Transcript sitogenetika - Syamsul Bahri

 GEN
 unit
berasal dari kata genos, artinya asal-usul
struktural atau unit kimiawi gen ialah
DNA (deoxyribo-nucleic acid, asam
deoksiribo-nukleat).
 Gen atau DNA itu berderet secara linier pada
kromatin atau kromosom. Satu benang
kromatin dibina atas nukleoprotein, yaitu
gabungan asam nukleat (DNA) dan protein.

Genetika
adalah
cabang
ilmu
dalam
biologi yang mempelajari pewarisan ’sifat’
(hereditas)
dari
orangtua
kepada
keturunannya. ’Sifat’ atau ’sifat beda’ tetap
ada (kekal) selama organisma yang memiliki
sifat
beda
tersebut
ada,
tetapi
penampakan sifat beda tidak selalu sama
(beragam) dari satu generasi ke generasi
berikutnya, bahkan dari satu individu ke
individu lainnya meskipun termasuk dalam
satu spesies, bahkan dalam satu keluarga.


Perkembangan genetika tidak terlepas dari
perkembangan ilmu lainnya, seperti sitologi,
mikrobiologi, matematika, botani, zoologi dan
biokimia. Sebagai contoh, hukum-hukum Mendel
tentang pewarisan sifat sesungguhnya baru diterima
kebenarannya
setelah diperoleh hasil analisis sitologi, yaitu perilaku
kromosom pada meiosis. Pada perkembangan
selanjutnya, virus dan bakteri yang sebelumnya
selalu dipandang sebagai penyebab penyakit ternyata
menyimpan potensi besar dalam kemajuan genetika.
Kesederhanaan material genetiknya, kemudahan
dalam memanipulasi dilaboratorium memjadikan
virus dan bakteri sebagai objek ideal untuk studi
genetika.

Molekul DNA virus dan bateri telah berhasil diisolasi secara utuh
dan dipelajari secara in vitro. Didukung tehnik laboratorium yang
terus berkembang, struktur kimia gen serta peranan gen dalam
mensintesis protein dan enzim sehingga memungkinkan
manusia dapat mensintesis gen. Gen-gen buatan ini kemudian
dicangkokkan ke dalam sel hidup dan selanjutnya dilibatkan
dalam metabolisme dari sel-sel tersebut. Teknik ini disebut
rekombinan DNA. Penerapan teknologi ini dalam industri telah
dilakukan untuk menghasilkan bahan-bahan penting yang langka
dan sulit diproduksi dalam jumlah besar secara alami, contohnya
insulin. Dengan teknik rekombinan DNA, runtutan DNA gen yang
menyandikan insulin dicangkokkan ke molekul DNA bakteri, maka
dapat diperoleh bakteri dalam jumlah besar yang mampu
menghasilkan insulin di laboratorium.eknologi ini kemudian
dikenal sebagai bioteknologi.

Proses pewarisan sifat beda (heriditas) berlangsung
melalui proses pembelahan sel, yaitu mitosis (untuk sel
somatik) dan meiosis (untuk sel-sel reproduksi, ovum
dan sperma). Seluruh sel somatik pada organisma
multiseluler adalah keturunan dari satu sel awal, yaitu
telur yang dibuahi sperma (zigot) melalui proses
mitosis. Mitosis sesungguhnya hanya merupakan satu
bagian dari siklus sel (daur sel) untuk menghasilkan selsel anakan yang identik dengan sel induknya . Dengan
demikian fungsi mitosis yang pertama adalah membuat
salinan (copy) yang persis sama dari setiap kromosom,
lalu membagi set identik kromosom kepada masingmasing dari kedua sel keturunan atau sel anakan,
melalui pembelahan sel awal (sel induk). Fase M
(Mitotik) adalah mencakup mitosis dan sitokinesis,
sebenarnya merupakan bagian yang tersingkat
dari daur sel. Interfase adalah peride di antara dua mitosis yang berurutan dan
terdiri dari tiga subfase, yaitu: G1, S, dan G2 (Gambar1.7). Interfase
merupakan periode yang jauh lebih lama dimana pada fase inilah sel
tumbuh dan menyalin kromosom dalam persiapan untuk pembelahan sel
(fase M) sehingga seringkali meliputi 90 % dari siklus ini. Selama ketiga
subfase tersebut, sel tumbuh dengan menghasilkan protein dan organel
dalam sitoplasma. Kromosom diduplikasi hanya selama fase S (singkatan
untuk sintesis DNA). Dengan demikian, suatu sel tumbuh (G1), terus
tumbuh begitu sel tersebut sudah menyalin kromosomnya (S), dan
tumbuh lagi sampai sel tersebut menyelesaikan persiapannya untuk
pembelahan sel (G2), dan membelah (M). Selanjutnya sel anakan
yang terbentuk dapat mengulang siklus ini.
Waktu dan laju pembelahan sel (M) pada tumbuhan
dan hewan berbeda-beda, dan hal ini penting
untuk pertumbuhan, perkembangan, dan
pemeliharaan yang normal. Frekuensi pembelahan
sel berbeda-beda sesuai tipe selnya. Misalnya, sel
kulit manusia membelah sepanjang hidupnya, sel
hati mempertahankan kemampuan nya membelah
pada saat tertentu saja (penyembuhan luka), atau
sel saraf dan sel otot yang tidak membelah sama
sekali pada manusia dewasa. Perbedaan siklus sel
ini dikontrol oleh pengaturan pada tingkat
molekuler (sinyal kimiawi) yang ada dalam
sitoplasma.

Pada tumbuhan dan hewan, mitosis terjadi
pada sel-sel somatik (sel tubuh), terutama
pada jaringan embrional, seperti: ujung akar,
ujung batang dan kambium pada tumbuhan.
Mitosis terdiri dari empat fase, yaitu: profase,
metafase, anafase, dan telofase .Mitosis
biasanya merupakan fase terpendek dalam
daur sel, hanya berlangsung selama 1 jam dari
waktu total daur sel sepanjang 8 – 24 jamdalam
sebuah sel hewan normal. Fase-fase lainnya
membutuhkan waktu yang beragam tetapi
umumnya Fase G1 berlangsung selama 6 – 12
jam, fase S selama 6 – 8 jam, dan fase G2 3 – 4
jam.

Demikian juga, masing-masing fase dalam
mitosis membutuhkan waktu yang berbedabeda, profase biasanya memerlukan waktu
yang jauh lebih lama daripada fase-fase
lainnya, sedangkan yang paling singkat
adalah metafase.

Pada profase, benang-benang kromatin yang tipis secara
progresif memendek dan menebal atau berkondensasi karena
mengumpar di sekeliling protein-protein histon, kemudian
mengumpar terpilin (supercoil) pada dirinya sendiri sehingga
dapat dilihat di bawah mikroskop cahaya, keadaan inilah
yang disebut kromosom. Pada akhir profase, sebuah
kromosom yang telah cukup terkondensasi terlihat sebagai
struktur yang terdiri dari dua kromatid yang dihubungkan
oleh sentomernyaPada profase akhir, gelendong telah terbentuk
sepenuhnya, dan membran nukleus menghilang. Periode inilah
waktu yang tepat untuk mempelajari dan menghitung
kromosom, karena kromosom sangat terkondensasi dan
tidak dikelilingi membran nukleus. Mitosis dapat dihentikan
pada tahapan ini dengan cara memajankan sel pada sejenis
zat kimiaawi alkaloid, kolkisin, yang mengaggu perakitan
serabut gelendong. Sel-sel yang diberi perlakuan semacam
itu tidak dapat melanjutkan ke metafase sampai kolkisin
dihilangkan.
Fase ini ditandai dengan serabut-serabut
kinotokor dari MTOC yang bersebrangan
akan mendorong dan menarik sentromersentromer yang menjadi satu dengan
kromatid-kromatid
saudari.
Akibatnya,
kromosom
akan
bergerak
ke
bidang
tengah sel atau disebut bidang metafase
(metaphase plate). Kromosom-kromosom
dijaga pada posisi tersebut oleh tekanan dari
serabut-serabut MTOC yang bersebrangan.
Kromatid-kromatid saudari memisah di bagian
sentromer dan tertarik ke kutub-kutub yang
berlawanan. Lengan kromatid bergerak lambat
di belakang sentromernya seiring bergeraknya
masing-masing kromatid melalui sitosol yang
kental, sehingga memberikan
bentuk
yang
khas pada kromatid tersebut, tergantung
pada
letak sentromernya.
Kromosomkromosom metasentrik tampak berbentuk V,
submetasentrik berbentuk J, dan telosentrik
berbentuk seperti batang
Masing-masing dari set kromatid-kromatid
(yang kini
disebut
lagi sebagai
kromosom)
yang
memisah
berkumpul
pada
kedua
kutub
sel.
Kromosomkromosom mulai membuka kumparannya dan kembali ke
keadaan interfase. Gelendong berdegenerasi, membran
nukleus terbentuk kembali, dan sitoplasmamembelah
dalam proses yang disebut sitokinesis. Pada sel
hewan, sitokinesis berlangsung melalui pembentukan
lekukan penyibakan (Cleavage furrow) yang bergerak
dari arah membran luar sel semakin ke dalam dan
akhirnya membagi sel menjadi dua. Pada sel tumbuhan,
sitokinesis melibatkan pembentukan lempeng sel dari
pektin yang berawal dari bagian tengah sel bergerak
meyebar secara lateral ke dinding sel. Selanjutnya,
selulosa
dan materi-materi
penguat
lainnya
ditambahkan
ke
lempeng
sel
dan mengubah
lempengen tersebut menjadi dinding sel baru.
Identitas setiap kromosom diketahui dengan jelas
pada sediaan mikroskopis dan sel yang sedang
membelah mitosis dalam stadium metafas. Pada
stadium metafase kromosom telah
berkondensasi secara maksimal dan memencar
dibidang equator sehingga morfologi setiap
kromosom dapat dilihat dengan jelas kromosom
yang berada pada metafase telah mengalami
replikasi DNA pada fase S dan kromosom telah
berduplikasi terdiri atau 2 kromatid yang masih
berpegang pada sentromer.
Berdasarkan morfologi kromosom diketahui
bahwa tiap kromosom mempunya pasangan
yang berbentuk sama kecuali sepasang
kromosom kelamin X dan Y pada sel laki-laki.
Sepasang kromosom yang berbentuk sama
disebut sepasang kromosom homolog.
Kromosom yang satu dibawah oleh
spermatozoa disebut kromosom panternal,
dan pasangannya dibawa oleh ovum disebut
kromosom maternal pada waktu fertilisasi.

Proses fertilisasi berlangsung bilaman sel sperma
membuahi
ovum
dan kondisi
diploid
organisma
dipulihkan selanjutnya mulailah suatu generasi baru.
Pada hewan, fertilisasi dapat terjadi di luar tubuh
(fertilisasi eksternal) seperti pada bangsa katak, dan di
dalam tubuh (fertilisasi internal) seperti pada mamalia,
aves, dan reptilia. Dari sekian banyak sel sperma
(ratusan juta) yang dikeluarkan hewan jantan, biasanya
hanya satu yang dapat menembus selaput sel telur dan
diikuti peleburan inti dari kedua sel tersebut. Peleburan
inti ini menghasilkan suatu sel dengan kromosom 2n yang
disebut zigot. Meskipun ukurannya berbeda, sel telur dan
sel sperma keduanya menyumbangkan kromosom dengan
gen-gen yang sama kepada individu baru.
Thanks
Tugas…..