Minggu, 02 Juni 2013


Standar Kompetensi : 
      3.  Memahami penerapan konsep dasar dan prinsip-prinsip hereditas serta implikasinya pada Salingtemas
Kompetensi dasar:
3.1 Menjelaskan konsep gen, DNA dan kromosom           
3.2 Menjelaskan hubungan gen (DNA)-RNA-polipeptidadan proses sintesis protein
Indikator :
  1. Menyebutkan macam-macam komponen dari Materi genetic   
  2.  Menyebutkan macam-macam penyusun DNA 
  3.  Menyebutkan dua tahapan sintesis protein
  4. Menyebutkan tiga tahapan translasi
BAB I
PENDAHULUAN
A.    Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari- hari, kita sering mendengar istilah tes DNA, tanaman hasil rekayasa genetika, dan penyakit- penyakit yang berhubungan dengan kerusakan atau kelainan kromosom. Tes DNA belakangan ini marak digunakan oleh orang tua maupun anak untuk membuktikan bahwa mereka benar- benar orang tua atau anak mereka. Apa sebenarnya yang dimaksud dengan tes DNA? Selain itu, Negara kita juga sedang membahas tanaman impor hasil rekayasa genetika, antara boleh dilakukan atau tidak. Mengapa tanaman direkayasa gen- gennya? Dalam bidang kedokteran sering ditemukan  pasien- pasien yang ternyata menderita penyakit kelainan atau kerusakan kromosom sehingga bentuk tubuh maupun tingkah lakunya tidak seperti orang normal. Apa sebenarnya yang terjadi pada kromosom sehingga dapat menyebabkan seseorang menderita suatu penyakit atau kelainan?
Ketiga hal tersebut berhubungan dengan kromosom, gen, dan DNA. Sehingga untuk mengetahui jawabannya harus dipahami pengertian gen, DNA, dan kromosom serta hubungan diantara ketiganya. Untuk itu, dalam makalah ini akan dibahas tentang ketiga hal tersebut dan materi genetic lainnya.

B.     Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penulisan makalah ini adalah:
Apa pengertian dari kromosom?
Apa pengertian dari gen?
Apa pengertian dari alel?
Apa pengertian dari DNA dan bagaimana proses replikasinya?
Apa pengertian dari RNA dan tipe- tipenya?
Apa pengertian dari kode genetic dan bagaimana proses penerjemahannya?


C.    Tujuan Penulisan
Tujuan dilakukannya penulisan makalah ini adalah untu:
Mengetahui pengertian kromosom
Mengetahui pengertian gen
Mengetahui pengertian alel
Mengetahui pengertian DNA dan replikasinya
Mengetahui pengertian RNA dan tipe- tipenya
Mengetahui kode genetic dan proses penerjemahannya

BAB II
MATERI GENETIK
A.    Kromosom
Bagian utama sebuah sel terdiri atas nucleus dan sitoplasa. Didalam nucleus terdapat benang- benang halus yang disebut kromatin. Bila sel siap untuk membelah, benang- benang halus itu dipintal mebentuk kromosom. Kromosom adalah suatu struktur padat yang terdiri dari dua komponen molekul, yaitu protein dan DNA. Struktur pada kromosom hanya dapat terlihat dengan jelas pada tahap metaphase saat pembelahan sel.
1.      Nukleosom (Unit Dasar Kromosom)
Cara penyusunan molekul DNA dan protein dala kromosom sebenarnya cukup rumit. Pengemasan DNA dalam kromosom terjadi pada tahap profase. Secara ringkas pengemasan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut: untai DNA dipintal pada suatu set protein, yaitu histon menjadi suatu bentukan yang disebut unit nukleosom. Unit- unit nukleosom tersusun padat membentuk benang yang lebih padat dan terpintal enjadi lipatan- lipatan solenoid. Lipatan solenoid tersusun padat menjadi benang kromatin. Benang- benang kromatin tersusun memadat menjadi lengan kromatid. Lengan kromatid yang kembar tersebut yang disbeut dengan kromosom.

2.      Bagian- Bagian dan Bentuk Kromosom
Suatu kromosom terdiri dari beberapa bagian, yaitu kromatid, kromomer, sentromer atau kinetokor, satelit, dan telomere.
Kromatid
Kromatid adalah salah satu dari dua lengan hasil replikasi (perbanyakan) kromosom. Kromatid masih melekat satu sama lain pada bagian sentromer. Istilah lain untuk kromatid adalah kromonema. Kromonema merupakan filament yang sangat tipis yang terlihat selama tahap profase (dan kadang- kadang pada tahap interfase). Kromonea sebenarnya merupakan istilah untuk tahap awal pemintalan kromatid. Jadi kromonema dan kromatid merupakan dua istilah untuk satu struktur yang sama.
Kromomer
Kromomer merupakan struktur berbentuk manic- manic yang merupakan bentuk akumulasi dari materi kromatin yang terkadang terlihat saat interfase. Kromosom sangat jelas terlihat pada kromosom politen (kromosom dengan DNA yang telah direplikasi berulang kali tanpa adanya pemisahan dan terletak berdampingan sehingga bentuk kromosom seperti kawat)
Sentromer
Sentromer adalah daerah konstriksi (pelekukan) disekitar pertengahan kromosom. Pada sentromer terdapat kinetokor. Kinetokor adalah bagian kromosom yang merupakan tempat pelekatan benang- benang spindle selama pembelahan inti dan merupakan tempat melekatnya lengan kromosom.
Satelit
Satelit adalah bagian kromosom yang berbentuk bulatan dan terletak di ujung lengan kromatid. Satelit terbentuk karena adanya kontriksi sekunder di daerah tersebut.

Telomere
Telomere merupakan istilah yang menunjukkan daerah terujung pada kromosom. Telomere berfungsi untuk menjaga stabilitas bagian ujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai. Menurut letak sentromer pada lengan kromatid, kromosom dibagi menjadi empat macam yaitu kromosom metasentrik, kromosom sub metasentrik, kromosom akrosentrik, dan kromosom telosentrik.
Kromosom metasentrik adalah kromosom yang letak sentromernya di tengah- tengah lengan kromatid, sehingga secara relative sentromer membagi kromatid menjadi dua bagian.
Kromosom submetasentrik adalah kromosom yang letak sentromernya tidak berada di tengah- tengah lengan kromatid sehingga kromatid tidak terbagi sama panjangnya.
Kromosom akrosentrik adalah kromosom yang letak sentromernya berada pada posisi antara ujung dengan bagian tengah kromatid
Kromosom telosentrik adalah kromosom yang letak sentromernya di ujung suatu kromatid.
3.      Tipe dan Jumlah Kromosom
Tipe dan jumlah kromosom setiap makhluk hidup berbeda- beda. Dengan nmikroskop cahaya, seluruh kromosom dapat dibedakan satu dengan yang lain dari penampilannya. Hal ini dikarenakan ukuran kromosom dan posisi sentromernya berbeda. Masing- masing kromosom juga memiliki pola pita atau garis tertentu ketika diberi zat warna tertentu. Tampilan visual kromosom tiap individu dinamakan kariotipe.
Pada mamalia, setiap sel somatic (semua sel selain sperma dan ovum) berjumlah 46 kromosom. Kromosom- kromosom tersebut dapat disusun berpasang- pasangan dimulai dengan kromosom terpanjang. Kromosom yang membentuk pasangan memiliki panjang, posisi sentromer, dan pola pewarnaan yang sama dinamakan kromosom homolog. Kedua kromosom dari setiap pasangan membawa gen (unit instruksi yang mempengaruhi sifat herediter tertentu) yang mengendalikan karakter warisan yang sama.
Terjadinya pasangan kromosom homolog dalam kariotipe adalah konsekuensi dari asal- usul seksual. Setiap individu mewarisi sebuah kromosom dari setiap pasangan kromosom dari masing- masing induknya. Dengan demikian, pada manusia ke- 46 kromosom dalam sel somatic sebenarnya adalah dua sel yang masing- masing terdiri 23 kromosom, satu set maternal (dari ibu) dan satu set paternal (dari ayah).
Ada satu pengecualian penting terhadap aturan kromosom homolog ini untuk sel somatic, yaitu adanya dua kromosom yang unik, disebut sebagai X dan Y. betina memiliki sepasang kromosom homolog X (XX), jantan memiliki sebuah kromosom X dan sebuah kromosom Y (XY). Karena keduanya menentukan jenis kelamin suatu individu, kromosom X dan Y dinamakan genosom atau kromosom seks (kromosom jenis kelamin). Kromosom lain selain genosom dinamakan autosom atau kromosom tubuh. Oleh karenanya dari 46 kromosom manusia terdapat 22 pasang autosom dan sepasang genosom.
Meskipun mamalia betina, termasuk manusia mewarisi dua kromosom X, salah satu kromosom X pada setiap sel hamper menjadi tidak aktif sama sekali pada waktu perkembangan embrionik. Kromosom X yang tidak aktif pada setiap sel mamalia betina mengalami pemadatan menjadi benda padat, disebut Barr body. Barr body letaknya memanjang, terlihat berada di dalam sel somatic betina pada tahap interfase. Sebagian besar gen pada kromosom X yang membentuk Barr body tidak diekspresikan, meskipun beberapa gen tetap aktif (kromosom- kromosom Barr body diaktifkan kembali di dalam sel- sel ovarium yang menghasilkan ovum).
Sperma dan ovum berbeda dari sel somatic dalam jumlah kromosomnya. Masing- masing sel kelamin atau gamet ini memiliki suatu set tunggal 22 autosom (22A) ditambah satu kromosom seks, yaitu X atau Y. sebuah sel dengan satu set kromosom tunggal dinamakan sel haploid. Untuk manusia jumlah haploid adalah 23 (n= 23).
Contoh jumlah kromosom dari beberapa jenis hewan dapat dilihat pada table berikut:
4.      Peran Kromosom Dalam Membawa Sifat Individu
Seperti telah dibahas sebelumnya, kromosom terdiri dari DNA dan protein. DNA merupakan molekul panjang yang menyimpan informasi genetic. Total informasi genetic yang disimpan dalam DNA suatu sel disebut genom. Genom DNA tersusun atas gen- gen gen mengandun. Tiap gen mengandung satu unit informasi mengenai suatu karakter yang dapat diamati. Gen bertanggungjawab terhadap suatu sifat- sifat genetic. Gen terletak didalam kromosom, dengan kata lain gen adalah fragmen DNA didalam kromosom.

B.     Gen
Istilah gen diciptakan oleh W. Johansen pada tahun 1909. Gen adalah unit instruksi untuk menghasilkan atau mempengaruhi suatu sifat herediter tertentu. Gen terdiri dari DNA yang diselubungi dan di ikat oleh protein. Secara kimia dapat disebut bahwa unit informasi genetic adalah DNA.
1.      Letak dan Simbol Gen
Letak suatu gen pada kromosom disebut lokus. Lokus pada kromosom dianalogikan seperti manic- manic yang berjejer lurus pada seuntai benang. Oleh karena lokus gen terdapat pada tiap kromosom, sedangkan kromosom sel diploid selalu berpasangan (memiliki kromosom homolog), setiap sel diploid memiliki dua lokus untuk setiap karakter sifat herediternya.
Letak gen yang terdapat pada suatu kromosom disimbolkan dengan garis- garis pendek horizontal yang melewati garis panjang vertical. Garis panjang vertical merupakan symbol untuk kromosom. Oleh karena letak gen linier, garis- garis pendek tersebut juga digambarkan berjejer linier.
Symbol gen untuk setiap garis pendek menggunakan huruf latin kecil atau besar. Symbol gen yang menunjukkan karakter resesif biasanya ditulis dengan huruf kecil. Sebaliknya, symbol gen yang menunjukkan karakter dominan ditulis dengan huruf besar. Misalnya karakter cebol atau dwarf yang resesif disimbolkan dengan huruf d. sedangkan karakter tidak cebol atau normal yang dominan disimbolkan dengan huruf D. pasangan yang dapat terjadi dari symbol gen tersebut adalah DD, Dd,  dan dd.

2.      Alel
Konsep mengenai gen berkaitan dengan alel. Istilah alel diperkenalkan oleh W. Bateson dan E. R. Saunders pada tahun 1902. Alel berasal dari kata lain allelon yang berarti bentuk lain. Alel disebut juga sebagai versi alternative gen yang menjelaskan adanya variasi pada pewarisan suatu sifat. Misalnya gen A berperan untuk menumbuhkan karakter pigmentasi kulit secara normal. Karena suatu hal, gen A mengalami mutasi sehingga tidak mampu menimbulkan pigmentasi kulit secara normal (gen A bermutasi menjadi a). gen a meimbulkan karakter albinisme (tidak terbentuk melanin= albinisme). Gen a menimbulkan karakter resesif, yang berarti ekspresi gen a ditutupi (tidak memiliki efek yang jelas pada penampakan organism) bila bersama- sama dengan gen A. sebaliknya gen A (dapat membentuk melanin) disebut dominan terhadap gen a karena gen A diekspresikan sepenuhnya pada penampakan fisik organism.
3.      Letak dan Simbol Alel
Dua gen misalnya gen B dan b terletak pada lokus yang sama dari suatu kromosom dan kromosom homolognya. Letak pasangan alel terswebut saling bersesuaian.
Gen sealel harus diberi symbol dengan huruf yang sama tetapi dibedakan. Perbedaan tersebut seperti contoh diatas, satu huruf besar dan satunya huruf kecil. Bila pengaruh kedua alel untuk menumbuhkan suatu karakter yang sama dominannya, kedua alel tersebut ditulis dengan huruf yang sama, atau dalam keadaan homozigot (alel identik). Misalnya karakter homozigot dominan pada bunga ungu kacang kapri disimbolkan BB. Sebaliknya, karakter homozigot resesif bunga putih pada kacang kapri ditulis bb. Kemungkinan lain adalah munculnya heterozigot (dua alel yang berbeda untuk sebuah gen), misalnya karakter heterozigot untuk bunga ungu kacang kapri disimbolkan Bb.
Oleh karena adanya dominan dan resesif, penampakan organism tidak selalu mengungkapkan komposisi genetiknya. Penampakan organism secara fisik disebut fenotip dan penyusun gennya disebut genotip. Fenotip adalah karakteristik atau cirri yang dapat diukur dan nyata pada suatu individu. Sebaliknya, genotip adalah susunan genetis suatu karakter yang dimiliki suatu individu. Pada kasus warna bunga pada tanaman kacang kapri, tanaman BB dan Bb memiliki fenotip yang sama yaitu ungu, namun genotipnya berbeda.

C.    DNA
DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (AND) merupakan tempat penyimpanan informasi genetic. Sebelumnya DNA dianggap terlalu sederhana untuk menampung informasi genetic. Awalnya, protein dipercaya merupakan tempat penyimpanan informasi genetic karena protein terdiri dari 20 macam asam amino. DNA yang merupakan asam nukleat terdiri dari empat macam nukleotida justru dianggap sebagai penyokong protein.
Sekilas, protein terlihat memiliki kapasitas penyimpanan besar. Namun berdasarkan hasil penelitian Oswald Avery, Colin MacLeod, dan Macyln McCarty menunjukkan bahwa justru komponen DNA- lah dan bukan protein yang membawa informasi genetic.
1.      Struktur DNA
Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson- Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang- ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA heliks ganda (double helix) dan berpilin ke kanan. Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu:
Gula 5 karbon (2- deoksiribosa)
Basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin yaitu adenine (A) dan guanine (G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (C) dan timin (T)
Gugus fosfat
Baik purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan precursor elementer untuk sintesis DNA. Precursor merupakan suatu unsure awal pembentuk senyawa deoksiribonukleosida yan berikatan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau deoksiribonukleotida. DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida.
Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata. Persentase keempat basa nitrogen berbeda dari satu spesies dengan spesies yang lainnya. Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenine (A) selalu sama dengan jumlah timin (T). demikian pula jumlah guanine (G) selalu sama dengan jumlah sitosin (C). fenomena ini dinamakan dengan ketentuan Chargaff.

Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T), dan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanine (G) melalui ikatan hydrogen. Adenine dan timin membentuk dua ikatan hydrogen (A= T), sedangkan sitosin dan guanine membentuk 3 ikatan hydrogen (C≡ G).
Stabilitas DNA heliks ganda (double helix) ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hydrogen yang terbentuk sepanjang rantai tersebut. Karena perbedaan jumlah hydrogen ini, tidak mengherankan bahwa ikatan C≡ G memerlukan tenaga yang lebih besar untuk memisahkannya.
DNA merupakan makromolekul atau struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap berpilin. Struktur demikian dapat diibaratkan sebagai sebuah tangga. Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen, dengan ikatan A- T dan G- C. kedua “ibu tangga” atau “tulang punggung tangganya” adalah gula ribose. Antara mononukleotida satu dengan lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan kimia fosfodiester.
DNA heliks ganda yang ganda juga memiliki suatu polaritas. Polaritas tersebut dikarenakan salah satu ujung rantai DNA merupakan gugus fosfat dengan ujung karbon 5’- deoksiribosa pada ujung terminal nukleotidanya. Kemudian ujung rantai DNA lain merupakan gugus hidroksil dengan karbon 3’- deoksiribosa. Dengan demikian rantai polinukleotida merupakan suatu polaritas atau bidireksionalitas polinukleotida 3’-------- 5’ dan 5’-------- 3’.
Polaritas heliks ganda berlawanan orientasi satu sama lain. Kedua rantai polinukleotida DNA yang membentuk heliks ganda berjajar secara antipararel. Jika digambarkan sebagai berikut:
5’- ATTGTCGAGG- 3’
      |  |  |  |  | |  |  |  |  |
3’- TAACAGCTCC- 5’
2.      Replikasi DNA
Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA. Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap- tiap sel hasil pembelahan mengandung DNA penuhdan identik seperti induknya. Dengan demikian, DNA harus secara tepat direplikasi (diperbanyak atau dicetak ulang) sebelum proses pembelahan dimulai.
Hipotesis mengenai replikasi DNA dikemukakan setelah muncul model DNA heliks ganda. Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida baru dari rantai nukleotida lama.
Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan satu molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan. Kemungkinan terjadinya replikasi dapat melalui tiga model. Model pertama disebut sebagai model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua rantai DNA baru.
Model kedua disebut sebagai model semi konservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing- masing rantai DNA lama tersebut. Akhirnya dihasilkan dua rantai DNA baru yang masing- masing mengandung satiu rantai cetakan molekul DNA lama dan satu rantai baru hasil sintesis. Model ketiga disebut sebagai model konsertif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebagai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru. Oleh karena itu, hasil akhirnya diperoleh rantai DNA lama dan baru yang tersebar pada rantai DNA lama dan baru.

Dari ketiga model tersebut, model semikomservatif merupakan model yang tepat untuk proses replikasi DNA. Model replikasi DNA ini telah dibuktikan oleh Meselon dan Stahl. Replikasi DNA semikonservatif berlaku bagi organism prokariot maupun eukariot.
Tahapan replikasi DNA secara umum tidak banyak berbeda antara organism prokariot dan eukariot. Perbedaannya ada pada jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replikasi DNA. Pada organism eukariot, peristiwa replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintesis dalam siklus pembelahan sel.

D.    RNA
RNA (ribonucleic acid) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetic. RNA sebagai informasi genetic misalnya pada materi genetic virus, terutama golongan retrovirus. RNA sebagai penyalur informasi genetic misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein. RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim (riboenzim) yang dapat mengkatalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.
1.      Struktur RNA
RNA merupakan rantai tunggal polinukleotida. Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu:
5 karbon (ribose)
Basa nitrogen yang terdiri dari gologan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan urasil (U)
Gugus fosfat
Purin dan pirimidin yang berikatan dengan ribose membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan precursor dasar untuk sintesis DNA. Ribonukleosida yang berikatan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida. RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA ,merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingDNA.
2.      Tipe RNA
RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA (messenger RNA) atau RNAd (RNA duta), tRNA (transfer RNA) atau RNAt (RNA transfer), dan rRNA (ribosomal RNA) atau RNAr (RNA ribosom).
RNAd
RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer (berpasangan) dengan salah satu urutan basa rantai DNA. RNAd membawa pesan atau kode genetic (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma). Kode genetic RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan untuk menentukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida. RNAd berupa rantai tunggal yang relative panjang
RNAr
RNAr merupakan komponen structural yang utama di dalam ribosom. Setiap subunit ribosom terdiri dari 30- 46% molekul RNAr dan 70- 80% protein.
RNAt
RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom. Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian basa pendek (disebut antikodon). Suatu asam amino tertentu akan melekat pada ujung RNAt yang bersebrangan dengan ujung antikodon. Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein, yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodon pada RNAd.

3.      Perbedaan antara DNA dan RNA
Perbedaan antara DNA dan RNA terlihat pada struktur, fungsi, serta letak DNA dan RNA. Ringkasan perbedaan tersebut dapat dilihat pada tabel.
Parameter
DNA
RNA
Komponen:
Gula
Basa nitrogen
Purin
pirimidin

Deoksiribosa

Adenine dan Guanin
Sitosin dan Timin

Ribosa

Adenine dan Guanin
Sitosin dan Urasil
Bentuk
Rantai panjang, ganda, dan berpilin (double helix)
Rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin
Letak
Di dalam nucleus, kroloplas, dan mitokondria
Di dalam nukelus, sitoplasma, kloroplas, dan mitokondria
Kadar
Tetap
Tidak tetap

E.     Kode Genetik
Kromosom tersusun atas rantai DNA. Rantai ini terbagi- bagi menjadi ribuan bagian yang lebih pendek, atau disebut gen. jadi, gen merupakan bagian dari rantai DNA. Gen tertentu membawa informasi yang dibutuhkan untuk membuat protein. Informasi itulah yang disebut dengan kode genetic. Dengan kata lain, kode genetic adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA untuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis protein.
Didalam setiap sel terdapat ribuan reaksi kimia dan enzim yang berfungsi mengatur jalannya semua reaksi. Karena DNA mengkode protein maka akan menentukan enzim apa yang akan diproduksi dan akhirnyaakan menentukan reaksi kimia yang terjadi di dalam sel.
Informasi pada kode genetic ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan menentukan susunan asam amino. Seperti yang telah diketahui, hanya ada empat basa yang terdapat pada DNA, sedangkan ada 20 macam asam amino. Jika tiap basa misalnya A, G, U, C dikode menjadi satu asam amino, hanya ada empat macam asam amino yang dapat dikode dari total 20 asam amino yang sudah diketahui. Jika duplet atau susunan tiap dua basa, misalnya CG, AG, GA. UC, dan lainnya, dikode menjadi satu asam amino, kombinasi hanya akan menghasilkan 16 (42) macam asam amino. Jumlah kombinasi ini juga msih belum mencukupi jmlah 20 macam asam amino, yaitu ada 4 asam amino yang tidak dikode. Bila triplet atau susunan tiap tiga basa nukleotida, misalnya AGU, GAC, CGC, dan sebagainya, menjadi satu asam amino maka dari kombinasi basa- basa nukleotida tersebut akan menghasilkan 64 (42) macam asam amino. Jumlah asam amino ini melebihi jumlah 20 macam asam amino. Hal tersebut menyebabkan adanya suatu “kelimpahan” dalam kode genetika. Terdapat lebih dari satu triplet mengkode suatu asam amino tertentu. Istilah yang diberikan oleh para ahli genetika pada kelimpahan semacam ini adalah degenerasi atau redundansi.
Kode genetic bersifat degenerative dikarenakan 18 dari 20 macam asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon, yang disebut kodon sinonimus. Hanya metionin dan triptofan yang memiliki kodon tunggal. Kodon sinonimus tidak ditempatkan secara acak, tetapi dikelompokkan. Kodon sinonimus memiliki perbedaan pada urutan basa ketiga. Pada kasus apapun, bila posisi basa ketiga adalah suatu pirimidin, maka kodon- kodon akan mengarah atau menunjukkan asam amino yang sama (sinonimus). Misalnya pada kode genetic UAU dan UAC (basa U dan C merupakan pirimidin) yang menunjukkan asam amino tirosin.

Bila posisi basa ketiga adalah suatu purin, kodon- kodon juga akan sinonimus. Misalnya pada kode genetic CAA dan CAG (basa A dan G merupakan purin) menunjukkan asam amino glutamine. Jika posisi basa kedua adalah suatu pirimidin, secara umum kodon tersebut akan mengarah pada asam amino hidrofilik. Misalnya pada kode genetic CCC yang menunjukkan asam amino prolin yang hidrofilik dan ACC yang menunjukkan asam amino treonin yang hidrofilik.
Sebaliknya, jika posisi basa kedua adalah suatu purin, secara umum kodon tersebut akan megarah pada asam amino yang polar. Misalnya pada kode genetic GAU yang ,menunjukkan asam amino aspartat yang polar dan AGG yang menunjukkan asam amino arginin yang polar.
F.     Sintesis Protein
Ada banyak tahapan antara ekspresi genotip ke fentip. Gen- gen tidak dapat langsung begitu saja menghasilkan fenotip- fenotip tertentu misalnya warna mata hijau, betuk biji yang lonjong, atau celah pada dagu. Fenotip suatu individu ditentukan oleh aktivitas enzim (protein fungsional). Enzim yang berbeda akan menentukan fenotip yang berbeda. Perbedaan suatu enzim dengan enzim lainnya ditentukan oleh jumlah jenis dan susunan asam amino penyusun protein enzim. Pembentukan asam amino tersebut ditentukan oleh gen atau DNA.
Ekspresi gen merupakan proses dimana informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein. Dogma sentral mengenai ekspresi gen, yaitu DNA yang membawa informasi genetic ditranskripsi menjadi RNA, dan RNA diterjemahkan menjadi polipeptida. Selama ekspresi gen, informasi genetic ditransfer secara akurat dengan DNA melalui RNA untuk menghasilkan polipeptida dengan urutan asam amino yang spesifik.
Ekspresi gen merupakan sintesis protein yang terdiri dari dua tahap. Tahap pertama, urutan rantai nukleotida template (cetakan) dari suatu DNA untai ganda disalin untuk menghasilkan satu rantai molekul RNA. Proses inoi disebut transkripsi dan berlangsung dalam inti sel. Tahap kedua merupakan sintesis polipeptida dengan urutan spesifik berdasarkan rantai RNA yang dibuat pada tahapan pertama. Proses ini disebut translasi. Proses tersebut membutuhkan pengikatan dan pergerakan ribosom di sitoplasma pada sepanjang rantai RNA untuk menterjemahkan urutan nukleotida rantai RNA tersebut menjadi urutan asam amino untuk membentuk rantai polipeptida. Pada proses ini digunakan istilah penerjemahan karena bahasa pada nukleotida RNA diterjemahkan menjadi bahasa baru, yaitu bahasa asam amino suatu protein.
1.      Transkripsi
Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai DNA komplemennya disebut rantai antisense. Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi. RNA dihasilkan dari aktivitas enzim RNA polymerase. Enzim RNA polymerase membuka pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan merangkaikan nukleotida RNA. Enzim RNA polymerase merangkai nukleotida- nukleotida RNA dari arah 5’→ 3’, saat terjadi perpasangan basa disepanjang cetakan DNA. Urutan perpasangan basa di sepanjang DNA menandai dimana transkripsoi suatu gen dimulai dan di akhiri.
Transkripsi terdiri dari tiga tahap, yaitu inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan terminasi (pengakhiran) rantai DNA. Transkripsi mensintesis baik RNAd, RNAt, maupun RNAr. Namun hanya basa nitrogen yang terdapat pada RNAd saja yang nantinya diterjemahkan menjadi asam amino (protein).
Inisiasi
Daerah DNA dimana RNA polymerase melekat dan mengawali transkripsi disebut sebagai promoter. Suatu promoter mencakup titik awal (start point) transkripsi (nukleotida dimana sintesis RNA sebenarnya dimulai) dan biasanya membentang beberapa pasangan nukleotida di depan titik awal tersebut. Selain menentukan dimana transkripsi dimulai, promoter juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.

Elongasi
Pada saat RNA bergerak di sepanjang DNA, pilinan heliks ganda DNA tersebut terbuka secara berurutan kira- kira 10 hingga 20 basa DNA sekaligus. Enzim RNA polymerase menambahkan nukleotida ke ujung 3’ dari molekul RNA yang sedang “tumbuh” di sepanjang heliks ganda DNA tersebut. Setelah sintesis RNA berlangsung, DNA heliks ganda terbentuk kembali dan molekul RNA baru akan lepas dari cetakan DNA- nya. Transkripsi berlanjut pada laju kira- kira 60 nukleotida perdetik pada sel eukariotik.
Terminasi
Transkripsi berlangsung sampai RNA polymerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator. Terminator merupakan suatu urutan DNA yang berfungsi menghentikan proses transkripsi. Terdapat beberapa mekanisme yang berbeda untuk terminasi transkripsi, yang perinciannya sebenarnya masih kurang jelas. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada saat RNA polymerase mencapai titik terminasi. Sebaliknya, pada sel eukariotik, RNA polymerase terus melewati titik terminasi. Pada titik yang lebih jauh kira- kira 10 hingga 35 nukleotida, RNA yang lebih terbentuk terlepas dari enzim tersebut.
2.      Translasi
Dalam proses translasi , sel menginterpretasikan suatu kode genetic menjadi protein yang sesuai. Kode genetic tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul RNAd, interpreternya adalah RNAt. RNAt mentransfer asam amino- asam amino “dari kolam” asam amino di sitoplasma ke ribosom.molekul- molekul RNAt tidak semuanya identik. Molekul RNAt membawa asam amino spesifik pada salah satu ujungnya yang sesuai dengan triplet nukleotida pada ujung RNAt lainnya yang disebut antikodon.
Asosiasi kodon dan antikodon sebenarnya merupakan bagoian kedua dari dua tahap pengenalan yang dibutuhkan untuk translasi suatu pesan genetic yang akurat. Asosiasi harus didahului oleh pelekatan yang benar antara RNAt dengan asam amino. RNAt yang mengikatkan diri pada kodon RNAd harus membawa asam amino yang tepat ke ribosom. Tiap asam amino digabungkan dengan RNAt yang sesuai oleh suatu enzim yang spesifik yang disebut aminoasil- RNAt sintetase.
Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik antara antikodon RNAt dengan kodon RNAd selama sintesis protein. Sebuah ribosom dapat dilihat melalui mikroskop electron, tersusun dari dua subunit, yaitu subunit besar dan subunit kecil. Subunit ribosom dibangun oleh protein- protein dan molekul- molekul RNAr.
Translasi dibagi menjadi tiga tahap (sama seperti pada transkripsi) yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi. Semua tahapan ini memerlukan factor- factor protein yang membantu RNAd, RNAt dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energy. Energy ini disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan ATP.
Inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya RNAd, sebuah RNAt yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua subunit ribosom. Pertama subunit ribosom kecil mengikatkan diri pada RNAd dan RNAt inisiator. Subunit ribosom kecil melekat pada tempat tertentu di ujung 5’ dari RNAd. Di dekat tempat pelekatan ribosom subunit kecil pada RNAd terdapat kodom inisiasi AUG, yang memberikan sinyal dimulainya proses translasi. RNAt inisiator yang membawa asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi AUG.
Oleh karenanya, persyaratan inisiasi adalah kodon RNAd harus mengandung triplet AUG dan terdapat RNAt inisiator berisi antikodon AUC yang membawa metionon. Jadi pada setiap proses translasi, metionin selalu menjadi asam amino awal yang diingat. Triplet AUG dikatan sebagai start codon karena berfungsi sebagai kodon awal translasi.

Elongasi
Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino- asam amino ditambahkan satu persatu pada asam amino pertama (metionin) kodon RNAd pada ribosom membentuk ikatan hydrogen dengan antikidin molekul RNAt yang komplementer dengannya. Molekul RNAr dari ribosom subunit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptide yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba. Pada tahap ini, polipeptida memisahkan diri dari RNAt tempat perlekatannya semula, dan asam amino pada ujung karboksilnya berikatan dengan asam amino yang dibawa oleh RNAt yang baru masuk.

Saat RNAd berpindah tempat, antikodonnya tetap berikatan dengan kodon RNAt. RNAd bergerak bersama- sama dengan antikodon ini dan bergeser ke kodon berikutnya yang akan ditranslasi. Sementara itu, RNAt sekarang tanpa asam amino karena telah diikaitkan pada polipeptida yang sedang memanjang. Selanjutnya RNAt keluar dari ribosom. RNAd bergerak melalui ribosom ke satu arah saja, mulai dari ujung 5’. Hal ini sama dengan ribosom yang bergerak 5’→ 3’ pada RNAd. Hal yang penting disini adalah ribosom dan RNAd bergerak relative satu sama lain, dengan arah yang sama, kodon demi kodon. Siklus elongasi menghabiskan waktu kurang sari 1/10 detik dan terus berlangsung hingga rantai pilipeptidanya lengkap.
Terminasi
Tahap akhir tanslasi adalah terminasi. Elongasi berlanjutg hingga ribosom mencapai kodon stop. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, atau UGA. Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan translasi.

BAB III
PENUTUP
A.    Simpulan
Berdasarkan pembahasan tersebut, dapat disimpulkan bahwa:
1.       Materi genetik merupakan materi yang bertanggungjawab terhadap pewarisan sifat (informasi genetik) suatu generasi kepada generasi berikutnya.
2.       Suatu kromosom terdiri dari beberapa bagian, yaitu kromatid, kromomer, sentromer atau kinetokor, satelit, dan telomere.
3.       Menurut letak sentromer pada lengan kromatid, kromosom dibagi menjadi empat macam yaitu kromosom metasentrik, kromosom sub metasentrik, kromosom akrosentrik, dan kromosom telosentrik.
4.       Gen adalah unit instruksi untuk menghasilkan atau mempengaruhi suatu sifat herediter tertentu. Gen terdiri dari DNA yang diselubungi DNA dan di ikat oleh protein.
5.       Letak suatu gen pada kromosom disebut lokus. Lokus pada kromosom dianalogikan seperti manic- manic yang berjejer lurus pada seuntai benang.
6.       Alel disebut juga sebagai versi alternative gen yang menjelaskan adanya variasi pada pewarisan suatu sifat.
7.       DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (AND) merupakan tempat penyimpanan informasi genetic.
8.       Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida baru dari rantai nukleotida lama, dapat terjadi melalui tiga model yaitu konservatif, semikonservatif, dan dispersive.
9.       RNA (ribonucleic acid) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetic.
10.   Kode genetic adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA untuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis protein.
11.   Informasi pada kode genetic ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan menentukan susunan asam amino dengan melakukan sintesis protein yang terdiri dari proses transkripsi dan translasi.