Pengertian dan Sifat Gen beserta Fungsinya

Diposting pada

Pengertian-dan-Sifat-Gen-beserta-Fungsinya

Pengertian Gen

Apa itu gen? Apa fungsi gen? Seperti apa sifatnya gen? Apabila kalian tertarik untuk mengetahuinya, maka kalian dapat membaca uraian singkat dibawah ini. Yang dimaksud dengan gen adalah suatu bagian dari kromosom atau DNA dalam kromosom, yaitu dalam lokus yang mengontrol ciri-ciri genetis dari sebuah makhluk hidup.

Gen diwariskan oleh satu individu kepada keturunannya, yakni lewat suatu proses reproduksi. Oleh sebab itu, segala macam bentuk serta fungsi informasi kehidupan suatu organisme dapat terjaga keutuhannya. Sebuah gen dapat berpasangan dalam satu lokus pada kromosom homolog. Dan gen-gen yang berpasangan tersebut dinamakan dengan alel. Alel bisa membawa ciri-ciri sifat yang sama ataupun berbeda, misalnya sifat tangkai panjang dan tangkai pendek.


Genetika adalah ilmu yang mempelajari sifat keturunan. Keturunan adalah proses biologis dimana orangtua atau induk mewariskan gen kepada anaknya atau keturunannya. Istilah Genetika (kata serapan dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani: ?????, genno yang berarti “melahirkan”) adalah cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Secara singkat dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya. Istilah “genetika” diperkenalkan oleh William Bateson pada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick dan ia menggunakannya pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906.


Genetika disebut juga ilmu keturunan, berasal dari kata genos (bahasa latin), artinya suku bangsa-bangsa atau asal-usul. Secara “Etimologi”kata genetika berasal dari kata genos dalam bahasa latin, yang berarti asal mula kejadian. Genetika adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk alih informasi hayati dari generasi kegenerasi. Dengan singkat dapat pula dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang pewarisan sifat. Dalam ilmu ini dipelajari bagaimana sifat keturunan (hereditas) itu diwariskan kepada anak cucu, serta variasi yang mungkin timbul didalamnya.

Genitika perlu dipelajari, agar kita dapat mengetahui sifat-sifat keturunan kita sendiri serta setiap makhuk hidup yang berada dilingkungan kita. Kita sebagai manusia tidak hidup autonom dan terinsolir dari makhuk lain sekitar kita tapi kita menjalin ekosistem dengan mereka. Oleh karena itu, selain kita harus mengetahui sifat-sifat menurun dalam tubuh kita, juga pada tumbuhan dan hewan. Genetika bisa sebagai ilmu pengetahuan murni, bisa pula sebagai ilmu pengetahuan terapan. Sebagai ilmu pengetahuan murni ia harus ditunjang oleh ilmu pengetahuan dasar lain seperti kimia, fisika dan metematika juga ilmu pengetahuan dasar dalam bidang biologi sendiri seperti bioselluler, histologi, biokimia, fiosiologi, anatomi, embriologi, taksonomi dan evolusi. Sebagai ilmu pengetahuan terapan ia menunjang banyak bidang kegiatan ilmiah dan pelayanan kebutuhan masyarakat.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Genetikan dan Subtansi Genetika Pada Manusia (LENGKAP)


Sejarah Gen

Gregor Mandel telah berspekulasi terhadap adanya suatu bahan yang terkait dengan suatu karakter atau sifat didalam tubuh suatu individu yang bisa diwariskan dari satu generasi ke kenerasi selanjutnya. Ia menyebtnya ‘faktor’. Oleh Hugo de Vries, konsep yang sama ia namakan pengen (pan-gen) pada buku yang ia karang Intracellular Pangenesis (terbit 1889). Belum membaca tulisan model, de Vries mendefinisikan pangen sebagai “partikel terkecil yang mewakili satu penciri terwariskan”. Wilhelm Johannsen lalu menyingkat sebagai gen dua puluh tahun kemudian.


Pada 1910, Thomas Hunt Morgan menunjukan bahwa gen terletak di kromosom. Dan selanjutnya, terjadi sebuah ‘perlombaan’ seru untuk menemukan subtansi yang merupakan gen. Banyak penghargaan Nobel yang kemudian terjatuh pada penelitian yang terlibat dalam subjek ini. Pada saat itu DNA telah ditemukan serta diketahui hana berada pada kromosom (1869), namun orang belum menyadari bahwa DNA terkait dengan gen. Lewat penelitian Oswald Avery terhadap bakteri Pneumococcus (1943), dan Alfred Hershey dan Martha Chase (publikasi 1953) dengan virus bakteriofag T2, setelah orang mengetahui bahwa DNA merupakan bahan genetik.


Pada tahun 1940an, George Beadle dan Edward Tatum melakukan sebuah percobaan dengan Neurospora crassa. Dari sebuah percobaan itu, Beadle dan tatum bisa menarik hipotesis bahwa gen mengkode enzim, serta mereka menympulkan bahwa suatu gen menyentesis satu enzim (one gene-one enzyme theory). Setelah beberapa puluh tahun, ditemukan bahwa gen mengkode protein yang tidak hanya berfungsi sebagai enzim saja, serta sejumlah protein tersusun dari dua atau lebih polipeptida. Dengan adanya sebuah penemuan-penemuan itu, pendapat Beadle dan Tatum, one gene-one enzyme theory, telah dimodifikasi menjadi teori satu gen-satu polipeptida (one gene-one polypetide theory)


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Struktur dan Ciri Alveolus beserta Fungsinya


Cabang-Cabang Genetika

Genetika berkembang baik sebagai ilmu murni maupun ilmu terapan. Cabang-cabang ilmu ini terbentuk terutama sebagai akibat pendalaman terhadap suatu aspek tertentu dari objek kajiannya.

Cabang-cabang murni genetika antara lain:

  • Genetika molekular
  • Genetika sel (sitogenetika)
  • Genetika populasi
  • Genetika kuantitatif
  • Genetika perkembangan

Cabang-cabang terapan genetika antara lain:

  • Genetika kedokteran
  • Ilmu pemuliaan
  • Rekayasa genetika atau rekayasa gen

Bioteknologi merupakan ilmu terapan yang tidak secara langsung merupakan cabang genetika tetapi sangat terkait dengan perkembangan di bidang genetika.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Inilah Tes IQ, Tes Intelegensi Yang Bisa Anda Coba | Ayok Sinau


Substansi Genetika

Kromosom

Istilah kromosom dikenalkan oleh W.Waldayer yang mengatakanbahwa kromosom berasal dari dua kata, yaitu chroma yang berarti warna dan soma berarti badan. Oleh karena itu, kromosom dapat diartikan sebagai badan yang menyerap warna. Kromosom terdapat pada nukleus (inti sel) setiap sel. Kromosom dapat diamati pada tahap metafase saat pembelahan mitosis maupun meiosis.


Sifat Kromosom

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

Klasifikasi Kromosom

Kromosom dalam tubuh berdasarkan pengaruhnya terhadap penentuan jenis kelamin dan sifat tubuh dibedakan menjadi dua, yaitu:

  • Autosom, disebut juga kromosom biasa atau kromosom tubuh. Autosom tidak menentukan jenis kelamin organisme. Pada manusia dengan jumlah kromosom sel somatis 46 buah, memiliki 44 autosom. Selebihnya, 2 kromosom, adalah kromosom kelamin. Penulisan autosom dilambangkan dengan huruf A sehingga penulisan autosom sel somatis manusia adalah 44A atau 22AA.
  • Gonosom, disebut juga kromosom kelamin atau kromosom seks. Gonosom dapat menentukan jenis kelamin makhluk hidup. Jumlahnya sepasang pada sel somatis. Pada manusia dengan jumlah kromosom sel somatis 46 buah, terdapat 44 autosom dan 2 gonosom. Terdapat 2 jenis gonosom, yaitu X dan Y. Umumnya pada makhluk hidup, gonosom X menentukan jenis kelamin betina dan gonosom Y menentukan jenis kelamin jantan. Susunan gonosom wanita XX dan gonosom pria XY. Oleh karena itu, penulisan kromosom sel somatic (2n) adalah 44A + XY (pria) atau 44A + XX (wanita). Adapun untuk sel gamet (n) adalah 22A + X atau 22A + Y.

Struktur Kromosom

    1. Sentromer (kinetokor)merupakan penghubungantara 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.
    2. Kromonemamerupakanpita berbentuk spiral, tempat melekatnya kromiol dan kromomer.
    3. Kromomer (granula besar), kromonema yang mengalami penebalan di beberapa tempat dan merupakan bahan nukleoprotein yang mengendap serta sebagai tempat lokus gen.
    4. Kromiol (granula kecil)merupakankromosom yang mengalami sedikit penebalan.
    5. Telomeryaitubagian yang terdapat pada ujung kromosom dan berfungsi untuk menghalangi bersambungnya kromosom satu dengan lainnya.
    6. Matriksyaitucairan sitoplasma (endoplasma) yang agak memadat dan terdapat di dalam kromosom.
    7. Lokus genyaitubagian yang berfungsi sebagai tempat pembawa sifat-sifat keturunan (hereditas).
    8. Satelityaitubagian tambahan yang terdapat pada ujung kromosom dan tiap kromosom belum tentu memilikinya.
    9. Selaput (membran)yaitulapisan tipis yang menyelaputi kromosom.

Tipe-Tipe Kromosom

Berdasarkan panjang lengan yang dimilikinya kromosom  dibedakan menjadi  metasentrik, submetasentrik, akrosentrik, dan  telosentrik.

  • Metasentrik, kromosom jenis ini memiliki panjang lengan yang relative sama sehingga sentromer berada di tengah-tengah kromosom.
  • Submetasentrik, kromosom jenis ini memiliki satu lengan kromosom lebih pendek sehingga letak sentromer sedikit bergeser dari tengah kromosom.
  • Akrosentrik, pada kromosom ini salah satu lengan kromosom jauh pendek dibandingkan lengan kromosom lainnya.
  • Telosentrik, kromosom ini hanya memiliki satu buah lengan saja sehingga letak sentromernya berada di ujung kromosom.

DNA dan RNA

Asam nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit mononukleotida, jika unit-unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat itu disebut dioksiribonukleat (DNA) dan jika terdiri dari unit-unit mononukleotida disebut asam ribonukleat (RNA). DNA dan RNA mempunyai sejumlah sifat kimia dan fisika yang sama sebab antara unit-unit mononukleotida terdapat ikatan yang sama yaitu melalui jembatan fosfodiester antara posisi 3? suatu mononukleotida dan posisi 5? pada mononukleotida lainnya (Harpet, 1980).

Dua tipe utama asam nukleat adalah DNA dan RNA. DNA terutama ditemui dalam inti sel, asam ini merupakan pengemban kode genetik dan dapat memproduksi atau mereplikasi dirinya dengan tujuan membentuk sel-sel baru untuk memproduksi organisme itu dalam sebagian besar organisme, DNA suatu sel mengerahkan sintesis molekul RNA, satu tipe RNA, yaitu messenger RNA (mRNA), meninggalkan inti sel dan mengarahkan tiosintesis dari berbagai tipe protein dalam organisme itu sesuai dengan kode DNA-nya (Fessenden, 1990).


a. Struktur DNA

Asam deoksiribonukleat atau disingkat DNA merupakanpersenyawaan kimia yang paling penting pada makhluk hidup, yangmembawa 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 basanitrogen, dan 1 gula pentosa. Gula pentosa yang menyusun DNAterdiri 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.

Nukleotida merupakan ikatan antara basa nitrogen dengan gula pentosa.Menurut Watson dan Crick, susunan DNA adalah:

  • Setiap DNA terdiri dari 2 rantai polinukleotida yang berpilin (double heliks).
  • Setiap nukleotida terletak pada bidang datar yang tegak lurus seakan-akan membentuk anak tangga, sedangkan phospat membentuk ibu tangganya.
  • Antara 2 rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan hidrogen pada masing-masing pasangan basa nitrogennya.
  • 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 berpasangandengan Sitosin (S) dari kelompok pirimidin.


b. Replikasi DNA

Replikasi adalah proses duplikasi DNA secara akurat. Genom manusia pada satu sel terdiri sekitar 3 milyar dan pada saat replikasi harus diduplikasi secara akurat (persis tidak boleh ada yang salah). Replikasi adalah transmisi vertical (dari sel induk ke sel anak supaya informasi genetik yang diturunkan sama dengan sel induk). Replikasi hanya terjadi pada fase S (pada mamalia), Replikasi terjadi sebelum sel membelah dan selesai sebelum fase M.

Dalam perkembangan ilmu pengetahuan ada 3 teori yangmenyatakan cara duplikasi DNA:

  • Teori konservatif
    DNA induk tidak mengalamiperubahan apapun, lalu urutan basabasanitrogennya disalin sehinggaterbentuk dua rantai DNA yang samapersis.
  • Teori dispersif
    DNA induk terpotong-potong,kemudian potongan-potongantersebut merangkai diri menjadi duabuah DNA baru yang mempunyai urutan basa-basa nitrogen sama persisseperti urutan basa nitrogen semula.
  • Teori semikonservatif
    Pada saat akan mengadakan replikasi kedua, rantai polinukleotidaakan memisahkan diri sehingga basa-basa nitrogen tidak berpasangan.Nukleotida bebas mengandung basa nitrogen yangbersesuaian akan menempatkan diri berpasangan dengan basa nitrogen dari kedua rantai DNA induk, sehingga terbentuk dua buah DNA yang samapersis.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Komponen Penyusun Darah Manusia dan Fungsinya (Lengkap)


Ekspresi Gen

Ekspresi gen merupakan proses dimana kode-kode informasi yang terdapat pada gen diubah menjadi protein-protein yang beroperasi hanya di dalam sel. Ekspresi gen terdiri dari dua tahap:

  • Translasi, proses sintesis polipeptida yang spesifik di dalam ribosom.
  • Transkripsi, proses pembuatan salinan RNA.

Proses transkripsi DNA menjadi mDNA serta translasi mDNA menjadi sebuah polipeptida disebut dogma sentral (central dogma). Dogma sentral berlaku pada prokariot dan eukariot. Tetapi pada eukariot terdapat tahapan tambahan yang menjadi di antara transkripsi dan translasi yang disebut tahapa pre-mRNA.

Tahap pre-mRNA merupakan untuk menyeleksi mRNA yang akan dikirim keluar nukleus untuk ditranslasikan di ribosom. Ekson adalah mRNA yang akan dikirim keluar nukleus untuk ditranslaasikan, sedangkan nitron adalah mRNA yang akan tetap berada didalam nukleus sebab kemungkinan mRNA itu akan membentuk protein yang tidak fungsional (tidak berguna) bila ditranslasikan. Intron kemudian akan terurai kembali untuk membentuk rantai mRNA baru. Ketahui pula bahwa beberapa kesalahan yang disebut mutasi dapat terjadi pada proses ekspresi gen ini.

Fungsi dan Sifat Gen

Fungsi dan Tujuan Gen

Gen-gen ialah substansi hereditas yang mempunyai fungsi sebagai berikut:

  1. Dapat memberikan informasi tentang genetika dari generasi ke generasi.
  2. Dapat mengendalikan, ini artinya bisa mengatur metabolisme dan pertumbuhan tubuh.
  3. Dapat menentukan sifat-sifat pada keturunannya. misalnya yang dicontohkan pada fakta di depan. Sifat-sifat itu bisa berupa bentuk rambut, bentuk badan, atau warna kulit, dan lain sebagainya.
  4. Proses reaksi kimia di dalam tubuh dapat terjadi secara bertubi-tubi. Dan pada tiap-tiap reaksinya diperlukan enzim. Pembentukan dan juga pengendalian kerja enzim tersebut dilaksanakan oleh gen. Dan juga pada proses perkembangan yang membutuhkan hormon juga diatur oleh gen.

Sifat-sifat Gen

Beberapa Sifat Gen anatara Lain Sebaga Berikut

  • Gen yang memperlihatkan senyawa kimia merupakan substansi hereditas, memiliki sifat sebagai berikut di bawah ini:
  • Yang pertama adalah gen mengandung informasi genetik
  • Yang kedua adalah, Setiap gen mempunyai tugas dan fungsi yang berbeda-beda
  • Yang ketiga adalah  Ketika waktu pembelahan mitosis dan meiosis bisa mengadakan duplikasi
  • Yang keempat adalah kerjanya ditentukan oleh susunan komniasi basa nitrogennya
  • Yang kelima adalah  sebagai zarah yang terdapat di dalam kromoson

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pembelahan Sel


Komponen Penyusun Gen

  • Rekon
    Rekon merupakan sebuah komponen yang lebih kecil dari gen dan terdiri atas satu atau dua pasang nukleotida saja.
  • Muton
    Muton yakni salah satu komponen yang memiliki lebih dari dua nukleotida.
  • Sistron
    Sistron ialah suatu komponen yang terdiri dari ratusan nukleotida

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Fungsi Stomata


Struktur dan Simbol Gen

  1. 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.
  2. Gen resesif, yaitu gen yang terkalahkan (tertutupi) oleh gen lain (gen dominan) sehingga sifat yang dibawanya tidak terekspresikan pada keturunannya.
  3. Gen heterozigot, yaitu dua gen yang merupakan perpaduan dari sel sperma (A) dan sel telur (a).
  4. Gen homozigot dominan, yaitu dua gen dominan yang merupakan perpaduan dari sel kelamin jantan dan sel kelamin betina, misalnya genotipe AA.
  5. Gen homozigot resesif, yaitu dua gen resesif yang merupakan hasil perpaduan dua sel kelamin. Misalnya aa.
  6. Kromosom homolog, yaitu kromosom yang berasal dari induk betina berbentuk serupa dengan kromosom yang berasal dari induk jantan.
  7. Fenotipe, yaitu sifat-sifat keturunan pada F1, F2, dan F3 yang dapat dilihat, seperti tinggi, rendah, warna, dan bentuk.
  8. Genotipe, yaitu sifat-sifat keturunan yang tidak dapat dilihat, misalnya AA, Aa,
    dan aa.