GENETIK (DNA DAN RNA, KROMOSON)

1. PETA KONSEP DNA DAN RNA GEN KROMOSOM Alel dan Multiple Alel MATERI GENETIK
2. A. DNA DAN RNA
   • 1. Struktur DNA
   • 2. Replikasi DNA
   • 3. Fungsi DNA
   • 4. Struktur RNA
   • 5. Macam-Macam RNA
   • 6. Peran DNA dan RNA dalam sintesis protein
   • 7, Kode Genetik
   • 8 . Perbedaan DNA dan RNA
3. 1. Struktur DNA
   • Asam deoksiribonukleat atau disingkat DNA merupakan
   • persenyawaan kimia yang paling penting pada makhluk hidup, yang
   • membawa keterangan genetik dari sel khususnya atau dari makhluk hidup
   • dalam keseluruhannya dari satu generasi ke generasi berikutnya. ( Suryo,
   • 2004:57).
   • DNA merupakan suatu polimer nukleotida ganda yang berpilin
   • (double heliks). Setiap nukleotida terdiri dari 1 gugus phospat, 1 basa
   • nitrogen, dan 1 gula pentosa. Gula pentosa yang menyusun DNA
   • terdiri dari gula deoksiribosa yang kekurangan satu molekul oksigen.
   • Basa nitrogen yang menyusun DNA terdiri dari purin dan pirimidin. Purin terdiri dari adenin dan guanin, sedangkan pirimidin terdiri dari sitosin dan timin.
4. • Nukleotida merupakan ikatan antara basa nitrogen dengan gula pentosa.
   • Menurut Watson dan Crick, susunan DNA adalah:
   • a. Setiap DNA terdiri dari 2 rantai polinukleotida yang berpilin (double heliks).
   • b. Setiap nukleotida terletak pada bidang datar yang tegak lurus seakan-akan membentuk anak tangga, sedangkan phospat membentuk ibu tangganya.
   • c. Antara 2 rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan
   • hidrogen pada masing-masing pasangan basa nitrogennya.
   • d. Basa purin selalu berkaitan dengan basa pirimidin, dengan
   • pasangan yang selalu tetap.
   • Adenin (A) dari kelompok purin selalu berpasangan dengan Timin
   • (T) dari kelompok pirimidin, sedangkan guanin (G) selalu berpasangan
   • dengan Sitosin (S) dari kelompok pirimidin.
5. 
   
6. 2. Replikasi DNA
   • Replikasi DNA terjadi pada fase interfase, dipengaruhi oleh enzim
   • polymerase. Dalam perkembangan ilmu pengetahuan ada 3 teori yang
   • menyatakan cara duplikasi DNA, yaitu:
   • a. Teori konservatif
   • b. Teori dispersif
   • c. Teori semikonservatif
7. a. Teori konservatif
   • DNA induk tidak mengalami
   • perubahan apapun, lalu urutan basabasa
   • nitrogennya disalin sehingga
   • terbentuk dua rantai DNA yang sama
   • persis.
8. b. Teori dispersif
   • DNA induk terpotong-potong,
   • kemudian potongan-potongan
   • tersebut merangkai diri menjadi dua
   • buah DNA baru yang mempunyai urutan basa-basa nitrogen sama persis
   • seperti urutan basa nitrogen semula.
9. c. Teori semikonservatif
   • Pada saat akan mengadakan replikasi kedua, rantai polinukleotida
   • akan memisahkan diri sehingga basa-basa nitrogen tidak berpasangpasangan.
   • Nukleotida bebas
   • mengandung basa nitrogen yang
   • bersesuaian akan menempatkan diri
   • berpasangan dengan basa nitrogen dari
   • kedua rantai DNA induk, sehingga
   • terbentuk dua buah DNA yang sama
   • persis.
10.  
11. 3. Fungsi DNA
    • DNA mempunyai fungsi sebagai
    • berikut:
    • a. Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan proses replikasi.
    • b. Tempat sintesis semua kode jenis asam amino dalam sel.
    • c. Sebagai pengatur seluruh metabolisme sintesis protein sel
12. 4. Struktur RNA
    • RNA merupakan polinukleotida, namun ukurannya jauh lebih pendek dari polinukleotida penyusun DNA. RNA hanya terdiri dari satu rantai.Gula pentosa yang menyusun RNA adalah gula ribosa.
    • Basa nitrogen yang menyusun RNA adalah:
    • a. Purin yang terdiri dari adenin (A) dan guanin (G)
    • b. Pirimidin yang terdiri dari sitosin (C) dan urasil (U)
    • RNA dibentuk oleh DNA di dalam inti sel.
13. 5. Macam-Macam RNA
    • RNA duta (messenger RNA )
    • RNA transfer (RNA pemindah )
    • Ribosom RNA ( RNAr )
14. a. RNA duta (messenger RNA)
    • Fungsinya membawa informasi DNA dari inti sel ke ribosom. Pesanpesan
    • ini berupa triplet basa yang ada pada RNA duta yang disebut kodon.
    • Kodon pada RNA duta merupakan komplemen dari kodogen, yaitu
    • urutan basa-basa nitrogen pada DNA yang dipakai sebagai pola cetakan.
    • Peristiwa pembentukan RNA duta oleh DNA di dalam inti sel, disebut
    • transkripsi.
    • Contoh:
    • 1) Kodogen (DNA) = ASG TGG ATA SST
    • 2) Kodon (triplet basa RNA d) = UGS ASS UAU GGA
15. b. RNA transfer (RNA pemindah)
    • Fungsinya mengenali kodon dan menerjemahkan menjadi asam amino di ribosom. Peran RNA transfer ini dikenal dengan nama translasi (penerjemahan). Urutan basa nitrogen pada RNA transfer disebut antikodon.
    • Bentuk RNA transfer seperti daun semanggi dengan 4 ujung yang penting, yaitu:
    • 1) Ujung pengenal kodon yang berupa triplet basa yang disebut antikodon.
    • 2) Ujung perangkai asam amino yang berfungsi mengikat asam amino.
    • 3) Ujung pengenal enzim yang membantu mengikat asam amino.
    • 4) Ujung pengenal ribosom.
    • Contoh:
    • Apabila kodon dalam RNA duta mempunyai urutan UGS ASS UAU GGA maka antikodon yang sesuai pada RNA transfer adalah ASG UGG AUA SSU.
16. c. Ribosom RNA (RNAr)
    • Fungsinya sebagai tempat pembentukan protein. Ribosom RNA terdiri
    • dari 2 sub unit, yaitu:
    • 1) Sub unit kecil yang berperan dalam mengikat RNA duta.
    • 2) Sub unit besar yang berperan untuk mengikat RNA transfer yang sesuai.
17. PERAN DNA DAN RNA DALAM SINTESIS PROTEIN
18. Tahap-Tahap Sintesis Protein
    • Sintesis protein merupakan suatu proses yang komplek, termasuk di dalamnya penerjemahan kode-kode pada RNA menjadi polipeptida. Sintesis protein melibatkan DNA, RNA, ribosom, asam amino, dan enzim. ( Slamet Santosa, 2004: 134).
    • Sintesis protein membutuhkan bahan dasar asam amino, dan berlangsung di dalam inti sel dan ribosom.
    • Tahap-tahap sintesis protein dibagi menjadi 2 yaitu:
    • Transkripsi
19. 1. Transkripsi
    • a. Berlangsung dalam inti sel.
    • b. Dimulai dengan membukanya pita "Double Helix" oleh enzim DNA polymerase.
    • c. Pita DNA yang berfungsi sebagai pencetakan RNA disebut pita template atau sense (kodogen) dan pita DNA yang tidak mencetakan RNA disebut dengan pita antisense.
    • d. Pita RNA dibentuk sepanjang pita DNA pencetak dengan urutan basa nitrogennya komplementer dengan basa nitrogen yang ada pada pita cetakan DNA.
    • e. Pita RNA yang telah selesai menerima pesan genetik dari pita DNA pencetak segera meninggalkan inti nukleus menuju ke ribosom, tempatsintesis protein dalam sitoplasma. Pita RNA menempatkan diri pada leher ribosom.
    • f. RNA yang ada dalam sitoplasma bersiap-siap untuk berperan dalam proses sintesis protein berikutnya. Setiap satu RNA ini, mengikat satu asam amino yang mengandung ATP.
20. Bagan transkripsi
21. 2. Translasi
    • a. RNAd dan RNAt setelah sampai di ribosom selanjutnya tiga basa nitrogen pada antikodon RNAt berpasangan dengan tiga basa nitrogen pada kodon RNAd. Misalnya AUG pada kodon RNAd berpasangan dengan UAC pada antikodon RNAt, sehingga asam amino diikat oleh RNAt adalah metionin. Dengan demikian nama asam amino merupakan terjemahan dari basa-basa nitrogen yang ada pada RNAd.
    • b. Ribosom dengan RNAd bergerak satu dengan yang lainnya.
    • c. Sebuah asam amino ditambahkan pada protein yang dibentuk.
    • d. Asam amino yang pertama (metionin) segera lepas dari RNAt kembali ke sitoplasma untuk mengulang fungsinya dengan cara yang sama. RNAt berikutnya datang untuk berpasangan dengan kodon RNAd berikutnya.
    • e. Proses keseluruhan ini berkesinambungan sampai terbentuk polipeptida tertentu yang terdiri dari asam amino dengan urutan basa nitrogen tertentu.
22. Bagan translasi
23. 7. Kode Genetik
    • Kode genetik, yaitu instruksi berupa kode-kode yang merumuskan jenis protein yang akan dibuat. Instruksi kode genetik tersebut diperintahkan oleh DNA dalam sintesis protein. Ciri-ciri Kode Genetik menurut Nirenberg, dkk (1961), yaitu:
    • 1. Terdiri dari triplet, artinya tiap 1 kodon terdiri dari 3 basa.
    • 2. Non overlapping, artinya susunan 3 basa pada kodon berbeda dengan kodon yang lain.
    • 3. Degenerate, artinya 1 asam amino mempunyai kodon lebih dari satu.
    • 4. Universal, artinya kode yang sama berlaku untuk semua makhluk hidup.
    • Ciri khas protein ditentukan oleh jumlah asam amino, macam, dan urutan asam amino yang membangun. Terdapat 20 macam asam amino di alam tersusun dari 4 macam basa nitrogen pada molekul RNAd, yaitu Adenin (A), Urasil (U), Sitosin (S), dan Guanin (G).
    • Dari keempat basa tersebut dapat tersusun 64 triplet kodon, padahal macam asam amino yang ada hanya 20. Dengan demikian terdapat kodonkodon sinonim (degenerate), artinya satu asam amino dikode lebih dari satu kodon.
24. 
    
25. 8 . Perbedaan DNA dan RNA DNA (Deoksiribo Nucleid Acid) RNA (Ribosa Nucleid Acid) 1. Hanya terdapat dalam kromosom (nukleus). 2. Berbentuk rantai doubel helix. 3. Kadar tetap dan fungsinya mengendalikan faktor genetis dan sintesis protein. 4. Basa nitrogen terdiri atas purin (adenin (A) dan guanin (G)) dan pirimidin (sitosin (S) dan timin (T)). 5. Menggunakan deoksiribosa sebagai komponen gulanya. 1. Selain di nukleus, juga terdapat di sitoplasma terutama di dalam ribosom. 2. Berbentuk rantai tunggal. 3. Kadarnya tidak tetap dan fungsinya sebagai sintesis protein. 4. Basa nitrogennya terdiri atas purin: adenin (A) dan guanin (G) dan pirimidin: sitosin (S) dan urasil (U). 5. Menggunakan ribosa sebagai komponen gulanya.
26. B. Gen
    • 1. Pengertian Gen
    • 2. Sifat-Sifat Gen
    • 3. Fungsi Gen
    • 4. Simbol-Simbol Gen
27. 1. Pengertian Gen
    • Menurut W. Johansen, gen merupakan unit terkecil dari suatu makhluk hidup yang mengandung substansi hereditas, terdapat di dalam lokus gen.
    • Gen terdiri dari protein dan asam nukleat (DNA dan RNA), berukuran antara 4 – 8 m (mikron).
28. 2. Sifat-Sifat Gen
    • Gen mempunyai sifat-sifat sebagai berikut.
    • a. Mengandung informasi genetik.
    • b. Tiap gen mempunyai tugas dan fungsi berbeda.
    • c. Pada waktu pembelahan mitosis dan meiosis dapat mengadakan duplikasi.
    • d. Ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogen.
    • e. Sebagai zarah yang terdapat dalam kromosom.
29. 3. Fungsi Gen
    • Fungsi gen antara lain:
    • a. Menyampaikan informasi kepada generasi berikutnya.
    • b. Sebagai penentu sifat yang diturunkan.
    • c. Mengatur perkembangan dan metabolisme.
30. 4. Simbol-Simbol Gen
    • 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.
    • b. Gen resesif, yaitu gen yang terkalahkan (tertutupi) oleh gen lain (gen dominan) sehingga sifat yang dibawanya tidak terekspresikan pada keturunannya.
    • c. Gen heterozigot , yaitu dua gen yang merupakan perpaduan dari sel sperma (A) dan sel telur (a).
    • d. Gen homozigot, dominan, yaitu dua gen dominan yang merupakan perpaduan dari sel kelamin jantan dan sel kelamin betina, misalnya genotipe AA.
    • e. Gen homozigot resesif, yaitu dua gen resesif yang merupakan hasil perpaduan dua sel kelamin. Misalnya aa.
    • f. Kromosom homolog, yaitu kromosom yang berasal dari induk betina berbentuk serupa dengan kromosom yang berasal dari induk jantan.
    • g. Fenotipe, yaitu sifat-sifat keturunan pada F1, F2, dan F3 yang dapat dilihat, seperti tinggi, rendah, warna, dan bentuk.
    • h. Genotipe, yaitu sifat-sifat keturunan yang tidak dapat dilihat, misalnya AA, Aa, dan aa.
    phury
31. C. Alel dan Multiple Alel
    • Lokus merupakan unit-unit yang lebih kecil pada kromosom yang memberikan bentuk seperti rangkaian manik atau pita dengan garis-garis melintang yang menunjukkan letak-letak gen.
    • Gen A dan gen a merupakan gen yang sealel, karena terletak pada lokus yang bersesuaian dan mengawasi sifat yang sama atau setaraf tetapi ekspresinya berbeda. Misalnya gen A dan alelnya a sama-sama mengawasi bentuk hidung, tetapi untuk gen A mengekspresikan hidung mancung, sedangkan alelnya gen a mengekspresikan hidung pesek.
    • 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. Peristiwa yang menunjukkan di mana suatu gen mempunyai alel lebih dari satu disebut sebagai multiple alel. ( Toegino, 1997:32).
32. Contoh:
    • 1 . Pada kelinci terdapat seri multiple alel yang mempengaruhi warna
    • bulu kelinci. Warna bulu kelinci yang normal adalah kelabu (polos)
    • ditentukan oleh alel C. Alel C mengalami mutasi dan menghasilkan 3
    • macam alel yang menyimpang dari aslinya, terdiri dari:
    • a. Cch, berfenotipe kelabu muda (chinchilla).
    • b. Ch, berfenotipe putih hitam (himalaya).
    • c. c, berfenotipe albino (tidak berpigmen).
    • Urutan dominasinya adalah C > Cch > Ch > c.
33. • 2. Pada manusia dikenal adanya sistem golongan darah ABO yang
    • diwariskan oleh multiple alel dari sebuah gen. Dalam golongan darah
    • manusia terdapat satu gen dan disebut gen I, dengan alel gandanya,
    • yaitu golongan darah A alelnya IA, golongan darah B alelnya IB,
    • golongan darah AB alelnya IAIB dan golongan darah O alelnya IO.
    • Urutan dominasinya adalah IA > IO, IB > IO sedangkan alel IA tidak
    • dominan terhadap IB dan sebaliknya.
34. D. Kromosom
    • Istilah kromosom dikenalkan oleh W.Waldayer yang mengatakan
    • bahwa kromosom berasal dari dua kata, yaitu chroma yang berarti warna
    • dan soma berarti badan .
    1. Sifat Kromosom 2. Klasifikasi Kromosom 3. Susunan Kromosom 4. Jumlah Kromosom Organisme 5. Tipe-Tipe Kromosom 6. Peran Kromosom dalam Pewarisan Sifat
35. 1. Sifat Kromosom
    • Sifat-sifat kromosom adalah:
    • a. Hanya terlihat pada waktu sel membelah.
    • b. Mempunyai ukuran panjang antara 0,2 – 40 m (mikron).
    • c. Kromosom pada sel prokariotik hanya memiliki satu kromosom dan tidak terletak di dalam inti sel.
    • d. Kromosom sel eukariotik, jumlahnya bervariasi menurut jenis organisme dan terdapat di dalam nukleus.
    • e. Umumnya memiliki susunan kimia yang terdiri dari kromatin 60%, protein 35%, DNA, dan RNA 5%.
    • f. Protein terdiri dari histon dan nonhiston (bersifat netral atau asam).
    • g. Memiliki beberapa enzim yang terlibat dalam sintesis DNA dan RNA.
36. 2. Klasifikasi Kromosom
    • Berdasarkan jenis dan fungsinya, kromosom diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu:
    • a. Kromosom autosom (kromosom tubuh), yaitu kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin.
    • b. Kromosom gonosom (kromosom seks), yaitu sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin, pada umumnya dibedakan atas dua macam, yaitu kromosom seks X dan kromosom seks Y (misalnya pada manusia).
37. • Keseluruhan kromosom pada individu atau spesies dinamakan genom.
    • Seorang perempuan dewasa normal dalam kromosomnya memiliki 22 pasang kromosom autosom dan 1 pasang kromosom seks (XX) serta formula kromosomnya adalah 22AA + XX atau 44A + XX. Pada laki-lakidewasa normal memiliki sebuah kromosom X dan sebuah kromosom Y serta 22 pasang kromosom autosom. Formula kromosomnya adalah 22AA + XY atau 44A + XY .
38. • Berdasarkan lokasinya pada individu, kromosom dibedakan menjadi
    • 2, yaitu:
    • a. Kromosom prokariotik, yaitu kromosom yang sangat sederhana dan
    • hanya terdapat pada organisme prokariotik. Misalnya: kromosom
    • virus mozaik pada tembakau hanya berupa pita ARN tunggal dan
    • kromosom pada bakteri E. coli berupa benang ADN tunggal yang
    • melingkar atau diikuti oleh molekul ARN.
    • b. 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.
39. 3. Susunan Kromosom
    • Bagian-bagian kromosom adalah:
    • a. Sentromer (kinetokor)
    • Merupakan penghubung antara kromonema yang satu dengan lainnya dan berfungsi sebagai tempat melekatnya benang gelendong pada waktu kromosom akan bergerak menuju ke kutub sel, pada fase anafase pembelahan kromosom.
    • b. Kromonema
    • Pita berbentuk spiral, tempat melekatnya kromiol dan kromomer.
40. • c. Kromomer (granula besar)
    • Kromonema yang mengalami penebalan di beberapa tempat dan merupakan bahan nukleoprotein yang mengendap serta sebagai tempat lokus gen.
    • d. Kromiol (granula kecil)
    • Kromosom yang mengalami sedikit penebalan.
    • e. Telomer
    • Bagian yang terdapat pada ujung kromosom dan berfungsi untuk menghalangi bersambungnya kromosom satu dengan lainnya.
41. • f . Matriks
    • Cairan sitoplasma (endoplasma) yang agak memadat dan terdapat di dalam kromosom.
    • g. Lokus gen
    • Bagian yang berfungsi sebagai tempat pembawa sifat-sifat keturunan (hereditas).
    • h. Satelit
    • Bagian tambahan yang terdapat pada ujung kromosom dan tiap kromosom belum tentu memilikinya.
    • i. Selaput (membran)
    • Lapisan tipis yang menyelaputi kromosom.
42. 4. Jumlah Kromosom Organisme
    • Jumlah kromosom pada setiap organisme sangat bervariasi.
    • Berikut contoh jumlah kromosom stiap makhluk hidup:
44. 5. Tipe-Tipe Kromosom
    • Berdasarkan letak sentromer dan lengan, bentuk kromosom dibedakan menjadi empat macam sebagai berikut:
    • 1. Bentuk telosentrik, yaitu jika letak sentromer berada di ujung.
    • 2. Bentuk akrosentrik , yaitu jika letak sentromer mendekati ujung.
    • 3. Bentuk submetasentrik , yaitu jika letak sentromer agak jauh dari ujung kromosom dan biasanya membentuk huruf L atau J.
    • 4. Bentuk metasentrik , yaitu jika letak sentromer berada di tengah sehingga panjang masing-masing lengan sama.
45. 
    
46. 6. Peran Kromosom dalam Pewarisan Sifat
    • Menurut hukum Mendel, gen dalam kromosom terdapat dalam
    • keadaan berpasangan dan anggota pasangan itu diperoleh dari parental
    • (induk). Pada waktu pembelahan meiosis, pasangan kromosom tersebut
    • berpisah dan hanya satu anggota dari setiap pasangan itu yang berpindah
    • ke sel kelamin.