KROMOSOM, DNA, RNA (SUBSTANSI GENETIKA: PART 1)

September 29, 2021 - 11:54 pm - 7 min read

4532 views

Comment: 0

A. KROMOSOM

Berbagai karakter yang muncul di dalam tubuh kita ditentukan oleh sebuah substansi genetika yang berukuran seperti benang mikroskopis, sangat kecil, dan terletak di dalam inti sel. Substansi genetika pada tubuh kita jika digabungkan memiliki ukuran panjang membentang sekitar 17 kali jarak matahari ke pluto (planet kecil yang diketahui berada di ujung terluar tata surya kita).

Bagaimanakah bentuk benang yang memetakan tubuh kita dan menyimpan berbagai informasi terkait individu dengan sangat kompleks dan teratur itu? Perhatikan gambar berikut ini!

Gbr 1. Sturktur DNA yang membentuk kromosom di dalam inti sel kita

Di dalam sel kita terdapat inti sel yang di dalamnya memuat substansi genetika. Substansi genetika ini dapat berupa DNA maupun RNA. DNA memiliki struktur dobel heliks yang kemudian digulung oleh protein histon menjadi kromosom. Untuk mempelajari lebih detail tentang kromosom dan bagian-bagiannya, simak definisi istilah – istilah berikut:

1. Kromosom adalah sebuah molekul DNA panjang yang mengandung sebagian atau seluruh materi genetik suatu organisme.

2. Histon adalah protein yang ditemukan pada inti sel eukaryota (sel yang memiliki membran selaput pada inti selnya) yang terbungkus DNA, yang kemudian bersama DNA menyusun struktur nukleosom.

3. Nukleosom merupakan struktur dari kromatin pada eukaryota.

4. Kromatin (Chroma: berwarna; tin: benang) adalah kompleks dari asam deoksiribonukleat, protein histon, dan protein non-histon yang ditemukan pada inti sel eukaryota. Kromatin merupakan bahan yang mudah diwarnai oleh suatu zat pewarna. Pada berbagai sel eukariota tingkat tinggi, ada dua bentuk kromatin pada tahap interfase yaitu eukromatin dan heterokromatin. Kromatin terfragmentasi dan menggumpal selama mitosis atau meiosis untuk membentuk wujud seperti batang yang disebut kromosom.

Gbr 2. Sturktur kromosom yang terbentuk dari kromatin

5. Kromatid adalah setengah dari kromosom duplikat. Sebelum replikasi, satu kromosom terdiri dari satu molekul DNA. Dalam replikasi, molekul DNA disalin, dan kedua molekul tersebut dikenal sebagai kromatid.

Perhatikan struktur kromosom berikut ini!

Gbr 2. Sturktur kromosom

6. Bagian – bagian kromosom

Sentromer (kinetokor): penghubung antara kromonema yang satu dengan lainnya, fungsinya sebagai tempat melekatnya benang spindel saat pembelahan inti dan berperan mengatur pergerakan kromosom selama pembelahan.
Kromonema: pita berbentuk spiral tipis, tempat melekatnya kromiol dan kromomer.
Kromomer (granula besar): berbentuk manik – manik/granula yang merupakan akumulasi materi kromatin/benang – benang halus.
Kromiol (granula kecil): kromosom yang mengalami sedikit penebalan.
Kromonema: bagian kromatid yang mengalami penebalan berupa bahan nukleoprotein yang mengendap, memiliki ruang – ruang berisi gen yang disebut lokus.
Lokus: bagian yang berfungsi sebagai tempat pembawa sifat – sifat keturunan (hereditas).
Telomer: bagian ujung kromosom, memiliki fungsi untuk menghalangi bersambungnya kromosom satu dengan lainnya. Telomer berperan menjaga kestabilan genom tiap sel.
Matriks: berupa cairan sitoplasma (endoplasma) yang agak memadat menjadi selubung pembungkus kromatid/kromosom.
Satelit: bagian tambahan yang terdapat pada ujung kromosom akibat konstriksi sekunder, tidak semua kromosom memilikinya.

6. Tipe – tipe bentuk kromosom. Terdapat 4 tipe bentuk dari kromosom berdasarkan letak sentromernya. Sebagaimana di jelaskan pada gambar berikut ini!

Telosentrik: hanya memiliki 1 lengan dengan sentromer yang terletak di ujung.
Metasentrik: memiliki 2 lengan sama panjang dengan sentromer yang terletak di tengah.
Submetasentrik: memiliki kedua lengan yang hampir sama panjang, dengan sentromer yang terletak hampir di tengah.
Akrosentrik: memiliki 2 lengan yang tidak sama panjang, dengan sentromer yang berada dekat ujung bagian kromosomnya. Masih belum faham? Silakan simak video penjelasan berikut ini:
KROMOSOM, KROMATIN, KROMATID. Bagaimana membedakannya?
STRUKTUR KROMOSOM

7. Jumlah kromosom. Setiap individu memiliki jumlah kromosom yang berbeda-beda. Perhatikan tabel berikut!

Jumlah kromosom pada manusia berjumlah 46. Pada hewan, tumbuhan, maupun mikroorganisme jumlah kromosomnya berbeda-beda. Kromosom inilah yang menentukan individu dapat kawin/berkembang biak dengan individu lainnya.

8. Jenis – jenis kromosom.

Terdapat dua jenis kromosom pada tubuh kita. Yaitu AUTOSOM dan GONOSOM. Autosom adalah kromosom tubuh/somatis yang disimbolkan oleh huruf A. Autosom pada manusia berjumlah 22 pasang. Gonosom adalah kromosom kelamin yang digunakan untuk menentukan jenis kelamin. Terdapat sepasang gonosom yang terdiri dari gonosom X (berukuran panjang) dan gonosom Y (berukuran lebih pendek). Pria normal memiliki gonosom XY sedangkan wanita normal memiliki gonosom XX.

Kromosom ini dilambangkan sebagai berikut:

Manusia memiliki 22 pasang autosom dan 1 pasang gonosom. Total memiliki 23 pasang kromosom atau 46 buah.
Pria dilambangkan dengan 22AA + XY atau 44A + XY
Wanita dilambangkan dengan 22AA + XX atau 44A + XX
(A artinya jumlah autosom, AA artinya jumlah pasangan autosom).

Berikut ilustrasi kromosom yang ada pada tubuh kita:

9. Penentuan Jenis Kelamin
Berikut mekanisme penentuan jenis kelamin dari kombinasi kromosom yang ada dalam sel gamet manusia.

GAME 1: KROMOSOM
Klik link berikut ini dan identifikasi istilah-istilah yang kalian fahami seputar kromosom
GAME KROMOSOM

B. DNA & RNA

1. DNA (Deoxyribonucleic Acid)

DNA mempunyai peran penting dalam menyimpan informasi genetik dan pewarisan sifat. DNA juga merupakan senyawa polinukleotida yang membawa sifat-sifat keturunan yang khas pada kromosom. DNA merupakan makromolekul berupa benang sangat panjang yang terbentuk dari sejumlah besar deoksiribonukleotida, yang masing-masing tersusun dari satu basa, satu gula dan satu gugus fosfat.

Struktur DNA dapat dijelaskan berdasarkan fakta berikut ini:
A. DNA terdiri dari dua rantai heliks (double helix) polinukleotida melingkar mengelilingi satu sumbu. Kedua rantai memiliki arah yang berlawanan
B. Terdapat dua jenis basa nitrogen yaitu basa purin dan pirimidin yang terdapat di bagian dalam heliks, sedangkan unit-unit fosfat dan deoksiribosa terdapat di bagian luar.

C. Basa nitrogen, unit forsfat, dan gula deoksiribosa akan membentuk nukleotida, sedangkan ikatan antara basa nitrogen dan gula deksiribosa disebut nukleosida.

D. Basa PURIN pada DNA terdiri dari ADENIN dan GUANIN, sedangkan basa PIRIMIDIN terdiri dari SITOSIN dan THIMIN

E. Kedua rantai saling berhubungan melalui ikatan hidrogen antara pasangan-pasangan basa. Adenin selalu berpasangan dengan timin dengan dua ikatan hidrogen sedangkan guanin selalu berpasangan dengan sitosin dengan 3 ikatan hidrogen

RINGKASAN DNA

2. RNA (Ribonucleic Acid)

Merupakan substansi genetika yang berperan penting dalam sintesis protein yang terdiri dari nukleotida. Terdiri dari unit gula ribosa, gugus fosfat, dan basa nitrogen.

Struktur RNA dapat dijelaskan berdasarkan fakta berikut ini:
A. Rantai tunggal tidak ganda dengan ukuran pendek/tidak sepanjang DNA
B. Memiliki basa nitrogen purin dan pirimidin. Purin terdiri dari Adenin dan Guanin, sedangkan Pirimidin terdiri dari Sitosin dan Urasil.

C. Terdiri dari beberapa jenis RNA

1. RNA genetik
RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yakni merupakan molekul genetik yang secara keseluruhan bertanggung jawab dalam membawa segala materi genetis, seperti yang dimiliki oleh DNA. Dengan kata lain, RNA ini berfungsi sebagai DNA. RNA genetik ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, seperti pada beberapa jenis virus.

2. RNA nongenetik
RNA nongenetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA. RNA nongenetik dimiliki oleh makhluk hidup yang materi genetiknya diatur oleh DNA. Pada makhluk hidup kelompok ini, di dalam selnya terdapat DNA dan RNA. Berdasarkan letak serta fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi tiga macam, yakni RNA duta, RNA ribosom, dan RNA transfer.

a. RNA duta atau “messenger RNA” (mRNA) merupakan asam nukleat yang berbentuk pita tunggal dan merupakan RNA terbesar atau terpanjang yang bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA ke ribosom. mRNA juga berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis protein.

b. RNA transfer (tRNA) merupakan RNA terpendek yang bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA. Selain itu, tRNA berfungsi mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Pada tRNA terdapat bagian yang berhubungan dengan kodon yang disebut antikodon dan bagian yang berfungsi sebagai pengikat asam amino.

c. RNA ribosom (rRNA) merupakan RNA dengan jumlah terbanyak dan penyusun ribosom. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, dan fleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi rRNA sampai sekarang masih belum banyak diketahui, tetapi diduga memiliki peranan penting dalam proses sintesis protein.

RINGKASAN PERBEDAAN ANTARA DNA DAN RNA