Hereditas

 

Pengertian Hereditas

Hereditas adalah istilah yang menunjukkan pewarisan sifat biologis dari induk ke keturunannya melalui DNA. Penelitian tentang hereditas sudah dimulai sejak zaman Yunani Kuno, misalnya saja Hipokrates menyatakan bahwa benih diwariskan saat terjadi pembuahan, Theophrastus menyatakan bahwa bunga jantan menyebabkan bunga betina matang, dan masih banyak lainnya. Pada prinsipnya, penelitian hereditas pada manusia berbeda dengan hewan atau tumbuhan.

1. Jarang ada manusia yang bersedia dijadikan objek penelitian.
2. Umur manusia cukup panjang.
3. Keturunan yang dihasilkan manusia tidak banyak.
4. Lingkungan manusia memiliki banyak variabel yang sulit dikontrol.
5. Pertumbuhan karakter pada manusia sulit diamati.

Materi Genetik atau Faktor Hereditas

Materi genetik atau faktor hereditas adalah informasi yang dimiliki setiap sel makhluk hidup yang dapat diwariskan kepada keturunannya. Materi genetik terdiri atas kromosom, gen, DNA, dan RNA. Yuk, simak pembahasan lengkapnya di bawah ini,

1. Kromosom

Kromosom ialah benda-benda halus seperti benang yang mudah menyerap warna dan berfungsi sebagai pembawa sifat keturunan. Di dalam sel yang diploid, kromosom tampak berpasang-pasangan. Sepasang kromosom disebut kromosom homolog, yaitu kromosom yang memiliki bentuk, ukuran, dan urutan gen yang sama. Sementara kromosom yang bukan pasangannya disebut kromosom nonhomolog.

Setiap kromosom memiliki bagian-bagian seperti sentromer, lengan kromosom, matriks, kromonema, kromomer, telomer, dan satelit. Berdasarkan letak sentromernya, ada empat tipe kromosom, yaitu:

• tipe metasentrik 
• tipe submetasentrik 
• tipe akrosentrik
• tipe telosentrik

Berikut ini adalah gambar kromosom dan bagian-bagiannya.

pada manusia, jumlah kromosom pada sel diploid adalah 46 buah atau 23 pasang. Kromosom tersebut terdiri atas 44 buah atau 22 pasang kromosom tubuh (autosom) dan sepasang kromosom kelamin (gonosom), yaitu XX pada wanita dan XY pada pria. 

Pada sel haploid seperti sel telur atau sel sperma, kromosom berjumlah 23 buah yang terdiri atas 22 buah autosom dan sebuah gonosom. Sel telur memiliki 22 buah autosom dan 1 X, sedangkan sperma memiliki 22 buah autosom dan  1 X atau 1 Y.

2. Gen dan Alel

Gen adalah unit terkecil penyusun materi genetik yang berfungsi mengendalikan sifat hereditas makhluk hidup. Gen dapat diwariskan dari generasi ke generasi dan tersusun dari DNA yang terpintal oleh protein histon. Letak gen ada di dalam lokus-lokus pada kromosom yang tersusun teratur dalam satu deret secara linear dan lurus beraturan.

Gen terdiri atas tiga komponen, yaitu rekon, muton, dan siston. Apa saja itu?

• Rekon adalah komponen yang lebih kecil dari gen dan terdiri atas satu atau dua pasang nukleotida saja. 
• Mukon  adalah komponen yang terdiri atas lebih dari dua pasang atau beberapa pasang nukleotida. 
• Siston adalah komponen yang terdiri atas ratusan nukleotida. Berdasarkan sifatnya, gen dapat bersifat dominan, setengah dominan, atau resesif.Nah, gen ini punya pasangan yang disebut alel. Letaknya ada pada lokus yang bersesuaian pada kromosom homolognya dan memiliki tugas sama atau berlawanan untuk suatu sifat tertentu. Susunan gen dan alel pada kromosom homolog akan membentuk genotipe suatu individu. 

• Ada tiga kemungkinan genotipe yang dapat dimiliki oleh suatu individu, yaitu genotipe homozigot dominan, heterozigot, dan homozigot resesif. Alel dibedakan menjadi dua macam, yaitu alel tunggal dan alel ganda. Apa bedanya?

  • Alel tunggal adalah gen yang hanya memiliki satu gen sealel, sehingga hanya muncul satu sifat. Contohnya gen K untuk rambut keriting dan gen k untuk rambut lurus. 
  • Alel ganda adalah gen yang memiliki lebih dari dua pasangan gen yang sealel dan menempati seri lokus yang sama, sehingga muncul beberapa sifat. Contohnya adalah alel pada golongan darah sistem ABO dan warna bulu kelinci.

  3. DNA

  Selanjutnya ada yang disebut DNA, Quipperian. DNA atau deoxyribonucleic acid adalah suatu asam nukleat yang merupakan penyusun gen di dalam inti sel. DNA menyimpan segala informasi biologis dari setiap makhluk hidup dan beberapa virus. DNA terdiri atas dua rantai polinukleotida yang tersusun dalam heliks ganda. 

  Setiap nukleotida terdiri atas tiga komponen, yaitu fosfat, gula deoksiribosa, dan basa nitrogen. Ada dua macam basa nitrogen penyusun DNA, yaitu basa purin yang terdiri atas basa adenin (A) dan guanin (G) serta basa pirimidin yang terdiri atas basa timin (T) dan sitosin (S). 

• Nah, dua rantai DNA ini saling berikatan pada bagian basa nitrogen yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Basa nitrogen A berikatan dengan T, sedangkan G berikatan dengan S. Antara A dan T dihubungkan oleh 2 ikatan hidrogen, sedangkan antara G dan S dihubungkan oleh 3 ikatan hidrogen.

  4. RNA

  Next, ada yang namanya RNA atau ribonucleic acid. Adalah makromolekul polinukleotida berupa rantai tunggal atau ganda yang tidak berpilin. Rantai pada RNA juga pendek-pendek, karena dibentuk melalui transkripsi fragmen-fragmen DNA. RNA banyak ditemukan di sitoplasma atau ribosom. 

  Berbeda dengan DNA, keberadaan RNA di dalam sel tidak tetap karena mudah terurai dan harus dibentuk kembali.

  RNA tersusun dari banyak ribonukleotida, di mana setiap ribonukleotida terdiri atas 3 komponen, yaitu fosfat, gula ribosa, dan basa nitrogen. Basa nitrogen RNA terdiri atas basa purin, yaitu adenin (A) dan guanin (G) serta basa pirimidin, yaitu urasil (U) dan sitosin (S). Keempat basa nitrogen tersebut akan membentuk pasangan A – U dan G – S. Adenin dan urasil  dihubungkan oleh 2 ikatan hidrogen, sedangkan guanin dan sitosin dihubungkan oleh 3 ikatan hidrogen.

  RNA dapat dibagi menjadi dua tipe, yaitu RNA genetik dan RNA nongenetik. RNA genetik adalah RNA yang berperan dalam pewarisan sifat. RNA ini hanya terdapat pada virus RNA. RNA nongenetik adalah RNA yang berperan dalam sintesis protein. 

  Nah, RNA terbagi menjadi tiga macam, yaitu mRNA, tRNA, dan rRNA. Apa saja bedanya?

1. mRNA adalah RNA rantai tunggal dan panjang yang dibentuk oleh DNA melalui proses transkripsi di dalam inti sel. Basa-basa nitrogen di sepanjang rantai mRNA merupakan kode genetik yang disebut kodon. mRNA berfungsi sebagai pembawa kode genetik (kodon) dari inti sel ke sitoplasma.
2. tRNA adalah RNA rantai tunggal dan pendek yang dibentuk oleh DNA di dalam inti sel dan diangkut ke sitoplasma. tRNA berfungsi sebagai penerjemah kodon. Caranya adalah dengan membawa asam-asam amino dari sitoplasma ke ribosom dan melekatkan asam-asam amino tersebut sesuai urutan kodon pada mRNA. tRNA memiliki dua ujung perlekatan yang penting, yaitu ujung untuk perlekatan kodon pada mRNA atau disebut antikodon dan ujung untuk perlekatan asam amino.
3. rRNA adalah RNA yang terdapat di dalam ribosom, namun dibentuk oleh DNA di dalam inti sel. rRNA berfungsi sebagai mesin perakit polipeptida pada sintesis protein yang bergerak ke satu arah di sepanjang rantai mRNA.

5. Sintesis Protein

Terakhir, ada yang disebut dengan sintesis protein. Sintesis protein ialah proses pembentukan protein yang dikode oleh DNA dan dilaksanakan oleh RNA. Proses tersebut sebagian berlangsung di dua tempat, tahap pertama berlangsung di dalam inti sel dan tahap selanjutnya berlangsung di ribosom. Proses sintesis protein terdiri atas dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi.

1. Transkripsi adalah proses pencetakan RNA yang terdiri atas mRNA, tRNA, dan rRNA oleh DNA yang berlangsung di dalam inti sel. Dari ketiga macam RNA tersebut, yang berperan dalam menentukan urutan asam amino penyusun protein adalah mRNA.
   Transkripsi terdiri atas 3 tahap, yaitu inisiasi (permulaan) transkripsi, elongasi (pemanjangan) rantai RNA, dan terminasi (pengakhiran) transkripsi. Setelah tahap terminasi, mRNA akan menuju ke ribosom untuk masuk ke dalam tahap translasi.
2. Translasi adalah proses sintesis polipeptida sesuai dengan kode genetik pada mRNA (kodon) oleh tRNA dan ribosom. tRNA akan membawa asam amino sesuai dengan kodon dan melekatkan asam amino tersebut pada mRNA.
   Translasi juga terdiri atas 3 tahap, yaitu inisiasi (permulaan) translasi, elongasi (pemanjangan) translasi, dan terminasi (pengakhiran) translasi. Setelah tahap terminasi translasi berakhir, terbentuklah polipeptida.

Pembelahan Sel

Setelah membahas panjang lebar tentang faktor hereditas, sekarang yuk Quipper Blog mau ajak kamu membahas tentang pembelahan sel. Pembelahan sel ialah proses perbanyakan sel untuk tujuan regenerasi sel yang rusak, pertumbuhan organisme, maupun reproduksi. 

Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan langsung (amitosis) dan pembelahan tidak langsung. Pembelahan tidak langsung terdiri atas pembelahan mitosis dan meiosis. Seperti apa perbedaannya?

1. Pembelahan Amitosis

Pembelahan amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melalui tahapan yang rumit. Pembelahan ini terjadi pada organisme uniseluler untuk tujuan reproduksi aseksual. Contohnya pada bakteri, Protozoa, serta alga dan jamur uniseluler.

2. Pembelahan Mitosis

Pembelahan mitosis adalah pembelahan yang terjadi pada sel tubuh dan sel gamet organisme multiseluler. Pembelahan ini bertujuan untuk menambah jumlah sel. 

Pada pembelahan mitosis, 1 induk sel akan menghasilkan 2 sel anakan yang identik dengan induknya. Pembelahan mitosis terdiri dari dua tahap, yaitu interfase dan mitosis.

1. Interfase merupakan fase persiapan untuk membelah. Interfase terdiri atas tiga subfase, yaitu G1, S, dan G2.
2. Mitosis merupakan fase pembelahan sel yang terdiri atas lima tahap, yaitu 

profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase. Tahap profase 

hingga anafase disebut fase kariokinesis atau pembagian inti sel. Sementara tahap telofase disebut fase sitokinesis atau pembagian sitoplasma.

3. Pembelahan Meiosis

Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan empat sel anak, dengan jumlah kromosom pada setiap sel anak hanya setengah dari sel induknya. Pembelahan meiosis terjadi pada sel gamet. 

Tujuan dari pembelahan ini adalah untuk mengurangi jumlah kromosom, sehingga jumlah kromosom sel anak adalah setengah dari jumlah kromosom sel induknya, Quipperian. Pembelahan meiosis terdiri atas meiosis I dan meiosis II. Sama halnya dengan mitosis, sebelum terjadi pembelahan meiosis juga didahului oleh tahap interfase.

Gametogenesis pada Manusia, Hewan, dan Tumbuhan

Pembelahan mitosis dan meiosis terjadi pada proses gametogenesis pada manusia, hewan,  dan tumbuhan.

1. Gametogenesis pada Manusia dan Hewan

Gametogenesis pada manusia dan hewan meliputi spermatogenesis dan oogenesis. Berikut definisinya.

a. Spermatogenesis adalah proses pembentukan sperma yang terjadi di dalam testis. Tahapan pada proses tersebut adalah sebagai berikut:

b. Oogenesis adalah proses pembentukan ovum yang sebagian terjadi di dalam ovarium dan oviduk. Tahapan pada proses tersebut adalah sebagai berikut:

2. Gametogenesis pada Tumbuhan

Gametogenesis pada tumbuhan meliputi mikrosporogenesis dan makrosporogenesis. Mikrosporogenesis adalah proses pembentukan mikrospora atau serbuk sari yang berlangsung di dalam kepala sari (antera). Sedangkan makrosporogenesis adalah proses pembentukan makrospora atau bakal biji yang berlangsung di dalam bakal buah (ovarium).

Variasi Sifat Manusia dan Peta Silsilah Keluarga

Sebagai makhluk yang paling sempurna, manusia memiliki sifat-sifat tertentu yang berbeda satu dengan lainnya, baik sifat fisik, sifat fisiologis, maupun sifat sosial. Mengapa sifat itu bisa spesifik untuk setiap manusia? Hal itu karena sifat pada manusia sepenuhnya dikendalikan oleh gen yang diturunkan oleh orang tua dan faktor lingkungan. Ingin tahu sifat apa saja yang dikendalikan oleh gen dominan maupun resesif pada manusia?

No.	Sifat yang dikendalikan oleh gen dominan	Sifat yang dikendalikan oleh gen resesif
1.	Rambut hitam	Rambut pirang
2.	Mata sipit	Mata lebar
3.	Rambut keriting	Rambut lurus
4.	Lidah dapat menggulung	Lidah tidak dapat menggulung
5.	Bibir tebal	Bibir tipis
6.	Tangan kidal	Tangan tidak kidal
7.	Bulu mata panjang	Bulu mata pendek

Oleh karena penelitian hereditas pada manusia sulit dilakukan, maka dibentuklah peta silsilah (pedigree) untuk mengetahui karakter tertentu di dalam silsilah keluarga. Ingin tahu apa saja sih manfaat dibentuknya pedigree?

1. Mutu genetik keluarga bisa diperbaiki.
2. Untuk menghindari munculnya kelainan genetik yang mungkin dibawa anggota keluarga.
3. Mempertahankan sifat unggul dalam keluarga.

Salah satu pedigree yang berhasil dibuat, yaitu berasal dari Kerajaan Inggris. Pedigree tersebut bertujuan untuk mengetahui silsilah penyakit hemofilia di keluarga kerajaan. Adapun contoh pedigree-nya, yaitu sebagai berikut.