SOAL18.1 Evolusi dalam Konteks Genetik

* Hukum Hardy-Weinberg mendefinisikan evolusi dalam hal perubahan frekuensi alel dalam suatu populasi dari waktu ke waktu. * Mutasi, aliran gen, nonrandom kawin, drift genetik, dan seleksi alam dapat menyebabkan perubahan frekuensi alel dalam suatu populasi. * Bahan baku untuk perubahan evolusi adalah mutasi. Rekombinasi gen merupakan salah satu sumber dalam reproduksi seksual organisme.

1. Evolusi yang terjadi dalam populasi ini disebut _______________. Jawaban mikroevolusi 2. Apa adalah kolam gen dari populasi? Jawaban Semua alel dari semua gen dari semua individu suatu populasi 3. Apa frekuensi dari alel B dan b pada populasi terdiri dari 35 BB, Bb 40, dan 25 individu bb? Jawaban 4. Apa persamaan p + q = 1 dan p2 + 2pq + q2 = 1 digunakan untuk? Jawaban 5. Apa setiap nilai dalam ekspresi p + q dan p2 + 2pq + q2 berdiri untuk? Jawaban 6. Apa Hardy-Weinberg keseimbangan dan apa artinya jika suatu populasi tidak dalam ekuilibrium Hardy-Weinberg? Jawaban 7. Apakah 5 kondisi yang harus dipenuhi oleh penduduk dalam rangka untuk Hardy-Weinberg ekuilibrium untuk menerapkan? Jawaban 8. Mutasi alel dari satu populasi ke lain disebut _______________, sedangkan hilangnya alel dari suatu populasi karena kebetulan acak disebut ________________. Jawaban

18.2 Seleksi Alam

* Seleksi alam menyebabkan perubahan pada frekuensi alel dalam suatu populasi karena kemampuan diferensial fenotipe tertentu untuk bereproduksi. * Hasil Seleksi alam dalam adaptasi terhadap lingkungan. Ketiga jenis seleksi alam adalah: seleksi terarah, seleksi stabilisasi, dan seleksi mengganggu.

1. Apa yang terjadi selama pemilihan arah? Jawaban 2. Ketika fenotipe antara dipilih melawan, tekanan seleksi ini disebut ______________; tetapi ketika fenotip menengah merupakan salah satu disukai, tekanan seleksi disebut ______________. Jawaban 3. Bagaimana heterosigositas mencegah hilangnya alel resesif, bahkan ketika mereka merusak? Jawaban

18.3 Spesiasi

* Baru spesies terjadi ketika populasi secara reproduktif terisolasi dari yang lain, populasi serupa. * radiasi adaptif merupakan perkembangan pesat dari beberapa spesies dari spesies tunggal, setiap spesies disesuaikan dengan cara yang unik.

1. Apakah dua cara utama di mana spesiasi dapat terjadi? Jawaban 2. Apa definisi biologis spesies? Jawaban 3. Apa reproduksi mengisolasi mekanisme dan apa yang penting dalam mempertahankan spesies? Jawaban 4. Apa adalah lima mekanisme mengisolasi prezygotic? Jawaban 5. Spesiasi terjadi karena isolasi geografis dari populasi ini disebut ____________, sementara spesiasi terjadi tanpa isolasi fisik populasi disebut ____________. Jawaban 6. Perkembangan yang cepat dan penyebaran banyak spesies dari satu untuk mengambil keuntungan dari habitat terbuka disebut apa? Jawaban

Sejarah Perkembangan Bioteknologi

A. Sejarah Perkembangan Bioteknologi Abad ke XXI sering disebut abad bioteknologi dan biomolekuler, yang diharapkan dapat

memecahkan berbagai masalah berkaitan dengan kesejahteraan manusia.Bioteknologi adalah teknik penggunaan makhluk hidup, atau bahan yang didapat dari makhluk

hidup, untuk membuat suatu produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia.Perkembangan ilmu selanjutnya membawa manusia mengenal kromosom. Pada awal tahun

1880-an Wilhelm Roux memperkirakan bahwa kromosom adalah pembawa bahan hereditas. Ahli lain, Mendel mempelajari perilaku kromosom sebagai pembawa bahan hereditas ini. Menurut Mendel, orgaisme membawa dua unit hereditas bagi setiap sifat keturunan. Selanjutnya teori Mendel sesuai juga dengan kenyataan, bahwa induk menurunkan hanya separoh kromosom melalui sel kelamin.

Pada tahun 1860-an Fredrich Miescher berhasil mengisolasi bahan dari inti sel ini, setelah diidentifikasi diketahui mengandung protein dan asam nukleat.

Selanjutnya diketahui bahwa asam nukleat tersusun atas unit pembangun yang dikenal dengan nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari gula (ribose), gugus fosfat dan empat macam basa nitrogen. Untuk kromosom, gulanya adalah deoksiribosa, sehingga disebut DNA (deoxyibose nucleic acid): dan keempat macam basanya adalah adenin (A), timin (T), sitosin (C) dan guanin (G). Untaian DNA ini selanjutnya dikenal dengan gen.

Pada pertengahan tahun 1970, ahli Bioteknologi menemukan teknologi baru yang dikenal dengan antibodi klon tunggal. Prinsip antibodi klon tunggal berbeda dengan antibody klon ganda. Kisah antibody klon tunggal dimulai pada tahun 1974, ketika George Kohler dan Cecar Milstein dari Medical Research Councils Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, Inggris, mengamati sesuatu yang kemudian menjadi masalah menonjol yang belum terpecahkan dalam imunologi. Antibody adalah bagian dari pertahanan tubuh terhadap benda asing yang ingin masuk ke dalam tubuh, termasuk organisme penyebab penyakit.

Produksi antibody dikendalikan oleh gen, Kohler dan Milstein mempunyai ide untuk menyatukan sel penghasil antibodi normal dengan sel dari tumor yang mengkanker, yang disebut mieloma. Teknologi ini menghasilkan sel hybrid yang selanjutnya dapat dikulturkan dan menghasilkan klon. Semua hybrid klon yang sama menghasilkan molekul antibodi yang sama pula, oleh karena itu disebut antibodi klon tunggal (monoclonal antibody).

Perkembangan bioteknologi telah membawa manusia untuk dapat mengobati penyakit keturunan atau penyakit yang disebabkan adanya kelainan genetis, yaitu dengan memasukkan gen yang baik ke dalam sumsum tulang belakang, dikenal dengan metode transfer gen.

Metode transfer gen yang sedang dikembangkan untuk mengobati penyakit genetic manusia tersebut diatas adalah untuk memasukkan gen baru ke dalam sel somatic saja. Gen tersebut tidak dapat diturunkan pada anak jika tidak berada pada sel benih yang menghasilkan sperma dan sel telur.

B. Rekayasa Genetika Rekayasa genetika merupakan salah satu teknik yang dilakukan untuk mengkombinasikan gen

yang sudah ada dalam suatu makhluk hidup sehingga susunan gennya menjadi berubah. Gen yang telah direkayasa susunannya tersebut dapat menyebabkan suatu makhluk hidup menghasilkan suatu senyawa/produk tertentu yang diinginkan kita.

Melalui rekayasa genetika manusia menciptakan tanaman, hewan dan mikroorganisme baru. Para ilmuwan telah berhasil mengungkapkan kode genetis yang menentukan sifat-sifat khusus semua makhluk hidup dan kini telah mampu mengkombinasikan gen-gen yang kalau secara alami, tidak akan pernah berkombinasi.

Perubahan genetis bukan sesuatu yang baru, karena secara alami dapat terjadi melalui peristiwa yang disebut mutasi.

Teknik yang paling dikenal untuk mengubah makhluk hidup secara genetic adalah DNA rekombinan (rDNA). DNA adalah singkatan dari Deoksiribonukleat Acid, suatu molekul yang mengkoda intruksi biologis.

Pada tahun 1978 beberapa ahli seperti Werner Arber, Hamilton Smith, dan Daniel mendapatkan hadiah nobel untuk penemuannya tentang Endonuklease restriksi, yaitu enzim yang dapat memotong DNA. Paul Berg untuk hybrid SU-40-I (Simin Virus-40 bakteriofage I) dalam teknik DNA rekombinan.

Dengan enzim tersebut, kini manusia dapat memotong-motong dan mengeluarkan gen dari tempatnya pada kromosom, dan memindahkannya ke sel individu lain atau jenis makhluk lain, dan dapat bekerja normal dalam tubuh penerima atau yang mengalami rekayasa itu.

Perlengkapan yang diperlukan untuk rekayasa genetika adalah : (1) enzim pemotong gen yaitu Endonuklease retriksi, (2) enzim penyambung gen yang dikehendaki yaitu Ligase, (3) vektor yang membawa gen yang akan disisipi/dititipkan dapat berupa plasmid bakteri (gen diluar kromosom bakteri) atau virus, dan (4) inang. Adapun tahap-tahap rekayasa genetika adalah sebagai berikut 1) mendapatkan gen yang diinginkan (gen yang diinginkan dari suatu indifidu dipotong dengan enzim endonuklease restriksi), (2) gen dengan enzim ligase, (3) vektor yang sudah membawa gen titipan dimasukkan ke dalam inang, (4) vektor dalam sel inang ditumbuhkan, (5) isolasi produk dari inang, (6) penyempurnaan produk.

C. Aplikasi Bioteknologi Bioteknologi meliputi disiplin molecular, mikrobiologi, genetika, biokimia, dan yang terpenting

rekayasa untuk menghasilkan produk-produk spesifik yang menghasilkan uang dan bermanfaat untuk masyarakat. Bioteknologi dapat dikelompokkan ke dalam low level biotechnology.

Makhluk hidup yang digunakan untuk mengembangkan bioteknologi dapat hewan, tanaman, atau mikroorganisme. Berikut ini adalah gambaran aplikasi bioteknologi di berbagai bidang.

1. Di bidang IndustriIndustri awalnya banyak yang memanfaatkan tanaman atau jaringan hewan untuk produksi suatu bahan.Mikroorganisme banyak digunakan untuk kepentingan industri dengan beberapa alasan, diantaranya : 1) cepat berkembang baik, 2) memerlukan media yang relative murah untuk pertumbuhannya, 3) tidak memerlukan area/tempat yang luas untuk produksinya.

a. Produksi Protein Sel TunggalProtein sel tunggal adalah sel mikroba kering seperti daging, bakteri, ragi, kapang, dan jamur

tinggi yang ditumbuhkan dalam kultur skala besar. Protein ini dipakai untuk konsumsi manusia atau hewan. Produk itu juga berisi bahan nutrisi lain, sperti karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral.

Teknologi modern untuk membuat protein sel tunggal berasal dari tahun 1879 di Inggris dengan diperkenalkannya adonan yang diinginkan untuk membuat ragi ropti (saccoramyces cerevisiase). Sekitar tahun 1900, di America Serikat diperkenalkan oleh pemusing untuk memisahkan sel ragi rotidari adonan pembiakan.

Produksi protein sel tunggal dapat melalui proses fotosintesis (untuk mikroorganisme yang berklorofil), dapat pula melalui fermentasi (mikroorganisme yang tidak berklorofil).

Pengubahan senyawa organik menjadi protein sel tunggal oleh mikroba yang tidak berklorofil dapat dibuat skemanya dengan persamaan reaksi berikut :

Karbon organik + nitrogen + mineral bahan nutrisi + O2 Protein sel tunggal + CO2 + H2O + Panas.

b. Produksi Protein AsingBeberapa protein yang diekstrak dari sel-sel tubuh manusia dapat dipergunakan sebagai

antikanker dan antivirus, salah satu diantaranya adalah interferon. Dengan ditemukannya cara untuk mengklongen, maka orang dapat memproduksi banyak interferon murni dalam sel bakteri. Contoh protein lain adalah hormone, pertumbuhan manusia. Sementara itu, memproduksi protein manusia dalam sel mikroba, dapat menimbulkan pertanyaan yang merangsang, yakni dalam hal efek bahan yang diproduksi seperti hormon pertumbuhan manusia, interferon, atau interleukin, apakah tidak mungkin akan dapat mempengaruhi fisiologi mikroba yang menghasilkannya.

c. Produksi AntibiotikaAntibiotika merupakan molekul paling kecil yang dihasilkan microba. Sejak Alexander Fleming

menemukan penicillin pada tahun 1928, maka penghambatan pertumbuhan mikroba telah menimbulkan revolusi di bidang kedokteran. Banyak antibiotika saat ini telah diproduksi dari mikroba, diantaranya : kanamisin, rifamisin, tetrasiklin dll. Perkembangan bioteknologi saat ini, manusia dapat mengklonkan gen yang mengontrol pembentukan antibiotika ke dalam mikroorganisme lain, misalnya e.coli.

d. Produksi HormonPemakaian hasil rekombinan protein alami manusia untuk obat sudah mulai memenuhi harapan

bioteknologi di bidang kesehatan. Protein pertama adalah insulin rekombinan manusia dan hormon pertumbuhan manusia. Kedua bahan farmasi ini sebenarnya belum dapat memenuhi kebutuhan lain yang baru ditemukan, tetapi tlah dapat menggantikan protein alami. Hormon pertumbuhan manusia hanya dapat diperoleh dari kelenjar otak manusia yang telah meninggal.

Pemakaian insulin rekombinan untuk manusia, menjamin cukupnya suplai hormon ini, tanpa tergantung pada suplai pancreas ternak. Suplai hormon pertumbuhan rekombinan untuk manusia yang tidak terbatas jumlahnya, yang dibuat oleh Gnentech, memungkinkan dapatnya anak-anak yang kecil atau bertumbuh pendek, karena ketakmampuan kelenjar hipofisa menghasilkan hormon pertumbuhan itu untuk memperoleh pengobatan secara optimal.

Manusia secara normal memiliki hormone pertumbuhan yang dihasilkan oleh hipofisa. Proses pengeluaran hormone ini membutuhkan faktor pelepasan (relasing faktor), suatu senyawa yang diperlukan untuk merangsang kelenjar hipofisa mengetahkannya. Sebenarnya, kebanyakan kasus kerdil karena gangguan fungsi hipofisa adalah cacat biokimia karena tidak adanya GRF.

e. Produksi Asam Amino dan Protein (enzim)Mikroba memiliki ukuran renik serta perilaku dan kemampuannya yang beraneka macam, oleh

karena itu sejak lama digunakan untuk memproduksi bahan kimia, misalnya asam amino, protein enzim, vitamin, asam lemak, pigmen maupun pilosakarida. Tabel.... berikut ini menyatakan contoh asam amino yang dihasilkan oleh mikroorganisme, dan contoh lain masih banyak yang tidak disebutkan disini.Tabel : Produksi Asam Amino oleh Mikroorganisme

Asam Amino Mikroorganisme

Alanin Brevibacterium FlavumArginin Brevibacterium FlavumSitrulin Bacillus subtilisAsam Glutamate Brevibacterium FlavumHistidin Corynebacterium GlutamicumIsoleusin Brevibacterium Flavum

f. Produksi SurfaktanSurfaktan adalah suatu bahan yang bekerja mengemulsikan makanan atau bahan lain yang

tidak larut dalam air. Tabel berikut ini menyatakan contoh surfaktan yang dihasilkan oleh Mikroorganisme.

Tabel : Produksi surfaktan oleh mikroorganismeSenyawa MikroorganismePolimiksin B Bacsillus polymyxaSurfaktin Bacsillus SubtilisTrehalosa lipida Rhodococcus ErythropolisRamnolipida Pseudomonas aureusEmulsan Acinebacter calcoaceticus

g. Produksi Pengharum dan PenyedapIndustri telah banyak memanfaatkan makhluk hidup yang renik untuk memproduksi senyawa yang beraroma (bau harum) dan rasa sedap. Tabel berikut ini memberikan contoh produksi haruman dan sedapan oleh mikroorganisme.Tabel : Produksi haruman dan sedapan oleh mikroorganisme.

Senyawa Haruman/sedapan

Mikroorganisme

Benzil alcohol Rasa Buah Phellinus tremulusSironelol Bau Mawar Trametes odorataGeranial Bau Mawar Ceratocystis variospora6-Pentil- alphapiron

Rasa Kelapa Trichoderma Viridae

Tetrametilpirazin Rasa Kemiri Corybacterium glutamicumMetilfenilasetat Rasa Madu Tramates odorata

2. Bidang KesehatanSampai saat ini perkembangan bioteknologi sangat mengejutkan dan hasilnya telah dapat

dirasakan masyarakat banyak. Salah satu terobosan adalah kemampuan mengklon gen, tidak hanya Amerika Serikat saja yang memiliki kemampuan ini bahkan di Indonesia peneliti-peneliti yang berkompeten di bidang ini banyak. Mengklon gen membuka bidang baru dalam kesehatan. DNA rekombinan dan teknologi antibodi klon tunggal (monoclonat antibody), telah mempercepat dicapainya prestasi di dalam memahami aspek biokimia dari fisiologi manusia.

Dulu, cara yang paling tepat untuk mendiagnosa gonorrhoea pada wanita ialah dengan lebih dulu mengkultur bakteri penyebabnya, suatu prosedur yang memakan waktu 2 sampai 3 hari. Diagnosa infeksi chlamydia khusus, bahkan lebih menyulitkan lagi, karena C, trachomatis hanya dapat tumbuh dalam sel hidup, dan tes baru dapat dilakukan dengan memakan waktu 3 sampai 4 hari. Tes terbaru, dengan menggunakan antibody klon tunggal, telah sangat menyingkat waktu untuk mendiagnosa kedua penyakit kelamin itu.

Antibodi klon tunggal juga dapat digunakan untuk mendeteksi kelainan genetic pada janin, ini digunakan untuk diagnosa prenatal.

Salah satu cara untuk mengendalikan penyakit genetis ialah dengan mencegah kelahiran anak yang terkena penyakit itu. Anggota suatu populasi yang memiliki resiko besar untuk mendapat suatu penyakit genetic dapat diajari segala hal mengenai sifat dan penyebaran kelainan tertentu, dan secara teratur dites adanya individu pembawa di kalangan mereka dengan informasi ini, pasangan yang memiliki resiko mendapat anak yang mengidap penyakit itu dapat diidentifikasi, lalu diberi nasehat sehingga mereka dapat menetapkan pilihan dalam mengendalikan kelahiran anak yang kena penyakit keturunan demikian. Mereka dapat memilih, apakah mencegah kehamilan sama sekali,atau jika masih ingin mendapatkan anak, perlu dilakukan diagnosa prenatal (sebelum lahir), dan harus digugurkan jika terbukti janinnya mendapat penyakit itu. Dalam 10 tahun belakangan, sudah dapat dibuat cara tes yang aman dan tepat untuk diagnosa prenatal terhadap sikle anemia dan thalassemia.

3. Di Bidang LingkunganBeberapa puluh tahun yang lalu, penggunaan bahan kimia organik sintetis sebagai insektisida

mampu menyelamatkan jutaan kehidupan. Jika tidak ada bahan itu, maka banyak kehidupan

musnah, karena banyak penyakit yang ditularkan oleh serangga. Sebagai contoh malaria. Bahan kimia juga telah berperan dalam meningkatkan hasil pertanian sampai berlipat ganda.Penggunaan bahan kimia sintesis secara terus menerus dapat menimbulkan jenis hama yang tahan terhadapnya. Sehingga bahan kimia tersebut tidak mampu lagi membasminya jadi dapat memunculkan hama yang resisten atau kebal terhadap inteksida. Sebagai contoh, nyamuk yang menularkan malaria kini kebal terhadap DDT (dikhorodifenilkhoroethane), yang telah bertahun-tahun merupakan bahan pilihan untuk mengontrol hama ini.

Harapan besar yang sedang dilakukan para ilmuwan di bidang bioteknologi adalah pengontrolan hama secara biologis atau menggunakan bahan alami. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah melepaskan serangga jantan yang steril, dan penggunaan feromon untuk mengganggu perilaku makan makan atau berbiak serangga.

Hasil penelitian memperlihatkan bahwa kekebalan terhadap serangga pathogen kemungkinannya lebih kecil dari pada jika menggunakan bahan kimia sintesis, contoh microba yang digunakan untuk keperluan ini dalah Bacsillus thuringiensis, untuk mengontrol nyamuk.

4. Di Bidang PertanianSalah satu contoh aplikasi bioteknologi di bidang pertanian adalah mengembangkan tanaman

transgenic yang memiliki sifat (1) tolerans terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida), (2) tahan terhadap hama dan penyakit tertentu, (3) mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya : tomat yang matangnya lama, padi yang memproduksi beta-caroten dan vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh rendah, strawberry yang rasanya manis, kentang dan pisang yang berkhasiat obat), (4) dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi nitrogen disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara sendiri), dan (5) dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin, dan tanah bergaram tinggi).Berikut ini adalah organisme hasil rekayasa genetik di Indonesia yang telah dikonsultasikan

dengan FDA :

No. GMO & ProdusenGen, produk gen &

asal genSifat baru turunan I

Produk Turunan II Produk

1. Jagung (Monsanto)

Enzim EPSPS, BakteriAgrobacterium

Tahan herbisida glifosat

- Maizena- Modified corn starch- Minyak jagung

- Biskuit- Tepung kue- Minyak Jagung

2. Jagung (Aventis)

Enzim PAT, bakteriBacillus amvloliquefaciens

Tahan herbisida glufosinat

- S.d.a - S.d.a

3. Padi (Aventis)

Enzim PAT, bakteriStreptomyces hygroscopicus

Tahan herbisida glufosinat

- Tepung beras

- Bihun

4. Kedelai (Monsanto)

Enzim PAT, bakteriViridochromagenes

Tahan herbisida glufosinat

- Isolate Soy Protein(ISP)- Lesitin- Tepung kedelai

-Susu kedelai, susu rendah laktosa, susu bubuk, biskuit

5. Kentang (Monsanto)

Gen CryIIIA, PLRVreplikase, Bakteri B.Thuringiensis

Tahan Kumbang (Colorado)

- Potato starch- Modified starch- Snack food

Biskut, mie

6. Tomat (Calgene)

Enzim antisense PG, Tomat

Penundaan pelunakan buah tomat

- Pasta tomat-Pasta tomat

7. Gandum (Canada)

Modified AHAS genes, Gandum kultifar GGrandi

Tahan herbisida imidazolinon

- Tepung gandum

- Roti, biscuit

5. Di Bidang PertambanganMikroorganisme atau mikroba terus membentuk dan menguraikan mineral dalam kerak bumi

sejak zaman purba. Sejak tahun 1000 sebelum masehi, para penambang logam di lembah laut tengah mengambil tembaga dengan memanfaatkan kemampuan atau aktivitas bakteri untuk melepas tembaga tersebut dari jebakan bahan lain yang tidak larut.

Peran sesungguhnya bakteri dalam melepas logam dari jebakan mineral bebatuan baru diketahui pada tahun 1947, yaitu ketika Arthur Colmer dan ME Hinkle dari Universitas Virginia

dapat mengidentifikasi jenis bakteri tersebut. Bakteri ini disebut Thiobacillus ferrooxidans dan melepas logam dari sulfida jebakan.

Sekarang banyak negara di seluruh dunia mengembangkan bioteknologi ini. Logam-logam yang berhasil dilepas adalah : uranium, kobalt, emas, nikel, seng, timah hitam. 10% tembaga yang ada di Amerika Serikat diperoleh dengan cara ini.

D. Rekayasa Bioteknologi dan Bioetika Rekayasa genetika dapat diartikan suatu proses percepatan evolusi yang dilakukan oleh

manusia. Evolusi tidak dapat diprediksi, namun bila kita sudah mulai mengganggu kehidupan, kemungkinan kehidupan akan berbalik melawan kita. Ujar Steve Jones, ahli ilmu genetika dan evolusi pada College University, di London. Berikut ini beberapa potensi dampak negatif yang mungkin muncul akibat tanaman transgenik terhadap lingkungan hidup :1. Munculnya gulmasuper (karena tanaman yang dicobakan adalah tanaman transgenik tahan

herbisida). Pada gilirannya gulma super ini dapat mengancam tanaman utamanya, gulmanya sulit dibasmi. Selain itu gen tanaman transgenik dapat meloncat ke tanaman lain yang kekerabatannya dekat.

2. Munculnya hama super (untuk tanaman transgenik yang tahan pada serangga hama tertentu. Misalnya hama tersebut dapat beradaptasi dengan racun B. thuringiensis yang gennya sudah disisipkan pada tanaman transgenik) Penggunaan pestisida meningkat, karena munculnya gulma super.

3. Penyusutan keanekaragaman hayati, karena kecenderungan petani menanam tanaman transgenik dalam jumlah besar (keseimbangan ekosistem menjadi terganggu akibatnya beberapa tanaman, gulma dan serangga hama berkurang).

4. Berdampak negatif pada petani organik yang bebas tanaman transgenik karena tanamannya terkontaminasi oleh gen tanaman transgenik melalui penyerbukan).

Dari berbagai dampak negatif yang disajikan di atas, sejumlah organisasi konsumen di dunia menerapkan prinsip kehati-hatian, terutama untuk mengkonsumsi bahan pangan yang diperoleh dari hasil rekayasa genetika karena masih harus dipertimbangkan resiko kesehatannya walaupun biasanya pemerintah menyatakan pangan tersebut aman untuk dikonsumsi.

Pangan transgenik berpotensi menimbulkan dampak buruk bagi kesehatan manusia dalam 4 aspek sebagai berikut :

a. Gen yang disisipkan dapat menyerang sel-sel manusiaPendapat ini ada pro dan kontranya. Bagi yang mendukung karena ada bukti bahwa gen yang disisipkan dapat berpindah ke bakteri lain yang ada di usus kita sehingga menyebabkan resistensi manusia terhadap antibiotik tertentu. Sedangkan yang kontra menyatakan bahwa manusia punya mekanisme untuk menghancurkan gen asing yang tidak dikenal.

2. Penurunan kandungan gizi dan peningkatan racun di dalam tanaman transgenik (petani seledri terserang bintil-bintil merah karena racun yang dikeluarkan seledri walaupun galur seledri tersebut diperoleh secara konvensional).

3. Alergi (gen baru yang disisipkan bisa memproduksi senyawa baru yang memicu alergi pada orang tertentu).

4. Resistensi terhadap antibiotik.Selain resiko bagi lingkungan hidup dan kesehatan, hasil rekayasa genetik juga menghadirkan

masalah moral yang mendalam berkaitan dengan pemindahan gen-gen diantara manusia, hewan, tanaman dan mikroorganisme. Sebagian orang menolak rekayasa genetika karena dianggap mengganggu keseimbangan alam, atau berperan sebagai Tuhan. Beberapa agama memandang rekayasa genetika dari sudut berbeda-beda. Misalnya ada yang mempunyai kepercayaan bahwa Tuhan menciptakan semua bentuk kehidupan dengan rancangan terbaik yang tidak boleh diubah oleh manusia kecuali untuk memperbaiki penyimpangan agar kembali ke bentuk aslinya. Sementara umat yang lain beranggapan bahwa manusia telah diberi kekuasaan untuk memanfaatkan alam, walaupun manusia juga bertindak sebagai pemelihara dan pelindung, artinya keamanan dan kesejahteraan makhluk hidup/hewan terjaga.

Berdasarkan beberapa pendapat di atas, rupanya lebih bijaksana apabila produk rekayasa genetika diberi label khusus. Di Uni Eropa pada Desember 1986, mengesahkan peraturan tentang pangan baru (Novel food regulation), yang mewajibkan pelabelan pada produk transgenik (misal pangan transgenik) tersebut berbeda dari pangan konvensional yang kemungkinan menimbulkan masalah etika.

Negara-negara yang mendukung pelabelan untuk produk transgenik adalah Belanda, Denmark, Perancis, India dan banyak negara lainnya. Peraturan tersebut menyatakan kewajiban memberi label pada produk pangan hasil rekayasa genetika yang DNA-nya dapat dideteksi atau pada saat uji terdapat 5% bahan transgenik pada produk akhir. Sementara untuk galur yang tidak disetujui tidak boleh masuk ke negara Jepang.

DAFTAR PUSTAKA

Sunarlim, N. dan Sutrisno. 2003. Perkembangan Penelitian Bioteknologi di Indonesia. Buletin AgroBio 6(1): 2007.

Balai Penelitian Tanaman Kelapa dan Palma Lain. 2007. Identifikasi, Perbaikan, Pengembangan dan Perlindungan Varietas Kelapa Kopyor Genjah Patio. Manado.,(http:// perkebunan. litbang. deptan. go.id/).

Muchtar, M. 2001. Bioprospeksi. IndonesianNature Concervation Newsletter. 11 pp.

Apa Penyebab Variasi?

Mikroevolusi Mutasi genetik Gene Flow Nonrandom Perkawinan Genetik Drift

A. Apa Penyebab Variasi? 1. populasi adalah kelompok organisme dari spesies yang sama menempati suatu daerah tertentu. 2. Evolusi yang terjadi dalam populasi ini disebut mikroevolusi. 3. Para anggota populasi bervariasi dari satu sama lain. Variasi adalah bahan baku untuk perubahan evolusioner.

B. mikroevolusi 1. Penduduk genetika mempelajari variasi genetik dalam suatu populasi. 2. Kolam gen adalah total dari semua alel dalam suatu populasi, dijelaskan dalam hal frekuensi gen. 3. Baik dominasi maupun perubahan frekuensi alel reproduksi seksual. 4. Hukum Hardy-Weinberg

Hukum ini menyatakan keseimbangan frekuensi alel dalam kolam gen (menggunakan rumus p2 + 2pq + q2) tetap berlaku dalam setiap generasi berikutnya dari populasi yang bereproduksi secara seksual jika lima persyaratan tersebut dipenuhi.

a. Tidak ada mutasi: tidak ada perubahan alel terjadi. b. Tidak ada aliran gen: migrasi alel masuk atau keluar dari populasi tidak terjadi.

c. Perkawinan acak : individu pasangan secara kebetulan dan tidak sesuai dengan fenotipe genotik.

d. Tidak ada pergeseran/penyimpangan genetik: penduduk besar maka perubahan frekuensi alel karena kebetulan tidak signifikan.

e. Tidak ada seleksi: tidak ada gaya selektif nikmat satu genotipe atas yang lain. Pada kenyataannya, kondisi hukum Hardy-Weinberg jarang, jika pernah, bertemu, dan frekuensi

alel dalam kolam gen dari populasi melakukan perubahan dari satu generasi ke generasi berikutnya, sehingga dalam evolusi.

Setiap perubahan frekuensi alel dalam kolam gen dari populasi menandakan bahwa evolusi telah terjadi.

Hukum Hardy-Weinberg mengatakan kepada kita apa faktor penyebab evolusi - yang melanggar kondisi terdaftar.

Keseimbangan Hardy-Weinberg menyediakan dasar yang digunakan untuk menilai apakah evolusi telah terjadi.

Hardy-Weinberg equilibrium adalah keajegan dari frekuensi gen kolam yang tersisa di seluruh generasi.

5. Mikroevolusi adalah akumulasi dari perubahan kecil dalam kolam gen dalam waktu yang singkat. Melanisme Industri mengilustrasikan perubahan frekuensi alel yang menghasilkan perubahan

frekuensi fenotipe dalam waktu singkat. populasi lalat berwarna cerah menjadi berwarna gelap berkorelasi setelah peningkatan polusi.

C. Mutasi genetik 1. populasi alami mengandung kadar tinggi dlm variasi alel. 1. Analisis enzim Drosphilia menunjukkan memiliki setidaknya 30% lokus gen dengan alel ganda.

2. Hasil yang sama dengan spesies lain menunjukkan bahwa variasi alel adalah aturan dalam populasi alami. 2. mutasi gen menyediakan alel baru, dan oleh karena itu sumber utama variasi. 1. Sebuah mutasi gen adalah perubahan dalam urutan nukleotida DNA dari alel suatu. 2. Mutasi tidak dapat segera mempengaruhi fenotipe. 3. Mutasi dapat menguntungkan, netral, atau berbahaya, sebuah mutasi yang tampaknya berbahaya yang memerlukan Daphnia untuk hidup pada suhu yang lebih tinggi menjadi menguntungkan ketika perubahan lingkungan. 4. rekombinasi alel spesifik mungkin lebih adaptif daripada kombinasi lainnya.

D. Gene Flow 1. Gene aliran bergerak alel antara populasi oleh migrasi individu pemuliaan. 2. aliran Gene dapat meningkatkan variasi dalam suatu populasi dengan memperkenalkan alel novel yang dihasilkan oleh angguk kepala populasi lain. 3. aliran gen Lanjutan penurunan keragaman antara populasi, menyebabkan kolam gen menjadi serupa. 4. aliran Gene antara populasi dapat mencegah spesiasi dari terjadi.

E. Perkawinan nonrandom

1. Random kawin melibatkan individu-individu pasangan secara kebetulan, tidak sesuai dengan genotipe atau fenotipe. 2. kawin silang nonrandom melibatkan individu dan kawin asortatif. 3. Penangkaran sanak adalah perkawinan antara saudara untuk tingkat yang lebih besar daripada kebetulan. 1. Kawin sedarah menurunkan proporsi heterozigot. 2. Kawin sedarah meningkatkan proporsi homozigot baik pada semua lokus gen. 3. Dalam populasi manusia, penangkaran sanak meningkatkan frekuensi kelainan resesif. 4. kawin asortatif terjadi ketika individu kawin dengan orang-orang yang memiliki fenotipe yang sama. 1. perkawinan asortatif membagi populasi menjadi dua kelas fenotipik dengan pertukaran gen berkurang. 2. Homozigot untuk lokus gen yang mengendalikan peningkatan sifat, dan heterozigot untuk penurunan tersebut lokus. 5. pilihan seksual terjadi ketika laki-laki bersaing untuk hak untuk mereproduksi dan perempuan akan memilih.

F. genetik Drift 1. melayang genetik mengacu pada perubahan pada frekuensi alel dari kolam gen karena

kebetulan. 2. drift genetik terjadi pada kedua populasi besar dan kecil; populasi besar menderita kesalahan kurang sampling. 3. Genetic drift menyebabkan terisolasi kolam gen menjadi berbeda, beberapa alel hilang dan yang lainnya tetap. 1. belukar cemara terpisah di California menunjukkan variasi tambal sulam. 2. Karena tidak ada keuntungan adaptif jelas bagi variasi, ini karena pergeseran genetik. 4. Genetic drift terjadi ketika pendiri memulai populasi baru, atau setelah bottleneck genetik dengan perkawinan silang. Pengaruh genotipe mencegah bottleneck paling dari berpartisipasi dalam produksi generasi berikutnya. 1. Efek bottleneck disebabkan oleh penurunan berat dalam ukuran populasi akibat bencana alam, pemangsaan, atau pengurangan habitat. 2. Bottleneck menyebabkan efek penurunan berat pada keragaman genetik total gen asli. 3. Hambatan cheetah menyebabkan kemandulan relatif karena kawin kuat ketika populasi berkurang pada jaman dulu. 2. Pendiri adalah efek pergeseran genetik dimana alel jarang atau kombinasi terjadi pada frekuensi yang lebih tinggi pada populasi terisolasi dari masyarakat umum. 1. Hal ini disebabkan individu mendirikan berisi sebagian kecil dari keragaman genetik total populasi asli. 2. Alel tertentu yang dibawa oleh para pendiri yang ditentukan secara kebetulan saja. 3. Dwarfism jauh lebih tinggi dalam sebuah komunitas Amish Pennsylvania karena beberapa pendiri Jerman.

Seleksi alam adalah proses yang menghasilkan adaptasi dari populasi terhadap lingkungan.

Jenis Seleksi Pemeliharaan Variasi Diploidy dan heterozigot Penyakit sel sabit

A. Seleksi alam adalah proses yang menghasilkan adaptasi dari populasi terhadap lingkungan. 1. Seleksi alam memerlukan 1. variasi (yaitu, para anggota suatu populasi berbeda satu sama lain), 2. warisan (yaitu, banyak perbedaan antara individu dalam populasi perbedaan genetik diwariskan), 3. diferensial adaptedness (yakni, beberapa perbedaan mempengaruhi seberapa baik suatu organisme disesuaikan dengan lingkungannya), dan 4. diferensial reproduksi (yaitu, individu yang lebih baik diadaptasi lebih cenderung untuk mereproduksi). 2. Kebugaran adalah sejauh mana seorang individu keturunan subur kontribusi kepada generasi berikutnya. 3. Sehubungan kebugaran kebugaran membandingkan satu fenotipe yang lain.

B. Jenis Seleksi 1. seleksi Directional terjadi ketika fenotip ekstrem adalah disukai; bergeser kurva distribusi yang arah. 1. Sebuah pergeseran ngengat berwarna gelap dari cahaya berwarna berkorelasi dengan peningkatan polusi. 2. Peningkatan nyamuk insektisida-tahan dan ketahanan agen malaria terhadap obat adalah contoh seleksi terarah. 3. Peningkatan bertahap dalam ukuran kuda modern, Equus, berkorelasi dengan perubahan lingkungan dari kondisi hutan seperti kondisi padang rumput. 2. Menstabilkan seleksi fenotipe ekstrim terjadi ketika dieliminasi dan fenotip yang disukai. 1. Berat lahir rata-rata manusia adalah dekat berat lahir yang optimal untuk bertahan hidup. 2. Tingkat kematian tertinggi untuk bayi di ekstrem rentang bobot lahir. 3. Mengganggu seleksi fenotipe ekstrim terjadi ketika disukai dan dapat menyebabkan lebih dari satu bentuk yang berbeda. 1. siput Inggris (Cepaea nemoralis) bervariasi karena berbagai macam penyebab seleksi alam bervariasi. 2. Di daerah hutan, thrush makan siput dengan band-band cahaya. 3. Di daerah rendah vegetasi, thrush makan siput dengan kerang gelap band yang kurang

cahaya.

C. Pemeliharaan Variasi 1. Populasi yang kurang variasi mungkin tidak mampu beradaptasi dengan kondisi baru. 2. Bagaimana variasi dipertahankan dalam menghadapi tekanan seleksi konstan? 3. Pasukan berikut mempromosikan variasi genetik. 1. Mutasi dan rekombinasi genetik masih terjadi. 2. aliran Gene antara populasi kecil memperkenalkan alel baru. 3. Seleksi alam, seperti pemilihan mengganggu, itu sendiri kadang-kadang menghasilkan variasi.

D. Diploidy dan heterozigot yang 1. Hanya alel yang menyebabkan perbedaan fenotipik yang tunduk pada seleksi alam. 2. Pada organisme diploid, sebuah tempat penampungan alel resesif heterozigot langka yang lain akan dipilih keluar. 3. Bahkan ketika pemilihan mengurangi frekuensi alel resesif 0,9-0,1, frekuensi dalam heterozigot tetap sama dan tetap menjadi sumber daya untuk seleksi alam di lingkungan baru.

E. Penyakit Sickle-Cell 1. Pada penyakit sel sabit, heterozigot lebih cocok di daerah malaria karena sifat sel sabit tidak mengekspresikan kecuali jika kandungan oksigen lingkungan rendah, tetapi agen malaria menyebabkan sel darah merah mati ketika menginfeksi mereka (kehilangan kalium ). 2. Beberapa yang menonjol homozigot diselenggarakan dalam populasi tapi mereka mati pada usia dini dari penyakit sel sabit. 3. Beberapa homozigot diselenggarakan dalam populasi untuk normal sel darah merah, tetapi mereka rentan terhadap malaria.

Spesiasi adalah ... Sebuah spesies biologi adalah ... Reproduksi Mengisolasi Mekanisme Mode Spesiasi Radiasi Adaptif

A. Spesiasi adalah membagi satu spesies menjadi dua atau lebih spesies atau transformasi dari satu spesies menjadi spesies baru dari waktu ke waktu, spesiasi adalah hasil akhir dari perubahan allele gen renang dan frekuensi genotipik.

B. spesies biologi adalah kategori yang anggotanya reproduktif terisolasi dari kelompok-kelompok seperti lainnya. 1. Linnaeus dipisahkan spesies berdasarkan morfologi. 2. Isolasi reproduksi terjadi ketika anggota dari satu spesies hanya dapat berkembang biak dengan sukses dengan satu sama lain. 3. genetika biokimia menggunakan teknik hibridisasi DNA untuk menentukan keterkaitan organisme.

C. Mengisolasi Mekanisme Reproduksi 1. Selama dua spesies untuk memisahkan, aliran gen tidak harus terjadi di antara mereka. 2. Mekanisme isolasi reproduktif adalah setiap karakteristik struktural, fungsional, atau perilaku yang mencegah reproduksi sukses dari terjadi. 3. mekanisme mengisolasi Prezygotic perbedaan anatomis atau perilaku antara anggota dari dua spesies yang mencegah kawin atau membuat fertilisasi tidak mungkin akan terjadi jika terjadi kawin. a. isolasi Habitat terjadi ketika dua spesies menempati habitat yang berbeda, bahkan dalam rentang geografis yang sama, sehingga mereka cenderung untuk bertemu dan untuk mencoba untuk mereproduksi. b. isolasi Temporal terjadi ketika dua spesies hidup di lokasi yang sama, tetapi masing-masing mereproduksi pada waktu yang berbeda tahun, dan sehingga mereka tidak mencoba untuk kawin. c. Isolasi perilaku hasil dari perbedaan perilaku kawin antara dua spesies. d. isolasi mekanis merupakan hasil dari perbedaan antara dua spesies dalam struktur reproduksi atau bagian tubuh lainnya, sehingga kawin dicegah. 4. mekanisme mengisolasi Postzygotic mencegah keberhasilan pengembangan setelah kawin telah terjadi. a. isolasi Games termasuk ketidakcocokan gamet dari dua spesies yang berbeda sehingga mereka tidak bisa berfusi untuk membentuk zigot, telur mungkin memiliki reseptor hanya untuk sperma spesies sendiri atau stigma tanaman mencegah penyelesaian penyerbukan. b. kematian Zygote adalah ketika hibrida (keturunan orang tua dari dua spesies yang berbeda)

tidak hidup untuk bereproduksi. c. Hybrid kemandulan terjadi ketika keturunan hibrida steril (misalnya, bagal). d. Dalam kebugaran F2, keturunannya yang subur tetapi generasi F2 yang steril.

D. Mode Spesiasi

1. Allopatric spesiasi terjadi ketika spesies baru hasil dari populasi yang dipisahkan oleh penghalang geografis yang mencegah anggota mereka berkembang biak satu sama lain. a. Pertama kali diusulkan oleh Ernst Mayr dari Harvard University. b. Sedangkan secara geografis terisolasi, variasi menumpuk sampai populasi reproduktif terisolasi. 2. spesiasi Sympatric akan terjadi ketika anggota populasi tunggal mengembangkan perbedaan genetik (misalnya, jumlah kromosom) yang mencegah mereka dari reproduksi dengan tipe orang tua. a. contoh spesiasi sympatric utama adalah pada tanaman. b. Kegagalan untuk mengurangi jumlah kromosom menghasilkan tanaman polyploid bahwa mereproduksi berhasil hanya dengan polyploids. c. Backcrosses dengan diploid yang steril.

E. Radiasi Adaptif 1. radiasi adaptif merupakan suatu perkembangan yang cepat dari satu spesies leluhur tunggal spesies baru. 2. Kasus kutilang Darwin menggambarkan radiasi adaptif dari 13 spesies dari satu pendiri pipit daratan. 3. Pada Kepulauan Hawaii, berbagai honeycreepers diturunkan dari satu nenek moyang seperti uang emas. 4. Hawaii juga merupakan rumah dari tanaman silversword yang terpancar dari tarweeds leluhur.