Makalah Substansi Genetika [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1



Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mendengar istilah tes DNA dan penyakit-



penyakit yang berhubungan dengan kerusakan atau kelainan kromosom. Tes DNA belakangan ini marak digunakan oleh orang tua maupun anak untuk membuktikan bahwamereka benarbenar orang tua atau anak mereka. Dalam bidang kedokteran, sering ditemukan pasien-pasien yang ternyata menderita penyakit kelainan atau kerusakan kromosom sehingga bentuk tubuh maupun tingkah lakunya tidak seperti orang normal. Kelainan pada kromosom bisa diisebabkan oleh virus ataupun bakteri. Seluruh metabolisme dalam tubuh diatur oleh gen. Gen terdapat pada DNA. DNA merupakan salah satu komponen penyusun kromosom. Komponen penyusun dari kromosaon juag terdapat Protein dan asam nukleat (DNA dan RNA). Dalam DNA dan RNA terdapat sintesis protein, transkripsi dan translasi. Dalam genetika, juga dipelajari perbedaan-perbedaan dari komponen-komponen substansi genetika yang membawa sifat-sifat dari induk keketurunannya. Dengan uraian-uraian diatas, maka kami memberikan judul Karya Tulis Ilmiah ini dengan “ Substansi Genetika”.



1.2   1.3



Rumusan Masalah Apakah perbedaan dari gen (DNA) dengan gen (RNA)? Apakah fungsi dari gen, DNA dan RNA? Metode Penelitian Penelitian ini dilaksakan menggunakan Metode Study Pustaka.



1.4



Tujuan Penelitian



 



Untuk mengetahui perbedaan-perbedaan unit dalam substansi genetika. Mengetahui masing-masing fungsi dari substansi genetika.



1.5



Manfaat Penelitian



1. Menambah pengetahuan kepada siswa tentang materi Substansi Genetika. 2. Dapat memahami konsep dari masing-masing sub dari materi Substansi Genetika.



BAB II PEMBAHASAN



1.1



Kajian Pustaka (Kerangka Teori)



1.1.1 Pengertian A. SUBSTANSI GENETIKA Genetika adalah ilmu tentang keturunan yang mempelajari berbagai problematika manusia seperti kesehatannya, cacat lahirnya jasmani maupun mental, pewarisan ciri-ciri dan kelainanbawaan, bahkan sampai merekayasanya. Setiap tubuh mahluk terdapat berjuta-juta sel. Sel merupakan komponen terkecil penyusun makjluk hidup. Dalam setiap sel terdapat nukleus, dalam nukleus terdapat kromosom. A. Kromosom Kromosom adalah suatu struktur padat yang terdiri dari 2 komponen molekul, yaitu: Protein dan DNA. Struktur padat kromosom hanya dapat dilihat jelas saat sel membelah pada tahap metaphase.Terdapat di dalam nukleus (inti sel). 1. Bagian dari kromosom Proses pengemasan DNA dan protein terjadi pada tahap profase. Proses



yang



terjadi



adalah



sebagai



berikut:



Untai DNA dipintal dalam suatu protein histon, menjadi suatu unit yang disebut nukleosom. Nukleosom satu dengan yang lainnya bergabung membentuk benang yang lebih padat dan terpintal menjadi lipatan-lipatan yang disebut dengan solenoid. Solenoid satu dan yang lainnya bergabung dan lebih padat lagi membentik suatu benang yang disebut kromatin. Benangbenang halus kromatin memadat membentuk lengan kromatid. Lengan kromatid berpasangan membentuk kromosom. Kromosom secara umum terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut: a. Kromonema (jamak: kromonemata), bagian dari kromosom berupa pita bentuk spiral. b. Kromomer, merupakan kromonema yang mempunyai penebalan-penebalan di beberapa tempat, dan beberapa akli juga menganggap sebagai nukleoprotein yang mengendap. c. Sentromer, bagian yang menentukan bentuk dari suatu kromosom.Berfungsi sebagai tempat berpegangnya benang plasma dari gelendong inti (“spindle”) pada tahap anafase pada pembelahan inti. d. Lekukan ke dua, sebagai tempat terbentuknya nukleolus (anak inti sel), disebut juga pengatur nukleolus (“nucleolar organizer”). e. Telomer, Bagian ujung kromosom yang berperan untuk menghalangi bersambungnya kromosom yang satu dengan yang lainnya. f. Satelit, tidak selalu ada pada setiap kromosom, merupakan bagian tambahan pada ujung kromosom. Kromosom yang mempunyai satelit disebut satelit kromosom.



a.



b.



c.



d.



a.



b.



Bentuk kromosom berdasarkan letak sentromernya terdapat: Metasentris, sentromer terletak pada tengah-tengah kromosom (median), sehingga membagi kromosom menjadi dua bagian yang sama panjang dan mempunyai bentuk seperti huruf V. Submetasentris, sentromer terletak submedian (ke arah salah satu ujung kromosom), sehingga kromosom terbagi menjadi dua bagian yang tidak sama panjang dan bentuknya seperti huruf J. Akrosentris, sentromer terletak terminal (di dekat ujung kromosom), sehingga kromosom tidak membengkok tetapi lurus seperti batang. Satu lengan kromosom sangat pendek, lengan yang lainnya sangat panjang. Telosentris, sentromer terletak di ujung kromosom, sehingga kromosom hanya mempunyai satu buah lengan dan berbentuk lurus seperti batang. Manusia tidak mempunyai bentuk kromosom telosentris. Kromosom manusia dibedakan menjadi dua tipe, yaitu: Autosom, kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin. Dari 46 kromosom di dalam inti sel tubuh manusia, sebanyak 44 buah (22 pasang) merupakan autosom. Gonosom, sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin. Gonosom dibedakan menjadi dua macam, yaitu kromosom-X dan kromosom-Y.



Formula kromosom manusia adalah:  Untuk laki-laki adalah 46, XY atau dapat ditulis juga 44 + XY.  Untuk wanita adalah 46, XX atau dapat ditulis juga 44 + XX.



B.



DNA



1.



Struktur DNA



DNA tersusun atas banyak nukleotida (polinukleotida). Setiap nukleotida terdiri atas tiga bagian yaitu: a. Satu molekul gula (dalam hal ini adalah "deoksiribosa") b. Satu molekul fosfat c. Satu molekul basa nitrogen. Basa nitrogen terdiri dari dua jenis yaitu: 1) Purin: Adenin (A) dan Guanin (G) 2) Pirimidin: sitosin (C) dan Timin (T)



Gambar 3. Struktur DNA (www.praweda.co.id)



Satu molekul gula dan satu molekul basa disebut "nukleosida" ketentuan chargaff menyatakan bahwa perbandingan A/T dan S/G selalu mendekati satu. Watson dan Crick berpendapat bahwa struktur DNA “double helix” hanya dapat stabil, apabila basa adenin dari satu pita berpasangan dengan basa timin dari pita pasangannya, dan



basa sitosin berpasangan dengan basa guanin. Pasangan adenin dan timin dihubungkan oleh 2 atom H, sedangkan basa sitosin dan guanin dihubungkan dengan 3 atom H.  Sebuah nukleotida selalu memiliki ujung 3’ – OH dan 5’P, sehingga dalam “double helix” menurut model Watson-Crick terdapat satu buah pita dengan arah 3’→ 5’, sedangkan pita pasangannya 5’→ 3’.



Gambar 4. Rumus bangun kimia basa nitrogen, nukleotida (www.praweda.co.id)



2. Replikasi DNA



a. Semikonservatif. Rantai ganda DNA lama berpisah kemudian rantai baru disintesis pada masing-masing rantai DNA lama. b. Konservatif. Rantai ganda DNA lama tidak berubah. Berfungsi sebagai cetakan buat DNA baru. c. Dispersif. Beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebagai cetakan DNA baru. Sehingga DNA lama dan baru tersebar.



Gambar 5. Replikasi DNA



(genetics.gsk.com) B.



RNA



1. Struktur RNA RNAmerupakan rantai tunggal polinukleotida. Tiap ribonukleotida terdiri dari 3 gugus molekul, yaitu gula 5 karbon (ribosa), basa nitrogen, yang terdiri dari basa purin yang sama dengan DNA sedangkan pirimidin berbeda, yaitu sitosin dan urasil, dan gugus fosfat.



Gambar 6. Struktur RNA (www-math.mit.edu)



Basa purin dan pirimidin berikatan dengan gula ribosa membentuk nukleosida atau ribonukleosida. Ribonukleosida yang berikatan dengan gugus fosfat membentuk nukleotida atau ribonukleotida.



2. Tipe RNA



RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu: a. RNA duta (RNAd) atau messenger RNA (mRNA). Terdapat di dalam inti sel (nukleus). Berfungsi untuk membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom yang ada di inti ke sitoplasma. b. RNA pemindah (RNAp) atau transfer RNA (tRNA). Terdapat di dalam sitoplasma. RNA p berfungsi untuk mengikat asam amino yang terdapat di dalam sitoplasma, kemudian membawanya ke ribosom.



Gambar 7. Struktur RNA transfer (Cambell, 2000)



c. RNA ribosom (RNAr) atau ribosome RNA (rRNA). Terdapat di dalam ribosom. Berfungsi untuk mensintesis protein dengan menggunakan basa asam amino, yang menghasilkan polipeptida.



PERBEDAAN ANTARA DNA DAN RNA



Perbedaan Gula Basa Pirimidin Bentuk



Letak Kadar



DNA Deoksiribisa Timin Rantai ganda (“double helix”), rantai panjang, terpilin Nukleus, Kloroplas, danMitokondria



RNA Ribosa Urasil Rantai tunggal, pendek, tidak terpilin



Tetap



Tidak Tetap



Nukleus, sitoplasma, kloroplas, danmitokondria



D. Kode Genetika kode genetik adalah suatu cara untuk menentukan jumlah serta urutan nukleotida yang berperan dalam menentukan posisi yang tepat dari tiap asam amino dalam rantai peptida yang bertambah panjang. Jika sebuah kodon terdiri dari tiga nukleotida maka akan didapatkan 43= 64 kodon. Kode ini dinamakan kode triplet. Kode ini memenuhi syarat karena melebihi jumlah asam amino, walaupun kelebihan 44 kodon, karena beberapa macam asam amino dapat diberi kode oleh beberapa kodon disebut kodon sinomius. Hanya metionin dan triptofan yang mempunyai kodon tunggal.



E. Alel



Gen menempati suatu ruangan dalam kromosom disebut lokus gen. Lokus gen adalah tempat tertentu dalam kromosom yang diduduki oleh setiap gen. Sepasang gen yang berada pada lokus yang sama pada kromosom homolog disebut alel. Alel dapat memiliki fungsi sama, saling mendukung, atau berlawanan. Gen terdiri atas sepasang alel yang sejenis atau berlainan. Contoh gen yang fungsinya sama adalah gen penentu warna merah pada bunga, memiliki pasangan gen penentu warna merah pula. Karena alel fungsinya sama, maka disebut alel homozigot. Organisme disebut homozigot jika alelnya sama. Sebaliknya, organisme disebut heterozigot jika alelnya berbeda. Contoh alel yang fungsinya tidak sama (berlawanan) adalah gen penentu warna merah pada bunga, memiliki pasangan gen penentu warna putih, sehingga sifat yang muncul tidak sama, maka disebut alel heterozigot. Kedua alel gen terletak pada sepasang kromosom homolog.



Gb.



Letak



gen



dan



alel



pada



kromosom



F. Ekspresi GEN



Ekspresi gen merupakan proses penterjemaahan informasi yang dikode di dalam gen menjadi urutan asam amino selama sintesis protein. Dogma sentral ekspresi gen adalah sebagai berikut: 1. Transkripsi Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan yang disebut sense, sedangkan pasangan rantai DNAnya disebut rantai antisense. Terjadi di dalam inti sel. Transkripsi terdiri dari tiga tahap, yaitu: a. Inisiasi (permulaan). Transkripsi diawali oleh promoter, yaitu daerah DNA tempat RNA polimerase melekat. Fungsi promoter selain menentukan di mana transkripsi dimulai, juga menentukan yang mana dari kedua rantai ganda DNA yang digunakan sebagai cetakan.



b. Elongasi (pemanjangan). Ketika RNA bergerak di sepanjang DNA, pilinan rantai ganda DNA tersebut terbuka secara berurutan kira-kira 10-20 basa DNA.



c. Terminasi (pengakhiran). Transkripsi berlangsung hingga RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang dinamakan terminator. Terminator merupakan urutan DNA yang berfungsi untuk mengakhiri proses transkripsi.



F. Sintesis Protein. Sintesis protein adalah proses penerjemahaan informasi gen yang berisi enzim atau protein yang di inginkan menjadi enzim atau protein tersebut. Tahapannya: 1. Transfer informasi genetik dari DNA ke RNA (transkripsi) 2. Penerjemahaan informasi genetik yang terdapat pada mRNA kedalam polipeptida (translasi)



1. Transkripsi DNA mentranskripsikan kode-kode kinetikdengan membentuk mRNA yang mengandung rumusan protein yang akan dibentuk. Langkah-langkah transkripsi: Pita dauble heliks membuka dengan bantuan enzim RNA polimerase (berbentuk holoenzim). Pembentukan RNA –d dengan basa nitrogen yang komplementer dengan salah satu dari pita DNA. 2. Translasi Dimana mRNA yang sudah keluar dari inti sel dan telah melalui proses splicing (penyambungan) akan bergabung dan menempel pada ribosom. tRNA berperan dalam mengikat azam amino pada salah satu ujungnya dan membawa asam-asam amino tersebut, menuju ribosom untuk disusun menjadi urutan nukleotida yang sesuai cetakan, yang ada pada kodon mRNA.



2.1 Hasil Penelitian



PERBEDAAN ANTARA DNA DAN RNA Perbedaan Gula Basa Pirimidin Bentuk



Letak Kadar



DNA Deoksiribisa Timin Rantai ganda (“double helix”), rantai panjang, terpilin Nukleus, Kloroplas, dan Mitokondria Tetap



RNA Ribosa Urasil Rantai tunggal, pendek, tidak terpilin Nukleus, sitoplasma, kloroplas, dan mitokondria Tidak Tetap



 Genetika adalah ilmu tentang keturunan yang mempelajari berbagai problematika manusia seperti kesehatannya, cacat lahirnya jasmani maupun mental, pewarisan ciri-ciri dan kelainan bawaan, bahkan sampai merekayasanya.Setiap tubuh mahluk terdapat berjuta-juta sel.  RNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makro molekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik. RNA sebagai penyimpan informasi genetic misalnya pada materi genetik virus, terutama golongan retrovirus. RNA sebagai penyalur informasi genetic misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein. RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim( ribozim ) yang dapat mengkalisformasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.  DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosanukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik.



BAB III KESIMPULAN



3.1 Kesimpulan Struktur Genetika ilmu pengetahuan yang membahas tentang kompone-komponen penyusun struktur sel dalam tubuh manusia. Komponen dalam struktur genetika terdiri dari RNA, DNA, Alel, dan sintesis protein.  RNA merupakan rantai tunggal polinukleotida. Tiap ribonukleotida terdiri dari 3 gugus molekul, yaitu gula 5 karbon (ribosa), basa nitrogen, yang terdiri dari basa purin yang sama dengan DNA sedangkan pirimidin berbeda, yaitu sitosin dan urasil, dan gugus fosfat.  DNA tersusun atas banyak nukleotida (polinukleotida).  Alel merupakan sepasang gen yang beradapadalokus yang samapadakromosom homolog.  Sintesis protein adalah proses penerjemahaan informasi gen yang berisi enzim atau protein yang di inginkan menjadi enzim atau protein tersebut.



3.2 Saran Jadi, kita sebagai makhluk hidup yang memiliki banyak komponen dalam tubuh kita harus selalu menjaga kesehatan mengandung nutrisi yang banyak.



dan menjaga mengkonsumsi makanan yang banyak



Daftarpustaka BukuSekolahElektronikBiologikelas XII. AryulinaDiah, Muslim Choirul, ManafSyalfinaf, &WinarniWidi Endang.2006.Biologi 3 SMA dan MA untukKelas XII. Esis,Jakarta. KusumawatiRohana&Windarsin Gut.2010.Buku PanduanPendidikBiologiuntuk SMA atauMA.Intan Pariwara,Klaten. ModulSiswaBiologiuntuk SMA/MA Kelas XII.2013.Aspirasi,Surakarta.