Halaman
43Pernahkah Anda melihat anak kucing bersama induknya? Warna bulusetiap anak kucing tersebut berbeda-beda, ada yang berwarna cokelat danyang lainnya berwarna putih-hitam dan putih-cokelat. Sementara itu, warnabulu induk betina adalah cokelat-putih-hitam dan bulu induk jantan adalahputih-hitam. Pernahkah Anda juga mengamati kemiripan ciri-ciri fisikseorang anak dengan orangtuanya, seperti warna rambut dan warna kulit?Ulasan tersebut merupakan contoh yang menunjukkan adanya substansigenetik makhluk hidup yang mengatur sifat atau ciri khas dari suatu individu.Substansi tersebut merupakan pembawa sifat yang diwariskan oleh induk kepadaketurunannya. Hal ini akan terus berlangsung dari generasi ke generasi. Sungguhmenakjubkan kebesaran Tuhan Yang Maha Esa, bukan?Di manakah letak informasi genetik itu? Tersusun atas apakah pembawainformasi genetik itu? Apakah yang dimaksud dengan DNA? Bagaimanakahstrukturnya? Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan dapat menjawabpertanyaan-pertanyaan tersebut. Anda juga akan mempelajari mengenai alel,RNA, kode genetik, dan sintesis protein yang merupakan dasar dalammemahami materi pewarisan sifat pada bab selanjutnya.SubstansiGenetikPada bab ini, Anda akan mempelajari konsep dasar dan prinsip-prinsip hereditas. Selain itu,Anda akan mampu menjelaskan konsep gen, DNA, dan kromosom serta menjelaskan hubungangen (DNA)–RNA–polipeptida dan proses sintesis protein.3B a b 3A.KromosomB.GenC.AlelD.DNAE.RNAF.Kode GenetikG.Sintesis ProteinSumber: endela ptek, 1997
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII44Satuan terkecil dari makhluk hidup adalah sel. Segala aktivitas sel diaturoleh inti sel (nukleus). Di dalam inti, terkandung substansi genetik yangterdapat dalam kromosom. Istilah kromosom diperkenalkan pertama kalioleh W. Waldeyer pada tahun 1888. Kromosom berasal dari kata chromeyang berarti warna dan soma berarti badan. Kromosom dapat diartikansebagai badan yang mampu menyerap warna (Gambar 3.1).1. Bentuk dan Ukuran KromosomJika inti sel mengandung informasi genetis, dalam bentuk apakahinformasi tersebut dapat ditemukan? Berbagai penelitian telah menemukanadanya struktur spesifik dalam inti sel pada sel yang sedang membelah.Struktur tersebut dapat menyerap warna sehingga dinamakan kromosom.Setiap spesies memiliki jumlah kromosom yang khas. Sebagai contoh,kromosom pada sel manusia berjumlah 46 buah, tanaman kapas 52 buahkromosom, ayam kalkun 82 buah kromosom, dan beberapa jenis pakumemiliki lebih dari 1.000 buah kromosom.Kromosom tersusun atas DNA yang berkondensasi bersama proteinhiston di dalam inti sel, membentuk struktur bernama nukleosom. DNA(deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiriboneukleat merupakan substansipembawa pembentuk nukleosom. Nukleosom-nukleosom berkelompok danmembentuk benang yang lebih kompak, yang dinamakan benang kromatin.Kromatin akan terlihat sebagai benang yang mengandung struktur manik-manik(beads on a string), yakni nukleosom.Benang kromatin ini ditemukan di dalam inti sel. Ketika sel akanmembelah, benang kromatin membentuk pilinan yang semakin padatsehingga dapat terlihat menggunakan mikroskop. Struktur yang dihasilkanoleh pengompakan benang kromatin tersebut dikenal sebagai kromosom.Sebelum sel membelah, molekul DNA dari setiap kromosom berduplikasisehingga terbentuk lengan kromosom ganda yang disebut kromatid.Perhatikan Gambar 3.2.A KromosomSumber: Biological cience, 1986Inilah gambar kromosommanusia yang diperbesar13.000 kali.Diagram struktur kromosomDi mana letak gen?• Histon• Kromatid• Kromatin• Kromosom• NukleosomKata Kunci1. Apakah yang dimaksuddengan gen? Bagaimanakahperanannya dalam kehidupanorganisme?2. Di manakah letak gen?3. Apakah yang dimaksuddengan sintesis protein?PramateriSoalSumber: Biology Concepts & Connections, 2006DNA double helix(diameter 2 nm)TEMHistonNukleosom(diameter 10 nm)Lilitan padat heliks(diameter 30 nm)Lilitan yang banyak(supercoil; diameter 300 nm)700 nmKromosommetafase}}}Gambar 3.1Gambar 3.2
Substansi Genetik45Pada kromosom terdapat suatu daerah terang yang tidak mengandunggen, dinamakan sentromer. Bagian ini memiliki peranan sangat penting padaproses pembelahan sel. Di bagian inilah benang gelendong menempel untukbagian kromosom pada masing-masing kutub pembelahan yang berlawanan.Benang gelendong melekat pada bagian sentromer, yakni kinetokor.Berdasarkan letak sentromer, kromosom dapat dibedakan menjadibeberapa bentuk. Ada kromosom yang memiliki satu lengan dan ada pulayang memiliki dua lengan. Ada yang memiliki lengan sama panjang dan adapula yang tidak. Bentuk-bentuk kromosom tersebut adalah:1)telosentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya berada di ujungkromosom;2)akrosentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya mendekati salahsatu ujung kromosom;3)submetasentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya mendekatibagian tengah kromosom;4)metasentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya berada ditengah-tengah sehingga bentuk kromosom tampak seperti huruf V.Perhatikan Gambar 3.3 berikut.SentromerSentromerSentromerLenganSubmetasentrikMetasentrikLenganTelosentrikAkrosentrikabcd2. Tipe KromosomSetiap organisme memiliki jumlah kromosom yang berbeda-beda,sebagai contohnya perhatikanlah Tabel 3.1. Sel tubuh manusia memiliki 23pasang kromosom homolog. Jumlah macam kromosom homolog disebutploid. Pada sel tubuh jumlahnya selalu berpasangan atau 2 set sehinggadisebut diploid(di = dua) atau 2 n. Sel gamet atau sel kelamin memilikisetengah dari jumlah kromosom tubuh atau 1 set kromosom akibatpembelahan meiosis. Jadi, sel sperma dan sel telur manusia hanya memiliki23 kromosom, sedangkan sel kelamin lalat buah hanya memiliki 4 kromosom.Jumlah kromosom ini disebut haploidatau n.Berdasarkan letaksentromernya, kromosom dapatdikelompokkan menjadi (a)telosentrik, (b) akrosentrik, (c)submetasentrik, dan (d)metasentrik.• Autosom• Gonosom• Kinetokor• Kromosom homolog• SentromerKata KunciSentromerNo1234567Tabel 3.1Jumlah Kromosom Tubuh pada Beberapa OrganismeNamaJumlahNoNamaJumlahAnjingAyamBabiDombaIkan masKatakKuda787840541002664 8 91011121314Lalat buahManusiaSapiJagungPepayaBunga MatahariRagi8466020183434Gambar 3.3
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII46Setiap makhluk hidup eukariotik selalu memiliki dua jenis kromosom,yaitu gonosom (kromosom kelamin) dan autosom (kromosom tubuh). Keduajenis kromosom ini diperkenalkan kali pertama oleh T. H. Montgomery.a. Kromosom Tubuh (Autosom)Autosom berfungsi mengatur dan mengendalikan sifat-sifat tubuhmakhluk hidup. Kromosom ini tidak berperan dalam mengatur jenis kelamin.Autosom terdapat pada individu jantan dan individu betina dengan jumlahyang sama dan berpasangan (diploid).b. Kromosom Kelamin (Gonosom)Gonosom memiliki banyak nama lain, di antaranya aelosom atauheterokromosom atau kromosom kelamin. Kromosom ini memiliki susunanpasangan yang berbeda pada individu jantan dan betina. Pada manusiagonosom berjumlah 1 pasang atau 2 buah kromosom. Jumlah tersebut samadengan gonosom yang terdapat pada lalat buah (Gambar 3.4).Sumber: Biological cience, 1986Susunan kromosom pada tubuhpria. Terdapat 22 pasangautosom dan sepasanggonosom.Pada manusia dan lalat buah terdapat perbedaan gonosom antara jantandan betina. Pada lalat buah jantan, satu gonosom berbentuk batang diberisimbol X dan satu gonosom berbentuk bengkok di beri simbol Y (perhatikanGambar 3.5). Dengan demikian gonosom jantan disimbolkan dengan XY. Padabetina kedua gonosom berbentuk batang dan disimbolkan dengan XX.Oleh karena itu, jumlah kromosom lalat buah jantan dapat dituliskan 3AA+ XY atau 6A + XY, sedangkan betina 3AA + XX atau 6A + XX. Adapun jumlahkromosom manusia laki-laki 22 AA + XY atau 44A + XX, sedangkan perempuan22AA + XY atau 44A + XX.Jumlah kromosom tubuh dapat mengalami kelainan antara lain oleh mutasiatau kanker. Jika jumlah kromosomnya 3 set disebut triploid, 4 set disebuttetraploid, dan jika jumlahnya banyak disebut poliploid.Sel kelamin (sel sperma atau sel telur) hanya memiliki satu kromosmkelamin (gonosom) sehingga sel kelamin dari betina hanya memiliki gonosomX. Adapun sel kelamin jantan memiliki gonosom X atau Y yang akan menentu-kan jenis kelamin individu setelah terjadi fertilisasi.JantanBetinaAutosomGonosomPerbedaan kromosom jantandan betina pada lalat buah(Drosophila melanogaster)Sumber: Essentials of Biology, 1990Pada lebah madu, hanya lebahbetina saja yang memiliki jumlahkromosom diploid. Semua lebahjantan adalah haploid. Lebahbetina tumbuh dan berkembangdari telur yang dibuahi,sedangkan lebah jantan tumbuhdan berkembang dari telur yangtidak dibuahi. Perkembanganlebah jantan ini dikenal denganistilah partenogenesis.Sumber: Heath Biology, 1985WawasanBiologiGonosomGambar 3.4Gambar 3.5
Substansi Genetik47Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Sebutkan tipe-tipe kromosom berdasarkan letaksentromernya.2.Apakah fungsi dari kromosom?3.Apakah perbedaan antara kromosom tubuh dankromosom kelamin?4.Seekor hewan memiliki 15 pasang kromosomhomolog, tuliskanlah rumus kromosomnya.Soal PenguasaanMateri 3.1BGenGen adalah unit bahan genetis. Istilah gen dikemukakan pertama kalioleh W. Johanssen (1909). Istilah ini sebagai pengganti istilah determinantfactor atau elemen yang dikemukakan oleh Gregor Mendel. Menurut ThomasHunt Morgan, gen merupakan materi yang kompak dan mengandung satuaninformasi genetik yang mengatur sifat-sifat menurun, memenuhi lokus suatukromosom. Gen mengatur berbagai macam karakter fisik maupun karakterpsikis. Contoh karakter fisik adalah morfologi, anatomi, dan fisiologi.Sementara itu, contoh karakter psikis adalah pemalu, pemarah, dan pendiam.1. Letak Gen dalam KromosomGen terdiri atas DNA (deoxyribonucleic acid) yang diselubungi dan diikatoleh protein sehingga secara kimia DNA adalah unit bahan genetis. Genakan diwariskan melalui pembelahan sel.Gen terletak pada lokus-lokus yang berderet di dalam kromosom. Jaraklokus ditentukan dari sentromernya, satuannya disebut unit atau millimorgan(mM). Pada umumnya, kromosom ditemukan dalam keadaan berpasangan.Pasangan kromosom tersebut dinamakan kromosom homolog. Suatukromosom akan berpasangan dengan kromosom lain yang memiliki kesamaanbentuk, ukuran, maupun jumlah jenis gen yang dikandungnya. Pada pasangankromosom homolog terdapat pasangan lokus yang berada dalam satu garishorizontal yang disebut lokus yang bersesuaian. Gen-gen yang terletakpada lokus bersesuaian dengan pasangan kromosom homolognya dan mem-berikan pengaruh yang berlawanan terhadap sifat yang dikendalikan,disebut alel.Penulisan kromosom digambarkan dengan garis vertikal beserta garispendek horizontal untuk menunjukkan posisi gen. Simbol gen tersebutdilambangkan dengan huruf Latin yang berupa huruf kapital atau hurufkecil, sesuai dengan dominansinya. Sebagai contoh, huruf kapital H berartikulit hitam, yang dominan terhadap gen h yang berarti kulit putih. Demikian,pula dengan sifat lainnya yang dilambangkan dengan huruf lain pula.Contohnya Aa, Bb, MmHh, AA, dan CC. Perhatikan Gambar 3.6.ABCDabcdMmHMmHhGen-gen padalokus yangbersesuaianKromosom homologGen dominanCBACBAAlel genAlel genGen resesifKromosom digambarkan dengangaris vertikal. Adapun gen yangterletak pada kromosom,digambarkan dengan garispendek horizontal.hBertautanGambar 3.6• Gen• Lokus• AlelKata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII48Pada contoh tersebut, Bb menunjukkan bahwa gen B dan gen b beradapada satu pasang kromosom homolog. Dengan demikian, gen B adalah alelbagi gen b dan gen b adalah alel bagi gen B. Dengan kata lain, gen B sealelatau sepasang dengan gen b. Bb merupakan pasangan gen yang terletakdalam pasangan bebas (alel bebas). Sementara itu, MmHh merupakan genyang bertautan atau gen berangkai (gen linked). MmHh menunjukkan bahwagen M, gen m, gen H, dan gen h berada dalam satu pasang kromosomhomolog. Gen M dan gen H merupakan pasangan gen yang bertautan karenakeduanya menempati pasangan kromosom homolog yang sama.2. Gen Dominan dan ResesifSusunan gen di dalam individu sel disebut genotipe, sedangkan ekspresigenotipe tersebut dinamakan fenotipe. Lambang huruf besar merupakansifat dominan, sedangkan huruf kecil merupakan sifat resesif. Istilah dominandigunakan karena gen ini dapat mengalahkan ekspresi gen alelnya. Contohnya,gen T adalah simbol untuk sifat tanaman tinggi, sedangkan t untuk sifattanaman pendek. Dalam contoh tersebut, gen T mengalahkan ekspresi gen tsehingga ekspresi tumbuhan yang bergenotipe Tt adalah tinggi, walaupundi dalam tumbuhan tersebut mengandung gen t untuk sifat pendek.Genotipe makhluk hidup bisa homozigot, misalnya TT dan tt. Selainitu, ada pula genotipe atau heterozigot, misalnya Tt. Genotipe TT dinamakanhomozigot dominan, sedangkan tt dinamakan homozigot resesif. Adapungenotipe Tt adalah heterozigot karena gen T untuk tinggi menutupi gen tuntuk pendek. Bagaimana dengan gen AaBB?Sifat Dominan dan Resesif pada ManusiaTujuanMenghitung frekuensi beberapa sifat pada manusiaAlat dan BahanKertas dan alat tulisLangkah Kerja1.Beberapa sifat pada manusia dikontrol oleh gen dominan dan resesif. Amatisifat-sifat berikut pada diri Anda dan teman sekelas Anda. Lakukanpengamatan bersama kelompok Anda.Kegiatan3.12.Tentukan persentase siswa dengan masing-masing sifat menggunakan rumusberikut.% siswa = Jumlah siswa dengan sifat dominanTotal jumlah siswa di kelas × 100%3.Masukkan hasil pengamatan Anda ke dalam tabel berikut.• Heterozigot• Homozigot• Fenotipe• Genotipe• Dominan• ResesifKata KunciJari kelingking melengkungadalah sifat dominanDaun telinga menggantung adalahsifat dominan
Substansi Genetik49SifatDaun telinga menggantungJumlah SiswaYa ( D o m i n a n )Tidak (Resesif)KesimpulanJari kelingking melengkung4.Diskusikan dan presentasikan hasilnya dengan kelompok Anda di depan kelas.Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.1.Sifat manakah yang paling banyak muncul di kelas Anda?2.Jika seorang anak tidak mampu menggulungkan lidahnya, apakah mungkinsalah satu dari orangtuanya memiliki sifat yang sama? Jelaskan.3.Diskusikanlah, sifat-sifat apa saja yang dapat diteliti seperti ini di kelas.Anda dapat mencari literatur lain mengenai sifat-sifat dominan apa saja yangdapat diamati.Seperti yang telah Anda ketahui, alel adalah gen-gen yang terletak padalokus yang bersesuaian dari pasangan kromosom homolog, tetapi memilikipengaruh dalam cara yang berbeda. Contohnya, gen H sealel dengan h, genK sealel dengan k, dan gen b sealel dengan b. Gen sealel diberi simbol hurufsama, tetapi dibedakan dengan huruf besar dan kecil jika pasanganmerupakan heterozigot. Huruf besar menunjukkan dominan, sedangkanhuruf kecil menunjukkan resesif. Contoh lain gen sealel misalnya, gen Auntuk pigmentasi kulit, sedangkan gen a tidak menghasilkan atau sedikitpigmentasi kulit. Ini menunjukkan gen-gen tersebut bekerja berlawanan,tetapi memiliki tugas yang sama yaitu mengatur pigmentasi kulit.1. Alel TunggalSuatu alel dikatakan alel tunggal jika suatu gen memiliki satu gen sealelsehingga hanya muncul satu sifat. Misalnya, gen T untuk sifat tinggi dangen t untuk sifat rendah maka variasinya adalah TT, Tt, dan tt. Ketiga macamgenotipe inilah yang disebut alel tunggal.2. Alel GandaSuatu alel dikatakan alel ganda jika suatu gen memiliki lebih dari duapasangan gen yang sealel sehingga muncul beberapa sifat. Contoh sifat yangdikontrol oleh alel ganda adalah golongan darah manusia sistem ABO danwarna bulu kelinci.a. Golongan Darah Manusia Sistem ABOGolongan darah manusia bersifat menurun (herediter) dan ditentukanoleh alel ganda. Alel pengendali golongan darah sistem ABO adalah IA, IB,dan IO. Sistem golongan darah ABO ini diperkenalkan oleh Karl Landsteiner(1868–1943). Penggolongan ini berdasarkan jenis antigennya yang terdapatdi dalam eritrosit. Antigen merupakan protein yang mampu merangsangpembentukan antibodi. Golongan darah yang dikenalkan oleh Landsteiner,adalah golongan darah A, B, AB, dan O. Penjelasan tentang golongan daerahini telah Anda pelajari di kelas XI.CAlel• Alel ganda• Alel tunggal• KodominanKata KunciKerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Apakah yang dimaksud dengan kromosom homolog?2.Jelaskan perbedaan gen dominan dan gen resesif.3.Jelaskan perbedaan homozigot dominan, hetero-zigot, dan homozigot resesif.Soal PenguasaanMateri 3.2
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII50Alel IO resesif terhadap IA dan IB. Akan tetapi, IA dan IB merupakan alelkodominan sehingga IA tidak dominan terhadap IB dan IB tidak dominanterhadap IA. Interaksi antara alel IA, IB, dan IO dapat menyebabkan terjadinya4 macam fenotipe yang diperlihatkan pada Tabel 3.2.Golongan Darah(Fenotipe)Tabel 3.2Macam-Macam Golongan DarahManusia Sistem ABOOIOIOAIAIA atau IAIOBIB IB atauIB IOABIAIBGenotipeb. Warna Bulu KelinciWarna pada bulu kelinci dikendalikan oleh alel ganda atau majemuk.Warna bulu kelinci dikendalikan oleh 4 macam alel, yaitu C, cch, ch, dan cdengan urutan dominansi alel adalah C > cch > ch > c. Warna bulu kelincitersebut terdiri atas (Gambar 3.7):1)warna polos (hitam/cokelat muda), genotipe CC, Ccch, Cch, Cc;2)warna kelabu muda (chinchilla), genotipe cchcch, cchch, cchc;3)warna dasar putih dengan warna hitam pada ujung hidung, telinga,kaki, dan ekor (himalaya), genotipe chch, chc;4)warna putih (albino), genotipe cc.Sumber: Essentials of Biology, 1990Gen chinchillaGen himalayaGen albinoTugas Ilmiah 3.1Carilah salah satu karakter atau sifat pada hewan atau manusia yang memilikialel tunggal dan alel ganda. Buatlah uraian singkatnya mengenai prosespenurunan sifatnya dari parental. Terangkan pula kemungkinan apa saja yangdapat terlibat pada keturunannya. Anda dapat mengambil bahan referensi daribuku-buku maupun artikel-artikel dari koran, majalah, dan internet. Diskusikanlahhasilnya di dalam kelas bersama teman-teman dan guru Anda.Pengendalian warna pada kelincidikendalikan oleh alel ganda.Gambar 3.7Gen normal
Substansi Genetik51Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Apakah yang dimaksud dengan alel?2.Apa kaitan antara kromosom, gen, dan DNA?3.Apakah perbedaan antara alel tunggal dengan alelganda?Soal PenguasaanMateri 3.3DNA (Deoxyribonucleic acid) merupakan komponen yang paling pentingdalam kehidupan karena sebagai pembawa informasi genetik dari satugenerasi ke generasi lain. DNA berkaitan dengan semua aktivitas biologisdan merupakan pusat kajian di dalam sitologi, genetik, biologi molekuler,mikrobiologi, perkembangan biologis, biokimia, dan evolusi.1. Struktur DNADNA merupakan polimer besar yang tersusun atas unit-unit nukleotidayang berulang-ulang. Setiap nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gulapentosa, dan basa nitrogen. Gugus fosfat berfungsi menghubungkan antaramolekul gula yang satu dan molekul gula yang lain. Gula pentosa padanukleotida merupakan gula deoksiribosa karena salah satu atom C-nyakehilangan gugus OH. Molekul gula ini terikat pada basa nitrogen.Apa saja penyusun basa nitrogen itu? Basa nitrogen tersusun atas purindan pirimidin. Purin tersusun atas guanin (G) dan adenin (A), sedangkanpirimidin tersusun atas timin (T) dan sitosin atau Cytosine (C). Basa-basanitrogen ini mengadakan persenyawaan kimia dengan gula pentosamembentuk molekul deoksiribonukleosida (nukleosida). Deoksiri-bonukleosida akan bergabung dengan gugus fosfat untuk membentukdeoksiribonukleotida (nukleotida). Gambar 3.9 berikut menunjukkanstruktur kimia basa nitrogen.DDNA• Basa nitrogen•DNA• Nukleosida• NukleotidaKata KunciUACGAdeninUrasilSitosinPirimidinGuaninPurinHOPOCH2OO–HOOH12435NHCNCCCNH2NONHCNCCCNCNNH2PirimidinPurinAdenin (A)Guanin (G)NHHOPOCH2OO–HOOH12435Basa nitrogen dalam DNAselalu memiliki pasangan yangtetap, yakni adenin dan timin,serta guanin dan sitosin.Gambar 3.9Pasangan basa pada RNAGambar 3.8HOH23HOOHHOPOCH2OO–12435NH2CHCSitosin (C)Timin (T)O145OCCHCNCNHOCH3HOPOCH2OO–HCNNCO
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII52Monomer yang terdiri atas fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogendisebut nukleotida. Jadi, molekul DNA dapat mengandung ribuannukleotida (polinukleotida), perhatikanlah Gambar 3.10. Adapun hubunganmonomer antara basa nitrogen dan gula pentosa dinamakan nukleosida.Rangkaian nukleosida tersebut terdiri atas empat macam, yang namanyabergantung pada jenis basa nitrogennya. Jika basanya adenin, namanukleosidanya deoksiadenosin. Jika basanya guanin, namanya deoksiguanosin.Adapun jika basanya timin, namanya timidin, sedangkan jika basanya sitosin,namanya deoksisitidin. Untuk lebih jelasnya, perhatikanlah Tabel 3.3.Tabel 3.3Empat Basa Nitrogen, Nukleosida, dan Nukleotida dari Molekul DNA1. Adenin (A)2. Guanin (G)3. Sitosin (C)4. Timin (T)Basa + Deoksiribosa =DeoksiribonukleosidaDeoksiadenosinDeoksiguanosinDeoksisitidinTimidinDeoksiribosa + Asam Fosfat =DeoksiribonukleotidaAsam deoksiadenilin(deoksiadenosin monofosfat)Asam deoksiguanilin(deoksiguanosin monofosfat)Asam deoksisitidilin(deoksisitidin monofosfat)Asam timidilin(timidin monofosfat)Singkatan dari NukleotidadAMPdGMPdCMPTMPOrang yang pertama mengemukakan gagasan tentang struktur tigadimensional DNA adalah W.T. Atsbury. Ia menyimpulkan bahwa DNA itusangat padat. Polinukleotida yang menyusunnya berupa timbunan nukleotidapipih yang teratur tegak lurus terhadap sumbu memanjang.Wilkins melanjutkan kristalografi sinar X hasil Atsbury. Wilkins berhasilmempersiapkan serabut-serabut DNA dan dapat dibuat foto melalui difraksisinar X oleh Rosalind Franklin.Berdasarkan foto yang diambil Rosalind Franklin pada bulan April 1953,Watson dan Crick mengambil kesimpulan bahwa struktur model DNAterdiri atas dua rantai polinukleotida yang diikat oleh hidrogen di antarabasa nitrogen. Ikatan hidrogen antara adenin dan timin dihubungkan olehdua ikatan hidrogen. Sementara itu, antara sitosin dan guanin dihubungkanoleh tiga ikatan hidrogen. Perhatikanlah Gambar 3.11.Sumber:Biology: Exploring Life, 1994Model DNA double helimemperlihatkan pasangan basayang membentuk tangga-tanggamolekul DNA.Gambar 3.10
Substansi Genetik53Gambar 3.11Model melekul DNA menurutWatson dan Crick menunjukkanbasa purin dan pirimidin.2. Replikasi DNADNA dapat berfungsi sebagai heterokatalis,artinya DNA dapat menyin-tesis molekul lain, membentuk RNA. DNA juga berfungsi sebagai auto-katalitik, artinya DNA mampu membentuk dirinya sendiri.Dengan fungsi otokatalitik, DNA dapat memperbanyak diri melalui suatuproses yang dinamakan replikasi (Gambar 3.12). Replikasi DNA akan meng-hasilkan DNA baru dari rantai DNA yang telah ada. Proses replikasi inimemerlukan deoksiribonukleosida fosfat dan beberapa enzim (Campbell, etal, 2006: 18).• Autokatalitik• Heterokatalis• Replikasi• Enzim nuklease• Enzim polimerase•RNAKata KunciEnzim nuklease menghidrolisis atau memecah rantai ganda polinukleotidamenjadi dua rantai tunggal mononukleotida. Enzim polimerase masing-masing membentuk rantai baru sebagai pasangan rantai polinukleotida yangtelah terpisah sehingga terbentuk dua rantai DNA yang baru (Gambar 3.13).Model replikasi ini dikenal sebagai model semikonservatif. Karenasetengah dari molekul DNA induk masih tersimpan dalam setiap molekulDNA anakan. Model replikasi ini dikemukakan oleh Watson dan Crick, dantelah dibuktikan melalui penelitian pada tahun 1950-an.Celah besarCelah kecil2 nm0,34 nm3,4 nmGugus gula-fosfatIkatan hidrogenSumber: Biological cience, 1986GCATGCCGATRantai tunggallamaRantai tunggalbaruRantai tunggalbaruRantai tunggallamaATGCACCCGGGTAGCTTAAATATTGCCCGGACGATATTATASumber: Biology Concepts & Connections, 2006Rantai DNA barudihasilkan dari proses replikasi.Gambar 3.12
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII54ACGATTGCTAACGATTGCTAACGATTGCTAACTGCANukleotidabaruACGATTGCTASumber: Biology Concepts & Connections, 2006Dua rantai DNA baru masihmemiliki rantai nukleotida darirantai DNA lama.Gambar 3.13Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Sebutkan tiga molekul penyusun DNA.2.Apakah yang dimaksud dengan replikasi DNA?3.Apakah perbedaan nukleosida dengan nukleotida?4.Sebutkan anggota basa nitrogen pirimidin dan purin.Soal PenguasaanMateri 3.4ERNASelain DNA, sel yang bertipe prokariotik maupun eukariotik memilikiasam nukleat berupa ribonucleic acid (RNA). Pada umumnya, RNA merupakanhasil sintesis DNA, kecuali pada beberapa jenis virus.1. Susunan Kimia RNARNA adalah polimer asam nukleotida dari empat jenis ribonukleotida(Tabel 3.4). Molekul RNA dapat berbentuk pita tunggal atau pita gandayang tidak terpilin heliks, seperti halnya pada DNA (Gambar 3.14b). Setiappita RNA terdiri atas ribonukleotida (polinukleotida).RNA mengandung gula pentosa, basa nitrogen, dan asam fosfat. Gulapentosanya berupa ribosa. Basa nitrogen purinnya terdiri atas adenin (A)dan guanin (G), sedangkan pirimidinnya terdiri atas sitosin (C) dan urasil(U) (Gambar 3.14a).bAdeninSitosinGuaninUrasilGula ribosaAsam fosfatUrasilaOHOHHOPOCH2OO–1'2'4'3'5'OCHCHCNNHCOOSumber: Biology: The nity and Diversity, 1995; Prinsip Prinsip Biokimia, 1997(a) Struktur RNA yangmengandung gula ribosa, basanitrogen, dan senyawa fosfat(b) Struktur rantai tunggal RNAGambar 3.14
Substansi Genetik55Tabel 3.4Empat Basa Nitrogen, Ribonukleosida, dan Ribonukleotida dariMolekul RNABasaAdenin (A)AdenosinAdenosin monofosfatAMPGuanin (G)GuanosinGuanosin monofosfatGMPSitosin (S)SitidinSitidin monofosfatCMPUrasil (U)UridinUridin monofosfatUMPRibonukleosidaRibonukleotidaSingkatan•mRNA•rRNA• tRNAKata KuncibAGDADDDDDDDDDDDUCGAUCUCGCGGAUUUAGCUCAGGGGAGAGCGCCAGACACCGGAGGUCCUGUGCGAUCCCAAGAAUUCGCACCASumber: Heath Biology, 1985UGAAacRNA nongenetik dibedakanmenjadi tiga macam, yakni(a) mRNA, (b) rRNA, dan(c) tRNA.2. Jenis RNAPada dasarnya, terdapat dua kelompok utama RNA yang menyusunmakhluk hidup, yaitu RNA genetik dan RNA nongenetik. Apakahperbedaan kedua RNA tersebut?a. RNA genetikRNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yakni merupakanmolekul genetik yang secara keseluruhan bertanggung jawab dalammembawa segala materi genetis, seperti yang dimiliki oleh DNA. Dengankata lain, RNA ini berfungsi sebagai DNA. RNA genetik ini hanya dimilikioleh makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, seperti padabeberapa jenis virus.b. RNA nongenetikRNA nongenetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA(Gambar 3.15). RNA nongenetik dimiliki oleh makhluk hidup yang materigenetiknya diatur oleh DNA. Pada makhluk hidup kelompok ini, di dalamselnya terdapat DNA dan RNA.Berdasarkan letak serta fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjaditiga macam, yakni RNA duta, RNA ribosom, dan RNA transfer.1)RNA duta atau “messenger RNA” (mRNA) merupakan asam nukleat yangberbentuk pita tunggal dan merupakan RNA terbesar atau terpanjangyang bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Fungsiutama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA keribosom. mRNA juga berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis protein.Gambar 3.15
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII562)RNA transfer (tRNA) merupakan RNA terpendek yang bertindak sebagaipenerjemah kodon dari mRNA. Selain itu, tRNA berfungsi mengikatasam-asam amino yang akan disusun menjadi protein dan mengang-kutnya ke ribosom. Pada tRNA terdapat bagian yang berhubungandengan kodon yang disebut antikodon dan bagian yang berfungsisebagai pengikat asam amino.3)RNA ribosom (rRNA) merupakan RNA dengan jumlah terbanyak danpenyusun ribosom. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, danfleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi rRNA sampaisekarang masih belum banyak diketahui, tetapi diduga memiliki perananpenting dalam proses sintesis protein.3. Perbandingan DNA dan RNAKomponen penyusun DNA dan RNA memiliki banyak kemiripan.Namun, karena fungsinya berbeda, keduanya juga memiliki beberapaperbedaan, terutama dalam hal letak, struktur, kadar, fungsi, dan komposisikimianya. Berbagai perbedaan tersebut dapat Anda pelajari pada Tabel 3.5.PembedaTabel 3.5Perbedaan antara DNA dan RNALetakDi dalam nukleus dan plastidaDalam nukleus, sitoplasma, matriks,mitokondria, plastida, dan ribosomBentuk rantaiDouble helixTunggal, ganda tak berpilinKadarTetapTidak tetapFungsiPengendali faktor keturunan dan sintesisBerperan dalam aktivitas sintesis protein RNAproteinBasa nitrogenPurin (adenin dan guanin)Purin (adenin dan guanin)Pirimidin (timin dan sitosin)Pirimidin (urasil dan sitosin)GulaDeoksiribosaRibosaDNARNAKerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Sebutkan tiga tipe RNA nongenetik.2.Jelaskan perbedaan DNA dan RNA.3.Apakah fungsi dari RNA?Soal PenguasaanMateri 3.5F Kode GenetikDNA mengandung substansi genetik yang dapat memberi informasiketurunan dari sel ke sel berikutnya, dan dari satu generasi ke generasiberikutnya. Bagaimanakah pola informasi tersebut dapat disampaikan? Kodegenetik merupakan suatu informasi dengan menggunakan huruf sebagailambang dari basa nitrogen (A, T, C, dan G) yang dapat menerjemahkanmacam-macam asam amino di dalam tubuh.Sampai sekarang telah dikenal 20 macam asam amino. Bagaimanakahempat basa nitrogen itu dapat diterjemahkan ke dalam 20 macam asamamino? Dugaan pertama, kode genetik tersebut disusun oleh satu kode hurufatau kode singlet. Kode ini menyatakan bahwa sebuah nukleotida memberikode untuk sebuah asam amino. Mengingat asam amino nonesensial ada 20macam, maka dugaan tersebut tidak bisa diterima.
Substansi Genetik57• Kodon• Rantai antisense• Rantai senseKata KunciBagaimanakah jika setiap dua buah basa nitrogen mengkodekan satujenis asam amino? Kode yang akan diperoleh dari empat jenis basa nitrogenadalah 42 = 16. Kode-kode ini belum mencukupi untuk 20 macam asam amino.Kode-kode dari 16 macam asam amino dengan dua buah basa nitrogen inidisebut kode duplet. Bagaimana jika tiga buah basa nitrogen mengode satuasam amino? Jika hal ini dilakukan, kode yang akan diperoleh adalah 43 = 64macam kode. Ini berarti, lebih dari cukup untuk 20 kode asam amino.Percobaan Crick (1961) dengan menggunakan virus T4 (bakteriofage) dariEscherichia coli membuktikan bahwa dengan menerapkan kode duplet, bakteriini tidak dapat menjalankan fungsinya secara normal. Berdasarkan keadaantersebut, dapat disimpulkan bahwa kode genetik haruslah dalam bentukkode triplet (urutan tiga macam basa nitrogen). Kode triplet disebut jugakodon.Rangkaian tiga basa nitrogen yang berfungsi membuat kode-kodedisebut kodogen (agen kode). Proses pembentukan kode-kode tersebutdilakukan melalui transkripsi. Rantai polinukleotida DNA yang bertugasmencetak kode-kode disebut rantai sense(DNA template), sedangkan rantaipelengkapnya disebut rantai antisense.Kode genetik triplet tersebut dinamakan “bahasa mRNA” (messengerRNA) karena mRNA yang membawa kopi dari kode genetik yang terdapatpada DNA. Dalam mRNA, timin (T) diganti dengan urasil (U), jadi kodesinglet pada mRNA menjadi A, G, C, dan U. Perhatikan Tabel 3.6.BasaNo 1Tabel 3.6Rangkaian Basa yang Mengodekan Setiap Jenis Asam AminoBasa No 2BasaNo 3UCAGUUUUUCUUAUUGPheLeuUCACUUCUCCUACUGLeuGAUUAUCAUAIleAUGMet ataustartGUUGUCGUAGUGValUCUUCCUCAUCGSerCCUCCCCCACCGProACUACCACAACGThrGCUGCCGCAGCGAlaUAUUACTyrUAAUAGStopCAUCACHisCAACAGGlnAAUAACAsnAAAAAGLysGAUGACAspGAAGAGGluUGUUGCCysUGAStopTrpUGACGUCGCCGACGGArgAGUAGCAGAAGGSerArgGGUGGCGGAGGGGlyUCAGUCAGUCAGUCAGKeterangan:Ala = alaninGln = glutaminLeu = leusinSer = serinArg = argininGlu = asam glutamatLys = lisinThr = treoninAsn = asparaginGly = glisinMet = metioninTrp = triptofanAsp = asam aspartatHis = histidinPhe = fenilTry = tirosinCys = sisteinIle = isoleusinPro = prolinVal = valinSumber: Biology Concepts & Connections, 2006TokohBiologiSumber: endela ptek:ehidupan, 1997James Watson danFrancis CrickPada tahun 1945, JamesWatson dan Francis Crickmembuat terobosan penting.Mereka dengan tepatmenemukan struktur doublehelix molekul DNA. Merekamenyadari bahwa “pasangan”basa dan kedua rantainukleotida “salingmelengkapi”, seperti halnyanegatif dan positif dalamfotografi. Jika suatu selmembelah diri, tali initerpisah dan masing-masingmenemukan pasangan baru.
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII58Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Apakah hubungan antara kode genetik denganmRNA?2.Apakah yang dimaksud dengan kodon?3.Terjemahkan urutan mRNA CCAUUUACG dalamurutan asam aminonya.Soal PenguasaanMateri 3.6Suatu gen menentukan ada tidaknya suatu sifat. Dengan kata lain, kodegenetik merupakan penentu sifat apa yang akan muncul atau tampak padaindividu. Hubungan antara genotipe (kode genetik) dengan fenotipe (sifatyang tampak) diperantarai oleh sintesis senyawa polimer asam amino yaituprotein. Sebagai penyusun tubuh makhluk hidup, protein dapat ditemukanantara lain sebagai enzim, hormon, pigmen keratin, dan hemoglobin.Jenis dan rangkaian asam amino yang menyusun protein berbeda antaraprotein yang satu dan protein yang lainnya. Mekanisme sintesis protein terjadimelalui dua tahap, yakni transkripsi dan translasi (Gambar 3.16).G Sintesis ProteinGambaran proses sintesisprotein secara umum.Tahap apa saja yang terjadidalam sintesis protein?Gambar 3.16Molekul DNAGen 1Gen 2Gen 3Rantai DNATranskripsiRNATranslasiPolipeptidaAsam aminoKodonAAACCGGCAAAAUUUGGCCGUUUUSumber: Biology Concepts & Connections, 20061. TranskripsiTahap pertama dari sintesis protein adalah transkripsi (Gambar 3.17).Proses ini berlangsung di dalam inti sel. Transkripsi merupakan prosessintesis langsung RNA dari DNA.Pada saat inti sel memerintahkan perlunya sintesis protein, informasiDNA dialihkan melalui RNA pembawa pesan yang disebut RNA messenger(mRNA). mRNA berisikan salinan langsung pasangan basa dari DNA. Tahapinilah yang dinamakan dengan transkripsi. Transkrip berarti salinan. Kode• Asam amino• Promoter• Sintesis protein• TranskripsiKata Kunci
Substansi Genetik59genetik disalin dari DNA untuk dibawa keluar dari nukleus menuju lokasipembuatan protein di ribosom yang berada di sitoplasma. Urutan basanitrogen yang dibawa ke luar nukleus dalam mRNA ini dinamakan sebagaikodon. Dalam proses transkripsi, banyak proses enzimatik yang terjadi,seperti pemutusan ikatan-ikatan hidrogen pada rantai DNA serta pembacaanurutan basa nitrogen yang prosesnya mirip dengan duplikasi DNA.Sumber: Biology Concepts & Connections, 2006InisiasiRNA polimeraseElongasiTerminasiRNA terbentukRNA baru123Tahap inisiasi transkripsi dimulai dengan pengenalan daerah gen di DNAoleh enzim RNA polimerase. Daerah ini dinamakan dengan promoter, yaknitempat dimulainya sintesis pasangan DNA oleh mRNA. Daerah DNA yangdisalin hanyalah satu bagian rantai saja yang dinamakan dengan sense (daerahtemplate) dan rantai yang lainnya dinamakan rantai antisense. Pembacaan DNAoleh RNA polimerase ini dimulai dari ujung 3' menuju ujung 5' dan tidakpernah sebaliknya. RNA polimerase akan membuka ikatan double helix padabagian gen yang dikenali dan kemudian akan menyalin urutan basa yang adapada DNA sense (template) sehingga terbentuk DNA baru dari arah ujung 5'menuju ujung 3'. Proses ini dinamakan dengan elongasi.Proses transkripsi diakhiri jika gen di daerah rantai template telah selesaidibaca (terdapat kodon stop). DNA memiliki mekanisme agar RNA polimerasedapat mengenali akhir dari gen dengan kode basa tertentu, daerah ini dikenaldengan nama terminator. Proses akhir dari transkripsi ini dinamakan denganterminasi. Setelah itu, rantai mRNA akan keluar dari DNA menuju ribosom disitoplasma (Campbell, et al, 2006: 193).2. TranslasimRNA mengandung urutan basa yang akan diterjemahkan menjadiprotein (asam amino). Kode genetik, yang dibawa di dalamnya (kodon)dibaca dalam urutan tiga basa (triplet) menjadi protein. Proses penerjemahankodon menjadi protein atau yang disebut dengan translasi. Langkah-langkahtranskripsi dan translasi dapat diperhatikan pada Gambar3.18 berikut.• RNA polimerase• Ribosom• TranslasiKata KunciGambar 3.17Proses transkripsi yang terjadipada sel
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII60ATPTranskripsiDNAmRNAmRNA ditranskripsidari rantai DNATranslasiAsam aminotRNAEnzimAntikodonSub unitribosom besarSetiap asam amino diikatpada tRNA dengan bantuanenzim spesifik dan ATPKodon startmRNASub unitribosom kecilmRNA, tRNA, dan subunit ribosom bersatuPolipeptidaPembentukanikatan peptidabarumRNAKodonRangkaian tRNA menambah asamamino menjadi rantai polipeptida;mRNA keluar dari ribosomPolipeptidaKodon stopRibosom sampai padakodon stop danpolipeptida dilepaskanRNA polimerase12345Sumber: Biology Concepts & Connections, 2006Proses sintesis proteinmelibatkan mRNA dan tRNA.Molekul apa saja yang terlibatpada proses ini?Gambar 3.18Ribosom, sebagai tempat pembuatan protein terdiri atas dua bagian yangdisebut subunit kecildan subunit besar.Secara garis besar, translasi dibagimenjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Pada tahap inisiasi,mRNA akan menempel pada subunit kecil ribosom. Subunit kecil ini akanmengenali kode awal genetik AUG dari mRNA yang disebut sebagai startkodon. Subunit besar ribosom kemudian akan bergabung dengan subunitkecil membentuk kompleks ribosom.Proses penerjemahan ini dibantu oleh tRNA yang membawa pasangankodon dari mRNA. Pasangan basa tRNA di ribosom ini dinamakan sebagaiantikodon. tRNA akan datang membawakan pasangan basa yang sesuaidengan kodon dari mRNA. tRNA mengandung gugus asam amino yang sesuaidengan antikodon yang berada di ujung struktur rantai tunggal RNA.Tahapan selanjutnya adalah elongasi dari pembacaan kodon oleh tRNAsehingga terbentuk rantai polipeptida. Elongasi akan berhenti pada tahappembacaan urutan basa spesifik yang memerintahkan proses translasidihentikan (tahap terminasi). Urutan ini biasanya terdiri atas UAA, UAG,dan UGA yang dikenal dengan nama stop kodon.Berikut adalah contoh bagaimana penerjemahan kodon pada mRNAterjadi sehingga dapat dihasilkan polipeptida.a.DNA membentuk messenger RNA (membentuk pasangan) (mRNA).mRNA mentranskripsi kode genetik yang terdapat pada DNA menjadikode genetik yang terdapat mRNA yang dinamakan kodon.CG TA CGAAAGCAUGCUUUKode gen pada DNATranskripsiKodon pada mRNA
Substansi Genetik61b.mRNA keluar dari inti sel (nukleus) melalui retikulum endoplasma menujuribosom dan menempelkan dirinya pada ribosom.c.Di dalam sitoplasma tRNA mengadakan translasi kodon pada mRNAmenjadi antikodon pada tRNA yang susunan antikodonnya sepertiberikut.Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Jelaskan secara singkat proses sintesis protein.2.Sebutkan komponen apa sajakah yang berperandalam sintesis protein.3.Jika suatu urutan basa nitrogen DNA adalahTACTTCAAACCGCGT, asam amino apa sajakahyang akan terbentuk?Soal PenguasaanMateri 3.7C GUA CG AA AlAntikodon tRNAd. tRNA yang memiliki antikodon SGU akan mengangkut asam aminoarginin, tRNA berantikodon ASG mengangkut treonin, dan tRNAberantikodon AAA mengangkut lisin.e.tRNA mengangkut asam amino ke ribosom yang kemudian disusunmenjadi polipeptida atau proteinf .Dalam pembentukkan polipeptida, asam amino yang satu digabung denganasam amino yang lain oleh ikatan peptida. Proses ini berjalan terus sampaiakhirnya ditemukan kodon, misalnya stop (UAG).1.Kromosom tersusun atas DNA yang berkondensasibersama protein histon di dalam inti sel. Setiapmakhluk hidup memiliki jumlah kromosom tertentu.Setiap inti sel manusia memiliki rumus kromosom46A + XY (laki-laki) dan 44A + XX (perempuan).2.Gen adalah materi kompak dan mengandung satuaninformasi genetik yang mengatur sifat-sifat menurun,serta menempati suatu lokus dalam kromosom.3.Suatu kromosom akan berpasangan dengankromosom lain yang memiliki kesamaan bentuk,ukuran, maupun jumlah jenis gen yang dikandung-nya. Pasangan kromosom tersebut dinamakankromosom homolog. Dalam kromosom homologRangkumanterdapat lokus bersesuaian. Gen-gen yang menem-patinya dan memberikan pengaruh pada sifat yangsama secara bersama-sama atau berlawanan disebutalel. Jika pasangan gen bersifat dominan atau resesifdisebut homozigot, contohnya AA atau bb. Jikapasangan gen bersifat dominan dan resesif disebutheterozigot, contohnya Aa, Bb, atau Cc.4.Substansi genetik pada manusia terdiri atas DNAdan RNA. DNA (Deoxyribonucleic acid) adalahsubstansi kimia pembawa substansi genik. DNAberupa susunan kimia kompleks yang terdiri atasgula deoksiribosa, asam fosfat, serta basa nitrogen.Setiap rantai DNA anakan mengandung DNATugas Ilmiah 3.2Pada bab ini, Anda telah mempelajari substansi genetik hingga prosesterbentuknya protein. Jika Anda perhatikan, penemuan-penemuan tersebut tidakterpisah dengan sejarah dan perkembangan ilmu pengetahuan. Terdapat suatuproses panjang untuk menjelaskan fenomena alam. Hal tersebut membutuhkanwaktu, biaya, dan kerja keras ilmuwan dan tokoh-tokoh yang terlibat di dalamnya.Kali ini, Anda ditugaskan untuk membuat sebuah karya tulis mengenai sejarahdan tokoh-tokoh yang terlibat dalam mengungkap misteri DNA, gen, hinggasintesis protein. Carilah sumber dari buku, majalah, koran, dan internet. Gunakankaidah-kaidah bahasa yang baik dan benar, serta jangan lupa untukmencantumkah sumber rujukan yang digunakan. Kumpulkan tugas ini pada guruAnda. Karya tulis terbaik dapat ditampilkan pada majalah dinding sekolah Anda.
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII62Asam NukleatRNAtRNAmRNArRNAGularibosaBasa nitrogen(adenin, guanin,urasil, dansitosin)GugusfosfatDNAGuladeoksiribosaBasa nitrogen(adenin, guanin,timin, dansitosin)GugusfosfatGenterdiri atastersusun atasterdapattersusun atasjenisnyaKaji DiriSetelah mempelajari materi dan peta konsep BabSubstansi Genetik, Anda diharapkan dapat mendeskripsikangen, DNA, RNA, kromosom, serta sintesis protein. Andajuga diharapkan telah mampu mengemukakan keterkaitansubstansi genetik (gen, DNA, kromosom) dengan pewarisansifat. Pahamilah materi bab ini secara saksama. Rumuskanmateri yang belum Anda pahami. Kemudian, diskusikan denganteman-teman atau guru Anda. Apakah manfaatnya Andamempelajari bab ini?P e t aKonsepsetengah dari DNA induk. Salah satu perbedaanantara DNA dan RNA terletak pada gula penyusun-nya. Pada DNA disusun oleh gula deoksiribosa,sedangkan RNA oleh gula ribosa.5.Basa nitrogen dalam DNA terdiri atas adenosin (A),sitosin (C), timin (T), dan guanin (G). Empat basanitrogen tersebut menentukan serangkaian asamamino dalam molekul protein. Semua informasiditulis dengan triplet basa nitrogen dari DNA.6.Sintesis protein terjadi dan dibentuk berdasarkanDNA dalam nukleus. Sintesis protein terjadi melaluitahap transkripsi dan ranslasi yang melibatkanDNA, RNA, dan ribosom.
Substansi Genetik631.Proses sintesis protein terjadi di dalam sel padaorganel ....a.ribosomd.nukleusb.badan golgie.glioksisomc.mitokondria2.Berikut ini yang bukan merupakan ciri DNAadalah ....a.membentuk rantai helik gandab.terdapat dalam kromosomc.mengandung basa nitrogend.kadarnya berubah-ubah bergantung sintesisproteine.berhubungan erat dengan faktor genetik3.Senyawa pirimidin RNA terdiri atas ....a.adenin dan guaninb.timin dan sitosinc.adenin dan timind.adenin dan urasile.urasil dan sitosin4.Dalam sintesis protein, yang berfungsi sebagaicetakan adalah ....a.dRNAd.tRNAb.pRNAe.DNAc.rRNA5.Jika A = gugus fosfat, B = gula pentosa, dan C = basanitrogen, maka susunan 1 nukleotida samadengan ....a.A-Bd.B-C-Ab.A-Ce.C-B-Ac.B-C6.Jika suatu rantai template DNA adalah ‘5 AGC-TAG-GCA-TAC 3’, maka komplemennya adalah ....a.5’UCG-AUC-CGU-AUG3’b.3’UCG-AUC-CGU-AUG5’c.5’TCG-ATC-CGT-ATG3’d.3’TCG-ATC-CGT-ATG5’e.5’AGC-TAG-GCA-TAS3’7.Hasil transkripsi suatu rantai sense DNA: ACGTGG CAG adalah ....a.ACG TGG CAGd.UGC ACC CUGb.UGC ACC GUCe.GAC GGT GCAc.TGC ACC GTC8.RNA berbeda dari DNA, sebab RNA ....a.rantai ganda berpilinb.membawa informasi genetikc.tidak memiliki timind.dapat berduplikasie.kadarnya tetap9.Proses translasi akan berhenti ketika pembacaanbertemu dengan kodon terminasi, yaitu ....a.AUGd.UGCb.AGUe.UAAc.UUU10. Enzim yang berperan dalam proses transkripsiadalah ....a.DNA polimerased.karbonat anhidraseb.RNA polimerasee.ligasec.protease11. Gen memiliki sifat sebagai berikut, kecuali ....a.dapat mengalami mutasib.memiliki kemampuan berduplikasic.mengandung informasi genetikd.menempati lokus kromosome.merupakan penyusun DNA12. Contoh alel ganda adalah ....a.albinob.buta warnac.golongan darah ABOd.kretinismee.polidaktil13. Susunan kromosom sel somatis pada wanita yaitu ....a.22 autosom dan sebuah kromosom xb.22 autosom dan sepasang kromosom xc.44 autosom dan sebuah kromosom xd.44 autosom dan sepasang kromosom xe.44 autosom dan sebuah kromosom x atau y14. Di bawah ini yang bukan macam kromosom ber-dasarkan letak sentromer adalah ....a.akrosentrikd.metasentrikb.submetasentrike.telosentrikc.parasentrik15. Jika rantai template DNA adalah ATT GTA AAA,kode genetik yang dibawa oleh tRNA pada sintesisprotein adalah ....a.AUU GUA AAAd.UAA CAU UUUb.AUU GTA UUUe.TAA CAT TTTc.ATT GTA AAA16. Berikut ini adalah pernyataan yang benar, kecuali ....a.transkripsi terjadi di dalam inti sel, RNAdibentuk langsung dari DNAb.pengenalan daerah gen di DNA dilakukan olehDNA polimerasec.rantai mRNA keluar dari inti sel menuju sito-plasmad.hasil akhir dari sintesis protein adalah poli-peptidae.translasi melibatkan ribosom yang terdiri atassubunit kecil dan subunit besar17. Kemampuan DNA untuk membentuk mRNAmerupakan fungsi DNA sebagai ....a.autokatalikd.transkripsib.replikasie.translasic.heterokatalisA. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dan kerjakanlah pada buku latihan Anda.Evaluasi Materi Bab3
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII6418. Berikut ini yang bukan syarat kromosom untukdapat berpasangan ....a.pasangan kromosom memiliki kesamaanbentukb.pasangan kromosom memiliki kesamaanjumlah genc.pasangan kromosom memiliki kesamaan jenisgend.pasangan kromosom memiliki kesamaanjumlah lokuse.pasangan kromosom yang memiliki kesamaanjenis lokusnyaB. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.1.Jelaskan sifat gen secara singkat.2.Apakah yang dimaksud dengan transkripsi dantranslasi pada proses sintesis protein?3.Bagaimanakah urutan basa nitrogen dari suatuantikodon RNA UUA CGU AAG?4.Bagaimanakah urutan basa nitrogen hasiltranskripsi dari DNA template TAC AAA TGC GGACCG TGS AAT?5.Jika diketahui urutan basa nitrogen antisense suatuDNA adalah TTT TCA TAT TGG CCT CAT GGA,bagaimanakah urutan asam amino hasil sintesisproteinnya? (Gunakan tabel kodon dan asam aminoyang dikodenya)19. Genotipe BB merupakan pasangan gen ....a.resesifd.homozigot resesifb.heterozigote.letalc.homozigot dominan20. Genotipe Kk menunjukkan pernyataan-pernyataanberikut ini, kecuali ....a.Gen K memiliki alel kb.Gen k memiliki alel Kc.Gen K dan gen k berada pada kromosom tidakhomologd.Gen K dan gen k berada pada kromosom homologe.Gen K dan gen k menunjukkan homozigotSoal Tantangan1.Beberapa atlet amatir dan profesional meng-gunakan steroid untuk membantu membentuktubuh dan meningkatkan kekuatan. Denganmengenyampingkan risiko yang ditimbulkannya,apa pendapat Anda mengenai penggunaan bahankimia tersebut untuk olah raga? Jika atlet tersebutmenggunakan steroid jauh hari sebelum per-tandingan, apakah ia termasuk curang atau iamenggunakannya hanya sebagai bagian daripersiapan untuk kompetisi yang akan ia jalani?Pertahankan pendapat Anda.2.Para ahli telah mempelajari cara memotong gen darisatu spesies dan memasukkannya ke dalam DNAspesies lain. Contohnya, gen yang mengodekanpembuatan insulin dapat diambil dan dimasukkanke dalam sel bakteri. Hasilnya, bakteri yang dapatmenghasilkan hormon insulin. Beberapa kritikusberpendapat bahwa kita tidak semestinyamemanipulasi alam. Dengan mengetahui bahwamemodifikasi alam bukanlah hal yang baru,contohnya pembuatan bendungan dan per-kawinan silang tumbuhan oleh manusia, apakahAnda merasa terdapat perbedaan etika antararekayasa genetika dan teknologi lainnya? MenurutAnda, hal apakah yang menyebabkan suatuteknologi dapat diterima oleh masyarakat?