Bahan Ajar Genetika #2 - Universitas Borneo Tarakan

HAND OUT
Mata Kuliah
: Genetika
Dosen Pengampu
: Alfi Suciyati, M.Pd.
Pokok Bahasan
: Kromosom dan DNA
Pertemuan
: ke-2 dan ke-3
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENGETAHUAN
UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN
2015
1
Kompetensi
:
1. Mahasiswa mampu menjelaskan posisi dan peran Kromosom dalam sel makhluk
hidup
2. Mahasiswa mampu menjelaskan bagian-bagian kromosom
3. Mahasiswa mampu menjelaskan kedudukan DNA dalam kromosom
4. Mahasiswa mampu menjelaskan struktur dan fungsi kromosom dan DNA
5. Mahasiswa mampu memahami fungsi tes DNA
BAB 2
KROMOSOM DAN DNA
A. Pendahuluan
Kita sering mendengar kata tes DNA, tanaman hasil rekayasa genetika, dan penyakitpenyakit kelainan yang disebabkan rusaknya sel kromosom. Tes DNA belakangan ini makin
sering digunakan untuk mengidentifikasi seseorang, baik untuk negetahui jasad yang
meninggal akibat bencana seperti terbakar, sudah menjadi tulang, atau bahkan tes DNA
digunakan juga untuk mengetahui kebenaran antara anak dan orang tua.Selain itu juga sering
kita mempelajari hal-hal yang berbau bioteknologi seperti rekayasa genetika, baik itu dialami
oleh tumbuhan dan binatang.Dalam bidang kedokteran pun kita pernah mendengar pasien
yang menderita penyakit kelainan yang disebabkan oleh rusaknya kromosom, sehingga bentuk
tubuh atau perilaku orang tersebut tidak lazim atau normal.Berbagai macam pertanyaan
mencuat, seperti Tahukah anda apa maksud tes DNA? lalu mengapa dapat digunakan untuk
mengidentifikasi jasad meskipun telah rusak? Hal tersebut berhubungan dengan kromosom,
gen, dan DNA.Untuk kita akan membahas lebih dalam mengenai hal tersebut yang berkaitan
dengan sebuah kehidupan. Hand out ini mempelajari tentang: 1) Posisi dan peran Kromosom
dalam sel makhluk hidup; 2) Struktur kromosom; 3) Kedudukan DNA dalam kromosom; 4)
Struktur fungsi DNA; dan 5) Mengapa tes DNA dapat digunakan untuk mengenali identitas
seseorang. Untuk mengawali pembelajaran mengenai Kromosom dan DNA ini, mari kita
cermati kasus dalam artikel berikut.
2
Jenazah Korban Sudah Busuk dan Tak Bisa Dikenali, Tim DVI
Menggunakan Tes DNA untuk Mengidentifikasi Jenazah
Surabaya - Sudah seminggu lebih musibah pesawat AirAsia QZ8501 tujuan SurabayaSingapura. Sampai hari ini, baru 30 jenazah yang sudah ditemukan. Masih ada 132 korban
lagi yang belum ditemukan.
"Memang seperti awal yang disampaikkan Kabiddokkes (Polda Jatim), memang semakin hari
jenazah yang ditemukan semakin mengalami pembusukkan racun," kata Kapusdokkes Mabes
Polri Brigjen Pol Arthur Tampil kepada wartawan di Rumah Sakit Bhayangkara Polda Jatim,
Jalan A Yani, Surabaya, Minggu (4/1/2014).
Ia menerangkan, secara visual jenazah yang ditemukan di perairan Laut Jawa kondisinya
sudah tidak bisa dikenali.
"Bahwa secara visual, tidak bisa dikenali atau proses identifikasi yang kita laksanakan, ya
memang harus di sini (RS Bhayangkara Polda Jatim)," terangnya.
Arthur menjelaskan, untuk mengidentifikasi jenazah dilakukan dengan metode 3 primer
(sidik jari, gigi dan DNA) serta 2 sekunder (properti dan medis). Jika jenazah tersebut sudah
mengalami pembusukkan, maka yang bisa dilakukan dengan cara DNA.
"Teknik DNA kan ada. Kalau toh jaringannya sudah rusak, dapat DNA dari tulang,"
tandasnya.
Sumber: http://news.detik.com
Berdasar artikel tersebut, silakan Anda diskusikan dengan teman kelompok; Mengapa
tes DNA dapat digunakan untuk mengenali jenazah yang sudah tidak utuh atau tidak dapat
dikenali lagi? Dengan pembelajaran berbantuan hand out ini, Anda diharapkan memiliki
kompetensi sebagai berikut:
3
1. Mampu menjelaskan posisi dan peran Kromosom dalam sel makhluk hidup
2. Mampu menjelaskan struktur kromosom
3. Mampu menjelaskan kedudukan DNA dalam kromosom
4. Mampu menjelaskan struktur fungsi DNA
5. Mampu menyimpulkan mengapa tes DNA dapat digunakan untuk mengenali identitas
seseorang
B. Pembahasan
1. Posisi dan peran kromosom dalam sel manusia
Gambar 1.1 dapat membantu kita memahami letak dan struktur kromosom
dalam tubuh. Setiap sel yang menyusun tubuh makhluk hidup terdiri dari tiga bagian
utama, yaitu nukleus (inti sel), sitoplasma (cairan sel), dan membran pelindung sel. Di
dalam nukleus, terdapat benang-benang halus yang disebut ‘kromatid’. Apabila terjadi
pembelahan sel, maka benang-benang halus itu dipintal membentuk struktur yang lebih
tebal dan disebut kromosom. Struktur kromosom ini hanya akan tampak jelas pada
metafase pembelahan sel. Dapat disimpulkan bahwa Kromosom adalah unit genetik
yang terdapat dalam setiap inti sel pada semua makhluk hidup, kromosom berbentuk
deret panjang molekul yang disusun oleh DNA dan protein-protein.
Gambar 1.1 Letak dan Struktur Kromosom
Sumber: http://konsepbiologi.com/tag/kromosom
Kromosom ini berfungsi sebagai penyimpanan bahan materi genetik kehidupan. Ia
terdiri dari DNA yang memiliki peran sangat penting, yaitu untuk menjalankan tugas
4
sehari-hari, dan juga menyimpan setiap informasi genetik, ia dapat juga membantu
langsung suatu organisme untuk tumbuh. Jadi kromosom ini memiliki fungsi yang
besar dalam tubuh kita.
2.
Struktur Kromosom
Kromosom dibentuk dari DNA yang berikatan dengan beberapa protein yang
disebut protein histon. Dari ikatan ini dihasilkan nukleosom, yang memiliki ukuran
panjang sekitar 10 nm. Kemudian nukleosom akan membentuk lilitan-lilitan yang
sangat banyak yang menjadi penyusun dari kromatid (lengan kromosom) , satu lengan
kromosom ini kira-kira memiliki lebar 700 nm. Gambar 2. Dapat mempermudah
Anda memahami struktur detail kromosom dalam sebuah nukleus sel.
Gambar 2. Struktur Penyusun Kromosom
Sumber: softilmu.blogspot.co.id
Gambar 3. Struktur Kromosom
Sumber: softilmu.blogspot.co.id
5
Gambar 3. di atas merupakan bentuk kromosom secara umum. Berikut adalah
penjelasan dari bagian-bagian kromosom.
1) Kromatid
Kromatid merupakan bagian lengan kromosom yang terikat satu sama lainnya, 2
kromatid kembar ini diikat oleh sentromer. Nama jamak dari kromatid adalah
kromonema. Kromonema biasanya terlihat pada pembelahan sel masa profase dan
kadang – kadang interfase.
2) Sentromer
Pada kromosom terdapat satu daerah yang tidak mengandung gen (informasi genetik),
daerah ini dinamakan Sentromer. Pada masa pembelahan, sentromer merupakan
struktur yang sangat penting, di bagian inilah lengan kromosom (kromatid) saling
melekat satu sama lain pada masing-masing bagian kutub pembelahan. Bagian dari
kromosom yang melekat pada sentromer dikenal dengan istilah ‘kinetokor’.
3) Kromomer
Kromomer adalah struktur berbentuk manik-manik yang merupakan akumulasi dari
materi kromatid yang kadang-kadang terlihat pada pembelahan masa interfase. Pada
kromosom yang telah mengalami pembelahan berkali-kali, biasanya kromomer ini
sangat jelas terlihat.
4) Telomer
Telomer adalah bagian berisi DNA pada kromosom, fungsinya untuk menjaga
stabilitas ujung kromosom agar DNA nya tidak terurai.
3. Kedudukan DNA dalam kromosom
Seperti dapat dilihat pada Gambar 1. dan penjelasan di halaman 3, DNA
merupakan bagian utama dalam kromosom. Dalam keadaan sel tidak membelah,
DNA merupakan benang-benang halus yang terurai dalam nucleus. Benang-benang
tersebut dinamakan kromatid. Dalam keadaan sel membelah, benang kromatid
menggulung membentuk struktur padat yang salah satunya adalah berbentuk seperti
huruf X. Gambar 4. Dapat memperjelas hal tersebut.
6
Gambar 4. Struktur DNA dalam Kromosom
Sumber: biologimediacentre.com
4. Struktur DNA
Secara umum, ciri-ciri struktur DNA (Deoxiribose Nucleid Acid) adalah heliks
ganda (double helix); tersusun atas basa nitrogen Adenin, Guanin, Timin dan Sitosin;
dan merupakan polimer dari monomer nukleotida (fosfat-gula deoksiribosa-basa
nitrogen). Struktur DNA adalah heliks ganda yang tersusun atas dua utas
polinukleotida yang saling terhubung oleh ikatan hidrogen yang lemah. Ikatan
hidrogen tersebut terbentuk antara dua basa nitrogen, purin dan pirimidin, yang saling
berpasangan. Adenin (basa purin) berpasangan dengan Timin (basa pirimidin) yang
terhubung dengan ikatan rangkap dua, sementara Guanin (basa purin) berpasangan
dengan Sitosin (basa pirimidin) yang terhubung dengan ikatan rangkap tiga. Nah,
berikut ini struktur molekul dari Adenin dan Guanin, serta Timin dan Sitosin.
Gambar 5. Struktur Molekul Basa Nitrogen
Sumber: http://informasitips.com.
7
5. Tes DNA
Test DNA dapat digunakan untuk masalah pribadi maupun hukum seperti hak
perwalian, warisan, adopsi, imigrasi dan identifikasi forensik pada jasad yang sulit
dikenali. Salah satu fungsi tes DNA yang hangat dibicarakan akhir-akhir ini
adalah untuk mengidentifikasi korban kecelakaan pesawat.
Metode yang digunakan dalam tes DNA adalah dengan cara mencocokan
DNA orang yang diteliti dengan DNA dirinya sendiri misalnya yang didapat dari
rambut yang tertinggal di sisir, potongan kuku dan lain sebagainya, atau
dicocokan dengan DNA keluarga.
Setiap sel manusia memiliki 46 yang terdiri dari 22 pasang kromosom somatik
dan satu pasang kromosom sex (XY dan XX). Hampir semua bagian tubuh
manusia bisa digunakan dalam tes ini. Bagian yang digunakan dalam tes adalah
sel yang memiliki inti tetapi yang paling sering adalah darah, swab mulut bagian
dalam dan rambut (http://tipskesehatanlengkap.com). Setiap orang memiliki DNA
yang berbentuk rantai ganda atau double helix.
Prinsip dasar pengujian DNA adalah pencocokan data (genetik) sebelum dan
sesudah kejadian yang diselidiki. DNA adalah molekul yang stabil dan tidak
mudah terurai oleh gangguan fisik atau kimia. Selain itu, DNA yang dimiliki oleh
suatu individu selalu sama profilnya, tidak peduli dari bagian tubuh mana sampel
diambil, asalkan terdapat sel tubuh terikut pada sampel tersebut. Ini memberikan
keunggulan uji DNA daripada sidik jari ataupun sidik gigi dalam kasus yang
melibatkan bagian-bagian tubuh yang terpencar.
Tergantung dari kasusnya, sampel-sampel tersebut dapat dikumpulkan dari
tempat kejadian perkara (TKP), dari tubuh korban serta tersangka (suspect)
maupun barang pribadinya (seperti sikat gigi atau sisir pribadi), dari kerabat
vertikal (kakek, nenek, orang tua kandung, anak kandung maupun tiri tetapi bukan
anak angkat, serta cucu) maupun horizontal (saudara kandung atau tiri), atau dari
bank sampel (seperti bank sperma atau bank jaringan) yang menyimpan jaringan
pihak-pihak yang terlibat. Sampel hewan juga diperoleh dengan cara mirip
8
manusia, sedangkan sampel tumbuhan diambil dari sisa tumbuhan yang menjadi
barang bukti.
Untuk melakukan profiling DNA harus dilakukan ekstraksi DNA dari sampel
materi uji. Sumber yang paling umum adalah ekstrak atau sisa dari tubuh manusia,
seperti darah, sperma, kulit, sisa jaringan epitel dari ludah atau dinding mulut,
pangkal rambut yang membawa sel kulit, dan sebagainya. Profil-profil DNA dari
berbagai sampel akan dicocokkan sesuai dengan alur pembuktian yang akan
dibangun dan metode profiling (penanda genetik) yang digunakan. Pada kasus
yang melibatkan jasad yang mati, sampel-sampel yang diambil dari barang pribadi
atau kerabat korban serta terduga pelaku (sebagai barang bukti ante mortem atau
"sebelum kematian") akan dicocokkan dengan sampel-sampel yang diambil dari
TKP, bagian jasad korban, atau tubuh terduga pelaku (sebagai barang bukti post
mortem atau "setelah kematian"). Profil DNA merupakan barang bukti sekunder,
yang akan dipakai untuk mendukung barang bukti primer (yaitu sidik jari dan
sidik gigi).
C. Ringkasan
Dari penjelasan yang telah kita pelajari bersama, dapat kita sarikan sebagai berikut:
a. Kromosom terletak pada inti setiap sel dan berperan menyimpan informasi genetik yang
diperlukan dalam proses metabolism dan pertumbuhan.
b. Kromosom merupakan jalinan antara benang Deoxyribo Nucleid Acid (DNA) dengan
protein histon. Dalam keadaan sel tidak membelah, kromosom merupakan benang halus
yang disebut kromatin. Sedangkan pada tahap metaphase pembelahan sel, kromatin
akan membentuk struktur pmenebal dan padat yang salah satunya berbentuk seperti
huruf X.
c. DNA merupakan bagian utama kromosom. Untaian DNA yang panjang akan diikat atau
dipintal melalui ikatan-ikatan dengan protein histon membentuk struktur super
mengumpar yang disebut kromosom.
d. DNA merupakan heliks ganda (double helix); tersusun atas basa nitrogen Adenin,
Guanin, Timin dan Sitosin; dan merupakan polimer dari monomer nukleotida (fosfatgula deoksiribosa-basa nitrogen).
e. Metode yang digunakan dalam tes DNA adalah dengan cara mencocokan DNA orang
yang diteliti dengan DNA dirinya sendiri misalnya yang didapat dari rambut yang
9
tertinggal di sisir, potongan kuku dan lain sebagainya, atau dicocokan dengan DNA
keluarga. Kesamaan profil DNA akan memberikan petunjuk apakah korban memiliki
hubungan kerabat dengan orang yang DNA-nya digunakan sebagai pembanding.
D. Referensi
http://news.detik.com. Jenazah Korban Sudah Busuk dan Tak Bisa Dikenali, Tim DVI
Pakai Tes DNA. Diakses 4 September 2015.
http://tipskesehatanlengkap.com. Tes DNA itu Apa Sih?. Diakses 4 September 2015.
http://informasitips.com. Struktur DNA: Bentuk, Komposisi, Gambar dan Penemunya.
2015
http://softilmu.blogspot.co.id/. Pengertian, struktur dan fungsi Kromosom. Diakses 4
September 2015.
http://biologimediacentre.com. Struktur DNA. Diakses 4 September 2015.
10