PEWARISAN SIFAT PADA MAKHLUK HIDUP

 PEWARISAN SIFAT PADA MAKHLUK HIDUP

Peta Belajar Bersama

Halo Sobat, ini nih ada Peta Belajar Bersama IPA di BAB Ketiga

Materi Genetik

 

Sobat Pintar, materi genetik memegang peranan penting dalam proses pewarisan sifat. Warna kulit, bentuk rambut, bentuk hidung, atau bahkan jenis penyakit yang kamu miliki tidak serta-merta hadir di dalam tubuh kamu.
Setiap sifat dan karakteristik yang ada pada setiap orang adalah warisan dari orang tua yang diwariskan melalui materi genetik. Ayah akan mewariskan materi genetiknya melalui sel sperma sedangkan ibu akan mewariskan materi genetik melalui sel ovum.

Materi genetik dari ayah dan ibu akan bergabung dalam proses fertilisasi. Oleh karena adanya penggabungan materi genetik inilah pada dirimu muncul karakteristik yang mirip dengan ayah dan karakteristik yang mirip dengan ibu.
Apa sebenarnya materi genetik yang dimaksud?

Molekul yang berperan sebagai materi genetik adalah asam nukleat, yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid). Pada suatu untai DNA terdapat unit instruksi atau perintah yang mempengaruhi sifat atau yang menentukan karakteristik setiap makhluk hidup yang disebut gen.
Jadi, keseluruhan informasi genetik yang menentukan karakteristik makhluk hidup juga disimpan dalam DNA.
 

DNA terletak di dalam inti sel. DNA merupakan untaian yang sangat panjang. Agar DNA dapat tersusun di dalam inti sel yang kecil, untaian DNA ini melilit pada protein yang disebut protein histon. Lilitan DNA dengan protein histon membentuk benang-benang kromatin.

Pada saat sel akan membelah, benang-benang kromatin ini akan memadat sehingga membentuk kromosom. Oleh karena itu, kita dapat melihat struktur kromosom pada saat sel akan membelah.
 

Struktur DNA dan RNA

Sobat Pintar, penemuan struktur DNA tak lepas dari penelitian dari Maurice Wilkins dan Rosaline Franklin yang menggunakan teknik kristalografi (difraksi) sinar-X untuk mempelajari struktur DNA pada tahun 1950 hingga 1953.

Berdasarkan penelitian Rosalind Franklin, pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson mengemukakan bahwa DNA memiliki struktur seperti suatu untai ganda yang membentuk heliks atau bentuk ulir.

 

Struktur Molekul DNA

(a) Struktur Heliks, (b) Struktur Kimia Parsial DNA

Asam nukleat baik DNA maupun RNA terdiri dari sub unit nukleotida. Masing-masing nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gula dan basa nitrogen. Pada DNA gulanya berupa gula deoksiribosa, sedangkan pada RNA gulanya adalah gula ribosa.
Nukleotida dapat dibagi menjadi struktur yang lebih kecil disebut nukleosida. Satu unit nukleosida tersusun atas gula dan basa nitrogen (tanpa gugus fosfat). Ada empat senyawa basa nitrogen yang menyusun DNA yaitu adenin (A) yang selalu berpasangan dengan timin (T), serta guanine (G) yang selalu berpasangan dengan sitosin (C). Basa nitrogen adenine dan guanin dikelompokkan dalam basa purin, sedangkan timin dan sitosin dikelompokkan dalam basa pirimidin.

Pada RNA tidak terdapat basa nitrogen timin (T), basa nitrogen timin ini pada RNA digantikan oleh basa nitrogen urasil (U). RNA hanya terdiri atas satu untai saja, sehingga struktur RNA tidak membentuk helix ganda.

Tahukah Sobat Pintar? Struktur DNA yang heliks terbentuk karena adanya beberapa jenis ikatan kimia. Antara untai DNA diikat oleh ikatan hidrogen. Antara basa nitrogen dan gula diikat oleh ikatan glikosida, sedangkan antar nukleotida dihubungkan dengan ikatan fosfodiester.
 

Peranan Materi Genetik dalam Penentuan Sifat

 

Sobat Pintar, yuk kita pahami bagaimana materi genetik dapat menentukan sifat.
Sobat Pintar, kita telah mengetahui DNA sebagai materi genetik yang membawa informasi genetik yang menentukan karakteristik makhluk hidup.

Tahukah sobat bahwa karakteristik dan sifat pada setiap orang adalah warisan dari orang tua, yang diwariskan melalui materi genetik?
Amatilah cuping telinga kedua orang tua kita. Amati pula teman-teman di sekitarmu. Jika orang tua memiliki jenis cuping telinga yang melekat, maka semua anaknya pun juga memiliki jenis cuping telinga yang melekat. Namun bila salah satu dari orang tua memiliki jenis cuping telinga yang terpisah maka semua anaknya memiliki jenis cuping telinga yang terpisah, walaupun ada juga salah satu anaknya memiliki jenis cuping telinga yang melekat.
 

 

Sifat Dominan dan Resesif
Dalam pewarisan sifat kita mengenal istilah sifat dominan dan sifat resesif. Sifat dominan adalah karakter yang mampu mengalahkan/menutupi karakter yang lain. Sedangkan sifat resesif adalah karakter yang kalah atau karakter yang tertutupi oleh karakter yang lain.

Gen dominan ditulis dengan huruf besar (kapital), sedangkan gen resesif cukup ditulis dengan huruf kecil saja. Contoh: cuping yang terpisah dikode oleh gen G (dominan), sedangkan karakter cuping yang melekat dikode oleh gen g (resesif).

Variasi atau bentuk alternatif dari gen-gen (pada kasus ini yaitu gen G dan gen g) disebut sebagai alel.

Perwujudan gen ini dapat dilihat oleh mata telanjang. Fenotip adalah sifat-sifat atau karakter yang dapat dilihat oleh mata, contoh: bentuk rambut dan bentuk cuping telinga. Fenotip merupakan perwujudan “ekspresi” dari gen. Sedangkan, genotip adalah susunan informasi genetik suatu individu yang mengkode karakter-karakter fisik.

Peran Gen dalam Menentukan Jenis Kelamin

 

Sumber : Prasacademy.com

Kita perlu mengetahui bahwa susunan kromosom pada sel penyusun tubuh berbeda dengan susunan kromosom pada sel kelamin, baik itu sel telur atau ovum maupun sel sperma. Kromosom pada sel tubuh susunannya berpasangan atau diploid (2n), sedangkan susunan kromosom pada sel kelamin tidak berpasangan atau haploid (n). Sehingga kromosom pada sel kelamin berjumlah setengah dari kromosom sel tubuh.

Jumlah kromosom sel tubuh sebanyak 23 pasang. Jumlah total kromosomnya sebanyak 23 x 2 = 46 buah kromosom, karena diploid (2n). Kromosom nomor 1 - 22 disebut sebagai autosom (kromosom tubuh), sedangkan kromosom nomor 23 disebut gonosom(kromosom kelamin). Gonosom inilah yang membedakan laki-laki atau perempuan.

Penulisan kromosom kelamin atau gonosom laki-laki ditulis XY dan untuk perempuan ditulis XX. Dengan demikian, kariotipe atau susunan kromosom pada laki-laki  dapat dituliskan dengan rumus 22AA + XY. Sedangkan kariotipe atau susunan kromosom pada perempuan, ditulis dengan rumus 22AA + XX.

Pada sel kelamin, kromosom adalah haploid (tidak dalam keadaan berpasangan), maka kariotipe sel kelamin jantan (sperma) adalah 22A + X atau 22A + Y, sedangkan kariotipe sel kelamin betina (ovum) adalah 22A + X.

Sel-sel sperma ada yang mengandung kromosom kelamin Y dan ada pula yang mengandung kromosom kelamin X.

Gen-gen pada kromosom kelamin Y berperan dalam menentukan jenis kelamin pada manusia. Pada sel kelamin perempuan hanya terdapat autosom dan kromosom kelamin X saja. Jadi ketika sel ovum yang mengandung kromosom kelamin X bertemu dengan sel sperma yang mengandung kromosom kelamin X maka akan menghasilkan anak (keturunan) dengan jenis kelamin perempuan (XX).

Jika ovum yang mengandung kromosom kelamin X bertemu dengan sel sperma yang mengandung kromosom kelamin Y maka akan menghasilkan anak dengan jenis kelamin laki-laki (XY). Dalam proses pewarisan sifat, keturunan disebut dengan filial (F), sedangkan orangtua atau induk disebut dengan parental (P).
 

Warna Kulit

Setelah Sobat Pintar mengamati teman-temamu tentunya kamu melihat warna kulit mereka berbeda-beda mengapa dapat demikian?

Warna kulit juga dikode oleh banyak gen, namun dapat kita sederhanakan menjadi tiga gen. Misalnya tiga gen tersebut yaitu gen A, B, C yang mengkode pembentukan pigmen kulit yaitu melanin sehingga kulit menjadi gelap. Variasi atau alternatif gen lain pada kulit (alela) yaitu  gen a, b, c.

Orang yang memiliki gen AABBCC akan memiliki kulit sangat gelap, sedangkan yang memiliki gen aabbcc akan memiliki kulit sangat terang. Orang yang memiliki gen AaBbCc akan memiliki warna kulit sawo matang (tengah-tengah antara sangat gelap dan sangat cerah).

Selain akibat gen, faktor lingkungan seperti paparan sinar matahari juga berpengaruh pada fenotip warna kulit.

Bentuk Tubuh

Selain warna kulit, Sobat Pintar coba cermati sistem pewarisan sifat pada manusia berikut ini.

Bentuk Pertumbuhan Rambut pada Dahi

Ketika kamu mengamati rambut yang tumbuh pada dahi teman-temanmu pasti kamu akan melihat perbedaaan. Ada rambut yang tumbuh melingkar biasa atau tumbuh seperti huruf “V” atau yang dikenal dengan widow’s peak. Tumbuhnya rambut seperti huruf “V” dikontrol oleh gen W (diambil dari widow’s peak).

Gen W bersifat dominan, orang yang memiliki pertumbuhan rambut pada dahi memiliki gen WW (homozigot dominan) atau gen Ww (heterozigot), sedangkan orang yang tidak memiliki pertumbuhan rambut seperti huruf “V” memiliki genotip homozigot resesif (ww).

Tipe Perlekatan Cuping Telinga

Ketika kamu mengamati telinga teman-temanmu ada yang cuping telinganya melekat dan ada yang terlepas. Seperti yang telah dipaparkan sebelumnya tipe perlekatan cuping telinga ini juga dikontrol oleh gen, yaitu gen G untuk cuping telinga terpisah atau terlepas dan gen g untuk cuping telinga melekat.

Jadi, seseorang yang memiliki gen G (baik bergenotip GG atau Gg) akan memiliki tipe perlekatan cuping telinga terpisah, sedangkan yang memiliki tipe perlekatan cuping melekat memiliki gen gg.

Bentuk Rambut

Bentuk rambut juga dikode oleh gen. Ada dua versi gen yang mengendalikan tipe rambut, gen C (dominan) mengkode rambut keriting, dan gen s (resesif) mengkode rambut lurus. Bentuk rambut merupakan kasus yang menarik yang dikenal dominansi tidak sempurna.

Artinya, jika kamu memiliki salah satu dari kedua jenis gen tersebut (gen C dan gen s), kamu akan mendapat campuran dari keduanya yaitu rambutmu akan menjadi berombak (Cs). Jadi, orang yang memiliki rambut keriting memiliki genotip CC, orang yang memiliki rambut berombak memiliki genotip Cs, dan yang memiliki rambut lurus memiliki genotip ss.

Sobat Pintar, masih banyak sifat lain pada manusia yang dikode oleh berbagai jenis gen karena genome manusia sangat panjang dan kompleks.

Albino

Pernahkan Sobat Pintar melihat seseorang yang seluruh tubuhnya putih, termasuk pula rambutnya? Orang yang demikian menderita penyakit albino.

Albino merupakan kelainan yang disebabkan tidak adanya zat warna (pigmen) yang disebut zat melanin. Orang yang menderita kelainan ini pada umumnya akan mengalami fotofobia atau takut cahaya. Pigmen melanin berfungsi untuk melindungi kulit dari sinar ultraviolet.

Tidak adanya pigmen kulit membuat penderita lebih rentan terserang kanker kulit dan kulit mudah melepuh akibat terpapar sinar matahari. Gen penyebab kelainan ini bersifat resesif (gen a).

Orang yang menderita kelainan ini memiliki genotip homozigot resesif (aa), sedangkan orang yang normal memiliki genotip homozigot dominan (AA) sedangkan yang menjadi carrier atau pembawa memiliki genotip heterozigot (Aa).

Buta Warna

Yuk Sobat, kita pelajari tentang buta warna.

Buta warna adalah kelainan seseorang yang tidak dapat membedakan beberapa warna dengan baik, biasanya antara merah, oranye, biru, dan hijau. Sekarang Sobat Pintar coba perhatikan angka pada gambar berikut lalu tebaklah angka yang ada dalam gambar dibawah ini.

Penyakit buta warna diakibatkan gen yang berada pada kromosom kelamin X.

Seorang perempuan akan menderita buta warna jika kedua kromosom X mengandung gen buta warna (XcbXcb), namun jika hanya salah satu kromosom X yang mengandung gen buta warna (XcbX) maka perempuan tersebut akan menjadi pembawa (carrier) gen buta warna tanpa menjadi penderita.

Pada laki-laki, jika kromosom X mengandung gen buta warna maka akan langsung menderita buta warna (XcbY).

Hemofilia

Pernahkan Sobat Pintar memiliki kerabat atau teman yang menderita hemofilia?

Hemofilia adalah kelainan dimana darah sulit untuk menggumpal saat terjadi luka pada bagian tubuh tertentu yang disebabkan tidak dihasilkannya faktor penggumpalan darah dalam tubuh seseorang.

Saat penderita hemofilia mengalami luka disertai pecahnya pembuluh darah, maka darah akan terus mengalir keluar dan sukar membeku sehingga penderita dapat mengalami kekurangan darah dan dapat menyebabkan kematian.

Gen hemofilia terletak pada kromosom X dan sering ditandai dengan lambang Xh (huruf X sebagai penanda jenis kromosom, huruf h sebagai penanda gen hemofilia) Jika wanita memiliki salah satu kromosom X yang mengandung (memiliki genotip XhX) maka ia akan menjadi pembawa (carrier) kelainan hemofilia.

Wanita dengan kedua kromosom X mengandung gen hemofilia (memiliki genoti XhXh) akan langsung meninggal (letal) pada saat dilahirkan.

Orang laki-laki memiliki satu kromosom X saja, sehingga pada laki-laki yang dapat menderita hemofilia adalah laki-laki yang memiliki kromosom X yang mengandung gen hemofilia (XhY).

Coba Sobat Pintar cari penyakit lain yang terkait dengan kelainan genetik.