Materi Genetik

MATERI GENETIK 

  Kita sering mendengar para orang tua menasehati anaknya untuk lebih rajin belajar agar
menjadi pintar. Pemahaman tersebut dewasa ini tidak tepat. Pada kenyataannya, kegiatan
belajar yang dilakukan adalah sarana atau alat untuk mengekspresikan peranan gen pada
mahluk hidup. Pintar dan bodoh merupakan sifat gen yang dibawa sejak dari terbentuknya
mahluk hidup tersebut. Keberadaan mahluk hidup dalam lingkungannya tidak akan merubahnya
menjadi pintar tapi hanya membuatnya menjadi “tau lebih banyak”. Hal yang membedakan
antara pintar dan bodoh adalah kecepatan masing-masing dalam menerima dan mengolah
informasi yang diberikan dan sifat-sifat yang dibawa oleh gen.
Pengertian genetika banyak dapat ditemukan pada berbagai pustaka, namun masih
banyak memuat pengertian yang tidak relevan dengan pertumbuhan dan perkembangan ilmu
genetika sekarang. Misalnya, pengertian yang menyatakan bahwa genetika merupakan ilmu yang
mengkaji tentang pewarisan sifat. Konsep yang terkandung dalam pengertian tersebut masih
terikat kuat pada sejarah tumbuh dan berkembangnya genetika yang dimulai dari J.G. Mendel
pada 1966. Tidak ada yang salah dengan subtansi kajian yang diutarakan J.G. Mendel mengenai
pewarisan sifat, tetapi substansi utama kajian genetika adalah gen, tentu saja pewarisan sifat juga
termasuk dalam substansi kajian tersebut tapi bukan yang utama.
Genetika diartikan sebagai satu ilmu cabang biologi yang mengkaji materi genetik dan
strukturnya, reproduksinya, kerjanya (ekspresi), perubahan dan rekombinasinya, keberadaannya
dalam populasi, serta perekayasaannya (Corebima, 2008). Makalah ini mengkaji dua konsep
materi genetik yang terdapat dalam pengertian tersebut yakni kromosom dan asam nukleat.
Asam Nukleat (Nucleic acid)
Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaannya di dalam inti (nukleus) sel. Asam
nukleat adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun
atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat terdiri dari dua macam
yakitu Asam deoksiribonukleat (DNA) dan Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat (DNA dan
RNA) ditemukan hampir pada semua sel mahluk hidup serta pada sekelompok retrovirus.
Rangkain eksperimen yang dilakukan oleh Oswald T. avery, Colin M. McCorty
mengungkapkan bahwa agen pentransformasi adalah DNA bukan protein (Russel, 1992 dalam
Corebima, 2008), pada saat itu rangkain eksperimen tersebut merupakan bukti langsung pertama
memandang bahwa DNA adalah materi genetik dan bukanlah protein ataupun RNA (Gardener,
dkk 1991 dalam Corebima, 2008).
Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida.
Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau
pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh
jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, pada DNA asam
deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa dan pada RNA ribosa). Selain itu, basa nitrogen
yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina,
dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan
hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
MATERI GENETIK
Oleh: Taufik Samsuri
Kita sering mendengar para orang tua menasehati anaknya untuk lebih rajin belajar agar
menjadi pintar. Pemahaman tersebut dewasa ini tidak tepat. Pada kenyataannya, kegiatan
belajar yang dilakukan adalah sarana atau alat untuk mengekspresikan peranan gen pada
mahluk hidup. Pintar dan bodoh merupakan sifat gen yang dibawa sejak dari terbentuknya
mahluk hidup tersebut. Keberadaan mahluk hidup dalam lingkungannya tidak akan merubahnya
menjadi pintar tapi hanya membuatnya menjadi “tau lebih banyak”. Hal yang membedakan
antara pintar dan bodoh adalah kecepatan masing-masing dalam menerima dan mengolah
informasi yang diberikan dan sifat-sifat yang dibawa oleh gen.
Pengertian genetika banyak dapat ditemukan pada berbagai pustaka, namun masih
banyak memuat pengertian yang tidak relevan dengan pertumbuhan dan perkembangan ilmu
genetika sekarang. Misalnya, pengertian yang menyatakan bahwa genetika merupakan ilmu yang
mengkaji tentang pewarisan sifat. Konsep yang terkandung dalam pengertian tersebut masih
terikat kuat pada sejarah tumbuh dan berkembangnya genetika yang dimulai dari J.G. Mendel
pada 1966. Tidak ada yang salah dengan subtansi kajian yang diutarakan J.G. Mendel mengenai
pewarisan sifat, tetapi substansi utama kajian genetika adalah gen, tentu saja pewarisan sifat juga
termasuk dalam substansi kajian tersebut tapi bukan yang utama.
Genetika diartikan sebagai satu ilmu cabang biologi yang mengkaji materi genetik dan
strukturnya, reproduksinya, kerjanya (ekspresi), perubahan dan rekombinasinya, keberadaannya
dalam populasi, serta perekayasaannya (Corebima, 2008). Makalah ini mengkaji dua konsep
materi genetik yang terdapat dalam pengertian tersebut yakni kromosom dan asam nukleat.
Asam Nukleat (Nucleic acid)
Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaannya di dalam inti (nukleus) sel. Asam
nukleat adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun
atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat terdiri dari dua macam
yakitu Asam deoksiribonukleat (DNA) dan Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat (DNA dan
RNA) ditemukan hampir pada semua sel mahluk hidup serta pada sekelompok retrovirus.
Rangkain eksperimen yang dilakukan oleh Oswald T. avery, Colin M. McCorty
mengungkapkan bahwa agen pentransformasi adalah DNA bukan protein (Russel, 1992 dalam
Corebima, 2008), pada saat itu rangkain eksperimen tersebut merupakan bukti langsung pertama
memandang bahwa DNA adalah materi genetik dan bukanlah protein ataupun RNA (Gardener,
dkk 1991 dalam Corebima, 2008).
Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida.
Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau
pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh
jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, pada DNA asam
deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa dan pada RNA ribosa). Selain itu, basa nitrogen
yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina,
dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan
hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.

Gambar 1. Elemen struktur dari nukleotida yang paling umum
Biasanya molekul DNA terdiri dari helix ganda paa polinukleotida, sedangkan molekul
RNA merupakan satu unting polinukleotida, antara kedua unting polinukleotida DNA terdapat
ikatan hidrogen yang menghubungkan basa-basa yang komplementer antara adenine dan timin
serta antara guanine dan sitosin.
Tabel 1. Perbedaan antara molekul DNA dan RNA
Parameter Asam nukleat
DNA RNA
Gula pada nukleotida Deoksiribosa Ribosa
Basa nitrogen pada nukleotida Timin Urasil
Jumlah unting pada satu molekul Berupa helix ganda Tunggal

Perbedaan antara molekul DNA dan RNA ditunjukkan pada Tabel 1. Pada Tabel itu
diperlihatkan adanya perbedaan basa nitrogen pada nukleotida, gula pada nukleotida dan jumlah
unting molekul.

Gambar 2. Struktur untai komplementer DNA menunjukkan pasangan basa (adenina dengan
timina dan guanina dengan sitosina) yang membentuk DNA beruntai ganda.
Struktur kimia molekul DNA ditunjukkan pada gambar 2 pada gambar itu diperlihatkan
bentuk molekul DNA sebagai unting ganda. Struktur helix ganda antara basa adenine dan timin
terdapat dua ikatan hidrogen, sedangkan antara basa guanine dan sitosin terdapat tiga ikatan
hydrogen. Perhatikan juga Gambar 3.
------>
Gambar 3. Struktur molekul DNA tiga dimensi
Pada gambar itu terlihat bahwa rangka utama molekul-molekul itu adalah rangkaian gula
deoksiribosa dan asam fosfat yang berselang seling, sedangkan pasangan basa mengarah ke
tengah atau bagian dalam.
Peran DNA sebagai materi genetik yakni pada molekul DNA terdapat gen, dalam hal ini
satu urut-urutan nukleotida yang mengemban suatu fungsi tertentu atau menyimpan cetak biru
bagi segala aktivitas sel, misalnya yang mengkode suatu polipeptida. Hasil rangkain reaksi
biokimia fisiologi dalam sel atau tubuh mahluk hidup itulah yang lazim disebut sebagai sifat sel
atau sifat mahluk hidup. Sehingga dikatakan pula sifat mahluk hidup ditentukan oleh gen.
A. Struktur DNA
Seperti yang telah dikemukakan di atas asam nukleat merupakan makromolekul yang
tersusun dari untaian nukleotida. Tiap-tiap nukleotida terdiri atas kompleks fosfat, gula pentosa
dan basa nitrogen. Basa nitrogen terdiri dari 4 macam, yaitu adenine, guanine, timin dan sitosin.
Adenine dan guanine termasuk basa purin sedangkan timin dan sitosin termasuk basa pirimidin.
Berdasarkan penemuan oleh Watson dan Crick, diketahui bahwa DNA berbentuk double
helix, dimana 2 rantai polinukleotida saling berikatan membentuk spiral. Masing-masing
polinukleotida terdiri atas nukleotida-nukleotida yang berikatan dengan ikatan fosfodiester.
Sedangkan bentukan spiral terjadi oleh adanya ikatan hydrogen antara satu unting polinukleotida
dengan polinukleotida yang lain. Ikatan hydrogen terbentuk antara 2 basa nitrogen dengan
pasangan yang spesifik. Adenine selalu berpasangan dengan timin sedangkan guanine
berpasangan dengan sitosin. Adenine dan timin membentuk 2 ikatan hydrogen sedangkan
guanine dan sitosin membentuk 3 ikatan hydrogen.
Susunan gula-fosfat pada unting DNA bersifat antiparalel sehingga kedua unting tersebut
memiliki polaritas kimia yang berkebalikan. Pada salah satu unting ikatan fosfodiester berjalan
dari karbon ujung 3’ menuju karbon ujung 5’ sedangkan pada unting komplemennya ikatannya
berjalan dari ujung 5’ menuju ujung 3’.

Daftar Rujukan
Corebima, AD. 2008. Materi Genetik bahan ajar genetika. Jurusan Biologi FPMIPA
Universitas Negeri Malang. Malang