Peta Konsep - maretbio01cs.weebly.com · Berhubungan dengan sintesis protein, dan kadarnya...

Bab 3 Materi Genetik

41

BabBab Materi Genetik33Peta Konsep

Fungsi gen dan alel

Pengertian gen dan alel

Materi genetik

Gen dan alel

RNA

DNADNA dan RNA

Jumlah kromosom

Penggolongan kromosomKromosom

Translasi

TranskripsiSintesis protein

Sandi genetik

Biologi untuk SMA/MA kelas XII Program IPA

42

Coba kamu perhatikan dirimu dan kedua orang tuamu,mirip siapakah kamu? Mengapa kamu mirip dengan keduaorang tuamu? Hal ini disebabkan karena gen-gen yang dimilikioleh orang tuamu diturunkan atau diwariskan kepadamu.

Setiap sel organisme mengandung materi genetik. Materigenetik tersebut dikenal sebagai gen yang terdapat dalamkromosom di dalam nukleus. Setelah mempelajari bab ini, kamuakan mengetahui tentang gen, DNA, dan kromoson, mari ikutiuraian berikut ini.

Gen dan AlelA

Gen merupakan unit terkecil materi genetik. Gen terdapatdalam setiap lokus yang khas pada kromosom. Gen adalahsubstansi genetik terkecil yang terdiri atas sepenggal DNA yangmenentukan sifat individu melalui pembentukan polipeptida.Jadi, gen berperan penting dalam mengontrol sifat-sifat individuyang diturunkan.

Gen-gen yang ada dalam kromosom tidak memiliki batas-batas yang jelas. Walaupun demikian, gen-gen dapatdiumpamakan dalam satu deretan berurutan dan teratur padabenang kromosom.

Di dalam sel tubuh, kromosom biasanya berpasangan.Sepasang kromosom merupakan homolog sesamanya, artinyakeduanya mempunyai bentuk yang sama dan lokus gen-gen yangbersesuaian. Gen-gen yang terdapat pada lokus yang bersesuaianini disebut alel.

1. Pengertian Gen dan Alel

Gen merupakan suatu kesatuan kimia. Sebagai materihereditas, gen memiliki beberapa fungsi, antara lain:a) Sebagai zarah tersendiri yang ada pada kromosom. Zarah

adalah zat terkecil dan tidak dapat dibagi-bagi lagi.b) Menyampaikan informasi genetik dari induk kepada

keturunannya.c) Mengatur proses metabolisme dan perkembangan.

Alel dapat memiliki tugas yang sama atau berlawanan untuksuatu pekerjaan tertentu. Alel yang mempunyai tugas yang samadisebut alel homozigot. Sedangkan, alel yang tugasnya berbedadisebut alel heterozigot. Alel yang tugasnya sama, misalnya genpenentu warna hitam pada gandum yang mempunyai pasangangen penentu warna hitam pula. Contoh alel yang tugasnyaberlawanan adalah gen penentu warna hitam pada gandummempunyai pasangan gen penentu warna putih.

2. Fungsi Gen dan Alel


43

Kegiatan sel dikendalikan oleh gen di dalam inti.Pengendalian ini dilakukan dengan menyusun materi tertentuyang sesuai dengan pola gen untuk membentuk suatu rantai asamamino (polipeptida). Polipeptida tersebut difungsikan menjadienzim yang akan mengatur reaksi metabolisme dalam sel.

Gambar 3.1Peta gen penentu sifat yangterdapat dalam kromosom

DNA dan RNAB

Dari berbagai penelitian mengungkapkan bahwa DNAadalah pembawa sebagian besar atau seluruh sifat-sifat genetikdi dalam kromosom. DNA terdapat di dalam nukleus danbersama senyawa protein membentuk nukleo protein. Selaindi dalam nukleus, molekul DNA juga terdapat dalammitokondria, plastid, dan sentriol.

1. DNA (Deoxyribonucleic Acid)

Persenyawaan antara protein dan asam nukleat disebutnukleo protein. Nukleo protein merupakan penyusun kromosom.Dari kedua senyawa tersebut, hanya asam nukleat yang dapatmembawa informasi genetik dari induk kepada keturunannya.Jadi, sebenarnya asam nukleat merupakan materi genetik ataufaktor hereditas, meskipun kromosom yang umum disebutsebagai faktor hereditas. Asam nukleat sebagai materi DNAterdiri atas DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleidacid). Untuk mengetahui tentang DNA dan RNA, mari cermatiuraian berikut ini.

nukleus

sel tumbuhan

alel batang pendek

gen panjang batang

alel batang panjang

alel bunga putik

gen warna bunga

alel bunga ungu

nukleus

kromosom

sepasang kromosom

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

id


44

Susunan kimia DNA adalah sebuah makromolekul yangkompleks. Molekul DNA disusun oleh dua rantai polinukleotidayang amat panjang. Satu rantai polinukleotida terdiri atasrangkaian nukleotida. Sebuah nukleotida tersusun atas:a) Gugus gula deoksiribosa (gula dengan lima atom karbon

atau pentosa)b) Gugus asam fosfat (fosfat terikat pada C kelima dari gula)c) Gugus basa nitrogen (gugus ini terikat pada C pertama dari

gula)

Basa nitrogen dapat digolongkan menjadi dua, yaitu basapurin dan basa pirimidin. Basa purin terdiri atas adenin (A)dan Guanin (G), sedangkan basa pirimidin terdiri atas sitosin(S) dan timin (T).

Gambar 3.2Struktur Nukleotida

Gambar 3.3empat basa nitrogen

Gula dengan basa membentuk ikatan antara C pada guladengan N pada basa purin dan N-H pada basa pirimidin. Senyawayang terbentuk disebut nukleosida atau deoksiribonukleosida.Nukleosida dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu:1) Persenyawaan antara gula dengan basa adenin (deoksi adenosin).2) Persenyawaan antara gula dengan basa guanin (deoksi guanosin).3) Persenyawaan antara gula dengan basa timin (deoksitimidin).4) Persenyawaan antara gula dengan basa sitosin (deoksisitidin).

Gambar 3.4empat macam nukleosida

Senyawa aromatik dengan rumus molekul C5H4N4 atau turunannyaPurin

Senyawa aromatik dengan rumus molekul C4H4N2 atau turunannyaPirimidin

Adenin Guanin

Urasil (terdapat pada RNA) SitosinTimin

Deoksisitidin Deoksitimidin Deoksiadenosin Deoksiguanosin

basa nitrogen

gugus asamfosfat

gugus gula

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

idS

umbe

r: Im

age.

goog

le.c

o.id

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

id


45

Gambar 3.6Rantai polinukletida untukmembentuk DNA

Gambar 3.5Contoh Nukleotida

Ester fosfat nukleosida, dengan fosfat terikat pada C ke lima dari gula

Ujung 5′′′′′P

Ujung 3′′′′′OH

Selanjutnya, fosfat membentuk ester dengan nukleosidamelalui pembentukan ikatan C5 pada gula. Ester fosfat -5-nukleosida ini disebut nukleotida. Ada 4 macam nukleotida,yaitu adenosin deoksiribonukleotida, guanosin deoksiribonukleotida,sitidin deoksiribonukleotida, dan timidin deoksiribonukleotida.Nukleotida-nukleotida tersebut dapat bergabung membentuksuatu rangkaian yang disebut polinukleotida. Benangpolinukleotida yang saling berpilin (heliks ganda) membentukDNA. Untuk lebih mengetahui struktur nukleotida danpolinukleotida, mari cermati Gambar 3.4.

Deoksiadenosin monofosfat Deoksisitidin monofosfat

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

id

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

id


46

Berdasarkan hasil analisis refraksi sinar X oleh kristal DNA,James Watson (Amerika) dan Francis Crick (Inggris) pada 1953menyimpulkan bahwa struktur molekul DNA berbentuk heliksganda.

Gambar 3.7Model DNA dari WitsonCrick.Segmen dari molekul DNAA = AdeninT = TiminU = UrasilC = SitosinG = GuaninP = Fosfat

Pada sel-sel organisme prokariot dan eukariot, selain DNAterdapat pula asam nukleat lain yang penting, yaitu RNA atauasam ribonukleat. RNA merupakan seutas benang tunggal yangtersusun molekul gula ribosa, gugus fosfat, dan asam nitrogen.Basa nitrogen RNA terdiri atas golongan purin (adenin danguanin) dan golongan pirimidin (sitosin dan urasil).

RNA dibentuk oleh DNA di dalam nukleus, melalui prosestranskripsi DNA. Hasil transkripsi digunakan RNA untuksintesis protein dalam sitoplasma sel.

2. RNA

gula

Molekul DNA mempunyai sifat-sifat, antara lain:1) DNA berbagai organisme mempunyai kandungan adenin

(A) yang sama dengan Timin (T). Perbedaan antara DNAdari spesies yang berlainan terletak antara kandunganA + T atau G + C.

2) Setiap molekul DNA disusun oleh dua rantaipolinukleotida. Basa-basa dari kedua rantai tersebutberpasangan dengan aturan adenin berpasangan denganTimin dan Guanin berpasangan dengan sitosin. Antarakedua basa yang berpasangan terbentuk ikatan hidrogen.Adanya ikatan inin memberikan kelenturan pada DNA.

3) DNA merupakan struktur yang aktif melakukan fungsibiologi.

fosfat

basa

ikatan guladan fosfat

Sum

ber:

Enc

arta

Lib

rary

200

5


47

Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA dibedakan menjaditiga macam, yaitu:

a) RNA duta (RNA-d) atau m RNA

RNA duta adalah RNA yang menjadi modelcetakan dalam proses penyusunan asam aminopada rantai polipeptida atau sintesis protein.Disebut RNA duta, karena molekul inimerupakan penghubung DNA dengan proteindan membawa pesan berupa informasi genetikdari DNA untuk membentuk protein. Informasigenetik berupa urutan basa N pada RNA dutayang memesan suatu asam amino yang disebutkodon. Penyusunan rantai polipeptida tergantungdari urutan kodon pada RNA duta.

Urutan kodon pada RNA-d yang dicetak DNA tergantungpada macam protein yang akan disintesis.

b) RNA transfer (RNA-t)

RNA-t mempunyai fungsi menerjemahkan kodon yangterdapat pada RNA-d menjadi satu jenis asam amino. Kemampuanmenerjemahkan ini, disebabkan oleh adanya anti kodon yangmerupakan komplemen dari kodon RNA-d. RNA-t juga berfungsimengangkut asam amino ke permukaan ribosom pada saattranslasi. Translasi adalah penerjemahan urutan nukleotidaRNA-d menjadi urutan asam amino polipeptida.

c) RNA ribosom (RNA-r)

RNA-r merupakan RNA terbanyak, sekitar 83% dari RNAyang dikandung oleh suatu sel. RNA-r berperan dalam sintesisrantai protein sebagai tempat pertemuan RNA-d dan RNA-t.

RNA dan DNA memiliki perbedaan. Cermati perbedaan-nya pada Tabel 3.1 di bawah ini.Tabel 3.1 Perbedaan RNA dan DNA

1) Terdapat dalam nukleus sel, mitokondria,plastida, sentriol.

2) Membentuk rantai ganda yang amat panjang.

3) Berhubungan erat dengan pengendalianfaktor-faktor keturunan dan sintesis protein.Kadarnya tidak dipengaruhi oleh kecepatansintesis protein.

4) Mengandung pirimidin: sitosin (C) dan timin(T) dan purin: adenin (A) dan guanin (G).

Terdapat dalam sitoplasma, dan nukleus, terutamadalam ribosom.

Membentuk rantai tunggal dan pendek.

Berhubungan dengan sintesis protein, dankadarnya berubah-ubah, menurut kecepatansintesis protein.

Mengandung pirimidin: sitosin (C) dan urasil (U),purin: adenin (A) dan guanin (G).

DNA RNA

Gambar 3.8RNA dalam sintesis protein

kodonribosom

ikatanpolipeptida

RNA-d

anti kodon

asamaminoRNA-t

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

id


48

5) Komponen gulanya deoksiribosa, yaituribosa yang kekurangan satu atom oksigen.

Komponen gulanya adalah ribosa (pentosa).

Deoksiribosa Ribosa

KromosomC Pada saat sel aktif melakukan metabolisme, di dalam

nukleus terdapat benang-benang halus seperti jala yang dapatmenyerap warna. Benang-benang halus ini disebut kromatin(chromo = warna, dan tin = badan). Ketika sel akan membelah,benang kromatin menebal dan memendek, lebih mudahmenyerap zat warna sehingga dapat dilihat dengan mikroskop.Benang kromatin yang menebal dan memendek ini, disebutkromosom.

Gambar 3.9Struktur kromosom

1. Penggolongan kromosom

Berdasarkan letak kromosom di dalam tubuh. Kromosomdi bagi menjadi dua macam, yaitu kromosom tubuh (autosom)dan kromosom kelamin (kromosom sex). Di dalam sel tubuhterdapat sepasang kromosom atau diploid (2n). Sepasangkromosom ini berasal dari induk betina (ovum) dan induk jantan(sperma). Masing-masing kromosom induk berjumlah nkromosom. Kromosom yang berpasangan tersebut, disebutkromosom homolog. Kromosom homolog adalah kromosom yangmempunyai struktur yang sama atau mempunyai lokus-lokusalel yang sama. Dalam sel tubuh manusia terdapat 23 macamkromosom homolog. Jumlah macam kromosom atau satu pasangkromosom haploid disebut genom.

Satu kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu:1) sentromer atau kinetokhor. Bagian ini berbentuk bulat dan

tidak mengandung gen. Sentromer berfungsi untukpergerakan kromosom dari daerah ekuator ke kutubmasing-masing pada waktu pembelahan

2) Lengan merupakan badan kromosom. Di dalam lengan initerdapat kromomena (bahan nukleo protein)

lenganpendek

lenganpanjang

DNA

sentromer

dua kromatid

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

idS

umbe

r: Im

age.

goog

le.c

o.id


49

Letak sentromer menjadi ciri khas dari setiap pasangankromosom. Berdasarkan letak sentromernya, kromosom dapatdikelompokkan menjadi beberapa macam, yaitu:(1) Metasentrik: sentromer terletak di tengah-tengah kromosom(2) Submetasentrik: sentromer dekat pada salah satu ujung

kromosom(3) Aksosentik: sentromer terletak di dekat ujung kromosom(4) Parasentrik: sentromer terletak di ujung kromosom.

Selain penggolongan kromosom di atas, bentuk kromosomdapat bermacam-macam yang disebabkan oleh letak sentromeryang bermacam-macam pula. Contohnya, ada kromosom yangmenyerupai huruf L (satu lengan kromosom lebih panjang dariyang lain), kromosom menyerupai huruf I (sentromer terletakdi ujung kromosom), dan kromosom yang menyerupai huruf V(kromosom mempunyai lengan sama panjang).

Gambar 3.10Berbagai bentuk kromosom

2. Jumlah Kromosom

No. Organisme Jumlah No. Organisme JumlahKromosom Kromosom

1. Manusia 46 23. Hidra 322. Simpanse 48 24. Cemara 243. Kera 48 25. Ceri 324. Kuda 64 26. Kubis 185. Lembu/sapi 60 27. Lobak 186. Keledai 62 28. Kacang polong 147. Anjing 78 29. Buncis 228. Kucing 38 30. Ketimun 149. Tikus rumah 40 31. Kapas 52

10. Tikus sawah 42 32. Kentang 4811. Merpati 80 33. Tomat 2412. Ayam 78 34. Tembakau 4813. Kalkun 82 35. Gandum dipakai14. Katak 26 untuk membuat roti 4215. Ikan mas 94 36. Gandum dipakai16. Bintang laut 36 untuk membuat bir17. Ulat sutera 56 (Barley) 1418. Lalat rumah 12 37. Jagung 2019. Drosophila 38. Beras 24

melanogaster 8 39. Bawang 1620. Nyamuk 6 40. Ragi 3421. Kecoak 24 41. Jamur 422. Cacing tanah 36 42. Kapang Penicillium 2

Dalam setiap organisme terdapat jumlah kromosom yangbervariasi. Jumlah kromosom haploid yang terdapat padaberbagai organisme dapat dilihat pada Tabel 3.2 di bawah ini.Tabel 3.2 Jumlah Kromosom (2n) pada Berbagai Hewan dan Tumbuhan

Metasentrik Submetasentrik

Akrosentrik Parasentrik

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

id


50

Sintesis ProteinD Protein adalah suatu makromolekul yang disusun oleh

berbagai asam amino. Sedangkan, enzim adalah protein yangmempunyai kemampuan sebagai katalisator reaksi biokimiadalam proses metabolisme seluler. Berdasarkan hasil penelitianBeadle dan Tatum (1941), gen mengendalikan prosesmetabolisme atau kehidupan individu melalui prosespengendalian enzim. Jadi, perubahan struktur gen dapatmenyebabkan perubahan struktur protein pada tingkat asamamino, yang selanjutnya akan menyebabkan perubahan dalamproses metabolisme.

Protein tidak disintesis langsung oleh gen, melainkanmelalui proses transkripsi dan translasi (gen adalah namafungsional, strukturnya adalah DNA). Transkripsi adalah prosesreplikasi DNA untuk membentuk RNA-d. Sedangkan, translasiadalah proses penerjemahan informasi genetik yang terdapatpada RNA-d menjadi runtunan asam amino polipeptida. Dalamtranskripsi, DNA digunakan sebagai model untuk sintesisprotein. Untuk lebih mengetahui tentang transkripsi dantranslasi dalam sintesis protein, mari cermati uraian berikut ini.

Transkripsi adalah proses transfer informasi genetik dariruas DNA (gen) ke dalam molekul RNA yang dipandu olehenzim transkriptase sebagai katalisatornya. Runtunan basapada utas RNA-d ditentukan oleh runtunan basa yang terdapatpada satu ruas DNA, dan setiap basa tersebut akan dicaripadanan ribonukleotidanya, kemudian dirangkaikan menjadirantai RNA-d.

Pembacaan oleh transkriptase dimulai dari tanda awal(promotor) sampai tanda akhir (terminator). Hanya ruas yangdiapit oleh kedua tanda itu yang akan ditranskripsikan. Genmerupakan pengendali protein sehingga gen harus terdapatpada ruas di antara promotor dan terminator.

1. Transkripsi

Setelah proses transkripsi di dalam inti sel selesai, selanjutnyaRNA-d keluar dari inti untuk menjadi model cetakan dalampenyusunan rangkaian asam amino pada proses translasi.Informasi genetik yang dibawa oleh RNA-d terdapat padaruntunan basa yang dikandungnya. Setiap jenis kombinasi 3 basayang berdampingan mengandung sandi genetik (kodon) tertentu,yang dapat diterjemahkan menjadi satu jenis asam amino. Dalamsatu rantai RNA-d, hanya bagian tertentu yang menjadi polacetakan dalam sintesis protein, yaitu ruas yang diapit oleh kodonawal (AUG) dan kodon akhir (UAA, UAG, UGA)

2. Translasi

Gambar 3.11Protein

Diskusikan denganteman sebangkumu.Di manakah tempatterjadinya transkripsidan translasi?

Asam amino

Sum

ber:

Enc

arta

Lib

rary

200

5


51

Setelah RNA-d sampai di ribosom, RNA-t mulaimengangkut asam amino ke dalam kompleks translasi(ribosom), serta membaca sandi-sandi (kodon) RNA-d.Selanjutnya, asam-asam amino yang dibawa oleh RNA-tdirangkai menjadi polipeptida. Kemampuan RNA-t menjalan-kan tugas tersebut, disebabkan karena adanya simpul antikodon dan kemampuan satu kompleks dengan asam aminoyang disebut aminoasil-t RNA.

Proses penerjemahan rangkaian kodon-kodon RNA-dmenjadi rangkaian asam amino polipeptida disebut translasi.Untuk mengetahui proses transkripsi dan translasi dalamsintesis protein, mari cermati Gambar 3.12 di bawah ini.

Gambar 3.12Proses transkripsi dan translasidalam sintesis protein

Transkripsi

Pembentukan RNA-d

ke sitoplasma

Translasi asamamino

DNA

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

id


52

Kodon 1

Kodon 2

Kodon 3

Kodon 4

Kodon 5

Kodon 6

Kodon 7

Sandi GenetikE Sandi genetik merupakan hubungan antara asam amino

yang terdapat pada rantai polipeptida dengan rangkaiannukleotida yang terdapat pada RNA-d. Rangkaian nukleotidadibentuk berdasarkan model DNA pada ruas gen. Sehingga,sandi genetik dapat diartikan sebagai aturan hubungan antargen dengan protein.

Pada asam nukleat DNA atau RNA-d terdapat 4 jenisnukleotida (basa) yang menyusun rantainya. Pada polipeptidadikenal 20 jenis asam amino penyusunnya. Dengan adanya20 jenis asam amino tersebut, harus ada aturan yang dapatmenjamin pengendalian gen dalam pembentukan protein, selalubersifat khas (satu gen hanya menyandikan satu jenis protein).Untuk menjamin kekhasan tersebut harus banyak faktorpengendali (kodon), sekurang-kurangnya sama dengan yangdikendalikan (asam amino). Hal ini bertujuan untuk mencegahadanya satu kodon mengendalikan lebih dari satu asam amino.Berdasarkan persyaratan ini, tidak mungkin satu asam aminodikendalikan hanya oleh satu nukleotida, karena keempatnukleotida yang ada tidak akan mencukupi untukmengendalikan 20 asam amino. Sistem penyandian seharusnyadidasarkan pada kombinasi dari nukleotida yang ada. Yangpaling mungkin adalah setiap kodon merupakan kombinasi3 nukleotida DNA sehingga akan diperoleh 64 kodon yang akanmencukupi untuk mengendalikan 20 asam amino.

Enam puluh empat kodon ini berfungsi menyandikan asamamino, tetapi akan ada kodon-kodon yang menyandikan satujenis asam amino yang sama. Jadi, ada 3 kodon, yaitu UAA,UAG, dan UGA yang menjadi kodon akhir dan AUG yangmenjadi kodon awal, keempat kodon ini tidak menyandikanasam amino. Sebagian besar asam amino dikendalikan lebihdari 1 kodon. Berbagai kodon yang menyandikan 1 jenis asamamino yang sama disebut kodon sinonim. Kodon-kodon diketahuitidak bertumpang tindih dan terletak berdampingan tanpapenyelang. Jadi, pembentukan asam amino akan dilakukan olehrangkaian kodon RNA-d dimulai dari kodon dan diakhiri olehsalah satu kodon akhir.

Konsep sandi genetik ditemukan berkat keberhasilanpeneliti mengembangkan sintesis protein dan asam nukleatsecara in vitro. Untuk mengetahui kode genetik ini, mariperhatikan Tabel 3.3 berikut ini.

Gambar 3.14Kodon pada RNA

Sum

ber:

Imag

e.go

ogle

.co.

id


53

U

Tabel 3.3 Kode Genetik (Kodon dari RNA-d)

BasaPertama

BasaKedua

BasaKetiga

G A C U

G

GGG Glisin GAG Asam GCG Alanin GUG Valin Gglutamat

GGA Glisin GAA Asam GCA Alanin GUA Valin Aglutamat

GGC Glisin GAC Asam GCC Alanin GUC Valin Caspartat

GGU Glisin GAU Asam GCU Alanin GUU Valin Uaspartat

AGG Arginin AAG Lisin ACG Treonin AUG “Start” G(Metionin)

AGA Arginin AAA Lisin ACA Treonin AUA Isoleusin A

AGC Serin AAC Asparagin ACC Treonin AUC Isoleusin C

AGU Serin AAU Asparagin ACU Treonin AAU Isoleusin U

CGG Arginin CAG Glutamin CCG Prolin CUG Leusin G

CGA Arginin CAA Glutamin CCA Prolin GUA Leusin A

CGC Arginin CAC Histidin CCC Prolin CUC Leusin C

CGU Arginin CAU Histidin CCU Prolin CUU Leusin U

UGC Triptofan UAG “Stop” UCG Serin UUG Leusin G

UGA “Stop” UAA “Stop” UCA Serin UUA Leusin A

UGC Sistein UAC Tirosin UCC Serin UUC Fenilalanin C

UGU Sistein UAU Tirosin UCU Serin UUU Fenilalanin U

C

Dalam sintesis protein dapat terjadi kesalahan dalammenerjemahkan kode-kode yang diterima dari DNA. Jika terjadikesalahan penerjemahan, akibatnya protein yang disusun jugakeliru sehingga enzim yang dihasilkan juga salah. Jika hal initerjadi, maka metabolisme akan terganggu. Misalnya, kodonGAA yang seharusnya diterjemahkan menjadi asam glutamat,tetapi oleh RNA-t dibaca GUA yang diterjemahkan menjadivalin, atau dibaca AAA yang diterjemahkan menjadi lisin. Halini, menyebabkan polipeptida yang dihasilkan tidak sesuaidengan perintah DNA.

Kesalahan ini berpengaruh pada proses pembentukanhemoglobin. Hemoglobin normal seharusnya mengandungasam glutamat, tetapi karena terjadi kesalahan dalampenerjemahan, hemoglobin mengandung valin atau lisin. Halini menyebabkan hemoglobin menghasilkan sel sabit. Sel sabitmenyebabkan kelainan yang disebut siklemia. Siklemiaditurunkan kepada keturunannya dan menyebabkan mutasi.

A


54

Bekerjalah dengan temanmu.

JudulMembangun Tangga DNA

TujuanSetelah melakukan kegiatan ini, kamu dapat menyusunsuatu model molekul DNA.

Bahan dan Alat1) Potongan-potongan kertas berwarna merah, biru, hijau

dan kuning dengan ukuran panjang: 1 cm dan lebar 1 cm2) Lem atau double tipe3) Gunting4) Karton putih

Cara Kerja1) Siapkan potongan-potongan kertas berwarna.2) Potongan kertas merah untuk molekul A, yang biru untuk

molekul T, yang kuning untuk molekul C, dan yang hijauuntuk molekul G.

3) Untuk anak tangga diperlukan 3 potong untuk setiap macampotongan kertas berwarna.

4) Pada ibu tangga, S mewakili molekul gula, dan P mewakilikelompok fosfat (lihat model DNA Watson crick padaGambar 3.7).

5) Buatlah ibu tangga sebelah kiri, bacaan dari atas ke bawah:ATACGGGCC

Mari MencobaMari Mencoba

Kesalahan RNA-t dalammenerjemahkan sandi dariRNA-d dapat menyebab-kan kelainan apa saja.Diskusikan dengan temansebangkumu.

Jadi, kesalahan RNA-t menafsirkan kode-kode genetik dariDNA juga merupakan salah satu mekanisme mutasi gen. Mutasigen menyebabkan perubahan sifat yang diwariskan secaraturun temurun. Untuk lebih memahami tentang DNA danproses replikasi, coba kamu lakukan percobaan berikut ini.


55

GTATCG

6) Lakukan langkah-langkah berikut ini.(a) Tempatkan molekul A (potongan kertas merah) di

samping molekul gula (S) yang pertama.(b) Tempatkan molekul T disamping molekul gula (S)

yang kedua dan seterusnya.(c) Lakukan dengan cara yang sama pada ibu tangga

sebelah kanan untuk menyusun masing-masing anaktangga.Molekul A hanya dapat berpasangan dengan molekulT, dan molekul C hanya dapat berpasangan denganmolekul G.

7) Bagaimana peristiwa terjadinya replikasi DNA?Coba kamu bayangkan bahwa molekul DNA yang

baru saja kamu buat sedang mengalami pembelahan. Anak-anak tangga akan mengalami keretakan atau berpisah.Molekul A akan memisahkan diri dari molekul T, danmolekul C memisahkan diri dari molekul G.

Ambil potongan-potongan kertas berwarna, danletakkan potongan-potongan kertas tersebut pada masing-masing separuh dari anak tangga yang bersesuaian.

Pertanyaan1) Dari manakah sel-sel tersebut memperoleh molekul-

molekul gula (S), fosfat (P), Adenin (A), Timin (T), Guanin(G), dan Cytosine (C)?

2) Apakah yang akan terjadi bila DNA yang baru tidak serupadengan DNA yang lama?

Apa yang dapat disimpulkan? Diskusikan hasil kelompokmudengan kelompok lain.


56

1234567890123456789012345678901212345678901234567123456789012345678901234567890121234567890123456712345678901234567890123456789012123456789012345671234567890123456789012345678901212345678901234567123456789012345678901234567890121234567890123456712345678901234567890123456789012123456789012345671234567890123456789012345678901212345678901234567123456789012345678901234567890121234567890123456712345678901234567890123456789012123456789012345671234567890123456789012345678901212345678901234567123456789012345678901234567890121234567890123456712345678901234567890123456789012123456789012345671234567890123456789012345678901212345678901234567

Kamu telah mempelajari materi genetik. Hal-hal penting apasajakah yang harus diketahui dalam mempelajarinya? Catatlah dalambentuk rangkuman. Kemudian, tukarlah hasil rangkumanmu denganrangkuman teman. Berikan masukan dan saran pada rangkumanmasing-masing.

Daftar IstilahDaftar Istilah

Alel = pasangan gen yang berada pada lokus yang sama padakromosom homolog.

Anti kodon = urutan tiga (3) basa yang merupakan komplemen darikodon. Anti kodon terdapat pada RNA-t, sedangkankodon terdapat pada RNA-d.

Double helix = bentuk benang DNA yang terdiri atas dua benangpolinukleotida yang saling berpilin.

Genom = sejumlah kromosom yang membentuk satu perangkatyang lengkap.

Kromosom = benang-benang pembawa sifat, karena mengandung gen.Kromosom terdiri atas benang-benang kromatin.

Kromosom homolog = kromosom pasangan yang memiliki gen dan lokus yangsama.

Lokus = letak atau tempat gen dalam kromosom

Nukleosida = persenyawaan kimia yang dibentuk dari ikatan molekulgula dan basa nitrogen

Nukleotida = persenyawaan kimia yang dibentuk dari ikatan molekulgula, basa nitrogen dan asam fosfat.

Replikasi = proses penggandaan DNA menjadi dua DNA yangidentik.

Sentromer = bagian kromosom yang berfungsi sebagai tempatperlekatan benang-benang spindel pada pembelahanmitosis.

Transkripsi = proses sintesis RNA d dengan menggunakan DNA sebagaiacuan.

Translasi = proses penerjemahan kodon menjadi asam amino padasintesis protein


57

1. Asam nukleat ditemukan ....a. hanya di dalam nukleusb. di dalam semua sel hidupc. hanya di dalam sitoplasmad. di dalam semua nukleotidae. di dalam mitokondria

2. Nukleotida tersusun atas suatu basanitrogen yang terikat antara ....a. fosfat yang terikat dengan asam

aminob. gugus gula yang terikat dengan

fosfatc. ribosa yang terikat dengan

deoksiribosad. timin yang terikat dengan urasile. ribosa dan timin

3. Suatu perbedaan utama antara DNAdan RNA adalah bahwa di dalamRNA ....a. urasil diganti oleh timinb. urasil diganti oleh adeninc. timin diganti oleh urasild. adenin diganti oleh urasile. guanin diganti oleh urasil

4. Dari keempat basa N berikut ini, yangmanakah terdapat dalam RNA?a. Adenin, timin, guanin, dan sitosinb. Adenin, guanin, sitosin, dan urasilc. Guanin, sitosin, timin, dan urasild. Guanin, urasil, timin, dan adenine. Sitosin, urasil, timin dan adenin

5. Pasangan guanin adalah ....a. timin d. sitosinb. adenin e. guaninc. urasil

6. Agar dapat memberikan instruksiuntuk menciptakan 20 asam amino

A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat di setiap soal-soal berikut.

esensial, kode DNA perlu dibentukatau disusun dari ....a. 4 nukleotida tunggalb. 4 pasang nukleotidac. paling sedikit 3 nukleotidad. paling sedikit 4 nukleotidae. 2 nukleotida

7. Pembentukan protein di dalam selterutama berlangsung di dalam ....a. mitokondria d. kromosomb. ribosom e. lisosomc. nukleus

8. RNA transfer berkaitan denganpenyampaian ....a. protein d. asam aminob. polipeptid e. kodec. nukleotida

9. Suatu protein khusus yang dihasilkandi dalam sel adalah hasil dari ....a. urutan nukleotida di dalam

molekul DNAb. urutan gula dan fosfat di dalam

molekul DNAc. urutan asam amino di dalam RNA

transferd. jumlah ribosom di dalam sele. jumlah sel di dalam tubuh

10. Ilmuwan dapat menciptakan gen-genbaru dan menempatkannya di dalamsel-sel. Teknik ini dikenal sebagai ....a. DNA transferb. mutasi DNAc. replikasi DNAd. DNA rekombinane. translasi

11. Molekul-molekul DNA dari kebanyakanorganisme tersusun dalam rantai yang

M a r i B e r k o m p e t e n s iM a r i B e r k o m p e t e n s i


58

panjang yang disebut ....a. polipeptidb. proteinc. nukleotidad. kromosome. asam amino

12. Reproduksi seksual memberi organisme....a. kromosom-kromosom baru yang

lengkapb. kombinasi gen yang baruc. DNA rekombinand. kombinasi gen yang tak dapat

diubahe. gen baru

13. Yang bertugas menerjemahkan kodegenetik saat sintesis protein adalah ....a. DNA d. DNA dan RNAb. RNA-t e. RNA-rc. RNA-d

14. Pasangan-pasangan basa di dalamDNA secara bertahap, adalah ....a. A - T dan S - Ub. A - T dan G - Sc. G - T dan A - Sd. G - T dan A - Ue. G - T dan T - U

15. Misalkan rantai DNA memiliki urutanAAA - TGC - GCA, transkripsi DNAtersebut adalah ....a. TTT - ACG - CGTb. UUU - ACG - CGUc. TTT - CGA - CGTd. TTT - AGC - CGAe. UUU - AGC - CGU

1. Jelaskan struktur DNA dengan diagram menurut model Watson-Crick.

2. Bedakan DNA dan RNA berdasarkan struktur dan fungsinya.

3. Apa yang kamu ketahui tentang kode genetik? Ceritakan bagaimana kode ituditerjemahkan, dan tujuannya.

4. Berilah penjelasan bahwa ada hubungan antara kekeliruan penafsiran kode genetikoleh RNA dengan mutasi dan keanekaragaman makhluk hidup.

5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan kromosom homolog dan kromosom nonhomolog.

B. Jawablah soal-soal berikut dengan singkat dan jelas.

Peta Konsep - maretbio01cs.weebly.com · Berhubungan dengan sintesis protein, dan kadarnya...

Documents

Transcript of Peta Konsep - maretbio01cs.weebly.com · Berhubungan dengan sintesis protein, dan kadarnya...