seperti tunas atau embrio, serta memeliharanya dalam keadaan tertentu sehingga sewaktu-waktu bisa dilanjutkan untuk tahap berikutnya. Pada tahap ini, perbanyakan dapat dilakukan dengan cara merangsang terjadinya pertumbuhan tunas cabang dan percabangan aksiler atau merangsang terbentuknya tunas pucuk tanaman secara adventif, baik secara langsung maupun melalui induksi kalus terlebih dahulu. Seperti halnya dalam kultur fase inisiasi, di dalam media harus terkandung mineral, gula, vitamin, dan hormon dengan  perbandingan yang dibutuhkan secara tepat. Hormon yang digunakan untuk merangsang  pembentukan tunas tersebut berasal dari golongan sitokinin seperti BAP, 2-iP, kinetin, atau thidiadzuron (TDZ).

46

e. Pemanjangan Tunas, Induksi, dan Perkembangan Akar Tujuan dari tahap ini adalah untuk membentuk akar dan pucuk tanaman yang cukup kuat untuk dapat bertahan hidup sampai saat dipindahkan dari lingkungan in-vitro ke lingkungan luar. Dalam tahap ini, kultur tanaman akan memperoleh ketahanannya terhadap  pengaruh lingkungan, sehingga siap untuk diaklimatisasikan. Tunas-tunas yang dihasilkan  pada tahap multiplikasi di pindahkan ke media lain untuk pemanjangan tunas. Media untuk  pemanjangan tunas mengandung sitokinin sangat rendah atau tanpa sitokinin. Tunas tersebut dapat dipindahkan secara individu atau berkelompok. Pemanjangan tunas secara  berkelompok lebih ekonomis daripada s ecara individu. Setelah tumbuh cukup panjang, tunas tersebut dapat diakarkan. Pemanjangan tunas dan pengakarannya dapat dilakukan sekaligus atau secara bertahap, yaitu setelah dipanjangkan baru diakarkan. Pengakaran tunas in-vitro dapat dilakukan dengan memindahkan tunas ke media pengakaran yang umumnya memerlukan auksin seperti NAA atau IBA. Keberhasilan tahap ini tergantung pada tingginya mutu tunas yang dihasilkan pada tahap sebelumnya. f. Aklimatisasi Dalam proses perbanyakan tanaman secara kultur jaringan, tahap aklimatisasi planlet merupakan salah satu tahap kritis yang sering menjadi kendala dalam produksi bibit secara masal. Pada tahap ini, planlet atau tunas mikro dipindahkan ke lingkungan di luar botol seperti rumah kaca , rumah plastik, atau screen house (rumah kaca kedap serangga). Proses ini disebut aklimatisasi. Aklimatisasi adalah proses pengkondisian planlet atau tunas mikro (jika pengakaran dilakukan secara ex-vitro) di lingkungan baru yang aseptik di luar botol, dengan media tanah, atau pakis sehingga planlet dapat bertahan dan terus menjadi bibit yang siap ditanam di lapangan. Prosedur pembiakan dengan kultur jaringan baru bisa dikatakan  berhasil jika planlet dapat diaklimatisasi ke kondisi eksternal dengan keberhasilan yang tinggi.

2. Inseminasi Buatan

Inseminasi buatan atau yang biasa disebut kawin suntik adalah proses memasukan sperma hewan jantan pada hewan betina dengan menggunakan alat tertentu (Gambar 2.2), hal ini bertujuan untuk dapat mengatasi kesulitan bertemunya hewan jantan dengan betina karena faktor geografis ataupun karena masa kawin yang tidak bersamaan. Prosedur inseminasi

47

 buatan dapat dilihat pada tautan berikut ini https://www.youtube.com/watch?v=14DyYf_j7y8 dan https://www.youtube.com/watch?v=FMdjTAO7jj8

Gambar 2.2. Proses Inseminasi buatan pada sapi.

Sumber: tribunnews.com Tujuan Inseminasi Buatan

Inseminasi buatan dilakukan bukan tanpa tujuan. Ada beberapa hal yang ingin dicapai oleh para peternak secara umumnya dengan melakukan inseminasi buatan, daripada menunggu hewan kawin secara alamiah. Beberapa tujuan dilakukannya inseminasi buatan antara lain adalah sebagai berikut: 1. Memperbaiki kualitas generasi ternak dengan memperbaiki sumber dna atau gen dari sapi unggulan. 2. Mengurangi biaya dengan cara membuat pejantan unggul tidak perlu dibawa ke tempat betina sehingga tidak perlu mengeluarkan biaya transportasi yang cukup mahal terutama pada tempat-tempat yang terpencil. 3. Mengefisiensikan penggunaan bibit dari sapi jantan unggul secara lebih luas dalam  jangka waktu yang lebih lama. 4. Meningkatkan angka kelahiran sapi dengan cepat dan juga teratur. 5. Mencegah penularan atau penyebaran penyakit kelamin karena tidak melibatkan interaksi fisik dari sapi betina atau sapi jantan. Keuntungan Inseminasi Buatan

48

Inseminasi buatan sebagai alternatif pengembangbiakan hewan ternak memberikan  beberapa keuntungan tertentu bagi peternak. Oleh karena keuntungan inilah para peternak mau menggunakan teknik atau cara ini untuk mengembangbiakkan hewan peliharaannya. Beberapa keuntungan inseminasi buatan pada ternak antara lain adalah sebagai berikut: 1. Mampu menghemat biaya pemeliharaan ternak jantan. 2. Peternak mampu mengatur jarak kelahiran ternak dengan baik. 3. Dapat mencegah terjadinya kawin sedarah pada ternak betina sehingga dapat menghindari anakan yang cacat. 4. Peternak dapat menyimpan sperma unggulan dengan peralatan dan teknologi yang  baik dalam jangka waktu yang lama. 5. Peternak dapat menggunakan kembali semen beku untuk beberapa tahun kemudian walaupun pejantan telah mati, sehingga bila pejantan unggulan telah mati, peternak tidak kehilangan bibit unggul yang dimilikinya. 6. Dapat menghindari kecelakaan perkawinan pada indukan betina yang sering terjadi  pada saat perkawinan karena fisik pejantan terlalu besar dan tidak dapat diimbangin oleh indukan betina. 7. Dapat menghindari ternak dari penularan penyakit terutama penyakit yang ditularkan dengan hubungan kelamin. 3. Bayi Tabung

Fertilisasi in vitro ini adalah proses mempertemukan sperma dengan sel telur diluar tubuh induk nya, hal ini dilakukan karena untuk mengatasi masalah sperma yang tidak dapat  bertemu dengan sel telur. Setelah terjadinya pembuahan, maka embrio dimasukan ke dalam rahim hewan betina. Prosedur bayi tabung dapat dilihat pada tautan berikut ini https://www.youtube.com/watch?v=tvGmDZUzRXw Saat ini teknik reproduksi buatan, seperti bayi tabung dipandang sebagai solusi bagi mereka yang ingin memiliki anak namun terhambat oleh masalah kesuburan ataupun masalah genetik. Teknik ini pun telah dipakai oleh setidaknya 70% dari semua pasangan yang mencoba mencari solusi untuk mendapatkan keturunan. Proses bayi tabung melibatkan sel telur dewasa yang diambil dari ovarium wanita dan akan tinggal di laboratorium khusus untuk dibuahi oleh sperma. Jika proses fertilisasi berhasil, maka sel telur akan dipindahkan ke dalam rahim seorang wanita dengan harapan akan terjadi kehamilan. Teknik ini memungkinkan adanya penanaman lebih dari satu sel telur yang telah dibuahi ke dalam rahim wanita sehingga bisa menghasilkan lebih dari satu anak. Pasangan 49

yang menggunakan teknik ini dapat menggunakan sel telur dan sperma mereka sendiri dalam  proses bayi tabung tersebut. Atau, bisa juga sel telur yang telah dibuahi ditanamkan di rahim wanita pengganti yang secara genetis tidak terkait dengan anak yang kelak akan dilahirkan. Bayi tabung juga bisa melibatkan sel telur, sperma dan embrio (telur yang telah dibuahi) dari donor anonim. Proses pelaksanaan bayi tabung dapat dilihat pada gambar 2.3 berikut ini.

Gambar 2.3. Proses pembuatan bayi tabung Sumber: https://www.news-medical.net

Ada beberapa faktor yang akan menentukan apakah bayi bisa lahir melalui proses  bayi tabung, seperti usia dan alasan di balik ketidaksuburannya. Mengingat sifat prosedurnya yang kompleks, tidak mengherankan jika program bayi tabung ini bisa menghabiskan banyak uang, memakan waktu yang cukup lama serta ada pula resikonya, seperti kegagalan atau lainnya. Adapun tahapan proses bayi tabung adalah sebagai berikut. 1. Stimulasi Ovarium Tujuan dari stimulasi ini adalah untuk meningkatkan jumlah sel telur yang diproduksi ovarium. Dengan semakin banyaknya sel telur yang bisa diambil dan dibuahi selama proses bayi tabung, maka semakin besar pula kesempatan terjadinya kehamilan. Selama tahap ini, obat kesuburan diberikan untuk meningkatkan produksi 50

sel telur. Selain itu, dokter juga akan memantau pertumbuhan dan perkembangan folikel dalam beberapa hari dengan melakukan USG dan tes darah untuk memantau  perkembangan telur dalam ovarium dan mengetahui kadar hormon. 2. Pengambilan Sel Telur (Ovum Retrieval ) Prosedur ini dilakukan untuk mengambil sel telur dari ovarium wanita. Dengan bantuan USG, jarum halus dimasukkan lewat vagina untuk kemudian masuk ke dalam ovarium dan kantung dimana telur berada. Kemudian telur ditarik keluar dari folikel dengan perangkat hisap yang terhubung ke jarum tersebut. Hal ini dilakukan sekali untuk setiap folikel. Sperma kemudian dikumpulkan dengan meminta si pria untuk menghasilkan sampel air mani (biasanya dengan masturbasi) yang nanti akan dicampurkan dengan sel telur. 3. Inseminasi dan Pembuahan Inseminasi Tahapan ini adalah saat dimana sperma diperkenalkan ke telur, kemudian hasil gabungan keduanya dimasukkan ke dalam ruangan khusus. Pembuahan akan terjadi dalam beberapa jam setelah proses inseminasi. Jika kualitas sperma pria rendah, sperma akan disuntikkan secara langsung ke dalam sitoplasma sel telur yang matang. Proses ini disebut dengan intra-cytoplasmic sperm injection (ICSI). Namun, ada kasus ketika semuanya tampak normal tapi ICSI masih dilakukan. 4. Pemeliharaan Embrio Embrio terbentuk saat sel telur membelah. Status embrio akan diperiksa secara berkala untuk memastikan pertumbuhan yang tepat. Embrio normal akan memiliki beberapa sel pembagi aktif dalam lima hari. Sekitar tiga sampai empat hari setelah pembuahan, prosedur yang disebut diagnosis genetik pra-implantasi dapat dilakukan pada embrio. Prosedur ini dilakukan pada  pasangan yang memiliki masalah kelainan genetik dan mereka khawatir akan menurunkannya pada bayinya kelak. Prosedur ini melibatkan skrining sel tunggal dari masing-masing embrio untuk memeriksa kelainan genetik. Metode ini memungkinkan orang tua untuk memilih embrio yang terbaik dan terbebas dari masalah genetik. Ada  prosedur lain juga yang disarankan terutama untuk wanita di usia yang sudah cukup tua atau wanita yang telah mencoba IVF beberapa kali namun gagal. Prosedur ini disebut dengan assisted hatching. 5. Pemindahan Embrio ke dalam Rahim Embrio akan disimpan selama tiga sampai lima hari di tempat khusus sebelum dipindahkan ke rahim sang ibu. Prosedurnya sama seperti pengangkatan sel telur dari rahim. Pemindahan embrio ke rahim biasanya dilakukan pada hari kelima setelah 51

 pembuahan, disaat embrio berada pada fase blastosit. Pada fase ini, embrio sudah mampu menempel dengan baik pada rahim wanita. Lalu terjadilah proses kehamilan. Jumlah embrio yang bisa ditanamkan ke dalam rahim tergantung pada kualitas embrionya dan faktor-faktor seperti usia wanita tersebut. Jika masih tersisa embrio dengan kualitas baik dan tidak ingin langsung digunakan, maka embrio tersebut bisa dibekukan dan bisa dipindahkan nanti. Proses ini disebut dengan embrio kriopreservasi. 4. Kloning

Kloning adalah proses untuk mengganti sel telur dengan sel somatis, dan diberi kejutan listrik hingga sel tersebut berkembang biak. Kemudian setelah berhasil berubah menjadi embrio, maka embrio tersebut ditanamkan pada rahim hewan betina. Dan anak yang dihasilkan tersebut akan sangat mirip dengan induk yang diambil inti somatisnya. Teknologi kloning ini melibatkan dua pihak, yaitu donor sel somatis (sel tubuh) dan donor ovum (sel gamet). Meskipun pada proses ini kehadiran induk betina adalah hal yang mutlak dan tidak mungkin dihindari, tetapi pada proses tersebut tidak ada fertilisasi dan rekombinasi (perpaduan) gen dari induk jantan dan induk betina. Ini mengakibatkan anak yang dihasilkan memiliki sifat yang (boleh dikatakan) sama persis dengan ‘induk’ donor sel somatis. Untuk lebih jelas, berikut ini uraian dasar proses teknologi kloning pada domba Dolly  beberapa tahun lalu. Perhatikan gambar berikut (Gambar 2.4). Langkah kloning dimulai dengan pengambilan sel puting susu seekor domba. Sel ini disebut sel somatis (sel tubuh). Dari domba betina lain diambil sebuah ovum (sel telur) yang kemudian dihilangkan inti selnya. Proses berikutnya adalah fusi (penyatuan) dua sel tersebut dengan memberikan kejutan listrik yang mengakibatkan ‘terbukanya’ membran sel telur sehingga kedua sel bisa menyatu. Dari langkah ini telah diperoleh sebuah sel telur yang berisi inti sel somatis. Ternyata hasil fusi sel tersebut memperlihatkan sifat yang mirip dengan zigot, dan akan mulai melakukan proses pembelahan. Proses Kloning dapat dilihat pada tautan berikut ini. https://www.youtube.com/watch?v=1KEtj88kjGI https://www.youtube.com/watch?v=DmHYUvmiXQI

52

Gambar 2.4. Proses cloning domba Dolly Sumber: https://orindnesia.files.wordpress.com Sebagai langkah terakhir, ‘zigot’ tersebut akan ditanamkan pada rahim induk domba  betina, sehingga sang domba tersebut hamil. Anak domba yang lahir itulah yang dinamakan Dolly, dan memiliki sifat yang sangat sangat mirip dengan domba donor sel puting susu tersebut di atas. Dolly lahir dengan selamat dan sehat sentausa. Sayangnya selama perjalanan hidupnya dia gampang sakit dan akhirnya mati pada umur 6 tahun, hanya mencapai umur separoh dari rata-rata masa hidup domba normal. Padahal kloning yang dilakukan pada hewan spesies lain tidak mengalami masalah. Dari hasil penyelidikan kromosomal, ternyata ditemui bahwa Dolly mengalami  pemendekan telomere. Telomere adalah suatu pengulangan sekuen DNA yang biasa didapati diujung akhir sebuah kromosom. Uniknya, setiap kali sel membelah dan kromosom melakukan replikasi, sebagian kecil dari ujung kromosom ini selalu hilang entah kemana. Penyebab dan mekanismenya juga belum diketahui sampai sekarang. Masalah pemendekan telomere ini diketahui menyebabkan munculnya sinyal agar sel  berhenti membelah. Hal inilah yang diduga berhubungan erat dengan percepatan penuaan dan kematian. Pemendekan telomere ini ternyata disebabkan oleh aktivitas enzim yang dikenal dengan telomerase.

53

Sejalan dengan perkembangan teknologi kloning, para ilmuwan telah mampu membuka harapan besar untuk menghidupkan kembali satwa-satwa yang telah punah. Seorang profesor Biologi asal Jepang, Teruhiko Wakayama, berhasil membuat kloning dari seekor mencit yang telah beku selama dua dekade. Keberhasilan ini memicu kemungkinan terobosan yang lebih spektakuler lagi, yakni ‘membangkitkan kembali’ makhluk hidup yang telah punah! Misalnya burung Dodo ( Raphus cucullatus), serigala Tasmania (Thylacinus cynocephalus), Quagga ( Equus quagga), sampai beberapa subspesies dari harimau yang telah  punah ( Panthera tigris balica, Panthera tigris sondaicus). Ini bukan isapan jempol belaka! Berikut ini beberapa jenis kloning yang dikenal, diantaranya yaitu: a. Kloning DNA rekombinan Kloning DNA Rekombinan adalah perpindahan sebagaian rantai DNA yang diinginkan dari suatu organisme pada satu elemen replikasi genetik. Contok kloning DNA yaitu penyisipan DNA dalam plasmid bakteri untuk mengklon satu gen.  b. Kloning Reproduktif Kloning reproduktif adalah teknologi yang digunakan untuk menghasilkan hewan yang sama. c. Kloning Terapeutik Kloning terapeutik adalah kloning yang dilakukan untuk memproduksi suatu embrio manusia sebagai bahan dalam penelitian yang bertujuan untuk mendapatkan sel batang yang difungsikan dalam mempelajari perkembangan manusia dan dalam  penyembuhan penyakit. 5. Hibridisasi

Untuk mendapatkan individu baru yang mempunyai sifat berbeda dengan induknya, maka anda bisa menggunakan metode ini untuk mengawinkan dua individu yang berbeda sifatnya, sehingga diharapkan anaknya akan memiliki sifat yang berbeda. Sesuai dengan hubungan kekeluargaan tanaman yang akan disilangkan ada beberapa macam persilangan : 1. Intravarietal : persilangan antara tanaman-tanaman yang varietasnya sama. 2. Intervarietal : persilangan antara tanaman-tanaman yang berasala dari varietas yang  berbeda tetapi masih dalam spesies yang sama. Juga disebut persilangan Intraspesifik 3. Interspesifik : persilangan dari tanaman-tanaman yang berbeda spesies tetapi masih dalam genus yang sama. Juga disebut persilangan Intragenerik. Persilangan ini dilakukan untuk maksud memindahkan daya ressistensi terhadap hama, penyakit dan kekeringan dari suatu spesies ke lain spesies. Misal : tomat, tebu 54

4. Intergenerik:

persilangan

antara

tanaman-tanaman

dari

generasi

yang

 berbeda.Persilangan ini dilakukan untuk menstransfer daya resisten hama,penyakit dan kekeringan dari genera-genera yang masih liar ke genera-genera yang sudah dibudidayakan.Misal tebu dan glagah ,lobak dank obis. 5. Introgresif: pada tipe persilangan ini salah satu spesies seolah-olah sifatnya mendominir sifat-sifat spesies yang lain sehingga populasi hybrid yang terbentuk seolah-olah hanya terdiri atas satu jenis spesies yang mendominir tersebut. uji nyata untuk mengetahui apakah data atau hasil yang diperoleh sesuai atau menyimpang dari nisbah yang diharapkan atau tidak. Oleh karena itu untuk mengevaluasi terhadap  benar tidaknya hasil percobaan yang kita lakukan dengan keadaan secara teori dapat dilakukan dengan uji-X2. Tanaman Adenium termasuk jenis tanaman berumah satu. Artinya, dalam satu bunga adenium penyerbukar sendiri sangat jarang terjadi. Sebab,  bunga betina dan bunga jantan masak pada waktu tidak bersamaan. Kondisi seperti ini justru mempermudah

langkah penyilangan.Pemuliaan adalah suatu cara yang

sistematik merakit keragaman genetik menjadi suatu bentuk yang bermanfaat bagi manusia. Dalam proses ini diperlukan bahan baku berupa keanekaragaman genetik (plasma nutfah) yang tesedia di alam. Untuk pemuliaan tanaman dan hewan, peranan  penelitian untuk mendapatkan bibit unggul adalah sangat penting. Itulah teknologi rerproduksi yang telah dikembangkan oleh para ilmuan, dan dengan adanya teknologi seperti ini, diharapkan perkembangan tumbuhan dan hewan akan semakin  pesat sehingga hasil dari tanaman ataupun berternak dapat maksimal. Semoga kedepannya semakin banyak ditemukan teknologi-teknologi baru seputar dunia tumbuhan dan hewan. Adapun penjelasan mengenai proses hibridisasi dapat dilihat dalam tautan berikut ini. https://www.youtube.com/watch?v=s1vPR86tseU https://www.youtube.com/watch?v=F_HxndmVvvc

Pewarisan sifat Perahkah kamu membandingkan wajahmu dengan wajah orang tua dan saudarasaudaramu saat kamu bercermin? Apakah wajahmu mirip dengan ayah atau mirip ibumu? Apakah warna kulitmu sama dengan saudara-sauaramu? Saat kamu membandingkan wajahmu dengan wajah orang tua dan saudaramu, besar kemungkinan kamu akan melihat  banyak kesamaan. Mengapa demikian? Hal ini terjadi karena adanya faktor-faktor yang

55

diwariskan yang menentukan suatu sifat. Bagaimana konsep pewarisan sifat pada makhluk hidup ini? Simak penjelasan lengkapnya di dalam kegiatan belajar berikut ini. Apabila kita mengamati alam sekitar, ada banyak persamaan maupun perbedaan pada makhluk hidup. Persamaan dan perbedaan ini biasa terjadi antara induk dengan keturunannya atau antara orang tua dan anak-anaknya. Misalnya saja dalam satu keluarga, dapat ditemui adanya persamaan atau perbedaan sifat yang tampak dan sifat yang tak tampak antara anak dengan kedua orang tuanya. Sifat yang tampak antara lain raut muka, bentuk tubuh, bentuk wajah, warna kulit, warna mata, dan jenis rambut. Sedangkan sifat yang tak tampak yaitu kecerdasan, bakat, suara, dan golongan darah. Pewarisan sifat atau hereditas merupakan penurunan sifat dari induk (orang tua) kepada keturunannya (anak). Ilmu yang mempelajari tentang pewarisan sifat ini disebut genetika. Sifat-sifat suatu makhluk hidup diwariskan melalui sel kelamin jantan dan sel kelamin betina. Bagian sel yang bertanggung jawab terhadap penurunan sifat ini terdapat di  bagian inti sel (nukleus). Di dalam inti sel terdapat kromosom. Kromosom merupakan  benang-benang halus yang berfungsi sebagai faktor pembawa sifat keturunan. Di dalam kromosom terdapat substansi pembawa sifat keturunan yang terdiri atas senyawa kimia yang disebut gen. Gen berfungsi sebagai penentu sifat-sifat suatu makhluk hidup. Kromosom dan gen inilah yang mengendalikan pewarisan sifat pada makhluk hidup. 1. Kromosom Kromosom adalah materi genetik yang berupa benang-benang halus

(kromatin) yang berfungsi sebagai pembawa informasi genetik kepada keturunannya. Setiap inti sel suatu makhluk hidup memiliki dua jenis kromosom yaitu kromosom tubuh (autosom) dan kromosom kelamin (gonosom). Kromosom tubuh berfungsi untuk menentukan sifat-sifat tubuh suatu organisme. Kromosom tubuh dilambangkan dengan A yang berasal dari kata autosom yang terdiri dari 22 pasang atau berjumlah 44 buah. Autosom terletak pada sel tubuh dan berpasangan sehingga disebut kromosom diploid (ditulis dengan 2n). Struktur kromosom manusia dapat dilihat pada gambar 2.6.

56

Gambar 2.6. Struktur kromosom manusia

Sumber: http://www.generasibiologi.com Kromosom kelamin (gonosom) berfungsi untuk menentukan jenis kelamin suatu organisme. Gonosom berjumlah 1 pasang atau 2 buah, gonosom pada laki-laki dilambangkan dengan XY dan pada perempuan dilambangkan dengan XX. Gonosom terletak pada sel kelamin dan tidak berpasangan sehingga disebut kromosom haploid (ditulis dengan n). 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). 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

57

4. Akrosentrik   yaitu kromosom dengan sentromer hampir di ujung lengan kromosom sehingga lengan kromosom berbeda panjangnya secara ekstrim 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. 2. Gen

Komposisi dan susunan gen-gen di dalam tubuh makhluk hidup disebut genotipe. Genotipe setiap makhluk hidup berbeda-beda yang dapat menentukan sifatsifat suatu makhluk hidup tersebut. Pada dasarnya, genotipe adalah sifat pada makhkuk hidup yang tidak terlihat. Genotipe inilah yang nantinya akan memunculkan sifat fenotipe. Fenotipe adalah sifat pada makhluk hidup yang dapat terlihat. Sifat fenotipe merupakan perpaduan antara sifat genotipe dan lingkungannya. Pada umumnya, suatu gen dinyatakan dengan simbol huruf. Huruf kapital menyatakan gen yang bersifat dominan, misalnya M (merah), sedangkan huruf kecil menyatakan gen bersifat resesif, misalnya m (putih). Gen selalu berpasangan misalnya MM, Mm atau mm. Gen yang sama jenisnya seperti MM atau mm disebut homozigot, sedangkan gen yang berbeda jenisnya seperti Mm disebut heterozigot. Jika gen dominan bersama-sama dengan gen resesif, sifat yang akan tampak adalah sifat yang dibawa oleh gen dominan dan sifat yang dibawa oleh gen resesif tidak akan muncul. Sebagai contoh, sifat pendek dominan tehadap sifat tinggi. Jika gen untuk pendek muncul bersama-sama dengan gen untuk tinggi, sifat pendeklah yang akan muncul  pada keturunanya.

Hereditas dan Persilangan 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

58

 bergabung secara bebas saat fertilisasi dan pada awalnya terpisah secara bebas pula saat gametogenesis (pembentukan selsel gamet: spermatogenesis dan oogenesis). 1. 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 : 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. 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. 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).

59

2. 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 3. 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. 4. Determinasi Seks dan Pautan Seks ( Sex Linkage)

Determinasi seks adalah penentuan jenis kelamin suatu organisme yang ditentukan oleh kromosom seks (gonosom). Untuk lalat buah dikenal 1 pasang 60

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) menghasilkan 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. 5. 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). Penyakit genetik yang disebabkan autosom pada manusia biasanya "bersifat resesif" artinya dalam keadaan homozigot resesif baru menampakkan penyakit misalnya Albinisma (albino), Polidaktili (jari lebih dari jumlah normal). Ada pula  penyakit yang disebabkan karena mutasi autosom, misalnya Sindrom Down, Sindrom Patau, Sindrom Edwards dan Sindroma "Cri-du-chat". Sedangkan penyakit genetik yang disebabkan kelainan pada gonosom yang disebabkan peristiwa non-disjunction) misalnya Sindroma turner (45, XO), Sindroma klinefelter (47, XXY; 48, XXXY), Sindrom superfemale/tripple-X atau trisomi X (47, XXX), dan Supermale (47, XYY). Selain itu, terdapat pula kelainan yang terpaut seks pada kromosom X (resesif) misalnya buta warna (hijau dan merah) dan hemofilia dan terpaut kromosom Y (resesif hanya pada laki-laki) misalnya "hairypina"(hipertrikosis). 6. 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 : a. Dalam bidang pertanian : penyilangan berbagai varietas tanaman untuk memperoleh varietas baru yang memiliki karakter unggul dan produktif sesuai yang diharapkan

61

 b. Dalam bidang kesehatan : pelacakan berbagai penyakit menurun dari orang tua kepada anak, misalnya hemofilia c. Dalam bidang forensik (hukum) : penentuan identitas korban dari karakter golongan darah, pola DNA yang dibandingkan dengan orang tua atau keluarga terdekat d. Dalam bidang hubungan sosiologis : penentuan tingkat kekerabatan antar individu berdasarkan kesamaan dan perbedaan karakter 7. Pewarisan Sifat dan Variasi Genetis

Secara garis besar, ada tiga mekanisme yang menyebabkan terjadinya variasi genetik pada suatu populasi. Ketiga mekanisme inindapat dijelaskan sebagai berikut. a. Pindah silang Telah dijelaskan di depan bahwa sel kelamin membelah secara meiosis. Pada  profase I, kromosom homolog muncul pertama kali se bagai pasangan. Kromosomkromosom homolog ini saling bersilangan pada kiasmata. Pada kiasmata inilah terjadi  pindah silang (crossing over ) materi genetik dari kromosom satu ke kromosom lainnya. Pindah silang ini terjadi ketika dua kromatid dari kromosom yang berbeda  bertukar tempat. Kromatid yang sudah tidak identik lagi dengan kromatid saudaranya karena terjadi pindah silang disebut dyad. Pada manusia, dua atau tiga kasus kejadian  pindah silang dapat terjadi untuk setiap pasangan kromosom.  b. Pemilahan kromosom secara bebas Anda telah mengetahui bahwa pembelahan sel selalu diikuti pembagian kromosom pada sel anakan yang dihasilkan. Begitu pula dengan pembelahan meiosis. Pada metafase I, pasangan kromosom homolog terletak pada bidang metafase. Orientasi pasangan homolog yang menghadap kutub-kutub sel bersifat acak. Setiap  pasangan mempunyai dua kemungkinan dalam penyusunan ini. Kita ambil contoh organis-me yang mempunyai empat kromosom diploid (2n = 4). Organisme ini mempunyai 2 kromosom dalam sel gametnya. Dua kromosom ini dapat menghasilkan empat kemungkinan sel anakan dengan kombinasi kromosom berbeda satu sama lain Bagaimanakah dengan manusia? Manusia mempunyai 46 kromosom diploid. Ini  berarti pada sperma atau sel telur terdapat 23 kromosom haploid. Dari 23 kromosom ini mempunyai sekitar 8 juta kemungkinan penyusunan homolog pada metafase. Kandungan kromosom pada sel sperma atau sel telur ini akan diwariskan pada anak keturunannya. Jadi, setiap manusia sebenarnya merupakan 1 dari 8 juta kemungkinan  pemilahan kromosom yang diwariskan oleh bapak atau ibu kandungnya. 62

c. Fertilisasi random Di dalam sebuah keluarga, seorang anak mempunyai sifat yang berbeda dengan saudara-saudaranya. Seorang anak tidak ada yang memiliki sifat yang sama  persis dengan ibu atau bapaknya. Akan tetapi, sifatnya kemungkinan besar merupakan  perpaduan sifat kedua orang tuanya. Ini jelas sangat masuk akal, sebab seorang anak dihasilkan dari pembuahan 1 sel telur ibu oleh 1 sel sperma bapak. Sel telur yang dibuahi sperma akan menjadi zigot sebagai cikal bakal manusia. Jadi, genetik seorang anak sangat dipengaruhi kromosom yang terkandung dalam sel telur atau sperma tersebut. Anda mengetahui bahwa setiap sel kelamin (sperma dan sel telur) yang menentukan kromosom anak merupakan 1 dari 8 juta kemungkinan. Hal ini berarti, seorang manusia merupakan salah satu dari 64 trilyun (8 juta × 8 juta) kombinasi kromosom diploid.

Pemuliaan Mahluk Hidup Dengan Seleksi Pedigree Seleksi adalah salah satu kegiatan dalam rangkaian pemuliaan mahluk hidup yang  berupa pemilihan terhadap suatu genotip dari suatu populasi. Tujuan dari seleksi adalah mempersempit variabilitas atau keanekaragaman suatu populasi sehingga mendapatkan genotip yang diinginkan. Salah satu metode pemuliaan mahluk hidup menyerbuk sendiri terbagi menjadi seleksi untuk populasi campuran dan juga seleksi untuk hasil hibridisasi. Seleksi pedigree atau yang sering disebut dengan seleksi silsilah termasuk dalam seleksi untuk hasil hibridisasi. Seleksi ini merupakan seleksi dari mahluk hidup dengan kombinasi karakter yang dikehendaki pada generasi F2, turunannya selanjutnya diseleksi lagi  pada generasi-generasi berikutnya sampai mencapai kemurnian genetik. Single seed descend  (SSD) adalah seleksi pedigree pada tanaman yang dilakukan dengan memanen satu biji setiap tanaman mulai dari F2‒F5, kemudian setiap biji tersebut dicampur untuk ditanam pada generasi selanjutnya. Diallel selective mating system adalah adalah seleksi dengan menggunakan berbagai variasi metode seleksi dalam usaha mengkombinasikan berbagai karakter yang diinginkan. Mekanisme seleksi pedigree dapat dilihat dalam tautan berikut ini https://www.youtube.com/watch?v=Wuk0W10EveU Metode ini disebut pedigree karena pencatatan dilakukan setiap anggota populasi  bersegregasi dari hasil persilangan. Silsilah (pedigree) diperlukan untuk menyatakan bahwa dua galur tersebut serupa dengan cara mengkaitkan terhadap individu tanaman generasi sebelumnya. Metode seleksi pedigree pada ternak, dilakukan dengan melihat dan mencatat  penampilan produktivitas keturunan ternak yang telah lalu. Setiap individu yang 63

 berpenampilan

ekonomi

bagus

dan

berasal

dari

induk/tetua

yang

berpenampilan

ekonomi bagus juga, lebih unggul di bandingkan individu yang berpenampilan bagus pula, tapi berasal dari induk/tetua berpenampilan ekonomi yang jelek. Tapi harus di perhatikan  juga, induk/tetua berkarakter ekonomi bagus, tidak akan selalu, keturunannya pasti karakter ekonominya bagus seperti induknya : keturunanya itu dapat berkarakter lebih bagus atau bisa  pula lebih jelek. Hal tersebut di atas harus benar-benar di perhatikan oleh peternak pembibit/breeder . Dalam melakukan seleksi berdasar penampilan dari induk/tetua yang dimilikinya. Agar hal itu dapat terlaksana seefisien mungkin, maka  Breeder   harus punya catatan yang lengkap, teratus dan kontinyu dari induk/tetua yang di hasilkannya. Seleksi pedigree memerlukan waktu yang lama, peralatan yang komplit dan urutan prosedur pemuliabiakan yang terprogram teratur dan terarah. Ini memerlukan investasi modal yang mahal, makanya jangan terlalu banyak protes bila anakan yang di hasilkan  Breeder yang bertanggungjawab dijual dengan harga yang agak mahal. Kelebihan dari seleksi pedigree

1. hanya keturunan-keturunan unggul yang dilanjutkan pada generasi selanjutnya, anakan yang tidak baik dibuang 2. Seleksi dilakukan tiap generasi, sehingga jumlah anakan tidak terlalu ban yak 3. Menghemat lahan, karena jumlah anakan tiap generasi semakin sedikit 4. Silsilah dari suatu galur dapat diketahui Kekurangan dari seleksi pedigree

1. Tiap generasi persilangan harus dilakukan pencatatan (sifat morfologi, ketahanan hama dan penyakit, umur panen), sehingga perlu banyak catatan dan pekerjaan 2. Kemungkinan ada galur terbuang pada generasi segregasi akibat seleksi

Rangkuman Selamat, Anda telah menyelesaikan modul kegiatan belajar 2 tentang geneti ka dan hereditas. Hal yang penting dalam kegiatan belajar 2 ini adalah s ebagai berikut. 1. Teknologi reproduksi adalah upaya manusia untuk mengembangbiakan hewan ataupun tumbuhan dengan beberapa cara yang diharapkan bisa mengatasi masalah dalam perkembangbiakan. 2. Beberapa teknologi reproduksi pada tumbuhan dan hewan diantaran ya kultur jaringan, inseminasi buatan, kloning, bayi tabung dan hibridisasi.

64

3. Pewarisan sifat atau hereditas merupakan penurunan sifat dari induk (orang tua) kepada keturunannya (anak). Ilmu yang mempelajari tentang pewarisan sifat ini disebut genetika. 4. 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. 5. Seleksi pedigree atau yang sering disebut dengan seleksi silsilah termasuk dalam seleksi untuk hasil hibridisasi. Seleksi ini merupakan seleksi dari tanaman dengan kombinasi karakter yang dikehendaki pada generasi F2, turunannya selanjutnya diseleksi lagi pada generasi-generasi berikutnya sampai mencapai kemurnian genetik.

Tugas Untuk memperdalam pemahaman Anda tentang materi yang telah dipelajari pada Kegiatan Belajar 2 maka kerjakanlah tugas berikut! Seorang siswa bertanya mengapa saudara kandung yang dilahirkan dari pasangan Ayah dan Ibu yang sama memiliki kemiripan satu sama lain namun tidak pernah ada yang serupa. Berkaitan dengan hal ini pendekatan jawaban apa yang akan Anda berikan. Gunakan konsepkonsep pewarisan sifat, variasi genetis dan determ inasi seks pada manusia. Rubrik penilaian

Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. 1.

Aspek penialaian Mengaplikasikan konsep-konsep penting Mendel. Menganalisis menggunakan konsep fertilisasi acak. Menetukan determinasi seks keturunan Menerapkan konsep persilangan Memberikan solusi dengan menggunakan konsep variasi genetis Total

Bobot 20% 20% 20% 20% 20% 100%

65

Tes Formatif 2 1.

Bentuk kromosom yang dilengkapi dengan dua lengan simetris dis ebut …. A. Metasentrik B. Submetasentrik C. Akrosentik D. Telosentrik E. Monosentrik

2.

Jumlah kromosom tubuh (autosom) yang terdapat dalam sel telur manusia adalah …. A. 22 pasang B. 22 buah C. 23 buah D. 46 buah E. 23 pasang

3.

Gen diekspresikan dalam bentuk senyawa …. A. Karbohidrat B. Lemak C. Protein D. Asam nukleat E. Hormon

4.

Kegiatan yang berhubungan dengan tahapan kultur jaringan …. 1. Perbanyakan planlet 2. Pembentukkan kalus sel 3. Aklimatisasi tanaman baru 4. Penumbuhan jaringan di medium

66

Urutan tahapan yang benar adalah ….. A. 1-2-3-4 B. 2-3-1-4 C. 3-2-1-4 D. 3-1-2-4 E. 4-2-1-3 5.

Kloning terhadap manusia dilatarbelakangi oleh .... a. penemuan struktur sel  b. penemuan gen asing c. keberhasilan kloning pada domba d. majunya bioteknologi e. keberhasilan teknik bayi tabung

6.

Berikut ini yang bukan merupakan kelebihan dari seleksi pedigree adalah…. a. Hanya

keturunan-keturunan

unggul

yang

dilanjutkan

pada

generasi

selanjutnya, tanaman yang tidak baik dibuang  b. Tidak ada tanaman yang terbuang karena semua kan disilangkan dengan tanaman lainnya c. Seleksi dilakukan tiap generasi, sehingga jumlah tanaman tidak terlalu banyak d. Menghemat lahan, karena jumlah tanaman tiap generasi semakin sedikit e. Silsilah dari suatu galur dapat diketahui secara jelas dan terdaftar.

7.

Hemofilia adalah kelainan genetik yangdisebabkan oleh gen resesif yang terpaut kromosom X. seorang anak laki-lakihemophilia dapat lahir dari perkawinan 1.

Ayah normal, ibu normal heterozigotik

2.

Ayah normal, ibu hemofilia karir

67

3.

Ayah normal, ibu normal karir

4.

Ayah hemoflia,ibu normal homozigotik

Jawaban yang benar adalah. . ..

8.

9.

A.

1, 2, dan 3

B.

1 dan 3

C.

2 dan 4

D.

1

E.

1, 2, 3, dan 4

Perkawinan antar sepupu (satu silsilah dekat) tidak baik secara genetik karena …. A.

sering terjadi pertengkaran

B.

muncurnya sifat yang sama dalam keluarga

C.

terjadinya perebutan warisan

D.

susah mendapat keturunan

E.

munculnya keturunan yang abnormal

Gen menempati ruang-ruang tertentu di dalam kromosom. Ruang-ruang tersebut dinamakan …. a. Alel  b. Lokus c. Aster d. Sentromer e. Kapasitator

10. MM dan mm adalah simbol atau kode dalam pewarisan sifat mahluk hidup yang disebut dengan…. a. Fenotipe  b. Persilangan

68

c. Mutasi d. Genotype e. Morfologi Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1.

  =

 ℎ     ℎ 

  100%

Arti tingkat penguasaan:

90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang

Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai.

Daftar Pustaka Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011). Campbell biology. Boston: Benjamin Cummings / Pearson. Sumber Bacaan Online http://www.pintarbiologi.com/2016/08/genetika-pengertian-kromosom-hereditas.html http://www.generasibiologi.com/2012/09/substansi-genetika.html http://masterbiologi.com/kultur-jaringan-pada-tumbuhan/ http://www.generasibiologi.com/2016/10/pengertian-struktur-dan-fungsi-kromosom-padamanusia.html 69

http://tandetoto.blogspot.co.id/2013/12/inseminasi-buatan.html https://mediskus.com/wanita/bayi-tabung-proses-efek-samping-biaya https://www.edutafsi.com/2016/09/prosedur-kloning-gen-dan-kloning-individu.html http://biologimediacentre.com/bioteknologi-2-teknologi-kloning-untuk-menciptakanmakhluk-hidup-tanpa-perkawinan/

70

Kegiatan Belajar 3: Sistem Pencernaan Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan Menentukan upaya menjaga kesehatan dari gangguan pada sistem pencernaan

Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Menggambarkan alur proses pencernaan makanan pada tubuh manusia 2. Menganalisis fungsi organ pencernaan dan kelenjar aksesoris system pencernaan. 3. Mengidentifikasi penyakit-penyakit system pencernaan. 4. Menentukan upaya menjaga kesehatan dari gangguan pada sistem pencernaan.

Pokok-Pokok Materi 1. Sistem Pencernaan 2. Zona Tahapan Pencernaan dan Organ-Organ Yang Terlibat Dalam Sistem Pencernaan 3. Penyakit Pada Sistem Pencernaan Manusia 4. Upaya Pencegahan Gangguan Pada Sistem Pencernaan

Sistem Pencernaan Sistem organ pada makhluk hidup terdiri atas beberapa organ yang melakukan fungsi tertentu, begitu pula pada sistem pencernaan makanan yang berfungsi untuk memproses zat makanan dari molekul kompleks menjadi molekul lebih sederhana, menyerap zat-zat gizi ke dalam aliran darah. Di dalam sel, molekul tersebut dapat dibentuk kembali untuk keperluan  penyusunan struktur sel serta membuang bagian makanan yang tidak dapat dicerna atau merupakan sisa proses tersebut dari tubuh. Saluran pencernaan terdiri dari mulut, tenggorokan (faring), kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, rektum dan anus. Sistem pencernaan juga meliputi organ-organ yang terletak diluar saluran pencernaan, yaitu  pankreas, hati dan kandung empedu. Secara lebih lengkap organ-organ dan kelenjar aksesorisnya dapat dilihat pada gambar 3.1 dan dapat dilihat pada tautan berikut i ni https://www.youtube.com/watch?v=g_yPf-f2v5A . https://www.youtube.com/watch?v=_QYwscALNng

71

Gambar 3.1. Organ-Organ pencernaan dan kelenjar aksesoris Sumber: Campbel, dkk

Zona Tahapan Pencernaan Dan Organ-Organ Yang Terlibat Dalam Sistem Pencernaan 1.

Zona Ingresif Zona ingresif adalah bagian awal tempat makanan diambil dan dimasukkan. Di

dalam zona ini sudah dimulai proses pemecahan makanan baik secara mekanik maupun kimiawi menjadi fragmen-fragmen yang lebih lembut yang memudahkan ditelan, disalurkan atau dicerna pada zona berikutnya. Zona ini meliputi celah mulut (rima oris), bibir (labia) rongga mulut (cavum oris), gigi (dentes) dan lidah (lingua). a. Mulut

Mulut merupakan jalan masuk untuk sistem pencernaan yang dibatasi oleh dua lipatan berotot dapat digerakkan secara aktif untuk mengunyah makanan. Bagian dalam dari mulut dilapisi oleh selaput lendir. Pengecapan dirasakan oleh organ perasa yang terdapat di permukaan lidah. Pengecapan relatif sederhana, terdiri dari manis, asam, asin, pahit, dan gurih. Penciuman dirasakan oleh saraf olfaktorius di hidung dan lebih rumit, terdiri dari berbagai macam bau. Makanan yang telah masuk ke dalam mulut akan dipotong-potong oleh gigi  bagian depan (incisivus) dan di kunyah oleh gigi belakang (molar, geraham) menjadi bagian-bagian kecil yang lebih mudah dicerna. Proses pemotongan dibantu oleh lidah agar letak makanan lebih teratur dan mempermudah proses menelan makanan. Ludah yang dihasilkan dari kelenjar ludah akan membungkus bagian72

 bagian dari makanan tersebut dengan enzim-enzim pencernaan dan mulai mencernanya. Ludah juga mengandung antibodi dan enzim (misalnya lisozim), yang memecah protein dan menyerang bakteri secara langsung. Proses menelan dimulai secara sadar dan berlanjut secara otomatis. Jika tubuh kekurangan cairan,  pengeluaran air ludah akan berkurang sehingga mulut terasa kering dan haus.

Gambar 3.2 Bagian-Bagian dalam Mulut Sumber: sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id

Pada rongga mulut bermuara tiga pasang saluran dari kelenjar ludah seperti terlihat  pada gambar 3.3, yaitu: 1)

Glandula parotis, di dekat telinga menghasilkan ludah yang berbentuk cair

2)

Glandula submandibular atau kelenjar ludah bawah rahang bagian atas

3)

Glandula sublingual atau kelenjar ludah di bawah lidah

73

Gambar 3.3 Kelenjar Ludah Sumber: sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id 2.

Zona progresif 

Pada zona ini makanan didorong lebih jauh dalam saluran pencernaan dan mengalami pemecahan lebih lanjut. Organ yang berperan dalam tahapan ini adalah f aring, esophagus dan ventrikulus. a. Tenggorokan (Faring)

Merupakan penghubung antara rongga mulut dan kerongkongan. Berasal dari  bahasa yunani yaitu Pharynx. Didalam lengkung faring terdapat tonsil ( amandel ) yaitu kelenjar limfe yang banyak mengandung kelenjar limfosit dan merupakan  pertahanan terhadap infeksi, disini terletak bersimpangan antara jalan nafas dan jalan makanan, letaknya dibelakang rongga mulut dan rongga hidung, didepan ruas tulang  belakang keatas bagian depan berhubungan dengan rongga hidung, dengan  perantaraan lubang bernama koana, keadaan tekak berhubungan dengan rongga mulut dengan perantaraan lubang yang disebut ismus fausium. Tekak terdiri dari; Bagian superior =bagian yang sangat tinggi dengan hidung, bagian media = bagian yang sama tinggi dengan mulut dan bagian inferior = bagian yang sama tinggi dengan laring. Bagian superior disebut nasofaring, pada nasofaring bermuara tuba yang menghubungkan tekak dengan ruang gendang telinga, Bagian media disebut orofaring, bagian ini berbatas kedepan sampai diakar lidah bagian inferior disebut laring gofaring yang menghubungkan orofaring dengan l aring. Faring memiliki katup yang dapat mengatur agar makanan yang ditelan tidak salah menuju saluran pernapasan, katup tersebut bernama epiglotis. Katup ini akan menutup saluran nafas ketika seseorang menelan makanan sehingga makanan dapat masuk kerongkongan dengan lancar. Sebaliknya, katup tersebut akan terbuka ketika seseorang bernapas, sehingga udara dapat melewati tenggorokan dan masuk paru paru. 74

b. Kerongkongan (Esofagus)

Kerongkongan adalah tabung (tube) berotot pada vertebrata yang dilalui sewaktu makanan mengalir dari bagian mulut ke dalam lambung. Saluran ini  panjangnya

tergantung

dari

leher

seseorang.

Makanan

berjalan

melalui

kerongkongan dengan menggunakan proses peristaltik seperti pada gambar 3.4. Sering juga disebut esophagus (dari bahasa Yunani: οiσω, oeso –  “membawa”, dan έφαγον, phagus – “memakan”). Esofagus dibagi menjadi tiga bagian: 1) Bagian superior (sebagian besar adalah otot rangka) 2) Bagian tengah (campuran otot rangka dan otot halus) 3) Bagian inferior (terutama terdiri dari otot halus)

Gambar 3. 4. Tahapan Pencernaan Makanan Zona Progresif Sumber: informazone.com c. Lambung

Merupakan organ otot berongga yang besar dan berbentuk seperti kandang keledai terdiri dari 3 bagian yaitu Kardia, Fundus, dan Antrum. Makanan masuk ke dalam lambung dari kerongkongan melalui otot berbentuk cincin (sfinter), yang bisa membuka dan menutup. Dalam keadaan normal, sfinter menghalangi masuknya kembali isi lambung ke dalam kerongkongan. Lambung berfungsi sebagai gudang makanan, yang berkontraksi secara ritmik untuk mencampur makanan dengan enzimenzim. Sel-sel yang melapisi lambung menghasilkan 3 zat penting: 75

1) Lendir

Lendir melindungi sel-sel lambung dari kerusakan oleh asam lambung. Setiap kelainan pada lapisan lendir ini, bisa menyebabkan kerusakan yang mengarah kepada terbentuknya tukak lambung. 2) Getah Lambung a) Asam klorida (HCl)

Asam klorida menciptakan suasana yang sangat asam, yang diperlukan oleh pepsin guna memecah protein. Keasaman lambung yang tinggi juga berperan sebagai penghalang terhadap infeksi dengan cara membunuh berbagai bakteri. b) Enzim

Enzim-enzim yang dihasilkan oleh lambung antara lain: pepsin dan renin. Enzim pepsin berasal dari pepsinogen yang telah diubah oleh asam lambung. Pada dinding lambung terdapat lendir yang berfungsi melindungi lambung. Apabila jumlah lendir terlalu sedikit, atau asam lambung terlalu  banyak, bisa terjadi luka pada dinding lambung. Enzim renin berfungsi untuk mencerna casein/susu. Dinding lambung terdiri atas lapisan-lapisan otot yang tersusun memanjang, melingkar, dan menyerong. Akibat dari kontraksi otot tersebut makanan akan teraduk dengan baik sehingga tercampur merata dengan getah lambung, dan menyebabkan makanan di dalam lambung berbentuk seperti bubur yang disebut chime. 3) Hormon Gastrin

Hormon yang berfungsi untuk merangsang sekresi getah lambung 3. Zona Degresif

Pada zona ini makanan yang telah mengalami modifikasi kemudian dicampur dengan bilus, cairan pankreas dan sekresi sejumlah kelenjar lainnya untuk kemudian diserap dinding-dinding intestinum.

a. Usus halus (usus kecil)

Usus halus atau usus kecil adalah bagian dari saluran pencernaan yang terletak di antara lambung dan usus besar. Dinding usus kaya akan pembuluh darah yang mengangkut zat-zat yang diserap ke hati melalui vena porta seperti terlihat  pada gambar 3.5. Dinding usus melepaskan lendir (yang melumasi isi usus) dan air 76

(yang membantu melarutkan pecahan-pecahan makanan yang dicerna). Dinding usus juga melepaskan sejumlah kecil enzim yang mencerna protein, gula dan lemak. Lapisan usus halus; lapisan mukosa (sebelah dalam), lapisan otot melingkar (M sirkuler), lapisan otot memanjang (M Longitidinal) dan lapisan serosa (Sebelah Luar) Usus halus terdiri dari tiga bagian yaitu usus dua belas jari (duodenum), usus kosong (jejunum), dan usus penyerapan (ileum). 1) Usus dua belas jari (Duodenum)

Usus dua belas jari atau duodenum adalah bagian dari usus halus yang terletak setelah lambung dan menghubungkannya ke usus kosong (jejunum). Bagian usus dua belas jari merupakan bagian terpendek dari usus halus, dimulai dari bulbo duodenale dan berakhir di ligamentum Treitz. Usus dua belas jari merupakan organ retroperitoneal, yang tidak terbungkus seluruhnya oleh selaput  peritoneum. pH usus dua belas jari yang normal berkisar pada derajat sembilan. Pada usus dua belas jari terdapat dua muara saluran yaitu dari pankreas dan kantung empedu. Nama duodenum berasal dari bahasa Latin duodenum digitorum, yang berarti dua belas jari. Chime dari lambung akan masuk usus 12 belas jari untuk dicerna lebih lanjut. Asam amino dan asam lemak dari chime akan mempengaruhi usus untuk melepaskan

hormon

kolesitokinin

dan

sekretin.

Kolesitokinin

akan

mempengaruhi pankreas untuk mensekresikan enzim pencernaan dan memicu sekresi empedu oleh kantong empedu. Sedangkan sekretin akan mempengaruhi  pankreas untuk melepaskan HCO3- ifat basa) yang akan menetralkan chime yang asam. Enzim-enzim dalam lambung bekerja optimal dalam kondisi asam, namun sebaliknya enzim dalam usus bekerja optimum dalam kondisi cukup netral, oleh sebab itu usus melepaskan HCO 3-  untuk menetralkan chime. Empedu yang dikeluarkan dalam usus akan mengemulsikan lemak untuk mempermudah  pencernaan lemak oleh enzim lipase. Enzim-enzim yang dihasilkan pankreas dan dilepaskan ke dalam usus antara lain:

a)

Amilase pankreas yang akan memecah karbohidrat menjadi maltosa,

 b)

Tripsin dan kimotripsin yang akan memecah potongan protein menjadi  proteosa dan pepton,

c)

Karboksipeptidase yang berfungsi memecah protein menjadi proteosa,  pepton, dan asam amino, 77

d)  Nuklease yang akan memecah DNA dan RNA menjadi nukleotida, e)

Lipase pankreas yang akan memecah lemak menjadi asam lemak dan gliserol.

2) Usus Kosong (jejenum)

Usus kosong atau jejunum (terkadang sering ditulis yeyunum) adalah bagian kedua dari usus halus, di antara usus dua belas jari (duodenum) dan usus  penyerapan (ileum). Pada manusia dewasa, panjang seluruh usus halus antara 28 meter, 1-2 meter adalah bagian usus kosong. Usus kosong dan usus  penyerapan digantungkan dalam tubuh dengan mesenterium. Makanan dari usus 12 jari akan masuk usus kosong untuk menjalani pencernaan berikutnya. Dinding usus kosong akan mensekresikan enzim-enzim sebagai berikut: a) Disakarase yang akan memecah disakarida menjadi monosakarida,  b) Peptidase yang akan memotong proteosa dan pepton menjadi asam amino, c)  Nuklease yang akan memecah nukleotida menjadi nukleosida, d)  Nuklease dan fosfatase yang akan memecah nukleosida menjadi basa nitrogen, gula, dan fosfat. 3) Usus Penyerapan (illeum)

Usus penyerapan atau ileum adalah bagian terakhir dari usus halus. Pada sistem pencernaan manusia,) ini memiliki panjang sekitar 2-4 m dan terletak setelah duodenum dan jejunum, dan dilanjutkan oleh usus buntu. Ileum memiliki  pH antara 7 dan 8 (netral atau sedikit basa) dan berfungsi men yerap vitamin B12 dan garam-garam empedu. Zat-zat makanan yang dicerna tersebut kemudian akan diserap di usus penyerapan. Usus penyerpaan memiliki dinding dalam yang  berlekuk-lekuk dan memiliki jonjot usus (vili) untuk memperluas bidang  penyerapan. Asam amino, asam lemak, monosakarida, vitamin, mineral dan zat lain akan diserap menuju jaringan usus dan masuk peredaran darah untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebelum diedarkan ke seluruh tubuh zat makanan tersebut akan dibawa ke hati terlebih dahulu untuk menjalani proses detoksifikasi racun dan penyesuaian kadar.

78

Gambar 3.5 Usus Halus Sumber: www.edubio.info 4.

Zona egresif

Pada zona ini organ yang berperan penting adalah usus besar yang berfungsi untuk absorbsi air dan pembentukan faeces dalam bentuk bolus-bolus, kemudian disimpan sementara di dalam rektum sebelum kemudian dikeluarkan melalui anus . a. Usus Besar (Kolon)

Usus besar atau kolon dalam anatomi adalah bagian usus antara usus buntu dan rektum. Fungsi utama organ ini adalah menyerap air dari feses. Usus besar terdiri dari: Kolon asendens (kanan), Kolon transversum, Kolon desendens (kiri), dan Kolon sigmoid (berhubungan dengan rektum) b. Usus Buntu (sekum)

Usus buntu atau sekum (Bahasa Latin: caecus, “buta”) dalam istilah anatomi adalah suatu kantung yang terhubung pada usus penyerapan serta bagian kolon menanjak dari usus besar. Organ ini ditemukan pada mamalia, burung, dan  beberapa jenis reptil. Sebagian besar herbivora memiliki sekum yang besar, sedangkan karnivora eksklusif memiliki sekum yang kecil, yang sebagian atau seluruhnya digantikan oleh umbai cacing. c. Umbai Cacing (Appendix)

Umbai cacing atau apendiks adalah organ tambahan pada usus buntu. Infeksi  pada organ ini disebut apendisitis atau radang umbai cacing. Apendisitis yang  parah dapat menyebabkan apendiks pecah dan membentuk nanah di dalam rongga abdomen atau peritonitis (infeksi rongga abdomen). Dalam anatomi

79

manusia, umbai cacing atau dalam bahasa Inggris, vermiform appendix (atau hanya appendix) adalah hujung buntu tabung yang menyambung dengan caecum. d. Rektum dan anus

Rektum (Bahasa Latin: regere, “meluruskan, mengatur”) adalah sebuah ruangan yang berawal dari ujung usus besar (setelah kolon sigmoid) dan  berakhir di anus. Organ ini berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara feses. Biasanya rektum ini kosong karena tinja disimpan di tempat yang lebih tinggi, yaitu pada kolon desendens. Jika kolon desendens penuh dan tinja masuk ke dalam rektum, maka timbul keinginan untuk buang air besar (BAB). Mengembangnya dinding rektum karena penumpukan material di dalam rektum akan memicu sistem saraf yang menimbulkan keinginan untuk melakukan defekasi. Jika defekasi tidak terjadi, sering kali material akan dikembalikan ke usus besar, di mana penyerapan air akan kembali dilakukan. Jika defekasi tidak terjadi untuk periode yang lama, konstipasi dan pengerasan feses akan terjadi. Untuk melihat organ yang terlibat pada zona ini dapat diamati pada gambar 3.6 di bawah ini.

Gambar 3.6 Organ pencernaan pada zona egresif Sumber: www.ilmudasar.com

80

5. Kelenjar Aksesoris a. Pankreas

Pankreas adalah organ pada sistem pencernaan yang memiliki dua fungsi utama yaitu menghasilkan enzim pencernaan serta beberapa hormon penting seperti insulin. Pankreas terletak pada bagian posterior perut dan berhubungan erat dengan duodenum (usus dua belas jari). Pankraes terdiri dari 2 jaringan dasar yaitu: Asini yang menghasilkan enzim-enzim pencernaan dan Pulau  pancreas yang menghasilkan hormon. Pankreas melepaskan enzim pencernaan ke dalam duodenum dan melepaskan hormon ke dalam darah. Enzim yang dilepaskan oleh pankreas akan mencerna  protein, karbohidrat dan lemak. Enzim proteolitik memecah protein ke dalam  bentuk yang dapat digunakan oleh tubuh dan dilepaskan dalam bentuk inaktif. Enzim ini hanya akan aktif jika telah mencapai saluran pencernaan. Pankreas  juga melepaskan sejumlah besar sodium bikarbonat, yang berfungsi melindungi duodenum dengan cara menetralkan asam lambung. b. Hati

Hati merupakan sebuah organ yang terbesar di dalam badan manusia dan memiliki

berbagai

fungsi,

beberapa

diantaranya

berhubungan

dengan

 pencernaan. Organ ini memainkan peran penting dalam metabolisme dan memiliki beberapa fungsi dalam tubuh termasuk penyimpanan glikogen, sintesis  protein plasma, dan penetralan obat. Dia juga memproduksi bile, yang penting dalam pencernaan. Istilah medis yang bersangkutan dengan hati biasanya dimulai dalam hepat- atau hepatik dari kata Yunani untuk hati, hepar. Zat-zat gizi dari makanan diserap ke dalam dinding usus yang kaya akan  pembuluh darah yang kecil-kecil (kapiler). Kapiler ini mengalirkan darah ke dalam vena yang bergabung dengan vena yang lebih besar dan pada akhirnya masuk ke dalam hati sebagai vena porta. Vena porta terbagi menjadi pembuluh pembuluh kecil di dalam hati, dimana darah yang masuk diolah. Hati melakukan  proses tersebut dengan kecepatan tinggi, setelah darah diperkaya dengan zat-zat zat -zat gizi, darah dialirkan ke dalam sirkulasi umum. c. Kandung empedu

Kandung empedu (Bahasa Inggris: gallbladder  Inggris:  gallbladder ) adalah organ berbentuk buah  pir seperti yang terlihat te rlihat pada gambar 3.7. kantung ini dapat menyimpan sekitar 81

50 ml empedu yang dibutuhkan tubuh untuk proses pencernaan. Pada manusia,  panjang kandung empedu adalah sekitar 7-10 cm dan berwarna hijau gelap  –   bukan karena kar ena warna jaringannya, melainkan karena warna cairan empedu yang dikandungnya. Organ ini terhubungkan dengan hati dan usus dua belas jari melalui saluran empedu. Empedu memiliki 2 fungsi penting yaitu: membantu  pencernaan dan penyerapan lemak dan berperan dalam pembuangan limbah tertentu dari tubuh, terutama haemoglobin (Hb) yang berasal dari penghancuran sel darah merah dan kelebihan kolesterol.

Gambar 3.7. Kantong Empedu Sumber: www.ilmudasar.com

Penyakit Pada Sistem Pencernaan Manusia Sistem pencernaan merupakan salah satu sistem organ pada manusia yang sangat  penting. Sistem pencernaan terdiri dari mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus  besar dan anus. Dimana semua organ itu merupakan satu kesatuan yang tidak bisa dipisahkan. Fungsi utama dari sistem pencernaan yaitu sebagai pencerna nutrisi tubuh.  Namun meskipun begitu, bukan berarti sistem pencernaan pada tubuh manusia akan selalu aman karena adanya nutrisi yang banyak. Pintu atau jalan masuknya zat dari luar dengan

82

 bebas ternyata akan menimbulkan banyak gangguan atau at au penyakit pada sistem pencernaan dimana penyakit tersebut akan mengganggu atau mengancam orang yang menderitanya. Penyakit atau gangguan yang menyerang ini akan menghambat sistem kerja organ-organ yang lainnya. Diperlukan kewaspadaan dan pengetahuan untuk menghindari penyakit atau gangguan yang akan mengancam, seperti memperhatikan kebers ihan makanan dan minuman yang akan kita konsumsi, kebersihan mulut dan gigi, konsumsi makanan bergizi dan masih  banyak yang lainnya. Ada beberapa penyakit yang akan mengancam sistem pencernaan manusia. Untuk menambah pengetahuan, di bawah ini kami uraikan apa saja penyakit yang dapat menyerang sistem pencernaan. 1.

Diare

Diare merupakan salah satu gangguan sistem pencernaan yang banyak dialami. Dimana gangguan pencernaan ini akan membuat perut terasa mulas dan feses  penderita menjadi encer. Gangguan ini terjadi karena selaput dinding usus besar si  penderita mengalami iritasi. Ada beberapa hal yang menyebabkan seseorang menderita diare, dimana salah satunya yaitu karena penderita mengkonsumsi makanan yang tidak higenis atau mengandung kuman, sehingga dengan begitu gerakan peristaltik usus menjadi tidak terkendali serta di dalam usus besar tidak terjadi penyerapan air. Jika fases penderita bercampur dengan nanah atau darah, maka gejala tersebut menunjukan bahwa si penderita mengalami desentri yang mana gangguan itu disebabkan karena adanya infeksi bakteri Shigella pada dinding usus  besar orang yang menderitanya. 2.

Gastritis

Gastritis merupakan penyakit atau gangguan dimana dinding lambung mengalami  peradangan. Gangguan ini disebabkan karena kadar asam klorida atau Hcl terlalu tinggi. Selain itu, Gastritis juga dapat disebabkan karena penderita mengkonsumsi makanan yang banyak mengandung kuman penyebab penyakit. 3.

Maag

Maag merupakan penyakit yang sudah tidak aneh lagi untuk kita semua, karena  penyakit yang satu ini biasanya dialami oleh banyak orang. Maag merupakan  penyakit atau gangguan sistem pencernaan yang ditandai dengan adanya rasa perih  pada dinding lambung, selain itu maag juga disertai dengan adanya rasa mual dan  perut menjadi kembung. Gangguan ini terjadi karena tingginya kadar asam lambung. Penyebab utama gangguan ini yaitu karena pola makan penderita tidak baik atau

83

tidak teratur, stres dan lain sebagainya. Helicobakter pylori, merupakan bakteri  penyebab terjadinya maag pada manusia.

4.

Konstipasi atau sembelit

Sembelit merupakan salah satu gangguan pada sistem pencernaan dimana si  penderita akan mengeluarkan fases yang keras. Gangguan ini terjadi disebabkan karena usus besar menyerap air terlalu banyak. Sembelit disebabkan karena kurang mengkonsumsi makanan berserat seperti misalkan buah dan sayur atau kebiasaan  buruk yang selalu menunda buang air besar. 5.

Hemaroid atau wasir

Hemaroid atau yang lebih dikenal dengan wasir yaitu pembengkakan berisi  pembuluh darah yang membesar. Pembuluh darah yang terkena gangguan ini yaitu  berada di sekitar atau di dalam bokong, entah itu di dalam anus atau di dalam rektum. Biasanya kebanyakan hemaroid yaitu penyakit ringan serta tidak menimbulkan adanya gejala. Jika saja seseorang terdapat gejala wasir, maka hal yang sering terjadi seperti misalkan: a. Adanya pendarahan setelah buang air besar, dimana dengan warna darah merah terang.  b.

Adanya benjolan yang tergantung di luar anus. Biasanya benjolan ini harus didorong kembali ke dalam anus setelah melakukan buang air besar.

c. Adanya rasa gatal di sekitaran anus. Hemaroid atau wasir biasanya sering dialami oleh mereka yang terlalu lama duduk atau wanita yang tengah hamil. 6.

Apendisitis

Apendisitis merupakan gangguan sistem pencernaan yang mana umbai cacing atau usus buntu mengalami peradangan. Apendisitis ini biasanya terjadi ketika ada sisasisa makanan yang terjebak serta tidak bisa keluar di umbai cacing. Sehingga lama kelamaan umbai cacing tersebut akan menjadi busuk serta akan menimbulkan  peradangan yang menjalar ke usus buntu. Jika umbai cacing tidak segera dibuang, maka lama kelamaan akan pecah. Dimana peradangan usus buntu ini biasanya ditandai dengan terdapatnya nanah. Bila gangguan atau penyakit ini tidak terawat, maka akan menyebabkan angka kematian yang cukup tinggi. Untuk menangani ini dapat dialkukan dengan prosedur operasi seperti terlihat dalam tautan berikut https://www.youtube.com/watch?v=ea54T7dNGnM 84

7.

Tukak lambung

Tukak lambung merupakan keadaan dimana dinding lambung terluka. Gangguan ini disebabkan karena terkikisnya lapisan dinding lambung itu sendiri. Luka yang muncul ini juga bisa saja muncul pada dinding duodenum atau usus kecil serta esofagus atau kerongkongan. Penyakit yang satu ini dapat menyerang siapa saja tanpa mengenal usia. Namun meskipun begitu, orang di atas usia 60 tahun memiliki resiko yang lebih tinggi mengalmi penyakit ini. Gejala yang biasanya muncul yaitu, penderita akan merasa nyeri atau perih pada  bagian perut. Rasa nyeri yang muncul akan menyebar ke leher, terasa semakin perih saat perut kosong, muncul ketika malam hari, akan hilang dan kambuh lagi pada minggu kemudian. 8.

Radang usus buntu

Gangguan atau penyakit yang satu ini menyerang usus buntu. Dimana keadaan ini terjadi karena usus buntu terinfeksi oleh bakteri. Radang usus buntu terjadi karena lubang antara usus buntu dan usus besar tersumbat oleh lendir atau biji cabai. 9.

Sariawan

Seperti yang kita ketahui, sariawan merupakan gangguan sistem pencernaan yang  biasanya muncul di sekitar mulut. Ketika kita mengalami gangguan ini maka ketika makan akan merasakan perih. Sariawan terjadi karena panas dalam pada rongga lidah atau rongga mulut. Dimana penyebab yang paling mendasar dari penyakit ini yaitu kurangnya vitamin C. 10. Kolik

Kolik merupakan suatu rasa nyeri yang muncul pada perut, dimana rasa nyeri ini akan hilang dan timbul. Rasa nyeri yang timbul biasanya disebabkan karena saluran di dalam rongga perut tersumbat, seperti misalkan usus, saluran kencing, empedu dan saluran telur pada wanita. Salah satu penyebab gangguan ini yaitu karena mengkonsumsi makanan yang terlalu pedas, asam atau makan terlalu banyak. 11. Gizi buruk atau malnutrisi

Gizi buruk terjadi karena pembentukan enzim mengalami gangguan. Gizi buruk ini disebabkan karena sel-sel pankreas atropi mengalami kehilangan reticulum endoplasma terlalu banyak. 12. Keracunan

85

Keracunan biasanya disebabkan karena salah mengkonsumsi makanan. Dimana keracunan biasanya terjadi karena pengaruh bakteri seperti bakteri Salmonela, yang mana akan menyebabkan penyakit tipus dan paratipus.

13. Cacingan

Penyakit cacingan tentunya sudah tidak asing lagi di tengah-tengah masyarakat Indonesia, hal ini disebabkan karena hampir 80 % orang Indonesia mengalami  penyakit yang satu ini. Cacingan merupakan penyakit yang menyerang sistem  pencernaan manusia. Penyakit ini biasanya dialami oleh anak-anak, namun bukan  berarti orang dewasa tidak akan mengalaminya. Itulah beberapa penyakit yang terjadi pada sistem pencernaan. Semoga setelah mengetahui berbagai macam penyakit di atas, anda bisa lebih waspada lagi untuk menjaga kesehatan sistem pencernaan anda sendiri. Banyak orang kadang-kadang merasakan mulas dan gangguan pencernaan, terutama setelah makan besar atau banyak. Tetapi sebagian orang mendapatkan masalah pencernaan lebih sering daripada orang kebanyakan. Kebiasaan makan yang buruk, seperti tidak cukup mengunyah ketika makan, makan di ketika larut malam dan makan sebelum aktivitas fisik yang berat dapat menyebabkan gangguan pada sistem pencernaan. Hal tersebut dapat terjadi karena menyebabkan produksi yang tidak cukup dari enzim pencernaan. Ketika makan, tubuh akan melepaskan sekitar 22 jenis enzim pencernaan dari kelenjar saliva, lambung, dan usus kecil. Setiap salah satu dari enzim yang bekerja pada  jenis makanan tertentu, misalnya protease memecah protein, amilase membantu mencerna karbohidrat, dan lipase memecah lemak dan lipid. Dengan memecah jenis-jenis makanan tersebut, enzim-enzim pencernaan membantu tubuh mencerna dan menyerap nutrisi yang dibutuhkan. Untuk pria, penuaan juga dapat berkontribusi untuk gangguan pencernaan. Seiring dengan bertambahnya usia, tubuh mulai menghasilkan tingkat lebih rendah dari enzim pencernaan, sehingga tidak cukup untuk mencerna makanan.

Upaya Pencegahan Gangguan Pada Sistem Pencernaan Berikut adalah cara untuk membantu mencegah gangguan pencernaan dan meningkatkan kesehatan pencernaan secara keseluruhan antara lain: 1.

Makan banyak serat setiap hari

Serat tidak hanya kunci untuk menjaga pencernaan, tetapi penting untuk kesehatan secara keseluruhan. Sayangnya, makanan sehari-hari seringkali termasuk, junk food, daging 86

merah, dan makanan yang tinggi lemak yang dapat menyebabkan gangguan pencernaan. Diet tinggi serat merupakan bagian penting dari makanan sehat, selain membantu  pencernaan, juga dapat membantu mencegah diabetes, penyakit jantung koroner, wasir, kanker kolorektal, dan penyakit lainnya. Hindari makanan yang dapat menyebabkan kembung atau gas, termasuk brokoli, kacang panggang, kubis, kembang kol, dan minuman  berkarbonasi. Jika intoleransi laktosa sebaiknya menghindari produk susu atau mengambil enzim laktase untuk membantu pencernaan. Selain itu, sebaiknya juga minum banyak air, karena dapat melumasi makanan di saluran pencernaan, membantu melarutkan mineral, vitamin, dan nutrisi sehingga lebih mudah diserap, dan supaya tinja lebih lunak untuk mencegah sembelit. 2.

Mengunyah makanan dengan cukup

Mengunyah merupakan salah satu bagian yang paling penting dari pencernaan, namun mungkin justru yang paling terlupakan. Mengunyah tidak hanya membantu memecah makanan, namun juga merupakan tanda dari kelenjar ludah, lambung dan usus kecil untuk mulai melepaskan enzim pencernaan. 3.

Berolahraga secara teratur dan menghindari stres

Selain membantu mempertahankan gaya hidup sehat, olahraga juga dapat membantu  pencernaan. Sebuah studi ilmiah yang diterbitkan dalam Gastroenterology and Hepatology  journal telah menunjukkan bahwa, aktivitas fisik benar-benar dapat membantu mengurangi masalah pencernaan. Stres di sisi lain dapat memiliki efek negatif pada pencernaan. 4.

Jangan terlalu sering menggunakan antasida

Asam di perut membantu tubuh mencerna makanan, namun dalam beberapa kasus asam dapat kembali ke kerongkongan, sehingga menyebabkan sensasi terbakar dari gangguan pencernaan. Ketika hal tersebut terjadi, orang sering mengonsumsi antasida yang  bekerja dengan menetralkan asam lambung. Namun, bila terlalu sering digunakan, antasida dapat menyebabkan perut kehilangan fungsi dan rentan terhadap infeksi bakteri. 5.

Suplemen enzim pencernaan

Enzim

pencernaan

yang

berasal

dari

sumber

tanaman

dapat

membantu

mempromosikan pencernaan yang baik dan bahkan meningkatkan penyerapan gizi. Dalam kasus di mana orang yang kurang cukup enzim pencernaan karena pola makan yang buruk dan kesehatan, mengkonsumsi suplemen enzim dapat mengurangi gejala gangguan  pencernaan dan sakit perut. Bahkan pada pria sehat, dengan enzim ekstra dapat membantu menjaga kesehatan pencernaan. Sebuah enzim pencernaan yang baik berisi campuran 87

amilase, lipase, selulase (untuk mencerna serat tanaman), dan protease. Enzim-enzim tersebut merupakan berbagai enzim kunci untuk mencapai pencernaan yang lebih baik dari  banyak makanan

Rangkuman Selamat, Anda telah menyelesaikan modul kegiatan belajar 3 tentang sistem pencernaan dan  penyakitnya. Hal yang penting dalam kegiatan belajar 3 ini adalah sebagai berikut. 1. Sistem organ pada makhluk hidup terdiri atas beberapa organ yang melakukan fungsi tertentu, begitu pula pada sistem pencernaan makanan yang berfungsi untuk memproses zat makanan dari molekul kompleks menjadi molekul lebih sederhana, menyerap zat-zat gizi ke dalam aliran darah. 2. Zona ingresif adalah bagian awal tempat makanan diambil dan dimasukkan. Di dalam zona ini sudah dimulai proses pemecahan makanan baik secara mekanik maupun kimiawi menjadi fragmen-fragmen yang lebih lembut yang memudahkan ditelan, disalurkan atau dicerna pada zona berikutnya. Zona ini meliputi celah mulut (rima oris), bibir (labia) rongga mulut (cavum oris), gigi (dentes) dan lidah (lingua). 3. Zona progresif adalah zona saat makanan didorong lebih jauh dalam saluran  pencernaan dan mengalami pemecahan lebih lanjut. Organ yang berperan dalam tahapan ini adalah faring, esophagus dan ventrikulus. 4. Zona Degresif adalah zona saat makanan yang telah mengalami modifikasi kemudian dicampur dengan bilus, cairan pankreas dan sekresi sejumlah kelenjar lainnya untuk kemudian diserap dinding-dinding intestinum. 5. Zona egresif terdiri dari usus besar dan anus. Pada zona ini organ yang berperan  penting adalah usus besar yang berfungsi untuk absorbsi air dan pembentukan faeces dalam bentuk bolus-bolus, kemudian disimpan sementara di dalam rektum sebelum kemudian dikeluarkan melalui anus. 6. Penyakit atau gangguan yang menyerang system pencernaan akan menghambat sistem kerja organ-organ pencernaan untuk menjalankan fungsinya. Beberapa  penyalit organ pencernaan diantaranya Diare, Gastritis, Maag, Konstipasi, hemaroid atau wasir dll. 7. Terdapat beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menecegah penyakit sistem  pencernaan. Beberapa cara tersebut diantaranya: Makan banyak serat setiap hari, Mengunyah makanan dengan cukup, Berolahraga secara teratur dan menghindari

88

stress, Jangan terlalu sering menggunakan antasida dan mengkonsumsi suplemen enzim pencernaan.

Tugas Untuk memperdalam pemahaman Anda tentang materi yang telah dipelajari pada Kegiatan Belajar 1 maka kerjakanlah tugas berikut! 1. Secara anatomi nenek moyang manusia bukanlah mahluk hidup herbivora. Buatlah sebuah kajian literatur dari berbagai sumber untuk mendukung fakta yang disajikan tersebut. Rubrik penilaian

Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. 1.

Aspek penialaian Menganalisis susunan gigi manusia Membandingkan organ pencernaan herbivora dan karnivora Menganalisis organisme simbion dalam usus besar manusia Membandingkan panjang apendiks pada herbivora dan karnivora Total

Bobot 25% 25% 25% 25% 100%

Tes Formatif 3 1.

Pada sistem pencernaan makanan manusia, organ-organ bisa bagi menjadi kelenjar pencernaan dan saluran pencernaan. Di bawah ini, organ yang termasuk saluran pencernaan sekaligus kelenjar pencernaan yaitu…. a. hati dan usus halus  b. hati dan pankreas c. lambung dan hati d. usus halus dan pankreas e. lambung dan usus halus

2.

Perhatikan pernyataan di bawah ini! 1) Membantu mengatur posisi makanan ketika dikunyah di dalam mulut. 2) Membantu menelan makanan. 3) Mengecap makanan, yaitu rasa manis, pahit, asin, dan masam. 4) Peka terhadap panas, dingin, dan tekanan. Yang temasuk fungsi lidah yaitu … a. 1 dan 2  b. 3 dan 4 89

c. 1, 2, dan 3 d. 2 dan 4 e. 1, 2, 3, dan 4 3.

Perhatikan pernyataan di bawah ini! a) Membunuh kuman pada makanan  b) Mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin c) Mempercepat reaksi antara protein, air, dan pepsin d) Mengedorkan pilorus Berdasarkan uraian di atas, yang termasuk fungsi HCI yaitu nomor… a. a dan b  b. b dan d c. a dan c d. a b dan c e. semuanya salah

4.

Berikut ini yang termasuk fungsi lambung yang mempunyai fungsi sebagai motoris yaitu … a. Sekresi mukus  b. Fungsi reservoir c. Sintesis dan pengeluaran gastrin d. Mencernakan protein oleh pepsin dan HCI e. Sekresi faktor intrinsik

5.

Hormon yang mempunyai fungsi untuk merangsang getah pankreas yaitu …. a. Kolesistokinin  b. Sekretin c. Amilase d. Tripsin e. Lipase

6.

Berikut ini yang termasuk fungsi getah empedu yaitu … a. Selusose bisa mencegah sembelit  b. Mengemulsikan lemak c. Berperan dalam pembentukan lemak dan protein d. Bisa menjaga keseimbangan asam dan basa dalam tubuh e. Berperan dalam proses metabolisme tubuh.

7.

Berikut ini yang termasuk fungsi air adalah… a. Pelaksanaan metabolisme tubuh  b. Pemeliharaan tekanan cairan dalam sekat rongga tubuh c. Pelarut senyawa-senyawa lainnya d. Penyediaan sumber energi

90

e. Penetralan racun di dalam tubuh 8.

9.

10.

Perhatikan uraian di bawah ini! a) Memproduksi cairan empedu, yang dipakai untuk mengemulsikan lemak.  b) Pusat metabolisme lemak, protein, dan karbohidrat c) Memproduksi protein plasma d) Fagositosis mikroorganisme dan eritrosit dan leukosit yang sudah rusak atau tua Berdasarkan uraian di atas, yang termasuk fungsi hati yaitu nomor …. a. a, b, c, dan d  b. a dan b c. b dan c d. c dan d e. a, b, dan c Unsur N yang terkandung dalam lemak, mempunyai fungsi untuk mengangkut  berbagai jenis zat makanan dari saluran pencernaan ke seluruh jaringan tubuh yang membutuhkan dinamakan … a. Lipoprotein  b. Lemak sederhana c. Fosfolipid d. Lemak campuran e. Fosfatid Pada lapisan mukosa dinding lambung, radang kronis terjadi karena disebabkan oleh makanan yang kelebihan HCl atau terkena kuman dinamakan…. a. Peritonitis  b. Paratitis c. Gastritis d. Xerostomia e. Disfagia

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1.

  =

 ℎ     ℎ 

  100%

Arti tingkat penguasaan:

90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 91

70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai.

Daftar Pustaka Mader, S. S., & Windelspecht, M. (2014). Human biology. New York, NY: McGraw-Hill. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011). Campbell biology. Boston: Benjamin Cummings / Pearson.

Bahan bacaan online

https://health.detik.com/hidup-sehat-detikhealth/1853392/5-cara-mencegah-gangguan pencernaan https://biolog-indonesia.blogspot.co.id/2013/05/systema-digestorium-sistem pencernaan.html https://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/sumberbelajar/tampil/SISTEMPENCERNAAN-MANUSIA-2012-/konten5.html https://informazone.com/sistem-pencernaan https://www.edubio.info/2015/12/proses-pencernaan-makanan-pada-manusia.html http://www.ilmudasar.com/2016/09/Pengertian-Struktur-Fungsi-Usus-Besar-adalah.html

92

Kegiatan Belajar 4: Bioteknologi Bidang Medis Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan Menjelaskan penerapan konsep bioteknologi dalam bidang medis.

Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Menganalisis penggunaan bioteknologi dalam bidang medis. 2. Menganalisis mekanisme kerja pembuatan antibodi monoklonal. 3. Menganalisis mekanisme kerja antibiotik dan resistensi antibiotik. 4. Menjelaskan mekanisme kerja terapi gen dalam terapi beberapa penyakit. 5. Menganalisis kemampuan proliferasi sel punca untuk pengobatan penyakit degeneratif.

Pokok-Pokok Materi 1. Pengantar Bioteknologi 2. Bioteknologi Dunia Medis

Uraian Materi Pengantar Bioteknologi

Dalam kurun waktu beberapa dekade terakhir ini, bioteknologi telah mengalami  perkembangan yang sangat pesat. Di beberapa negara maju, bioteknologi mendapatkan  perhatian serius dan dikembangkan secara intensif dengan harapan dapat memberi solusi untuk mengatasi berbagai permasalahan yang dihadapi manusia pada saat ini maupun masa mendatang yang meliputi kebutuhan pangan, obat-obatan, dan kesehatan. Bioteknologi terus berkembang dengan ditemukannya berbagai macam teknologi baru misalnya rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel  punca, kloning, dan lain-lain. Dengan teknologi ini, memungkinkan kita untuk memperoleh  penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan sebelumnya, seperti kanker ataupun  Acquired Immune Deficiency Syndrome  (AIDS). Penelitian di bidang pengembangan sel punca ( sel punca) juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh kembali. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan  produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta 93

 juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada  penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang  bersifat toksin (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru yang telah direkayasa untuk mengatasi permasalahan lingkungan.

Bioteknologi Dunia Medis Semakin bermunculannya penyakit-penyakit asing dan baru dalam kehidupan manusia mendorong teknologi bioteknologi medis untuk terus maju. Aplikasi Bioteknologi di  bidang medis mengalami kemajuan yang pesat. Berbagai aspek Bioteknologi telah dijadikan landasan untuk memerangi penyakit, terutama dalam usaha menemukan jenis-jenis mikroba  baru yang ada di alam atau diciptakan melalui rekayasa genetik, yang dapat digunakan untuk memproduksi berbagai obat, hormon, enzim, dan pembuatan vaksin. Kemajuan dunia medis saat ini tidak terlepas dari peran Bioteknologi. Sebagai bukti dengan ditemukannya vaksin, antibiotik, antibodi monoklonal, dan pengobatan melalui terapi gen dan lain sebagainya. Berikut akan dijelaskan beberapa aplikasi bioteknologi dalam bidang medis. 1. Antibodi Monoklonal

Antibodi Monoklonal adalah suatu antibodi yang identik karena mereka diproduksi oleh sel khusus yang telah dikloning. Antibodi ini memiliki sejumlah manfaat, mulai dari pengujian obat untuk penyembuhan kanker, dan mereka bisa diproduksi di laboratorium di seluruh dunia. Namun penemuan medis tentang antibodi ini pun memiliki sisi kontroversial karena diproduksi pada tikus dan tidak memiliki cara untuk membuat logistik antibodi ini dari sel manusia. Antibodi monoklonal ini dikembangkan oleh tubuh, apabila terkena zat asing yang berlama-lama dalam tubuh, maka akan memberikan perlawanan kekebalan sehabis paparan panjang berakhir, dan antibodi ini sangat halus dan dirancang untuk dapat membedakan antar zat asing yang sangat mirip. Proses pembuatan antibody monoclonal dapat dilihat dalam tautan berikut https://www.youtube.com/watch?v=s3UBoOwrheI Untuk membuat antibodi ini, memerlukan tikus yang terkena antigen, dan selsel dikumpulkan melalui limpa. Sel-sel yang dibudidayakan dengan sel dari myeloma, kanker sel plasma, untuk membuat hibridoma yang tanpa henti akan mereplikasi dirinya sendiri. Ini replikasi dapat diuji untuk menemukan sel-sel yang memproduksi antibodi atau antibodi yang diinginkan, dan sel-sel dapat dikloning dan digunakan untuk 94

mengembangkan lokasi retail besar antibodi monoklonal. Mekanisme pembuatan antibodi monoclonal digambarkan dalam gambar 4.1 sebagai be rikut.

Gambar 4.1 Mekanisme pembuatan antibodi monoklonal Sumber: http://immunologynotes.com

Antibodi yang dihasilkan murni tanpa campuran zat lain, yang membuat antibodi ini  berupa antiserum unggul, dan antibodi ini akan selalu mereproduksi tanpa batas, berkat sifat abadi dari sel tumor yang digunakan untuk membuat hibridoma sel tersebut. Setelah diproduksi, antibodi monoklonal bisa kita gunakan dalam tes skrining. Sebagai contoh adalah dalam pengujian dokter untuk obat ataupun dalam pnegujian adanya penyakit bisa mengekspos sampel darah pasien untuk antibodi monoklonal yang akan bereaksi dengan antigen yang bersangkutan jika ada. Antibodi monoklonal pun bisa dimodifikasi sehingga mereka dapat digunakan dalam  pemurnian, dengan mengikat antigen tertentu dan juga memungkinkan semua zat lain dalam sampel yang akan dibersihkan. Untuk pengobatan kanker, antibodi monoklonal mempunyai  potensi besar, karena mereka bisa dicampur dengan agen radioaktif ataupun sen yawa lain dan diperkenalkan dalam tubuh untuk menargetkan sel-sel kanker dan sel-sel kanker saja. Para  peneliti enggan dan tidak mau mengembangkan antibodi khusus dengan sel manusia karena mereka percaya bahwa hal itu tidak etis untuk mengekspos manusia terhadap antigen. Beberapa peneliti sudah menyarankan bahwa kemajuan dalam biosains akan membuat  produksi antibodi monoklonal secara in vitro, sehingga memungkinkan peneliti agar dapat menghindari menggunakan hewan hidup atau orang. 95

Antibodi monoklonal adalah antibodi monospesifik yang dapat mengikat satu epitop saja. Antibodi monoklonal ini dapat dihasilkan dengan teknik hibridoma. Sel hibridoma merupakan fusi sel dan sel. Epitop adalah adalah area tertentu pada molekul antigenik, yang mengikat antibodi atau pencerap sel B maupun sel T, umumnya molekul berukuran besar, seperti protein dan polisakarida dapat menunjukkan sifat antigen. Teknik Hibridoma adalah  penggabungan dua sel dari organisme yang sama maupun berbeda sehingga menghasilkan sel tunggal berupa sel hibrid (hibridoma) yang memiliki kombinasi dari sifat kedua sel tersebut. Teknik hibridoma ini sangat penting untuk menghasilkan antibodi dan hormon dalam jumlah yang besar. Kegunaan antibodi monoklonal adalah sebagai berikut: 1. Untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin (HCG) dalam urin wanita hamil. 2. Untuk mengikat racun dan menonaktifkannya, contohnya racun tetanus dan kelebihan obat digoxin dapat dinonaktifkan oleh antibodi ini. 3. Mencegah penolakan jaringan terhadap sel hasil transplantasi jaringan lain. Antibodi monoklonal sekarang telah digunakan untuk banyak masalah diagnostik seperti mengidentifikasi agen infeksi, mengidentifikasi tumor, antigen dan antibodi auto, mengukur

protein

dan

level

obat

pada

serum,

mengenali

darah

dan

jaringan,

mengidentifikasi sel spesifik yang terlibat dalam respon kekebalan dan mengidentifikasi serta mengkuantifikasi hormon. 2. Antibiotik Kata antibiotik berasal dari bahasa Yunani yaitu “anti” yang berarti menangkal dan

“bios” yang berarti hidup. Antibiotik adalah segolongan senyawa, baik alami maupun sintetik, yang mempunyai efek menekan atau menghentikan suatu proses biokimia di dalam organisme, khususnya dalam proses infeksi oleh bakteri. Literatur lain mendefinisikan antibiotik sebagai substansi yang bahkan di dalam konsentrasi rendah dapat menghambat  pertumbuhan dan reproduksi bakteri dan fungi. Berdasarkan sifatnya (daya hancurnya) antibiotik dibagi menjadi dua: 1. Antibiotik yang bersifat bakterisidal, yaitu antibiotik yang bersifat destruktif terhadap  bakteri. 2. Antibiotik yang bersifat bakteriostatik, yaitu antibiotik yang bekerja menghambat  pertumbuhan atau multiplikasi bakteri.

96

Antibiotik adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu. Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari  Penicillium notatum. Dengan penemuan ini Flemming dinobatkan sebagai bapak Bioteknologi.  Penicillium chrysogenum  digunakan untuk memperbaiki penisilin yang sudah ada dengan mutasi secara radiasi ultra violet dan sinar X. Antibiotik adalah segolongan molekul, baik alami maupun sintetik, yang mempunyai efek menekan atau menghentikan suatu proses biokimia di dalam organisme, khususnya dalam proses infeksi oleh bakteri. Penggunaan antibiotika khususnya berkaitan dengan  pengobatan penyakit infeksi, meskipun dalam bioteknologi dan rekayasa genetika juga digunakan sebagai alat seleksi terhadap mutan atau transforman. Antibiotik bekerja seperti  pestisida dengan menekan atau memutus satu mata rantai metabolisme, hanya saja targetnya adalah bakteri (Gambar 4.2). Antibiotik berbeda dengan desinfektan karena cara kerjanya. Desinfektan membunuh kuman dengan menciptakan lingkungan yang tidak wajar bagi kuman untuk hidup. Adapun proses pembuatan antibiotic dapat dilihat dalam tautan berikut https://www.youtube.com/watch?v=mvit9uP_lro https://www.youtube.com/watch?v=DT-hhtvAipg

Gambar 4.2. Mekanisme kerja antibiotic Sumber: http://slideplayer.com

Tidak seperti perawatan infeksi sebelumnya, yang menggunakan racun seperti  strychnine,  antibiotik dijuluki "peluru ajaib" yaitu obat yang membidik penyakit tanpa 97

melukai tuannya. Antibiotik tidak efektif menangani infeksi akibat virus, jamur, atau non bakteri lainnya, dan setiap antibiotik sangat beragam keefektifannya dalam melawan berbagai  jenis bakteri. Ada antibiotika yang membidik bakteri gram negatif atau gram positif, ada pula yang spektrumnya lebih luas. Keefektifannya juga bergantung pada lokasi infeksi dan kemampuan antibiotik mencapai lokasi tersebut. Sangat penting untuk menghabiskan antibiotik yang diberikan pada waktu yang telah ditentukan agar semua bakteri penyebab infeksi dapat diberantas, walaupun kadang gejala telah hilang sepenuhnya. Mengonsumsi antibiotik sesuai dosis bertujuan untuk mengurangi risiko timbulnya efek samping dan mencegah terjadinya resistensi antibiotik. Resistensi antibiotik adalah kemampuan bakteri untuk melawan efek dari antibiotik. Resistensi ini terjadi karena bakteri beradaptasi terhadap obat, sehingga mengurangi efektivitas obat, bahan kimia, atau agen lainnya yang dirancang untuk menyembuhkan atau mencegah infeksi. Bakteri akhirnya dapat bertahan dan terus bertambah banyak, sehingga membawa kerugian yang luar biasa pada tubuh. Penggunaan antibiotik berlebihan dapat memicu kekebalan bakteri terhadap antibiotik. Mengapa? Karena setiap kali seseorang mengonsumsi antibiotik, bakteri sensitif dapat terbunuh, sedangkan kuman yang tahan antibiotik malah dibiarkan tumbuh dan  berkembang biak. Penggunaan antibiotik yang berulang dan tidak tepat adalah penyebab utama peningkatan kekebalan bakteri terhadap obat. Meskipun antibiotik harus digunakan untuk mengobati infeksi bakteri, namun obat ini tidak efektif untuk melawan infeksi virus. Penggunaan antibiotik yang cukup sering memicu  penyebaran resistensi antibiotik. Penggunaan antibiotik yang cerdas adalah kunci utama untuk mengendalikan penyebaran resistensi. Bakteri dapat kebal terhadap antibiotik melalui beberapa cara. Ada bakteri yang dapat menetralkan antibiotik dengan membuatnya tidak berbahaya, ada juga yang dapat memompa antibiotik kembali ke luar sebelum membahayakan bakteri. Beberapa bakteri juga ada yang dapat mengubah struktur bagian luar, sehingga antibiotik tidak memiliki cara untuk menyentuh bakteri. Setelah terkena antibiotik, terkadang salah satu bakteri dapat bertahan hidup karena menemukan cara untuk melawan antibiotik. Jika salah satu bakteri menjadi resisten terhadap antibiotik, maka bakteri dapat berkembang biak dan mengganti semua bakteri yang terbunuh. Maka, dengan adanya paparan antibiotik selektif, bakteri dapat bertahan dan kebal terhadap obat antibiotik akibat mutasi materi genetik.

98

3. Terapi Gen Terapi gen adalah suatu teknik terapi yang digunakan untuk memperbaiki gen-gen

mutan (abnormal/cacat) yang bertanggung jawab terhadap terjadinya suatu penyakit. Pada awalnya, terapi gen diciptakan untuk mengobati penyakit keturunan (genetik) yang terjadi karena mutasi pada satu gen, seperti penyakit fibrosis sistik (suatu penyakit keturunan yang menyebabkan kelenjar tertentu menghasilkan sekret abnormal, sehingga timbul beberapa gejala; yang terpenting adalah yang mempengaruhi saluran pencernaan dan paru-paru). Penggunaan terapi gen pada penyakit tersebut dilakukan dengan memasukkan gen normal yang spesifik ke dalam sel yang memiliki gen mutan (Gambar 4.3). Terapi gen kemudian  berkembang untuk mengobati penyakit yang terjadi karena mutasi di banyak gen, seperti kanker.

Gambar 4.3. Mekanisme kerja terapi gen Sumber: http://ib.bioninja.com.au Selain memasukkan gen normal ke dalam sel mutan, mekanisme terapi gen lain yang dapat digunakan adalah melakukan rekombinasi homolog untuk melenyapkan gen abnormal dengan gen normal, mencegah ekspresi gen abnormal melalui teknik peredaman gen, dan melakukan mutasi balik selektif sehingga gen abnormal dapat berfungsi normal kembali. Berikut adalah beberapa penyakit yang dapat diterapi menggunakan terapi gen. Proses terapi gen dapat dilihat dalam tautan berikut https://www.youtube.com/watch?v=uzupDuzJIeE 99

1. Defisiensi Kekebalan Kombinasi Akut yaitu penyakit akibat defisiensi dari limfosit T dan limfosit B akibat kekurangan enzim ADA sebagai faktor pematangan dari kedua limfosit tersebut. Terapi yang digunakan adalah dengan cara terapi gen, yaitu mengkultur sel T dari penderita dengan sel T orang normal yang mempunya DNA  penghasil enzim ADA. 2. Penyakit Hemofilia adalah manusia yang faktor VIII dalam darahnya jumlahnya sedikit. Jika orang normal memiliki jumlah faktor VIII dalam darahnya sebanyak 100 unit, maka penderita hemofili ringan hanya memiliki sekitar 30 unit saja (6-30  persen), sedangkan penderita hemofili berat hanya memiliki faktor VIII dalam darahnya kurang dari 5 unit atau 1 persen saja. Akibatnya penderita tidak memiliki kemampuan dalam pembekuan darah. Terapi gen merupakan salah satu cara  penyembuhan penyakit hemofili dengan memperbaiki kerusakan genetis, yaitu melalui penggantian gen yang tidak rusak dan berfungsi normal. Penyembuhan melalui terapi gen ini tidak dapat secara permanen dan masih harus dilakukan secara  berkala. 3. Penyakit Thallasemia, merupakan suatu penyakit darah bawaan yang menyebabkan sel darah merah pecah (hemolisis), sel darah merah penderita mengandung sedikit hemoglobin dan sel darah putihnya meningkat jumlahnya. thallasemia merupakan  penyakit keturunan yang paling banyak dijumpai di Indonesia dan Italia. 6 sampai 10% dari 100 orang Indonesia membawa gen penyakit ini. Jika dua orang yang samasama membawa gen ini menikah maka satu dari empat anak mereka akan menderita thallasemia berat. Kelainan gen ini akan mengakibatkan kekurangan salah satu unsur  pembentuk hemoglobin (Hb), sehingga produksi Hb berkurang. Terdapat tiga jenis thallasemia yaitu: mayor, intermediate dan karier. Pada thallasemia mayor, Hb sama sekali tidak diproduksi. Akibatnya penderita akan mengalami anemia berat. Dalam hal ini jika penderita tidak diobati, maka bentuk tulang wajahnya akan berubah dan warna kulitnya menjadi hitam. Selama hidupnya penderita akan tergantung pada transfusi darah. Hal ini dapat berakibat fatal, karena efek samping dari transfusi darah yang terus menerus akan mengakibatkan kelebihan zat besi. Terapi gen merupakan harapan  baru bagi penderita thallasemia di masa mendatang. Terapi dilakukan dengan menggantikan sel punca yang rusak pada sumsum tulang penderita dengan sel punca dari donor yang sehat. Hal ini sudah diuji cobakan pada mencit.

100

4. Vaksin Vaksin berasal dari bahasa latin vacca (sapi) dan vaccinia (cacar sapi). Vaksin adalah

 bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi oleh organisme alami atau liar. Vaksin dapat berupa galur virus atau bakteri yang telah dilemahkan sehingga tidak menimbulkan penyakit. Vaksin dapat juga berupa organisme mati atau hasilhasil  pemurniannya (protein, peptida, partikel serupa virus, dsb.). Vaksin akan mempersiapkan sistem kekebalan manusia atau hewan untuk bertahan terhadap serangan patogen tertentu, terutama bakteri, virus, atau toksin. Vaksin juga bisa membantu sistem kekebalan untuk melawan selsel degeneratif (kanker). Adapun mekanisme kerja vaksin dapat dilihat dalam gambar 4.4 dan proses pembuatan vaksin dapat dilihat pada tautan berikut https://www.youtube.com/watch?v=wOhD7VRC_ls https://www.youtube.com/watch?v=Y2NiV6kcZsk 

Gambar 4.4. Mekanisme kerja vaksin Sumber: http://media.mlive.com Pemberian vaksin diberikan untuk merangsang sistem imunologi tubuh untuk membentuk antibodi spesifik sehingga dapat melindungi tubuh dari serangan penyakit yang dapat dicegah dengan vaksin. Ada beberapa jenis vaksin. Namun, apa pun jenisnya tujuannya

101

sama, yaitu menstimulasi reaksi kekebalan tanpa menimbulkan penyakit. Adapun jenis-jenis vaksin adalah sebagai berikut. 1.  Live attenuated vaccine Vaksin hidup yang dibuat dari bakteri atau virus yang sudah dilemahkan daya virulensinya dengan cara kultur dan perlakuan yang berulangulang, namun masih mampu menimbulkan reaksi imunologi yang mirip dengan infeksi alamiah. Contoh: vaksin polio (Sabin), vaksin MMR, vaksin TBC, vaksin demam tifoid, vaksin campak, gondongan, dan cacar air (varisela). 2. Inactivated vaccine (Killed vaccine) Vaksin dibuat dari bakteri atau virus yang dimatikan dengan zat kimia (formaldehid) atau dengan pemanasan, dapat berupa seluruh bagian dari bakteri atau virus, atau bagian dari bakteri atau virus atau toksoidnya saja. Contoh: vaksin rabies, vaksin influenza, vaksin polio (Salk), vaksin pneumonia pneumokokal, vaksin kolera, vaksin pertusis, dan vaksin demam tifoid. 3. Vaksin Toksoid Vaksin yang dibuat dari beberapa jenis bakteri yang menimbulkan penyakit dengan memasukkan racun dilemahkan ke dalam aliran darah. Bahan bersifat imunogenik yang dibuat dari toksin kuman. Hasil pembuatan bahan toksoid yang jadi disebut sebagai natural fluid plain toxoid yang mampu merangsang terbentuknya antibodi antitoksin. Imunisasi bakteri toksoid efektif selama satu tahun. Bahan ajuvan digunakan untuk memperlama rangsangan antigenik dan meningkatkan imunogenesitasnya. Contoh: Vaksin Difteri dan Tetanus 4. Vaksin Acellular dan Subunit  Vaksin yang dibuat dari bagian tertentu dalam virus atau bakteri dengan melakukan kloning dari gen virus atau bakteri melalui rekombinasi DNA, vaksin vektor virus dan vaksin antiidiotipe. Contoh vaksin hepatitis B, Vaksin hemofilus influenza tipe b (Hib) dan vaksin Influenza. 5. Vaksin Idiotipe Vaksin yang dibuat berdasarkan sifat bahwa Fab ( fragment antigen binding ) dari antibodi yang dihasilkan oleh tiap klon sel B mengandung asam amino yang disebut sebagai idiotipe atau determinan idiotipe yang dapat bertindak sebagai antigen. Vaksin ini dapat menghambat pertumbuhan virus melalui netralisasai dan pemblokiran terhadap reseptor pre sel B. 102

6. Vaksin Rekombinan Vaksin rekombinan memungkinkan produksi protein virus dalam jumlah besar. Gen virus yang diinginkan diekspresikan dalam sel prokariot atau eukariot. Sistem ekspresi eukariot meliputi sel bakteri  E.coli, yeast, dan baculovirus. Dengan teknologi DNA rekombinan selain dihasilkan vaksin protein juga dihasilkan vaksin DNA. Penggunaan virus sebagai vektor untuk membawa gen sebagai antigen pelindung dari virus lainnya, misalnya gen untuk antigen dari berbagai virus disatukan ke dalam genom dari virus vaksinia dan imunisasi hewan dengan vaksin bervektor ini menghasilkan respon antibodi yang baik. Susunan vaksin ini (misal hepatitis B) memerlukan epitop organisme yang  patogen. Sintesis dari antigen vaksin tersebut melalui isolasi dan penentuan kode gen epitop bagi sel penerima vaksin. 7. Vaksin DNA ( Plasmid DNA Vaccines) Vaksin dengan pendekatan baru dalam teknologi vaksin yang memiliki potensi dalam menginduksi imunitas seluler. Dalam vaksin DNA gen tertentu dari mikroba diklon ke dalam suatu plasmid bakteri yang direkayasa untuk meningkatkan ekspresi gen yang diinsersikan ke dalam sel mamalia. Setelah disuntikkan DNA plasmid akan menetap dalam nukleus sebagai episom, tidak berintegrasi kedalam DNA sel (kromosom), selanjutnya mensintesis antigen yang dikodenya. Selain itu, vektor plasmid mengandung sekuens nukleotida yang bersifat imunostimulan yang akan menginduksi imunitas seluler. Vaksin ini berdasarkan isolasi DNA mikroba yang mengandung kode antigenyang  patogen dan saat ini sedang dalam perkembangan penelitian. Hasil akhir penelitian pada  binatang percobaan menunjukkan bahwa vaksin DNA (virus dan bakteri) merangsang respon humoral dan selular yang cukup kuat, sedangkan penelitian klinis pada manusia saat ini sedang dilakukan. Inovasi bioteknologi terutama rekombinan DNA telah membuka kemungkinan baru untuk memproduksi vaksin hidup dengan mudah. Untuk melakukan itu dibutuhkan organisme vektor yang sesuai, dan virus vaccinia merupakan vektor yang paling terkenal saat ini di samping cytomegalovirus sebagai calon vektor potensial. Virus vaccinia sudah lama dikenal dan digunakan untuk vaksinasi smallpox. Selama digunakan, sudah tak diragukan lagi keefektifannya dan relatif aman, stabil, serta mudah cara pemberiannya. Virus vaccinia mempunyai beberapa karakteristik yang khas sehingga terpilih sebagai vektor untuk menghasilkan vaksin rekombinan hidup. la merupakan virus DNA, manipulasi genetik dapat dilakukan relatip mudah, ia mempunyai genom yang dapat menerima banyak DNA asing, 103

mudah ditumbuhkan dan dimurnikan serta mempunyai range host yang lebar pada manusia dan hewan. Sifat virus vaccinia memungkinkan dilakukan rekayasa genetika dan mampu mengekspresikan informasi antigen asing dari berbagai patogen. Bila vaksin hidup hasil rekombinan ini digunakan untuk vaksinasi binatang maka binatang tersebut akan memperlihatkan respon imunologis terhadap antigen patogenik yang dimaksud. Beberapa laporan percobaan telah memperlihatkan vaksinasi binatang percobaan dengan virus rekombinan berhasil melindungi binatang ini terhadap penyakit yang berhubungan. Beberapa laporan telah mengekspresikan berbagai penyakit, seperti herpes simplex virus glycoprotein, influenza virus hemagglutinin, hepatitis B virus surface antigen, rabies virus glycoprotein,  plasmodium

know-lesi sporozoite

antigen

dan sebagainya. Rekombinan ini

telah

memperlihatkan reaksi kekebalan terhadap patogen-patogen tersebut. 5. Sel Punca ( Stem Cell ) Sel punca atau stem cell   adalah jenis sel khusus dengan kemampuan totipotensi yaitu

kemampuan membentuk ulang dirinya dan dalam saat yang bersamaan membentuk sel yang terspesialisasi. Aplikasi Terapeutik Sel punca embrionik pada berbagai penyakit degeneratif. Meskipun kebanyakan sel dalam tubuh seperti jantung maupun hati telah terbentuk khusus untuk memenuhi fungsi tertentu, sel punca selalu berada dalam keadaan tidak terdiferensiasi sampai ada sinyal tertentu yang mengarahkannya berdiferensiasi menjadi sel jenis tertentu. Kemampuannya untuk berproliferasi bersamaan dengan kemampuannya berdiferensiasi menjadi jenis sel tertentu inilah yang membuatnya unik (Gambar 4.5). Karakteristik biologis dan diferensiasi sel punca fokus pada mesenchymal sel punca.

Gambar 4.5. Kemampuan berproliferasi sel punca Sumber: https://pixfeeds.com Aplikasi dari sel punca diantaranya adalah pengobatan infark jantung yaitu

menggunakan sel punca yang berasal dari sumsum tulang untuk mengganti sel-sel pembuluh yang rusak (neovaskularisasi). Aplikasi terapeutik sel punca embrionik pada berbagai 104

 penyakit degeneratif. Selain itu, sel punca diduga dapat digunakan untuk pengobatan diabetes tipe I dengan cara mengganti sel pankreas yang sudah rusak dengan sel pankreas hasil diferensiasi sel punca. Hal ini dilakukan untuk menghindari reaksi penolakan yang dapat terjadi seperti pada transplantasi pankreas dari binatang. Sejauh ini percobaan telah berhasil dilakukan pada mencit. Tubuh manusia memilik ratusan jenis sel yang berbeda yang penting untuk kesehatan kita setiap hari. Sel-sel ini bertanggung jawab untuk menjaga tubuh kita bekerja setiap harinya, seperti membuat jantung kita berdetak, otak kita berpikir, ginjal membersihkan darah kita, mengganti kulit yang terkelupas, dan seterusnya. Tugas khusus dari sel punca adalah untuk menciptakan berbagai jenis sel tersebut. Sel punca adalah sumber untuk sel-sel baru. Pada saat sel punca membelah, mereka dapat memperbanyak diri sendiri atau menjadi jenis sel yang lain. Contohnya, sel punca di kulit dapat menciptakan lebih banyak sel punca kulit atau mereka dapat membuat sel kulit terdiferensiasi yang memiliki tugas spesifik seperti membuat pigmen melanin. Saat kita terluka atau sakit, sel kita juga terluka atau mati. Saat hal ini terjadi, sel  punca menjadi aktif. Sel punca memiliki tugas untuk memperbaiki jaringan yang terluka atau menggantikan sel lain pada saat mereka mengalami kematian rutin. Dengan cara ini, sel  punca kita menjaga kita tetap sehat dan mencegah kita dari penuaan dini. Sel punca bertindak seperti pasukan dokter mikroskopis milik kita sendiri. Sel punca memiliki berbagai macam jenis. Para ilmuwan menduga bahwa setiap organ di dalam tubuh kita memiliki sel punca dengan jenis spesifik. Contohnya, darah kita tercipta dari sel punca darah (dikenal juga sebagai sel punca hematopoietik). Namun, sel  punca juga terdapat pada tahap terawal dari perkembangan manusia dan saat para ilmuwan menumbuhkan mereka, mereka disebut “sel punca embrionik”. Alasan mengapa para ilmuwan tertarik dengan sel punca embrionik adalah karena tugas alami dari sel punca embrionik ialah untuk membangun setiap organ dan jaringan di tubuh kita selama  perkembangan manusia. Yang dimaksud adalah, bahwa sel punca embrionik, tidak seperti sel  punca dewasa, dapat berubah menjadi hampir semua ratusan jenis sel manusia lainnya. Sebagai contoh, sel punca darah hanya dapat memciptakan darah, namun sel punca embrionik dapat menciptakan darah, tulang, kulit, otak, dan seterusnya. Selain itu, sel punca embrionik  juga diprogram secara alami untuk membuat jaringan dan organ yang tidak dibuat oleh sel  punca dewasa. Sehingga sel punca embrionik memiliki kapasitas natural yang lebih besar untuk memperbaiki organ yang sakit. Sel punca embrionik terbuat dari sisa embrio dari

105

 pengobatan kesuburan yang masih berumur beberapa hari, dibuat di atas cawan di dalam laboratorium, dan yang toh akan dibuang juga. Ilmuwan dan dokter sangat gembira tentang jenis baru sel punca yang dikenal sel “iPS”. Alasan mengapa kita gembira adalah karena sel iPS memiliki sifat yang hampir sama dengan sel punca embrionik, namun tidak terbuat dari embrio. Sehingga sel iPS tidak memiliki permasalahan etik. Selain itu, sel iPS dapat dibuat dari sel yang bukan sel punca dari tubuh pasien sendiri, yang berarti sel iPS dapat diberikan kembali kepada pasien tanpa resiko rejeksi imun, dimana merupakan permasalahan yang sangat penting bagi transplantasi sel punca manapun. Karena secara alami sel punca memiliki tugas untuk menggantikan sel yang tua atau sakit, para ilmuwan menggagaskan berbagai ide untuk menggunakan sel punca sebagai terapi untuk pasien dengan berbagai macam kondisi medis. Gagasan yang dimakud adalah dengan memberi pasien sel punca atau sel terdiferensiasi yang terbuat dari sel punca, kita dapat menggunakan kemampuan alami sel untuk menyembuhkan pasien hingga sehat kembali. Sebagai contoh, apabila pasien memiliki serangan jantung, dengan memberi pasien sebuah transplantasi sel punca sebagai terapi, tujuan kita adalah untuk membuat sel punca yang ditransplantasi memperbaiki kerusakan di jantung. Populasi alami sel punca yang kita miliki hanya mempunyai kapasitas yang terbatas untuk memperbaiki kerusakan di tubuh kita. Kembali ke contoh mengenai jantung, sel punca yang dimiliki jantung sendiri tidak mampu untuk melaksanakan tugas memperbaiki kerusakan dari serangan jantung, tetapi transplantasi dari jutaan sel punca jauh lebih kuat. Sehingga, dengan memberikan pasien transplantasi sel punca, kita meningkatkan kemampuan tubuh untuk penyembuhan melebihi kapasitas dari sel punca yang terdapat secara alami yang  jumlahnya terbatas. Masih ada beberapa tantangan yang perlu diperhatikan sebelum strategi terapi sel punca menjadi umum, termasuk masalah keamanan, karena sel punca dapat menyebabkan tumor, dan rejeksi imun. Meski begitu, sel punca kemungkinan besar akan mengubah dunia kedokteran dan mungkin dalam satu atau dua dekade, sebagian besar dari kita akan kenal seseorang, bahkan mungkin diri kita sendiri, yang memiliki transplantasi sel  punca. Sel punca memberikan janji untuk menyembuhkan penyakit-penyakit utama yang dihadapi orang-orang, seperti kanker, penyakit jantung, penyakit Parkinson, sklerosis multipel, stroke, penyakit Huntington, cedera tulang belakang, dan b anyak lagi. Mengingat prinsip bahwa kehidupan harus dihormati sejak dari awal pembuahan sel telur dan sel sperma. Maka penggunaan sel punca khususnya untuk tujuan pengobatan (therapeutical cloning ), tidak diperbolehkan menggunakan sel punca yang berasal dari 106

embrio (embryonic stem cell ), demikian juga tidak boleh menggunakan sel-sel blastosis yang totipoten karena hingga saat ini belum dapat teramalkan organisme lengkap yang akan terjadi. Begitu pula dengan sel tahap morulla yang pluripoten karena hingga saat ini, jenis sel atau jaringan yang berpotensi dibentuknya belum teramalkan juga. Dengan demikian riset dasar sel punca yang boleh dilakukan adalah dengan  penggunaan sel multipoten atau sel punca dewasa (adult sel puncas) yang telah jelas dapat membentuk sel-sel khusus. Diharapkan dengan begitu maka masalah etika penelitian yang semula sangat dirisaukan, kini sudah bukan lagi menjadi persoalan etis. Saat ini, ada beberapa transplantasi  sel punca  yang telah teruji oleh ilmuwan yang aman dan juga efektif. Contoh terbaik adalah transplantasi sumsum tulang. Namun, banyak  pengobatan sel punca yang belum teruji diiklankan dan ditawarkan di seluruh dunia. Sering kali pengobatan tersebut mendapatkan banyak perhatian di media ketika selebriti seperti  bintang olah raga menjalani pengobatan ini. Umumnya, para ilmuwan dan dokter di bidang sel punca memperingatkan pasien untuk menjauhi pengobatan tersebut karena belum jelas apakah pengobatan tersebut benar-benar berfungsi dan aman. Para pasien telah meninggal dari pengobatan tersebut. Dimana sebenarnya sangat masuk akal untuk mempertimbangkan semua pilihan saat menghadapi penyakit atau kondisi yang tidak dapat disembuhkan, kami menyarankan anda untuk hanya mempertimbangkan pengobatan tersebut sebagai harapan terakhir dan setelah berdiskusi dengan dokter pribadi anda. Berikut adalah tautan beberapa video aplikasi sel punca dalam kehidupan https://www.youtube.com/watch?v=3Cm1Ju_mOgg https://www.youtube.com/watch?v=UjYS0vGX1uY https://www.youtube.com/watch?v=n3erNudhJy0 6. Sintesis Insulin Kemajuan di bidang bioteknologi yang lain diantaranya adalah sintesis insulin dengan

 bantuan bakteri yang biasa terdapat di usus besar, namanya Escherichia coli. Teknologi dasar  proses ini disebut dengan teknologi plasmid. Insulin adalah hormon yang mengubah glukosa menjadi glikogen, dan berfungsi mengatur kadar gula darah bersama hormon glukagon. Kekurangan insulin karena cacat genetik pada pankreas, menyebabkan seseorang menderita diabetes melitus (kencing manis) yang berdampak sangat luas terhadap kesehatan, mulai kebutaan hingga impotensi. Secara tradisional, insulin untuk pengobatan pada manusia diisolasi dari pankreas sapi atau babi. Pada tahun 1981 telah terjadi perbaikan secara berarti cara produksi insulin melalui rekayasa genetika. Insulin yang diperoleh dengan cara ini mempunyai struktur mirip dengan 107

insulin manusia. Pembuatan insulin secara komersial sangat bermanfaat dalam pengobatan  penyakit diabetes melitus yang disebabkan oleh gangguan produksi insulin. Insulin manusia tersusun atas dua rantai protein A dan B. Urutan basa nitrogen dalam molekul DNA yang mengkode masing-masing rantai dibuat dalam tabung reaksi dengan menggunakan struktur yang diketahui insulin. Tiap molekul DNA dari masing-masing rantai dicangkokan ke dalam plasmid maka terbentuk DNA rekombinan. Bila DNA rekombinan ini dimasukan ke dalam sel-sel bakteri maka tiap DNA rekombinan menunjukan ekspresinya dan  bakteri membuat hibrid protein insulin rantai A atau rantai B. Kedua rantai peptida kemudian disatukan maka akan terbentuklah insulin manusia yang aktif. Melalui teknologi DNA rekombinan, insulin diproduksi menggunakan sel mikroba yang tidak pathogen (Gambar 4.6). Karena kedua hal tersebut di atas, insulin hasil rekayasa genetika ini mempunyai efek samping yang relatif sangat rendah dibandingkan dengan insulin yang diperoleh dari ekstrak pankreas hewan, tidak menimbulkan efek alergi serta tidak mengandung kontaminan berbahaya.

Gambar 4.6. Mekanisme kerja sintesis Insulin

Sumber: http://ib.bioninja.com.au

Proses Pembuatan Insulin terdiri dari beberapa tahapan sebagai berikut. 1. Vektor (plasmid E.coli) dan DNA Pengkode Insulin. Kode genetik insulin terdapat dalam DNA di bagian atas lengan pendek dari kromosom ke-11 yang berisi 153 basa nitrogen (63 dalam rantai A dan 90 dalam rantai B). DNA pengkode insulin dapat diisolasi dari gen manusia yang ditumbuhkan dalam kultur di laboratorium. Selain itu, dapat pula disintesis rantai DNA yang membawa sekuens nukleotida spesifik yang sesuai karakteristik rantai polipeptida A dan B dari insulin. Urutan 108

DNA yang diperlukan dapat ditentukan karena komposisi asam amino dari kedua rantai telah dipetakan. Enam puluh tiga nukleotida yang diperlukan untuk mensintesis rantai A dan sembilan puluh untuk rantai B, ditambah kodon pada akhir setiap rantai yang menandakan  pengakhiran sintesis protein. Vektor

yang

digunakan

adalah

plasmid  E.coli  yang

mengandung amp-R sehingga sel inang akan resistan terhadap amphisilin serta mengandung lac-Z yang menghasilkan β-galactosidase sehingga dapat menghidrolisis laktosa. 2. Penyelipan DNA Insulin ke dalam Vektor ( plasmid E.coli) Masing-masing DNA insulin dan plasmid  E.coli  dipotong dengan enzim restriksi yang sama. Kemudian DNA insulin A dan B secara terpisah diselipkan ke dalam plasmid  berbeda dengan menggunakan enzim ligase. 3. Pemasukan Plasmid Rekombinan ke dalam Sel  E.coli Plasmid yang telah diselipkan DNA insulin (plasmid rekombinan) dicampurkan dalam kultur bakteri  E.coli. Bakteri-bakteri tersebut akan mengambil plasmid rekombinan melalui proses transformasi. Akan tetapi, tidak se mua bakteri mengambil plasmid tersebut. 4. Pengklonan Sel yang Mengandung Plasmid Rekombinan Sel yang mengandung plasmid rekombinan dapat diseleksi dari sel yang tidak mengandung plasmid rekombinan. Medium nutrien bakteri yang digunakan mengandung amphisilin dan X-gal. Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya, plasmid yang digunakan sebagai vektor ini mengandung amp-R dan lac-Z sehingga sel bakteri yang mengandung  plasmid rekombinan akan tumbuh dalam medium tersebut karena resisten terhadap amphisilin serta akan berwarna putih karena plasmid yang mengandung gen asing (gen insulin manusia) dalam gen lac-Z tidak dapat memproduksi β-galactosidase sehingga tidak dapat menghidrolisis laktosa. 5. Identifikasi Klon Sel yang Membawa Gen Insulin Proses ini dilakukan melalui hibridisasi asam nukleat. Pada proses ini, disintesis probe asam nukleat yang mengandung komplementer dari gen insulin, probe dilengkapi dengan isotop radioaktif atau fluorosen. 6. Produksi Insulin Klon sel yang telah diidentifikasi diproduksi dalam skala besar dengan cara ditumbuhkan dalam tangki yang mengandung medium cair. Gen insulin diekspresikan  bersama dengan sel bakteri yang mengalami mitosis. Rantai insulin A dan rantai B yang

109

dihasilkan kemudian dicampurkan dan dihubungkan dalam reaksi yang membentuk jembatan silang disulfida. Pada saat ini, peneliti mulai menggunakan vektor plasmid dari sel eukariotik yaitu ragi bersel tunggal karena ragi merupakan sel eukariotik yang memiliki plasmid, dapat tumbuh dengan cepat, serta hasil akhir proses pembuatan insulin dengan ragi akan menghasilkan molekul insulin yang lebih lengkap dengan struktur tiga dimensi yang sempurna sehingga lebih identik dengan insulin manusia. Sebelum ditemukan teknik sintesis insulin, hormon ini hanya bisa diperoleh dari ekstraksi pankreas babi atau sapi, dan sangat sedikit insulin bisa diperoleh. Setelah ditemukan teknik sintesis insulin di bidang  bioteknologi inilah, harga insulin bisa ditekan dengan sangat drastis sehingga bisa membantu  para penderita diabetes melitus.

Rangkuman Selamat, Anda telah menyelesaikan modul kegiatan belajar 4 tentang bioteknologi bidang medis. Hal yang penting dalam bioteknologi bidang medis adalah sebagai berikut. 1. Dalam bidang medis, bioteknologi modern memiliki peranan yang sangat besar dan cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap  preventif, diagnosis, dan pengobatan. Melalui bioteknologi, berbagai produk obatobatan, vaksin, antibodi dan hormon ditemukan, misalnya penicilin dan hormon insulin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen abnomal dengan gen yang normal. Diharapkan pula dengan penggunaan bioteknologi didapatkan obat untuk penyakit yang hingga kini belum ditemukan terapi yang tepat seperti AIDS, serta pengobatan yang lebih efisien, murah dan kecil efek s ampingnya. 2. Antibodi monoklonal adalah antibodi monospesifik yang dapat mengikat satu epitop dan dihasilkan dengan teknik hibridoma. Teknik hibridoma ini sangat penting untuk menghasilkan antibodi dan hormon dalam jumlah yang besar. Antibodi monoklonal memiliki kegunaan untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin (HCG) dalam urin wanita hamil, mengikat racun dan menonaktifkannya dan  penolakan jaringan terhadap sel hasil transplantasi jaringan lain. 3. Antibiotik adalah segolongan molekul, baik alami maupun sintetik, yang mempunyai efek menekan atau menghentikan suatu proses biokimia di dalam organisme, khususnya dalam proses infeksi oleh bakteri. 110

4. Terapi gen adalah suatu teknik terapi yang digunakan untuk memperbaiki gen-gen mutan (abnormal/cacat) yang bertanggung jawab terhadap terjadinya suatu penyakit. Pada awalnya, terapi gen diciptakan untuk mengobati penyakit keturunan (genetik) yang terjadi karena mutasi pada satu gen. 5. Vaksin dapat berupa galur virus atau bakteri yang telah dilemahkan sehingga tidak menimbulkan penyakit. Vaksin dapat juga berupa organisme mati atau hasilhasil  pemurniannya (protein,

peptida,

partikel

serupa

virus,

dsb.).

Vaksin

akan

mempersiapkan sistem kekebalan manusia atau hewan untuk bertahan terhadap serangan patogen tertentu, terutama bakteri, virus, atau toksin. 6. Sel punca atau  sel punca  adalah jenis sel khusus dengan kemampuan membentuk ulang dirinya dan dalam saat yang bersamaan membentuk sel yang terspesialisasi. Sel  punca  selalu berada dalam keadaan tidak terdiferensiasi sampai ada sinyal tertentu yang mengarahkannya berdiferensiasi menjadi sel jenis tertentu. Kemampuannya untuk berproliferasi bersamaan dengan kemampuannya berdiferensiasi menjadi jenis sel tertentu inilah yang membuatnya unik. 7. Melalui teknologi DNA rekombinan, insulin diproduksi menggunakan sel mikroba yang tidak patogen. Insulin hasil rekayasa genetika ini mempunyai efek samping yang relatif sangat rendah dibandingkan dengan insulin yang diperoleh dari ekstrak  pankreas hewan, tidak menimbulkan efek alergi serta tidak mengandung kontaminan  berbahaya.

Tugas Untuk memperdalam pemahaman Anda tentang materi yang telah dipelajari pada Kegiatan Belajar 1 maka kerjakanlah tugas berikut! Mengingat prinsip bahwa kehidupan harus dihormati sejak dari awal pembuahan sel telur dan sel sperma. Maka penggunaan sel punca khususnya untuk tujuan pengobatan ( therapeutical cloning ), tidak diperbolehkan menggunakan sel punca yang berasal dari embrio ( embryonic  stem cell ), demikian juga tidak boleh menggunakan sel-sel blastosis yang totipoten karena hingga saat ini belum dapat teramalkan organisme lengkap yang akan terjadi. Begitu pula dengan sel tahap morulla yang pluripoten karena hingga saat ini, jenis sel atau jaringan yang  berpotensi dibentuknya belum teramalkan juga. Diskusikan dalam kelompok Anda mengenai hal ini.

Rubrik penilaian

111

Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. 1.

Aspek penialaian Menjelaskan embryonic stem cell   Menjelaskan sel-sel blastosis Menerapkan bioetik dalam kehidupan Total

Bobot 25% 25% 50% 100%

Tes Formatif 4 1.

Hibridoma sering digunakan untuk memperoleh antibodi. Sel hibridoma merupakan  peleburan dari …. a. virus dan bakteri  b. sel kanker dan sel limfosit c. sel bakteri dan sel limfosit d. sel bakteri dan sel kanker e. virus dan sel limfosit

2.

Kemajuan dibidang kedokteran memungkinkan penderita DM (kencing manis) dapat menggunakan insulin buatan. Insulin ini merupakan hormon yang menjaga keseimbangan gula darah yang dihasilkan melalui proses….

3.

a.

Fermentasi

 b.

Fusi sel bakteri

c.

Transplantasi inti

d.

Teknologi plasmid

e.

Kultur jaringan

Antibodi monoclonal merupakan anti bodi yang… A. dapat langsung mematikan sel-sel kanker B. dihasilkan oleh klon sel-sel hibridoma C. dapat mengenali semua jenis antigen

112

D. dihasilkan dari darah hewan yang diimunisasi E. memberi kekebalan terhadap virus influenza 4.

Produksi antibodi monoclonal yang termasuk dalam hasil pemanfaatan salah satu cabang  bioteknologi, yaitu…. A. kultur jaringan B. teknologi enzim C. teknologi DNA rekombinan D. teknologi hibridoma E. teknologi reproduksi

5.

Pernyataan berikut yang tidak benar terkait sel punca (se l punca) adalah.... A. sulit dimanipulasi B. belum terspesialisasi C. mampu berdeferensiasi D. mampu memperbanyak diri E. bermanfaat untuk terapi gen

6.

Vaksinisasi yaitu .... A. Merusak tubuh pathogen B. Proses pemberian vaksin ke tubuh C. Membunuhan pathogen D. Menyalurkan pathogen E. Semua jawaban salah

7.

Berikut ini pemanfaatan rekayasa genetika untuk meningkatkan kualitas kesehatan manusia, kecuali … A. Insulin B. Antibiotic

113

C. Antibody monoclonal D. Interferon E. Terapi gen sel sumsum tulang 8.

Ilmuwan yang dikenal sebagai Bapak Bioteknologi adalah …. A. Alexander Flemming B. Robert Hooke C. Robert Cock D. Louise Pasteur E. Lazzaro Spalanzani

9.

Organisme yang mengandung gen dari spesies lain disebut…. A. Transplantasi B. Transgenik C. Mutasi D. Implementasi E. Vaksinasi

10. Suatu lingkaran kecil (DNA) yang dapat digunakan untuk menstabilkan potongan DNA yang pendek pada proses rekayasa genetika disebut…. A. Kromosom B. Plasmid C. DNA stabil D. DNA rekombinan E. Hibridoma Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 4 yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 4.

114

  =

 ℎ     ℎ 

  100%

Arti tingkat penguasaan:

90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang

Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai.

Daftar Pustaka Anwar, A. (2010). Penerapan Bioteknologi Rekayasa Genetika Dibidang Medis Ditinjau Dari Perspektif Filsafat Pancasila, Ham Dan Hukum Kesehatan Di Indonesia. Jurnal Sasi, 17 (4), 39 – 51. Mader, S. S., & Windelspecht, M. (2014). Human biology. New York, NY: McGraw-Hill. Pratiwi, R. H. (2010). Peranan Bioteknologi Dalam Mengatasi Multikrisis. Faktor Exacta, 3(2). Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011). Campbell biology. Boston: Benjamin Cummings / Pearson. Tajuddin, I. T. (2010). Pengantar Bioteknologi. Bahan Bacaan Online

https://www.sekolahpendidikan.com/2017/10/pengertian-antibodi-monoklonal.html https://www.alodokter.com/jangan-sisakan-antibiotik-anda http://infoimunisasi.com/vaksin/definisi-vaksin/ http://www.softilmu.com/2014/06/bioteknologi-kesehatan.html http://tugassekolahkesehatan.blogspot.co.id/2014/11/makalah-bioteknologi-pembuataninsulin_1.html

115

Tugas Akhir Operasi Transplantasi Kepala Manusia Akan dilakukan Desember 2017 Suksesnya pengujian transplantasi kepala tikus yang telah dilakukan pada beberapa bulan lalu, kini akan kembali dilakukan dengan kepala manusia. Transplantasi kepala yang telah dilakukan masih sekedar tahap uji coba. Kepala manusia yang digunakan sebagai objek  pengamatan adalah kepala mayat yang di Operasi ke badan mayat lainnya. Operasi yang  berjalan dengan menggunakan kurun waktu 18 jam tersebut di pimpin oleh dr. Sergio Canavero . Pengujian operasi transplantasi ini awalnya mengalami berbagai kontroversi, hal ini terjadi akibat adanya usulan operasi akan dilakukan di Negara Amerika Serikat (AS) namun  berbagai alasan yang kuat menjadikan pengujian yang membuat dunia pangling dan geger sejenak ini berhasil dilakukan di Tiongkok. Alasan memilih Tiongkok oleh dokter Canavero adalah tak lain karena dokter yang akan menjadi partner operasi adalah dokter asal Tiongkok. Dokter Tiongkok ini adalah Dr Xiaoping Ren. Xiaoping bukanlah orang baru dalam dunia transplantasi organ, ia terkenal dengan transplantasi kepala tikus sebanyak 1.000 ekor tikus. Sumber: https://warstek.com/2017/11/29/transplantasikepala/ Dengan menggunakan pengetahuan yang Anda peroleh pada modul 1 ini disertai dengan informasi dari berbagai sumber. Diskusikanlah hal ini dalam kelompok anda dan buatlah  pernyataan sikap Anda mengenai hal tersebut. Rubrik penilaian

Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. 1.

Aspek penialaian Menerapkan kemampuan sel punca Menerapkan konsep Aseptik dan Steril dalam kegiatan operasi Menerapkan konsep Bioetika dalam kehidupan Membuat keputusan mengenai fenomena sains di kehidupan Total

Bobot 25% 25% 25% 25% 100%

Tes Akhir 1. Untuk mendapatkan bibit tanaman yang bebas penyakit, kultur jaringan merupakan metode yang terbaik saat ini karena …. a. Jumlah keturunannya banyak dan segaram  b. Keturuanan yang dihasilakan bervariasi

116

c. Menghemat waktu dan tempat d. Perlakuannya serba steril e. Sifat keturunannya sama dengan induk 2. Pernyataan yang salah tentang antibiotic adalah…. a. Menyebuhkan penyakit infeksi  b. Diperoleh dari jamur dan bekteri c. Ditemukan pertama oleh Alexander Flemming d. Dihasilkan dari metabolism primer e. Menghambat pertumbuhan mikroba 3. Untuk memperoduksi antibody monoclonal digunakan teknik…. a. Cloning  b. DNA rekombinan c. Fermentasi d. Kultur Jaringan e. Hibridoma 4. Pemanfaatan sifat totipotensi pada bidang pertanian adalah…. a. Memperbaiki kualitas genetis dari tumbuhan budidaya  b. Membuktikan tumbuhan dapat dilakukan kultur jaringan c. Meneliti kemampuan bagian tumbuhan yang mudah dikembangkan d. Diperoleh bibit unggul yang seragam dalam jumlah besar e. Meningkatkan kualitas tanaman dari jenis yang ada 5. Teknologi yang digunakan untuk mengatasi suami yang susah untuk mendapatkan keturunan, tetapi tidak diakibatkan karena kemandulan disebut dengan …. a. Tissue culture technology b.  Invitro fertilization c.  Monoclonal antibody d.  Hibrydoma technology e.  Insemination technology 6. Seorang ahli yang pertama kali menemukan teknik DNA rekombinan…. a. Stanley Cohen  b. Kohler dan Misten c. Alexander Fleming d. Hamilton Smith e. Louis Pasteur 117

7. Perhatikan proses tahapan pembelahan sel! Tahapan di bawah ini merupakan tahapan pembelahan pada proses profase I meiosis dan berlangsung pada beberapa sub fase, yaitu: 1. Pakiten 2. Diakinesis 3. Diploten 4. Leptoten 5. Zigoten Manakah urutan yang benar dari proses Profase I meiosis . . . A. 4-1-5-3-2 B. 4-5-3-2-1 C. 4-3-2-1-5 D. 4-2-3-1-5 E. 4-5-1-3-2 8. Peristiwa yang terjadi pada profase dari meiosis I adalah … A. Membelahnya sentromer menjadi 2 B. Meleburnya dinding inti C. Terbentuknya benang-benang kromatin D. Bergantinya kromatid kea rah kutub E. Berkumpilnya kromosom di bidang equator 9. Pembelahan reduksi itu Miosis mengurangi jumlah kromosom yang dulunya 2 n (diploid) jadi hanya n (haploid). Tujuan pembelahan meiosis adalah…. A. mengganti sel-sel yang rusak dan usang B. membentuk sel-sel tubuh organisme C. pembiakan pada organisme bersel satu D. menjaga jumlah kromosom selalu tetap tiap generasi E. pertumbuhan pada daerah titik tumbuh 10. Berikut ini yang tidak termasuk fungsi retikulum endoplasma yaitu ... a. detoksifikasi  b. sintetis protein c. sintetis lemak d. tempat melekatnya ribosom e. transpor materi di dalam sel 11. Suatu sel dikatakan sebagai sel prokariotik apabila tidak mempunyai …. 118

a. membran plasma  b. membran nukleus dan membran plasma c. mitokondria d. retikulum endoplasma dan lisosom e. sistem endomembran dan membran nucleus 12. Pada sel tumbuhan, organel yang berfungsi sebagai tempat penimbunan zat makanan yaitu …. a. sitosol  b. nukleus c. ribosom d. sitoplasma e. leukoplas 13. Pada sel hewan, organel sel khas yang mengandung enzim pencernaan hidrolitik yaitu .... a. lisosom  b. Mitokondria c. ribosom d. golgi komplek e. sentrosom 14. Berikut yang tidak termasuk organel sel yaitu ... a. Nukleus  b. membran plasma c. ribosom d. mesosom e. mitokondria 15. Organel yang berfungsi secara aktif pada pembelahan sel dan hanya ada pada sel hewan saja yaitu ... a. Autosom  b. Kromosom c. sentrosom d. Ribosom e. lisosom 16. Tidak semua zat-zat yang ada dalam makanan akan mengalami proses pencernaan. Zat di bawah ini yang tidak akan mengalami pencernaan yaitu…. 119

a. Protein  b. Amilum c. Lemak d. Vitamin e. Karbohidrat 17. Fungsi hati yang berhubungan dengan fungsi pencernaan makanan yaitu… a. Menghancurkan eritrosit tua  b. Menetralkan racun c. Menghasilkan sel darah d. Menghasilkan empedu e. Menyimpan zat makanan 18. Peradangan pada umbai cacing (apendiks) yang diakibatkan infeksi bakteri dinamakan…. a. Sembelit atau konstipasi  b. Diare c. Peritonitis d. Kolik e. Apenditis (usus buntu) 19. Berikut ini yang tidak termasuk peranan lidah yaitu …. a. menghancurkan makanan  b. merasakan makanan c. membantu menelan makanan d. membantu mengunyah makanan e. membantu dalam berbicara 20. Berikut ini yang termasuk fungsi getah empedu yaitu … a. Selusose bisa mencegah sembelit  b. Mengemulsikan lemak c. Berperan dalam pembentukan lemak dan protein d. Bisa menjaga keseimbangan asam dan basa dalam tubuh e. Berperan dalam proses metabolisme tubuh. 21. Bagian dari alat pencernaan yang tidak mempunyai fungsi untuk mencernakan makanan secara kimia yaitu …. a. Usus halus  b. Usus dua belas jari 120

c. Rongga mulut d. Lambung e. Kerongkongan 22. Gangguan pencernaan makanan yang dialami seseorang dengan gejala sukar buang air  besar disebabkan…. a. Infeksi rongga tubuh  b. Makanan kurang serat c. Kekurangan vitamin C d. Keracunan makanan e. Infeksi kuman 23. Reproduksi vegetatif pada tanaman secara bioteknologi sehingga dihasilkan tanaman dalam jumlah yang banyak dan seragam dilakukan melalui…. A. Rekombinasi gen B. Hidroponik C. Cangkok D. Kultur jaringan E. Stek batang 24. Pengertian cloning yang paling tepat adalah…. A. Pembentukan organism dengan ciri genetik seragam B. Pembentukan organism dengan rekayasa genetic C. Pembentukan organism dengan inseminasi buatan D. Pembentukan organism dengan transfer embrio E. Pembentukan organisme dengan invitro fertilization 25. Untuian DNA yang berbentuk lingkaran yang digunakan dalam teknik rekombinasi gen adalah…. A. Hibridoma B. Plasmid C. Totipotensi D. Eksplan E. Gen 26. Langkah-langkah pencangkokan gen insulin untuk memproduksi insulin dengan teknologi plasmid sebagai berikut…. A. Pemotongan plasmid-gen insulin-bakteri B. Pemotongan gen insulin-plasmid-bakteri 121

C. Pemotongan bakteri-gen insulin-plasmid D. Gen insulin dipotong-cangkok ke bakteri-plasmid E. Pemotongan gen bakteri-gen insulin-plasmid 27. Organisme yang mengandung gen dari spesies lain disebut…. A. Transplantasi B. Transgenik C. Mutasi D. Implementasi E. Vaksinasi 28. Vaksinisasi yaitu ... A. Merusak tubuh pathogen B. Proses pemberian vaksin ke tubuh C. Membunuhan pathogen D. Menyalurkan pathogen E. Semua jawaban salah 29. Prinsip dasar dari terapi gen adalah …. a. memasukkan gen normal ke dalam sel yang memiliki gen mutan.  b. Memasukan gen normal ke organ yang memiliki ganggunan penyakit. c. Memasukan gen mutan ke sel yang sakit untuk memperbaiki struktur gennya. d. Memasukan gen normal ke gen mutan kemudian dimasukan ke sel yang sakit. e. Memasukan gen normal ke jaringan yang memiliki sel yang berpenyakit. 30. Kemampuan sel punca untuk berkembang menjadi seluruh jenis sel tubuh manusia disebut dengan kemampuan…. a. Unipotent  b. Multipotent c. Pluripotent d. Multipotent e. Tripoten Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Akhir yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi dalam modul 1 ini.

  =

 ℎ     ℎ 

  100% 122