Materi Struktur Kimia Bahan Genetika

Materi Struktur Kimia Materi Genetika - Pada tahun 1868 seorang mahasiswa kedokteran di Swedia, J.F. Miescher, menemukan suatu zat kimia bersifat asam yang banyak mengandung nitrogen dan fosfor. Zat ini diisolasi dari nukleus sel benjol insan dan kemudian dikenal dengan nama nuklein atau asam nukleat. Meskipun ternyata asam nukleat selalu sanggup diisolasi dari nukleus banyak sekali macam sel, waktu itu fungsinya sama sekali belum diketahui. 

Dari hasil analisis kimia yang dilakukan sekitar empat puluh tahun kemudian ditemukan bahwa asam nukleat ada dua macam, yaitu asam deoksiribonukleat atau deoxyribonucleic acid (DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA). Pada tahun 1924 studi mikroskopis memberikan bahwa DNA terdapat di dalam kromosom, yang waktu itu sudah diketahui sebagai orggual pembawa gen (materi genetik). Akan tetapi, selain DNA di dalam kromosom juga terdapat protein sehingga muncul perbedaan pendapat terkena hakekat materi genetik, DNA atau protein.

Dugaan DNA sebagai materi genetik secara tidak eksklusif bekerjsama sanggup dibuktikan dari kenyataan bahwa hampir tiruana sel somatis pada spesies tertentu mempunyai kandungan DNA yang selalu tetap, sedangkan kandungan RNA dan proteinnya tidak sama-beda antara satu sel dan sel yang lain. Di samping itu, nukleus hasil meiosis baik pada tumbuhan maupun binatang mempunyai kandungan DNA separuh kandungan DNA di dalam nukleus sel somatisnya.

Meskipun demikian, dalam kurun waktu yang cukup usang fakta semacam itu tidak cukup berpengaruh untuk meyakinkan bahwa DNA yaitu materi genetik. Hal ini terutama alasannya yaitu dari hasil analisis kimia secara bernafsu terlihat kurangnya variasi kimia pada molekul DNA. Di sisi lain, protein dengan variasi kimia yang tinggi sangat memenuhi syarat sebagai materi genetik. Oleh alasannya yaitu itu, selama bertahun-tahun protein lebih diyakini sebagai materi genetik, sementara DNA spesialuntuk ialah kerangka struktur kromosom. Namun, pada pertengahan tahun 1940-an terbukti bahwa justru DNA-lah yang ialah materi genetik pada sebagian besar organisme. Dan pada paper yang kami buat ini, kami akan mengulas terkena komponen-komponen pada materi genetik beserta hal-hal khusus yang berkaitan dengan verbal genetik dan reproduksi dalam siklus kehidupan sel.

Makhluk hidup mempunyai persenyawaan kimia yang sangat penting yang membawa keterangan genetic dari sel khususnya atau dari makhlukdalam keseluruhannya dari satu generasi ke generasi diberikutnya. DNA sangat menarikdanunik perhatian para biologiwan modern dalam era ini, mirip halnya hebat kimia serta fisika tertarik pada atom. Oleh alasannya yaitu DNA sangat dekat hubungannya hamper dengan tiruana aktifitas biologi, maka banyak penyelidikan sudah dilakukan, bahkan sekarang masih terus berjalan untuk engetahui lebih banyak lagi ihwal DNA. DNA menempati urutan pertama dalam sitologi  ( ilmu hal sel ), genetika, biologi molekul, mikrobiologi, biologi perkembangan, biokimia dan evolusi (Suryo, 1992).

Sel eukariot mempunyai DNA dalam jumlah sangat besar. Dalam sel tubuh manusia, contohnya DNA, yang terkandung kira-kira seribu kali lebih banyak daripada dalam sebuah sel bakteri. sementara sel beberapa hewan amfibi mempunyai kandungan DNA lebih dari 10 kali dari yang terkandung dalam tubuh kita. Sebagian DNA bersifat structural, yang memungkinkan bagian-bagian pembawa informasi genetic membentuk sususnan rapat. Sebagian DNA bersifat regulator, yaitu memmenolong mengaktifkan dan mengistirahatkan gen yang mengatur sintesis protein (Bruce, 1994).

Nukleus terdiri atas banyak benang yang kaya protein yang terletak di dalam cairan nucleus. Di dalam sel yang istirahat benang-benang ini dinamakan kromatin. Pada kromosom terletak penentu-penentu genetic atau ketururnan yang dinamai gene dalam sususnan berderet. Jumlah kromosom dalam tubuh sel yaitu tetap untuk jenis organisme tertentu ( Evelyn, 1995).

Gregor mendel (1882-1884), seorang rahib Austria, mengadakan penyelidikan untuk membuka tabir belakang layar keturunan melalui seperangkat eksperimen yang akan mempersembahkan hasil-hasil yang berguna. Setiap makhluk hidup mempunyai sifat yang tidak samabeda. Teori-teori Mendel populer dengan sebutan Hukum Keturunan Mendel. Dalam penelitiannya, Mendel memakai tumbuhan kapri atau ercis (Pisum sativum). Secara khusus ia ingin mengetahui hokum-hukum yang mengatur produksi hibrida. Ia berasumsi ihwal adanya suatu materi yang terkait dengan suatu sifat atau abjad yang sanggup diwariskan. Ia menyebutnya ‘faktor’. Pada 1910, Thomas Hunt Morgan memberikan bahwa gen terletak di kromosom. Selanjutnya, terjadi ‘perlombaan’ seru untuk menemukan substansi yang ialah gen. Banyak penghargaan Nobel yang kemudian jatuh pada peneliti yang terlibat dalam subjek ini. Pada ketika itu DNA sudah ditemukan dan diketahui spesialuntuk berada pada kromosom (1869), tetapi orang belum menyadari bahwa DNA terkait dengan gen. Melalui penelitian Oswald Avery terhadap basil Pneumococcus (1943), serta Alfred Hershey dan Martha Chase (publikasi 1953) dengan virus bakteriofag T2, dari sini diketahui bahwa DNA yaitu materi genetic. Gregor Mendel sudah berasumsi ihwal adanya suatu materi yang terkait dengan suatu sifat atau abjad yang sanggup diwariskan. Ia menyebutnya ‘faktor’. Pada 1910, Thomas Hunt Morgan memberikan bahwa gen terletak di kromosom. Selanjutnya, terjadi ‘perlombaan’ seru untuk menemukan substansi yang ialah gen. Banyak penghargaan Nobel yang kemudian jatuh pada peneliti yang terlibat dalam subjek ini (Geoffrey, 1984).

Kromosom 

Kromosom pertama kali diamati oleh Karl Wilhelm von Nägeli pada 1842 dan ciri-cirinya dijelaskan dengan detil oleh Walther Flemming pada 1882. Pada 1910, Thomas Hunt Morgan menerangkan bahwa kromosom ialah pembawa gen. Kromosom ialah tabung-tabung protein dalam setiap sel. Jumlah kromosom sangat bervariasi dalam bentuk tabung. Kromosom ialah zat yang praktis mengikat zat warna sehingga praktis diamati sewaktu sel membelah. Zat penyusun kromosom disebut kromatin, yaitu serabut halus yang terjalin mirip benang. Kromosom terdiri atas belahan dua benang halus yang sama, disebut kromatid. Kromosom ialah struktur makromolekul besar yang memuat DNA yang membawa informasi genetik dalam sel. DNA terbalut dalam satu atau lebih kromosom.

Ukuran Kromosom

Kromosom tersusun atas nucleoprotein, yaitu persenyawaan antara asam nukleat yang terdapat dalam inti sel serta protein histon atau protamin, yang membawa keterangan genetic spesialuntuklah asam nukleat saja. Sebuah kromosom (dalam bahasa Yunani chroma = warna dan soma= badan) yaitu seberkas DNA yang sangat panjang dan berkelanjutan, mengandung gen unsure dan nukleotida. Kromosom ini dilapisi oleh histon (protein structural). Setiap kromosom mempunyai dua lengan, yang pendek disebut lengan p (dari bahasa Perancis petit yang berarti kecil atu pendek) dan lengan yang panjang lengan q (q mengikuti p dalam alfabet).

Struktur Kromosom

Dalam kromosom terdapat gen yang membawa sifat-sifat keturunan atau disebut juga faktor keturunan. Gen tersusun secara teratur pada suatu deretan tertentu dan berada di dalam lokus. Di dalam kromosom terdapat DNA (Deoxyribonucleic Acid).

Jumlah kromosom dalam sel bervariasi, tergantung pada jenis makhluk hidupnya. Namun, jumlah kromosom pada tiap jenis makhluk hidup selalu tetap. Panjang kromosom juga tidak sama-beda. Hewan cenderung mempunyai kromosom yang pendek (4-6µm), sedangkan tumbuhan cenderung mempunyai kromosom yang panjang (mencapai 50µm). Panjang kromosom pada tiap-tiap makluk hidup tidak sama – beda berkisar antara 0,2 – 20 mikron. Pada umumnya semakin sedikit jumlah kromosom pada suatu makluk hidup semakin panjang kromosomya.

Manusia mempunyai 46 kromosom, tepatnya 23 kromosom homolog. Dari jumlah tersebut, 44 (atau 22 pasang) ialah autosom (A) dan 2 (atau sepasang) ialah gonosom. Seorang wanita mempunyai 22 pasang autosom dan sepasang kromosom X sehingga rumus kromosomnya 22AAXX. Seorang pria mempunyai 22 pasang autosom dan 1 kromosom X serta 1 kromosom Y sehingga rumus kromosomya 22AAXY.

DNA ( Deoksiribonucleic Acid)

Senyawa ini ialah senyawa kimia yang terpenting pada makhluk hidup. DNA mempunyai fungsi untuk memberikan atau membawa informasi genetic suatu sel mahkluk hidup dari satu generasi ke generasi diberikutnya. Molekul DNA ditemukan pertama kali oleh F. Miescher (1869) dari sel spermatozoa dan dari nucleus sel-sel darah merah burung, dan menamakannya sebagai Nuklein. Molekul-molekul inilah yang menyediakan prosedur untuk meneruskan informasi genetic dari sel parental ke sel anak (pada tingkat seluler), dari induk ke ekturunan (pada tingkat organis) serta dari generasi ke generasi (pada tingkat populasi). Struktur DNA ditemukan dan diamati oleh James D. Watson (Perancis) dan F.C Crick (Inggris), meraka menemukan bahwa struktur DNA yaitu double helix. Double helix yaitu tangga tali yang terpilin.

DNA yaitu abreviasi dari deoxyribonucleic acid atau asam deoksiribonukleat, ialah suatu makromolekul yang tersusun oleh nukleotida sebagai molekul dasarnya yang membawa sifat gen. Sering disebut juga asam nukleat atau asam inti. Disebut asam inti alasannya yaitu DNA biasanya terdapat dalam nukleus (inti). Ada pula DNA yang terdapat di luar nukleus, contohnya di dalam kloroplas, mitokondria dan sentriol. Berikut akan dibahas struktur dan replikasi DNA.

Sebelumnya, DNA dianggap terlalu sederhana untuk menampung informasi genetik. Awalnya protein dipercaya ialah daerah penyimpanan informasi genetik alasannya yaitu protein terdiri dari 20 macam asam amino. DNA yang ialah asam nukleat terdiri dari empat macam nukleotida (akan dibahas pada materi diberikutnya) justru dianggap sebagai penyokong protein.

Sekilas protein terlihat mempunyai kapasitas penyimpanan yang besar. Misalnya seuntai tujuh jenis asam amino yang tidak sama sanggup diatur menjadi sekitar satu juta kemungkinan susunan yang tidak sama. Namun menurut hasil penelitian Oswarld Avery, Colin MacLeod, dan Macyln Mc Carty menunjukkan bahwa justru komponen DNA-lah dan bukan protein yang membawa informasi genetik.

DNA tersusun atas rangkaian nukleotida. Setiap nukleotida tersusun atas :

1. Gugusan gula deoksiribosa (gula pentosa yang kehilangan satu atom oksigen)
2. Gugusan asam fosfat yang terikat pada atom C nomor 5 dari gula)
3. Gugusan basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 dari gula

Ketiga gugus tersebut saling terkait dan membentuk “tulang punggung” yang sangat panjang bagi heliks ganda. Strukturnya sanggup diibaratkan sebagai tangga, dimana ibu tangganya yaitu gula deoksiribosa dan anak tangganya yaitu susunan basa nitrogen. Sedangkan fosfat menghubungkan gula pada satu nukleotida ke gula pada nukleotida diberikutnya untuk membentuk polinukleotida.

Basa nitrogen penyusun DNA terdiri dari basa purin, yaitu adenin (A) dan guanin (G), serta basa pirimidin yaitu sitosin atau cytosine (C) dan timin (T). Ikatan antara gula pentosa dan basa nitrogen disebut nukleosida. Ada 4 macam basa nukleosida yaitu :

1. Ikatan A-gula disebut adenosin deoksiribonukleosida (deoksiadenosin)
2. Ikatan G-gula disebut guanosin deoksiribonukleosida (deoksiguanosin)
3. Ikatan C-gula disebut sitidin deoksiribonukleosida (deoksisitidin)
4. Ikatan T-gula disebut timidin deoksiribonukleosida (deoksiribotimidin)

Ikatan asam-gula-fosfat disebut sebagai deoksiribonukleotida atau sering disebut nukleotida. Ada 4 macam deoksiribonukleotida, yaitu adenosin deoksiribonukleotida, timidin deoksiribonukleotida, sitidin deoksiribonukleotida, timidin deoksiribonukleotida. Nukleotida-nukleotida itu membentuk rangkaian yang disebut polinukleotida. DNA terbentuk dari dua utas poinukleotida yang saling berpilin.

Basa-basa nitrogen pada utas yang satu mempunyai pasangan yang tetap dengan basa-basa nitrogen pada utas yang lain. Adenin berpasangan dengan timin dan guanin berpasangan dengan sitosin. Pasangan basa nitrogen A dan T dihubungkan oleh dua atom hidrogen (A=T). Adapun pasangan basa nitrogen C dan G dihubungkan oleh tiga atom hidrogen (C≡G). melaluiataubersamaini demikian, kedua polinukleotida pada satu DNA saling komplemen.

DNA ( Deoksiribonucleic Acid ) selain mempunyai fungsi sebagai pembawa keterangan genetic, DNA juga berfungsi sebagai:

• Fungsi heterokatalitis, yaitu DNA bisa mensintesis molekul kimiawi lainnya secara langsung. Seperti mensintesis protein, dan RNA.
• Fungsi autokatalis, yaitu DNA sanggup mensisntesa dirinya sendiri.

RNA ( Ribonucleic acid )

Sintesis protein melibatkan DNA sebagai pembuat rantai polipeptida. Meskipun begitu, DNA tidak sanggup secara eksklusif menyusun rantai polipeptida alasannya yaitu harus melalui RNA. Seperti yang sudah kita ketahui bahwa DNA ialah materi informasi genetik yang sanggup diwariskan dari generasi ke generasi. Informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein. Informasi ditransfer secara akurat dari DNA melalui RNA untuk menghasilkan polipeptida dari urutan asam amino yang spesifik.

Selain DNA, sebagian besar sel prokariot dan sel eukariot juga mempunyai asam nukleat yang lain yaitu RNA. RNA abreviasi dari ribonucleic acid atau asam ribonukleat. RNA ialah hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA ialah polimer yang jauh lebih pendek dibanding DNA. Tidak mirip DNA yang biasanya dijumpai di dalam inti sel, kebanyakan RNA ditemukan di dalam sitoplasma, terutama di ribosom.

Beberapa macam virus mirip virus Mosaik Tembakau atau TMV (“Tobacco Mosaic Virus”) dan Virus Influenza tidak mempunyai DNA, melainkan spesialuntuk RNA saja. Jadi, seluruh materi genetik di dalam selnya berupa RNA saja, sehingga membawa segala pertanggungjawabanan mirip yang dibawa DNA. Oleh alasannya yaitu itu RNA demikian itu sering dinamakan juga RNA genetik, sedangkan RNA di dalam sel biasa disebut RNA nongenetik (akan dipelajari lebih lanjut pada materi Macam RNA). Berikut akan diuraikan ihwal struktur RNA dan macam RNA.

RNA sanggup dibedakan menjadi dua kelompok utama, yaitu RNA genetik dan RNA non-genetik.

RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yaitu sebagai pembawa keterangan genetik. RNA genetik spesialuntuk ditemukan pada makhluk hidup tertentu yang tidak mempunyai DNA, contohnya virus. Dalam hal ini fungsi RNA menjadi sama dengan DNA, baik sebagai materi genetik maupun dalam mengatur acara sel.

RNA non-genetik tidak berperan sebagai pembawa keterangan genetik sehingga RNA jenis ini spesialuntuk dimiliki oleh makhluk hidup yang juga mempunyai DNA. Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi mRNA, tRNA, dan rRNA.

Sumber :https://belalangtue.wordpress.com