Sifat makhluk hidup dikendalikan oleh faktor keturunannya yang disebut gen. Gen merupakan substansi biokimia dalam kromosom yang mengandung informasi genetik (pembawa sifat), dibentuk oleh protein dan asam nukleat (yang paling penting dalam hereditas antara lain DNA dan RNA)
Kromosom adalah bagian inti sel yang berbentuk benang. Ketika terjadi pembelahan sel, kromosom berubah menjadi batang-batang pendek dan tebal, berfungsi sebagai pembawa faktor penentu keturunan (gen)
Sifat-sifat gen antara lain adalah:
- Bervariasi, ditentukan oleh susunan kombinasi dari basa nitrogen penyusun DNA-nya
- Mengandung informasi genetik
- Masing-masing gen mempunyai tugas khusus dan waktu berfungsinya berbeda
- Pada waktu meiosis dan mitosis dapat mengadakan duplikasi
Hereditas berarti penurunan sifat-sifat genetik dari orang tua kepada anak. Ilmu yang mempelajari tentang hereditas disebut genetika.
Hukum I Mendel (Segregation of Allelic Genes):
"Pada pembentukan gamet-gamet, kedua gen yang merupakan pasangan itu akan dipisah ke dalam dua sel anak secara bebas".
Hukum II Mendel (Independent Assortment of Genes):
"Bila dua individu berbeda satu dengan yang lain dalam dua pasangan sifat atau lebih, maka diturunkan sifat yang sepasang itu tak tergantung dari pasangan sifat yang lain."
Kromosom terbagi menjadi:
- Autosom, adalah kromosom tubuh yang terdapat pada individu jantan maupun betina dalam jumlah, bentuk, dan sifat yang sama.
- Kromosom seks, adalah kromosom yang terdapat pada individu jantan maupun betina dalam jumlah, bentuk, dan sifat yang berbeda, merupakan kromosom pembeda. Kromosom terdapat di dalam nukleus yang mempunyai susunan halus berbentuk batang panjang atau pendek, lurus atau bengkok.
Kromosom mulai tampak sesaat ketika sel akan membelah dan selama proses pembelahan, serta akan tampak jelas pada stadium pembelahan metafase. Kromosom yang terdapat di dalam sebuah sel tidak pernah sama ukurannya. Pada manusia panjang kromosom dapat mencapai 6 mikron. Kromosom tubuh tumbuhan berukuran lebih besar daripada kromosom hewan. Pengaturan kromosom secara standar berdasarkan panjang, jumlah serta bentuk kromosom dari sel somatik suatu individu dinamakan kariotipe. Benden dan Boveri melaporkan bahwa jumlah kromosom di dalam nukleus dari makhluk hidup adalah konstan. Jumlah kromosom sel kelamin (gamet) yaitu ovum atau spermatozoa, adalah separo dari kromosom di dalam sel tubuh (sel somatik) dan bersifat haploid (n). Satu sel kromosom haploid dalam gamet jantan dan gamet betina selalu berpasangan, sedangkan kromosom pada sel kelamin (gamet) tidak berpasangan.
Alel adalah gen-gen yang terletak pada lokus yang sama pada kromosom homolog. Bila dilihat dari pengaruh gen pada fenotipe, alel adalah anggota dari pasangan gen yang memiliki pengaruh berlawanan. Pada individu homozigot pasangan kedua alel mempunyai simbol yang persis TT, BB bb.
Pada genotipe heterozigot pasangan kedua alel mempunyai simbol yang tidak sama misal Tt, Bb, namun Ta, Ab bukan alelnya.
Perhatikan gambar:
Alel ganda terjadi apabila dalam satu lokus terdapat lebih dari satu pasangan alel. Misalnya warna bulu kelinci, golongan darah sistem A, B, O pada manusia.
Nukleosom meliputi senyawa yang terdiri atas protein dan asam nukleat. Sel mempunyai inti (nukleus) di dalamnya terdapat nukleoplasma atau nukleosom. Zat-zat yang terkandung dalam nukleosom antara lain berupa larutan fosfat, gula ribosa, protein, nukleotida, asam nukleat, dan garam mineral. Ada bahan khas di dalam inti yaitu nukleoprotein. Bahan ini dibangun oleh senyawa protein dan asam nukleat. Dari beberapa macam asam nukleat, yang ada sangkut pautnya dengan hereditas ada dua, yaitu DNA dan RNA. Keduanya bertanggung jawab membentuk protein serta mengontrol sifat-sifat keturunannya.
DNA mencakup pasangan rangkaian nukleotida yang terpilin. DNA terdapat dalam semua sel, sebagia besar DNA terdapat di dalam nukleus dan merupakan komponen kromosom yang sangat penting. Asam nukleat tersusun atas nukleotida-nukleotida sehingga merupakan polinukleotida. Satu nukleotida terdiri atas nukleotida dan fosfat. Sedangkan nukleosida terdiri atas sebuah gula dan sebuah basa nitrogen.
RNA terdiri atas rangkaian nukleotida tunggal. Struktur RNA terdiri atas komponen dasar RNA yaitu gugusan fosfat, gula ribosa, basa nitrogen.
Basa nitrogen terdiri atas:
DNA dan RNA berperan dalam sintesis protein
Sintesis protein berlangsung di dalam inti sel dan ribosom, membutuhkan bahan dasar amino, dan berlangsung melalui dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi.
Langkah-langkah sintesis protein adalah sebagai berikut:
RNA terdiri atas rangkaian nukleotida tunggal. Struktur RNA terdiri atas komponen dasar RNA yaitu gugusan fosfat, gula ribosa, basa nitrogen.
Basa nitrogen terdiri atas:
- Purin (guanin, adenin)
- Pirimidin (sitosin, urasil)
- RNA duta disebut juga mRNA, dibentuk dalam nukleus, berperan dalam membawa kode genetik dari DNA
- RNA ribosom (rRNA) dibentuk oleh DNA, banyak terdapat di dalam ribosom
- RNA transfer (tRNA) dibentuk oleh DNA, berada dalam sitoplasma, berperan mengikat asam amino.
DNA dan RNA berperan dalam sintesis protein
Sintesis protein berlangsung di dalam inti sel dan ribosom, membutuhkan bahan dasar amino, dan berlangsung melalui dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi.
Langkah-langkah sintesis protein adalah sebagai berikut:
- DNA mencetak RNA duta (dRNA) di dalam inti sesuai dengan basa nitrogennya
- RNA duta (dRNA) yang membawa kode-kode genetik pada ribosom. Peristiwa ini merangsang RNA transfer (tRNA) membawa asam amino
- RNA transfer (tRNA) yang ada di dalam sitoplasma mengikat asam-asam amino yang sesuai dengan kode-kode genetik pada RNA duta (dRNA)
- RNA transfer (tRNA) yang telah mengikat asam-asam amino melekat pada RNA duta (dRNA) pada ribosom
- Asam-asam amino membentuk rankaian peptida sampai menjadi protein di dalam ribosom.
