Kromosom dan Gen, ADN dan ARN Oleh :

Istilah kromosom dikenalkan oleh W Istilah kromosom dikenalkan oleh W.Waldayer, yaitu chroma yang berarti warna dan soma berarti badan merupakan struktur di dalam sel berupa deret panjang molekul yang terdiri dari satumolekul DNA dan berbagai protein terkait yang merupakan informasi genetik suatu organisme. Kromosom berfungsi membawa sifat individu dan membawa informasi genetika, karena di dalam kromosom mengandung gen. Ilmu yang mempelajari tentang kromosom disebut sitogenetik. Kromosom

UKURAN KROMOSOM JUMLAH KROMOSOM Sel tubuh manusia memiliki 23 pasang kromosom homolog. Pada sel tubuh jumlahnya selalu berpasangan atau diploid  2 n. Setiap makhluk hidup eukariotik memiliki dua jenis kromosom, yaitu gonosom (kromosom kelamin) dan autosom (kromosom tubuh). Autosom berfungsi mengatur dan mengendalikan sifat-sifat tubuh makhluk hidup, dalam manusia ada 23 pasang Gonosom pada manusia berjumlah 2 buah kromosom.Pada perempuan kromosom kelaminnya berupa XX sedangkan laki-laki XY Pada umumnya, kromosom sel tumbuhan lebih besar dibanding kromosom sel hewan. Rata-rata ukuran panjang kromosom adalah 0,2µ dengan diameter 0,2 – 20 µ. UKURAN KROMOSOM JUMLAH KROMOSOM

Struktur Kromosom Kromiol (granula kecil) Kromosom yang mengalami sedikit penebalan. Telomer Bagian yang terdapat pada ujung kromosom dan berfungsi untuk menghalangi bersambungnya kromosom satu dengan lainnya. Matriks Cairan sitoplasma (endoplasma) yang agak memadat dan terdapat di dalam kromosom Lokus gen Bagian yang berfungsi sebagai tempat pembawa sifat-sifat keturunan (hereditas). Kromomer (granula besar) Kromomer merupakan struktur berbentuk manik-manik yang merupakan akumulasi dari materi kromatin yang terkadang terlihat saat interfase. Lengan Bagian lengan ini merupakan bagian badan utama kromosom yang mengandung gen. Lengan dibungkus oleh selaput tipis dan di dalamnya terdapat matriks yang berisi cairan bening yang mengisi seluruh bagian lengan. Cairan ini mengandung benang-benang halus berpilin yang disebut kromonema. Selaput (membran) Lapisan tipis yang menyelaputi kromosom. Sentromer (kinetokor) Merupakan bagian kepala kromosom berbentuk bulat dan merupakan pusat kromosom dan penghubung antara lengan yang satu dengan lengan yang lain dan berfungsi sebagai tempat melekatnya benang gelondong (spindle fiber) pada waktu kromosom akan bergerak menuju kutub sel, pada fase anafase pembelahan kromosom sentromer kromonema lengan

Tipe kromosom berdasarkan letak sentromernya Kromosom telosentrik yaitu kromosom yang sentromernya terletak pada bagian ujung lengan kromosom. Kromosom akrosentrik yaitu kromosom yang sentromernya terletak hampir di ujung lengan kromosom. Kromosom submetasentrik yaitu kromosom yang sentromernya terletak hampir di tengah-tengah lengan kromosom. Kromosom metasentrik yaitu kromosom yang sentromernya terletak persis ditengah-tengah lengan kromosom.

Sifat Kromosom Pada manusia ukuran kromosom kurang lebih 6 mikron Mempunyai ukuran panjang antara 0,2 – 40 m (mikron) dan diameter 0,2-20 mikron Umumnya memiliki susunan kimia yang terdiri dari kromatin 60%, DNA 35%, RNA 5% dan protein. Memiliki beberapa enzim yang terlibat dalam sintesis DNA dan RNA. Protein terdiri dari histon (bersifat basa) dan nonhiston (bersifat netral atau asam). Kromosom pada sel prokariotik hanya memiliki satu kromosom dan tidak terletak di dalam inti sel. Hanya terlihat pada waktu sel membelah yaitu berupa kromatin. Pada manusia ukuran kromosom kurang lebih 6 mikron Kromosom sel eukariotik, jumlahnya bervariasi menurut jenis organisme dan terdapat di dalam nukleus.

Kromosom autosom (kromosom tubuh) Tipe Kromosom Berdasarkan jenis dan fungsinya, kromosom diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu: Kromosom autosom (kromosom tubuh) yaitu kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin. dengan sifatnya diploid. Kromosom gonosom (kromosom seks), yaitu sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin dan bersifat haploid (n). pada umumnya dibedakan atas dua macam, yaitu kromosom seks X dan kromosom seks Y (misalnya pada manusia).

Sedangkan berdasarkan lokasinya pada individu, kromosom dibedakan menjadi 2, yaitu: Kromosom eukariotik, yaitu kromosom yang terdapat pada organisme multiseluler. Pada umumnya terdiri dari dua pita ADN (sense dan antisense) yang sangat panjang dan dibungkus oleh membran inti. Kromosom prokariotik, yaitu kromosom yang sangat sederhana dan hanya terdapat pada organisme prokariotik.

GEN Gen merupakan bagian dari molekul DNA dan gen adalah suatu zarah yang kompak dan menempati suatu lokus pada kromosom yang mengandung satuan informasi genetika dan mengatur sifat menurun tertentu.

Sistron ialah komponen yang terdiri atas ratusan nukleotida. Komponen Gen Muton ialah komponen yang terdiri atas lebih dari dua atau beberapa nukleotida. Rekon ialah komponen yang lebih kecil dari gen yang terdiri atas satu atau dua pasang nukleotida saja. Sistron ialah komponen yang terdiri atas ratusan nukleotida.

Sifat-Sifat Gen Gen merupakan zarah (butir materi yang halus sekali) tersendiri yang kompak di dalam kromosom. Mengandung informasi genetik.. Tiap gen mempunyai tugas dan fungsi berbeda. Gen dapat menduplikasi diri pada pristiwa mitosis (pembelahan sel);. Ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogen.. Sebagai zarah yang terdapat dalam kromosom.

Fungsi Gen Menyampaikan informasi kepada generasi berikutnya (dari generasi ke generasi). Sebagai penentu sifat yang diturunkan. Mengontrol dan mengatur perkembangan dan metabolisme tubuh.

Simbol-Simbol Gen Gen terletak di dalam kromosom, yaitu di suatu tempat yang disebut dengan lokus. Lokus-lokus ini digambarkan sebagai garis-garis pendek yang horizontal di sepanjang kromosom yang digambarkan sebagai garis panjang vertikal. Perhatikan gambar berikut !

Gen homozigot resesif, yaitu dua gen resesif yang merupakan hasil perpaduan dua sel kelamin. Misalnya aa. Fenotipe, yaitu sifat-sifat keturunan pada F1, F2, dan F3 yang dapat dilihat, seperti tinggi, rendah, warna, dan bentuk. Genotipe, yaitu sifat-sifat keturunan yang tidak dapat dilihat, misalnya AA, Aa, dan aa. Gen homozigot dominan, yaitu dua gen dominan yang merupakan perpaduan dari sel kelamin jantan dan sel kelamin betina, misalnya genotipe AA. Gen heterozigot , yaitu dua gen yang merupakan perpaduan dari sel sperma (A) dan sel telur (a). Gen dominan, yaitu gen yang menutupi ekspresi gen lain, sehingga sifat yang dibawanya terekspresikan pada turunannya (suatu individu) dan biasanya dinyatakan dalam huruf besar, misalnya A. Gen resesif, yaitu gen yang terkalahkan (tertutupi) oleh gen lain (gen dominan) sehingga sifat yang dibawanya tidak terekspresikan pada keturunannya dan biasanya dinyatakan dalam huruf kecil, misalnya a. Masing-masing lokus ditempati oleh jajaran huruf atau abjad. Huruf-huruf tersebut merupakan simbol dari gen Lebih lengkap simbol dari gen antara lain sebagai berikut:

Dalam penampakan luarnya, gen bekerja dengan dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut : Gen yang Dipengaruhi Jenis Kelamin Gen ini disebut dengan Sex Influenced Gene, merupakan gen dominan yang biasanya memperlihatkan pengaruh sama pada semua jenis, tetapi ada gen-gen tertentu yang dipengaruhi oleh jenis kelamin. Misalnya: Gen kepala botak Gen yang Pengaruhnya Terbatas Pada Jenis Kelamin Tertentu Gen ini disebut Sex Limited Gene, merupakan gen yang hanya tampak pada jenis kelamin tertentu saja. Misalnya:Gen pengatur pertumbuhan payudara.

Alel dan Multiple Alel Alel adalah gen-gen yang menempati atau terletak pada lokus yang sama pada kromosom homolognya yang mempunyai tugas berlawanan untuk suatu sifat tertentu. Alel ganda (multiple alelo murphi) adalah beberapa alel lebih dari satu gen yang menempati lokus sama pada kromosom homolognya. Satu gen dapat mempunyai lebih dari satu alel. Urutan dalam penulisan pasangan anggota multiple alel disesuaikan dengan urutan dominasi satu sifat terhadap sifat yang lain.

Asam Deoksiribonukleat (ADN) Asam Deoksiribonukleat (ADN) yang dalam Bahasa Inggris disebut dengan DNA (Deoxiribose Nucleic Acid) merupakan senyawa kimia pada makhluk hidup yang berfungsi membawa informasi genetika dari generasi satu ke generasi berikutnya.

Struktur dan Sifat DNA Pada tahun 1949 Erwin Chargaff berhasil menganalisis komposisi DNA dengan menggunakan teknik kromatografi. Ia menemukan bahwa jumlah kandungan adenin sama dengan timin, dan guanin sama dengan sitosin. DNA terdiri dari dua utas benang polinukleotida yang saling berpilin (double helix = berpilin ganda).

Sifat DNA Merupakan molekul hidup dan stabil Basa nitrogen terdiri dr basa Purin (A dn G) serta basa Pirimidin (S dn T). Urutan basa dan panjang tiap species berbeda Jumlah A sama dengan T dan jumlah G sama dengan C Ikatan antara gula, fosfat, dan basa nitrogen membentuk Nukleotida. Jumlah ke empat basa dalam DNA dan dalam tiap species tidak sama Ikatan yg terdiri dari gula dan basa nitrogen disebut Nukleosida.

Seutas polinukleotida tersusun atas rangkaian nukleotida Seutas polinukleotida tersusun atas rangkaian nukleotida. Setiap nukleotida tersusun atas gugusan gula, gugusan asam fosfat, gugusan basa nitrogen. Asam Fofsfat Basa Nitrogen Gula Ribosa

Bagan Struktur DNA DNA Gula ribosa Asam fosfat Basa Nitrogen Purin Adenin (A) Guanin (G) Pirimidin Timin (T) Sitosin (C)

Penggunaan DNA dalam teknologi Fungsi DNA Fungsi utama DNA adalah sebagai pembawa sifat dari parental kepada keturunannya. Penggunaan DNA dalam teknologi DNA dalam forensik Ilmuwan forensik dapat menggunakan DNA yang terletak dalam darah, sperma, kulit, liur atau rambut yang tersisa di tempat kejadian kejahatan untuk mengidentifikasi kemungkinan tersangka, sebuah proses yang disebut fingerprinting genetika

Struktur DNA (Watson dan Crick) Struktur DNA adalah double helix ( rantai ganda), dengan rangkanya yang terdiri dari deoxyribose—phosphate—deoxyribose—phosphate— Terdapat ikatan hidrogen diatara rantai yang saling berhadapan Basa Purine dan pyrimide yang terikat kepada gula deoxyribose, dapat berputar bebas. DNA membentuk pasangan basa yang spesifik A-T(2 H-bonds), G-C (3 H-bonds). Kedua rantai DNA saling berhadapan disebut antiparallel

Replikasi DNA Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA. Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasil pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya

Tiga Hipotesis tentang Replikassi DNA Teori dispersif menyatakan bahwa double helix yang lama terputus-putus. Lalu potongan-potongan tersebut memisah dan membentuk potongan-potongan baru yang akan bersambungan dengan potongan-potongan lama, sehingga kembali menjadi dua DNA baru yang sama persis. Teori konservatif, menyatakan bahwa double helix yang lama tetap (tidak berubah), dan langsung terbentuk double helix yang baru. Teori semikonservatif menyatakan bahwa dua pita dari double helix memisahkan diri dan masing-masing pita yang lama mendapatkan pasangan pita baru seperti pasangannya yang lama, sehingga terbentuklah dua DNA baru yang sama persis.

RNA RNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik

Struktur dan Sifat RNA Model struktur RNA hampir sama dengan DNA. Setiap nukleotida dibangun oleh satu molekul gula pentosa, satu gugus fosfat, dan satu jenis basa nitrogen. Hanya saja pada RNA, gula pentosanya adalah berupa ribose bukan deoksiribosa. Selain itu, pada RNA terdapat basa urasil (U) sebagai pengganti Timin (T) pada DNA. Pada DNA dibangun oleh rantai polinukleotida berpita ganda, sedangkan pada RNA dibangun oleh rantai polinukleotida berpita tunggal.

Struktur ARN berbentuk pita tunggal tidak berpilin seperti pada ADN, meskipun terdapat ARN yang rantainya saling berpasangan sehingga tampak seperti pita rangkap. ARN Gugus pospat Gula pentosa (ribosa) Basa nitrogen Purin Adenin (A) Guanin (G) Pirimidin Urasil (U) Sitosin (C)

Letak dan Fungsi ARN ARN duta (dARN) atau messenger ARN (mARN) Berupa pita tunggal dan dibentuk oleh ADN dalam nucleus. Fungsinya menerima informasi genetik dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel. ARN pemindah (pARN) atau transfer ARN (tARN) Merupakan ARN yang dibentuk di dalam nucleus , tetapi menempatkan diri di dalam sitoplasma yang berfungsi mengikat asam amino yang ada di sitoplasma. rARN Terdapat di ribosom meskipun dibuat di dalam nukleus namun terdapat di ribosom. Fungsinya mengkatalisis penggabungan asam amino menjadi polipeptida dan juga menyintesis protein dan menjadi lokasi pertemuan dARN dengan tARN

Persamaan antara DNA dan RNA Memiliki kompleks gula ribosa dan asam fosfat Merupakan asam nukleat Memiliki empat tipe basa berbeda Disusun oleh nukleotida

Perbedaan DNA dan RNA

Hubungan antara DNA dan RNA Pada diagram diatas menunjukkan bahwa material genetika sel berupa DNA menjadi pusat dogma sentral biologi. Ke arah kiri, DNA mampu bereplikasi menghasilkan DNA baru. Ke arah kanan, DNA bertanggung jawab mengawasi pembuatan RNA, sementara RNA terlibat dalam sintesis protein.

Peran DNA dan Rna dalam Sintesis Protein Trasnkripsi Transkripsi adalah pembentukan mRNA (messenger RNA/RNA duta) dari salah satu pita DNA dengan bantuan enxim RNA polimerase. mRNA membawa pesan DNA untuk memilih polipeptida yang sesuai dalam sintesis protein. Informasi genetik dicetak dalam bentuk kode oleh DNA di dalam inti sel. Pembawa informasi/kode ini adalah mRNA. Kode-kode tercermin pada urutan pengulangan basa nitrogen yang teratur dalam mRNA. Ini berarti kode/informasi adalah mRNA itu sendiri

Tahapan Transkripsi adalah sebagai berikut : mRNA yang sudah selesai dicetak akan meninggalkan inti sel menuju sitoplasma dan melekat pada ribosom. Ribosom adalah granula-granula dalam sitoplasma yang berperan dalam sintesis protein, biasanya berderet empat atau lima dan disebut polisom. RNAt melekat pada molekul DNA sehingga menyebabkan sebagian dari double helix membuka. Akibat terbukanya pita DNA, basa-basa pada salah satu pita menjadi bebas, sehingga memberi kesempatan basa-basa pasangannya menyusun mRNA. Misalnya: timin (T) dari DNA akan membentuk adenin (A) pada mRNA, sitosin dari DNA akan membentuk guanin (G) pada mRNA, dan seterusnya. Oleh karena enzim RNA polimerase bergerak di sepanjang pita DNA menjadi model, maka jumlah mRNA yang dihasilkan dari transkripsi dapat melebihi DNA. DNA yang melakukan transkripsi dapat melebihi DNA. DNA yang melakukan transkripsi adalah DNA sense/template.

Translasi Ribosom akan membaca kode yang ada pada mRNA dengan bantuan RNA lain, yakni RNA transfer (tRNA). Di dalam sitoplasma banyak terdapat tRNA, asam amino, dan lebih dari 20 enzim amino asil sintetase.

AA-AMP diikat oleh tRNA untuk dibawa ke ribosom. Tahapan Translasi adalah sebagai berikut : tRNA yang telah melepaskan asam amino kemudian meninggalkan ribosom. tRNA dengan asam amino ini datang ke ribosom, melepas asam amino ke mRNA. Demikian seterusnya sehingga dalam polisom terangkai bermacam-macam asam amino dan tersusun menjadi protein. mRNA telah melekat di ribosom. Antikodon harus sesuai dengan pasangan basa dari kodon. Jika suatu unit tRNA melepaskan asam amino, ribosom akan bergerak di sepanjang mRNA ketiga basa berikutnya, di mana tRNA lainnya dengan asam amino telah melekat. AA-AMP diikat oleh tRNA untuk dibawa ke ribosom. Pemindahan asam amino dari sitoplasma ke ribosom dilakukan oleh tRNA. Hasilnya berupa aminoasil adenosin monofosfat (AA-AMP) dan fosfat organik. Ujung bebas tRNA memiliki tiga basa nitrogen pada salah satu sisi yang dapat mengikat asam amino tertentu yang telah diaktifkan. Bagian itu disebut antikodon, yang nantinya berhubungan dengan tiga basa yang disebut kodom pada pita mRNA.

Urutan singkat sintesis protein tRNA datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh mRNA. tRNA ini bergabung dengan mRNA sesuai kode pasangan basa N-nya yang seharusnya. DNA membentuk mRNA untuk membawa kode sesuai urutan basa N-nya. Urutan singkat sintesis protein Asam-asam amino akan berjajar-jajar dalam urutan yang sesuai dengan kode sehingga terbentuklah protein yang diharapkan. mRNA meninggalkan inti, pergi ke ribosom dalam sitoplasma. Protein yang terbentuk merupakan enzim yang mengatur metabolisme sel dan reproduksi.

Jenis-jenis Asam Amino sebagai Penyusun Protein