(Genetika)
Genetika (kata serapan dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari katabahasa Yunani: γέννω, genno yang berarti "melahirkan")
adalah cabang biologi yang
mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Secara singkat
dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan
segala aspeknya.
(William Bateson)
William Bateson pada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick dan ia menggunakannya pada Konferensi Internasional
tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906. William Bateson, (lahir 8 Agustus
1861, Whitby, Yorkshire, Inggris-meninggal 8 Februari 1926, London), ahli
biologi yang mendirikan serta menamai ilmu genetika dan memberikan bukti eksperimen
dasar pemahaman turunan modern. Sebagai seorang kaum evolusionis khusus, ia
mengutip penelitian embrio untuk mendukung pernyataannya pada tahun 1885 bahwa
chordata[1]
telah berevolusi dari echinodermata[2]
primitif, pandangannya sekarang diterima secara luas. Pada tahun 1894 ia
menerbitkan kesimpulannya (Bahan untuk Studi Variasi) bahwa evolusi tidak bisa
terjadi melalui variasi kontinu dari spesies, karena fitur yang berbeda sering
muncul atau menghilang tiba-tiba pada tumbuhan dan hewan. Menyadari bahwa
variasi terputus dapat hanya dipahami setelah sesuatu mengenai pewarisan
sifat-sifat diketahui, Bateson mulai bekerja pada pembiakan eksperimental
tanaman dan hewan. Pada tahun 1900, ia menemukan sebuah artikel,
"Percobaan dengan Tanaman Hibrida," yang ditulis oleh Gregor Mendel,
seorang biarawan Austria, 34 tahun sebelumnya. Makalah tersebut, ditemukan pada
tahun yang sama oleh Hugo de Vries, Carl Correns, dan Erich von Tschermak
Seysenegg, berkaitan dengan munculnya fitur tertentu dalam generasi-generasi taman
kacang polong. Bateson mencatat bahwa hasil pembiakan tersebut dijelaskan
dengan sempurna oleh makalah Mendel dan biarawan tersebut secara singkat
dijelaskan bahwa penyebaran elemen yang mengatur sifat diwariskan pada tanamannya.[3]
Sekitar tahun 1897, Bateson mulai melakukan beberapa
eksperimen hibrida dengan unggas dan kupu-kupu. Ketika ia membaca De Vries dan
kertas Mendel, Bateson mengakui pentingnya "Hukum Mendel," terutama
mengingat eksperimen sendiri. Pada tahun 1902, Bateson telah diterjemahkan
karya Mendel ke dalam bahasa Inggris dan merupakan pendukung kuat dari hukum warisan
Mendel. Bateson dipuji dengan coining
istilah "genetika," "allelomorphs" (kemudian disingkat
menjadi alel), "zigot," "heterozigot" dan
"homozigot." Pada tahun 1908, sebagai Profesor Biologi di Cambridge,
Bateson membantu mendirikan Cambridge School of Genetics.
Bateson meninggalkan Cambridge pada tahun 1910 untuk menerima
Directorship dari John Innes Hortikultura Institute di Merton. Dia tetap
melakukan hubungan dengan Cambridge, bekerja sama dengan percobaan genetik dan
publikasi RC Punnett. Bateson dan Punnett ikut mendirikan Journal of Genetics pada tahun 1910.
Bateson bekerja dan Bateson sendiri dipengaruhi ahli biologi
dan ilmuwan seperti Archibald Garrod, Thomas Hunt Morgan, dan Charles Davenport
lainnya. Namun, Bateson enggan untuk percaya pada teori dari warisan kromosom.
Dia vokal bertentangan dengan ide tersebut dan tidak sampai 1922 setelah
kunjungan ke laboratorium fly Thomas Hunt Morgan bahwa ia secara terbuka
menerima kromosom dan peran mereka dalam keturunan.[4]
(Gregor Johann Mendel)
Gregor Johann Mendel (lahir di Hynčice (Heinzendorf bei
Odrau), Kekaisaran Austria, 20 Juli 1822 – meninggal di Brno, Kekaisaran
Austria-Hungaria , 6 Januari 1884 pada umur 61 tahun) adalah ilmuwan dan
biarawan Augustinian berbahasa Jerman Silesian yang meraih ketenaran anumerta
sebagai pendiri baru ilmu dari genetika. Mendel menunjukkan bahwa warisan
biologis gen tertentu dari sifat dalam tanaman kacang ercis mengikuti pola-pola
tertentu, sekarang disebut sebagai Hukum Mendel. Makna mendalam dari karya
Mendel tidak diakui sampai pergantian abad ke-20, ketika ditemukan kembali
hukum-hukum Mendel memprakarsai ilmu genetika modern.
Penelitian Mendel adalah dengan percobaan tanaman,
prinsip-prinsip dasar yang mendasari hereditas[5]
yang ia menemukan juga berlaku untuk orang dan hewan lain karena mekanisme
hereditas pada dasarnya sama untuk semua bentuk kehidupan yang kompleks.
Melalui persilangan selektif pada tanaman kacang (Pisum sativum) selama
beberapa generasi, Mendel menemukan bahwa sifat-sifat tertentu muncul pada
keturunan tanpa campuran karakteristik induknya. Misalnya, bunga kacang yang
baik ungu atau putih - warna menengah tidak muncul pada keturunan tanaman
kacang dari penyerbukan silang. Mendel mengamati tujuh ciri yang mudah dikenali
dan tampaknya hanya terjadi pada satu dari dua bentuk:
|
1.
|
Warna bunga
ungu atau putih
|
5.
|
Biji berwarna
kuning atau hijau
|
|
2.
|
Posisi bunga
aksial atau terminal
|
6.
|
Bentuk kelopak
mengembang atau menyempit
|
|
3.
|
Panjang batang
panjang atau pendek
|
7.
|
Warna kelopak
kuning atau hijau
|
|
4.
|
Bentuk biji bulat atau keriput
|
|
Bahwa
pengamatan sifat-sifat ini tidak muncul pada tanaman keturunan dengan bentuk
peralihan tersebut sangat penting karena
teori terkemuka di biologi pada saat itu menyatakan bahwa sifat-sifat yang
diwariskan berbaur dari generasi ke generasi. Sebagian besar ilmuwan terkemuka
di abad ke-19 menerima ini "teori blending." Charles Darwin
mengajukan teori sama salahnya dengan yang lain , teori tersebut dikenal
sebagai "pangenesis". Hal ini menyatakan bahwa keturunan
"partikel" dalam tubuh manusia dipengaruhi oleh hal-hal yang manusia lakukan
selama hidup manusia. Partikel-partikel dianggap memodifikasi serta bermigrasi
melalui darah ke sel-sel reproduksi dan kemudian dapat diwarisi oleh generasi
berikutnya. Ini pada dasarnya merupakan variasi dari ide salah Lamarck tentang "pewarisan
karakteristik yang diperoleh."
Mendel
memilih tanaman kacang dalam kebun untuk
fokus pada penelitian karena mereka dapat tumbuh dengan mudah dalam jumlah
besar dan reproduksi mereka dapat dimanipulasi. Tanaman kacang memiliki kedua
organ reproduksi laki-laki dan perempuan. Akibatnya, mereka dapat penyerbukan diri
sendiri atau penyerbukan- silang dengan tanaman lain. Dalam eksperimennya,
Mendel secara selektif melakukan serbuk
silang tanaman ras dengan ciri-ciri
tertentu dan mengamati hasilnya selama beberapa generasi. Ini adalah dasar
untuk kesimpulan tentang sifat warisan genetik.
(Struktur Reproduksi Bunga)
Dalam
silang penyerbukan tanaman yang baik menghasilkan biji kuning atau hijau kacang
eksklusif, Mendel menemukan bahwa generasi keturunan pertama (f1) selalu
memiliki biji kuning. Namun, generasi berikut (f2) secara konsisten memiliki
rasio 3: 1 kuning ke hijau.
(Rasio 3: 1)
Rasio 3: 1 ini terjadi pada generasi berikutnya juga. Mendel menyadari bahwa
keteraturan yang mendasari ini adalah kunci untuk memahami mekanisme dasar
warisan.
(Generasi F2)
Dari
ke tiga kesimpulan penting dari ini hasil eksperimen tersebut, disimpulkan:
1.
bahwa warisan masing-masing sifat ditentukan oleh "unit" atau
"faktor" yang disampaikan kepada keturunan berubah (unit-unit ini
sekarang disebut gen)
2.
bahwa individu mewarisi satu unit tersebut dari setiap induk untuk
masing-masing sifat
3.
bahwa sifat mungkin tidak muncul dalam individu tetapi masih dapat diteruskan
ke generasi berikutnya.
penting
untuk menyadari bahwa, dalam percobaan ini, tanaman induk yang mulai homozigot
untuk warna biji kacang. Artinya, mereka masing-masing memiliki dua bentuk
identik (atau alel) dari gen untuk sifat ini - 2 kuning atau hijau 2. Tanaman
di generasi f1 semua heterozigot[6].
Dengan kata lain, mereka masing-masing telah mewarisi dua alel yang berbeda -
satu dari setiap tanaman induk. Hal ini menjadi lebih jelas ketika kita melihat
genetik yang sebenarnya, atau genotipe, tanaman kacang bukan hanya fenotipe[7],
atau karakteristik fisik yang dapat diamati.
Perhatikan
bahwa masing-masing pembangkit f1 (ditampilkan di atas) mewarisi alel Y dari
satu orangtua dan alel G dari yang lain. Ketika tanaman f1 berkembang biak,
masing-masing memiliki kesempatan yang sama untuk menyampaikan baik alel Y atau
G masing-masing anak.
(Alel Induk Hingga Generasi F2)
Dengan
semua ciri-ciri tanaman kacang tujuh yang diperiksa Mendel, salah satu bentuk
tampil dominan atas yang lain, dimana kehadiran alel ditutupi oleh lainnya.
Misalnya, ketika genotipe untuk warna biji kacang YG (heterozigot), fenotip
berwarna kuning. Namun, alel dominan kuning tidak mengubah hijau resesif dengan
cara apapun. Kedua alel dapat ditularkan ke generasi berikutnya tidak berubah.
Pengamatan
Mendel dari percobaan ini dapat diringkas dalam dua prinsip:
1.
prinsip segregasi
2.
prinsip bermacam-macam independen
Menurut
prinsip segregasi, untuk sifat tertentu, pasangan alel dari setiap induk yang
terpisah dan hanya satu alel melewati dari setiap keturunan pada induk. alel
pada pasangan induk alel yang diwariskan adalah masalah kesempatan. Dapat
disimpulkan bahwa pemisahan alel ini terjadi selama proses pembentukan sel
kelamin (yaitu, meiosis).
Menurut
prinsip bermacam-macam independen, pasangan yang berbeda dari alel dilewatkan
ke keturunan independen satu sama lain. Hasilnya adalah bahwa gen dari kombinasi
baru hadir dalam induk juga tidak mungkin. Sebagai contoh, warisan tanaman
kacang tentang kemampuan untuk menghasilkan bunga ungu bukan yang putih tidak
membuatnya lebih mungkin bahwa hal itu juga akan mewarisi kemampuan untuk
memproduksi benih kacang kuning berbeda dengan yang hijau. Demikian juga,
prinsip bermacam-macam independen menjelaskan mengapa warisan manusia dari
warna mata tertentu tidak menambah atau mengurangi kemungkinan untuk memiliki 6
jari pada setiap tangan. Hal ini, dapat disimpulkan bahwa karena fakta bahwa gen secara independen
untuk berbagai macam sifat yang terletak di kromosom yang berbeda.
Kedua
prinsip warisan, bersama dengan pemahaman unit warisan dan dominasi, adalah
awal dari ilmu pengetahuan genetika modern. Namun, Mendel tidak menyadari bahwa
ada pengecualian untuk aturan ini. Beberapa pengecualian ini akan dibahas dalam
bagian dalam Teori Evolusi Sintetis[8]
[1] Chordata
adalah filum yang mencakup semua hewan yang memiliki notochord (atau tali saraf
dorsalis (punggung) pada saat perkembangan embrio), vs kabel saraf, pada
beberapa tahap perkembangan mereka. Hewan dalam filum ini dikenal sebagai
chordata. Dalam Chordata paling terkenal adalah vertebrata - hewan yang
memiliki tulang belakang. (http://marinelife.about.com/od/glossary/g/chordata.htm)
[2] Echinodermata
(Filum Echinodermata, dari bahasa Yunani untuk kulit berduri) adalah sebuah
divisi dari invertebrata laut yang umumnya ditandai dengan keras, kerangka
kalsit dalam (biasanya dengan duri), sistem air-pembuluh darah, adhesif
"kaki tabung," dan lima diperiksa dengan sinar simetri radial (di
beberapa titik dalam hidup mereka). Echinodermata adalah filum hewan terbesar
kurangnya setiap air tawar atau perwakilan terestrial.
[5] Hereditas
adalah pewarisan watak dari induk ke keturunannya baik secara biologis melalui
gen (DNA) atau secara sosial melalui pewarisan gelar, atau status sosial.
[6] Heterozigot
adalah satu dari bentuk genotipe yang mungkin terjadi pada individu. Pada
keadaan heterozigot, alel-alel yang menempati suatu lokus berbeda-beda untuk
setiap kromosom. Pada individu diploid misalnya, keadaan ini dilambangkan
sebagai Aa atau B1B2 (pilihan huruf terserah, bisa juga singkatan baku untuk
gen). Kondisi heterozigot dalam pertanian dimanfaatkan dalam pembentukan
varietas hibrida karena berhubungan dengan gejala heterosis.
[7] Fenotipe
adalah suatu karakteristik (baik struktural, biokimiawi, fisiologis, dan
perilaku) yang dapat diamati dari suatu organisme yang diatur oleh genotipe dan
lingkungan serta interaksi keduanya.
Post a Comment