BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II. A GEN
A . 1. Pengertian
Setiap mahkluk hidup akan mewariskan karakternya dari suatu generasi ke generasi yang akan datang. Untuk melakukan pewarisan sifat, diperlukan materi genetik dalam bentuk gen. Gen merupakan unit intruksi yang menimbulkan sifat herediter tertentu.[1] Gen tersusun atas molekul DNA/RNA berisi informasi/kode genetik yang diterjemahkan menjadi urutan asam aminolengkap pada suatu protein.[2]
Setiap organisme memiliki genom yang spesifik, berbeda antara organisme yang satu dengan yang lain. Genom merupakan satu kesatuan atau jumlah total dari gen yang secara alami dimiliki oleh suatu organisme baik itu sel, virus, ataupun makhluk hidup sel kompleks.[2] Jadi, sepotong DNA tidak dapat dikatakan sebagai gen karena tidak membawa informasi genetik yang lengkap, hanya bisa disebut dengan fragmen DNA.[2] Dikatakan gen apabila menyatakan suatu sifat tertentu. Dalam proses pengkodean, tidak semua yang di rantai DNA yang dibaca, hanya ekson yang dibaca sedangkan intron tidak. Ekson merupakan daerah yang mengkode protein sedangkan intron tidak. Satu kromosom yang dimiliki oleh organisme yang mempunyai lebih dari satu kromosom tidak dapat dikatakan genom.[2]
Gen yang terletak di inti sel terdapat pada suatu daerah di kromosom yaitu lokus.[1] Bentuk lain dari gen adalah alel yang menejelaskan adanya variasi pada perwarisan suatu sifat.[2] Bila dua alel menunjukkan suatu sifat herediter yang sama dominannya, kedua alel itu ditulis dangan huruf yang sama (homozigot). Sebaliknya, apabila dua alel menunjukan sifat herditer yang tidak sama dominannya, kedua alel itu ditulis dengan huruf besar dan huruf kecil (heterozigot). Alel menunjukan sifat karakter pada gen, misalnya gen a menunjukan sifat resesif sedangkan gen A menunjukan sifat dominan.[1]
A . 2 . Sifat dan Fungsi
Sifat- sifat gen sangat beragam. Diantaranya mengandung informasi genetik yang akan diwariskan ke generasi berikutnya. Kedua, dapat menduplikasikan diri. Ketiga, gen ditentukan oleh kombinasi basa nitrogen . Yang terpenting gen memiliki tugas dan fungsi tertentu.Fungsinya adalah sebagai pewaris sifat karena gen memiliki informasi genetik berupa kode-kode yang akan diekspresikan dalam molekul protein yang selanjutnya akan memberikan ciri-ciri khusus setiap individu.[2]
A . 3 . Lokasi
Lokasi gen berbeda-beda dari setiap makhluk hidup. Seperti halnya pada monera yang termasuk prokariotik, gen terdapat di nukleoid dan juga di plasmid.[2] Pada sel eukariotik, selain gen berada pada lokus kromosom di nukleus, gen juga terdapat di dalam inti mitokondria dan kloroplas.[2]
Terdapat perbedaan antara gen pada kromosom (nukleus) dengan gen di mitokondria.[3] Selain berbeda lokasi beradanya, terdapat juga perbedaan pada penyusunnya. Pada nukleus DNA disusun secara khas oleh protein histon membentuk pilinan sedangkan pada DNA mitokondria tidak sehingga bentuk DNA mitokondria sirkuler bukan heliks.[4] Pada DNA mitokondria tidak ada intron dan bersifat haploid karena hanya diwariskan oleh ibu.[4] Perbedaan lainnya terjadi saat penerjemahan kode, di mitokondria di samping AUG ada triplet lain yaitu AUA, AUU, dan AUC yang bertindak sebagai kodon inisiasi. Sedangkan kodon terminasi adalah UAA, UAG, AGA dan AGG.[3]
II. B GENOTIP dan FENOTIP
Informasi genetik dalam gen yang telah diekspresikan dalam bentuk protein, nantinya akan menjadi ciri-ciri baik yang terlihat maupun tidak. Ciri – ciri yang tidak terlihat itu disebut dengan genotip, sedangkan ciri – ciri yang dapat dilihat oleh kasat mata disebut dengan fenotip. Organisme dapat dikatakan memiliki satu genotip yang sama apabila memiliki seperangkat gen yang identik.[3] Organisme dapat memiliki fenotip yang sama, apabila memiliki ciri –ciri penampilan yang sama. [3]
Genotip dan Fenotip memiliki perbedaan, pada dasarnya genotip merupakan ciri yang melekat pada individu dari awal sampai akhir yang tidak terpengaruh oleh keadaan lingkungan, sedangkan fenotip dapat mengalami perubahan dan terpengaruh oleh lingkungan.[3]Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa apabila suatu ciri –ciri tersebut masih berada dalam bentuk gen , maka ciri –ciri itu genotip. Suatu genotip dapat dikatakan dan berubah menjadi fenotip, ketika suatu genotip yang berada dalam gen tersebut sudah diterjemahkan dalam bentuk molekul protein dan juga sudah dipengaruhi oleh keadaan lingkungan sekitar. [3]
Faktor yang mempengaruhi genotip dan fenotip suatu organisme adalah keresesifan dan kedominanan alel – alel yang mempengaruhi suatu karakteristik. Misalnya pada bunga mawar alel M yang menyebabkan warna merah dominan terhadap m yang menyebabkan warna putih, resesif. Apabila alel yang ada Mm, maka mawar itu berwarna Merah. Dari contoh tersebut sifat genotip tampak gen Mm (heterozigot) dan fenotipnya tampak pada warna bunga yang merah. Faktor lain yang mempengaruhi adalah jenis dari pewarisan sifat (Hukum Mendel) dan penyimpangan yang terjadi.
II . C HUKUM MENDEL
Prinsip genetika yang dapat menjelaskan mekanisme pemindahan sifat manusia kepada keturunannya ditemukan pertama kali oleh Gregor Mendel. Mendel menerangkan adanya fenomena faktor keturunan (gen) yang secara kekal diwariskan dari induk kepada keturunannya melalui hukum pemisahan. Teori ini dibangun Mendel melalui pengamatan terhadap persilangan kacang ercis karena kacang ercis memiliki banyak varietas dan pertumbuhannya mudah dikontrol. [1]
Mendel menggunakan beberapa istilah dalam prinsip genetika ini diantaranya karakter dan sifat. Karakter menjelaskan sifat yang dapat diturunkan seperti warna bunga sedangkan sifat merupakan setiap varian dari suatu karakter seperti warna bunga ungu dan putih.[1]
Prinsip dasar genetika yang Mendel temukan dari percobaan kacang ercisnya lebih dikenal dengan Hukum Mendel. Hukum Mendel pada prinsipnya terdiri dari dua rumusan, yaitu Hukum I Mendel dan Hukum II Mendel. [1]
C . 1 . Hukum I Mendel
Hukum I Mendel disebut juga hukum segregasi. Segregasi artinya pemisahan. Hukum segregasi menyatakan bahwa saat pembentukan gamet terjadi pemisahan alel-alel secara bebas, dari diploid menjadi haploid.[1] Hukum ini dapat dipelajari dengan persilangan monohibrid. Saat pembentukan gamet, pasangan alel akan memisah secara bebas.[1] Misalnya, genotip tanaman Bb, maka gamet yang dibentuk akan membawa gen B dan gen b.
Persilangan Monohibrid adalah perkawinan yang menghasilkan pewarisan satu karakter dengan dua sifat yang berbeda.[1]Misalnya mengamati bunga dengan memperhatikan warna bunga sebagai karakternya. Mendel melihat ada dua sifat dari kacang ercis yaitu warna ungu dan putih. Bila tanaman ercis berbunga ungu disilangkan dengan tanaman ercis berbunga putih, maka generasi anakan mereka adalah 100% tanaman berbunga ungu. Namun, bila tanaman berbunga ungu hasil persilangan itu dikawinkan sesamanya, keturunannya menunjukkan 75% tanaman berbunga ungu dan 25% tanaman berbunga putih.
Gambar 2.1 Persilangan (http://www.biologycorner.com/APbiology/inheritance/11-1_mendel.html)
Penjelasan Mendel mengenai peristiwa terbentuknya bunga ungu dari hasil persilangan adalah sebagai berikut. Saat pembentukan gamet betina, (sel telur dalam bakal buahnya), alel-alel UU yang merupakan gen untuk warna bunga ungu dan bersifat homozigot dominan memisah menjadi U dan U, sehingga di dalam sel gamet tanaman berbunga ungu hanya mengandung satu macam alel, yaitu alel U. Sebaliknya, tanaman kacang ercis berbunga putih bersifat homoziot resesif dan genotipnya uu. Alel ini memisah menjadi u dan u pada waktu pembentukan gamet jantan atau serbuk sari, sehingga gamet-gamet jantan tanaman berbunga putih hanya memiliki satu macam alel, yaitu alel u.
Saat terjadi perkawinan, terjadilah peleburan gamet jantan (u) ke dalam gamet betina (U) membentuk individu bersifat heterozigot dengan genotip Uu dan fenotip ungu. Pada perkawinan sesama F1 tersebut yaitu perkawinan antara genotip Uu dan Uu, juga dimulai dengan pemisahan U dengan u, baik pada individu betina maupun jantan. Karena induk betina dan jantan memiliki dua macam gamet (U dan u), terjadilah persilangan antara keempat gamet tersebut. UU (fenotip ungu), Uu (fenotip ungu), Uu (fenotip ungu) dan uu (fenotip putih).
C . 2 . Hukum II Mendel
Hukum II Mendel disebut juga hukum penggabungan bebas mengenai ketentuan penggabungan bebas yang harus menyertai terbentuknya gamet pada persilangan dihibrid.[1] Hukum II Mendel menyatakan bahwa pada saat pembentukan gamet, alel-alel berbeda yang telah bersegregasi bebas (misal alel B memisah dari b serta alel K memisah dari k) akan bergabung secara bebas membentuk genotip dengan kombinasi-kombinasi alel yang berbeda.
Persilangan dihibrid adalah perkawinan yang menghasilkan pewarisan dua karakter yang berlainan.[1]Misalnya, perkawinan antara kacang ercis berbiji bulat dan berwarna kuning dengan tanaman kacang ercis berbiji keriput dan berwarna hijau. Hasil persilangan ternyata adalah 100% abakan berbiji bulat dan berwarna kuning.
Selanjutnya, jika tanaman hasil persilangan ini dikawinkan sesamanya, terjadi hasil sebagai berikut :
9/16 bagian = biji bulat kuning
3/16 bagian = biji bulat hijau
3/16 bagian = biji keriput kuning
1/16 bagian = biji keriput hijau
Gambar 2.2 Persilangan Dihibrid(http://biologimediacentre.com/genetika-hukum-mendel/)
Penjelasan Mendel mengenai peristiwa terbentuknya tanaman berbiji bulat dan berwarna kuning dari hasil persilangan F1 adalah sebagai berikut. Tanaman betina berbiji bulat dan kuning bersifat homozigot dominan, dengan genotip BBKK. Pada waktu pembentukan gamet betina (sel telur dalam bakal buahnya), alel-alel BBKK ini berpisah menjadi BK dan BK. Oleh karena itu, di dalam sel gamet tanaman berbiji bulat dan berwarna kuning hanya mengandung alel BK. Sebaliknya, tanaman jantan berbiji keriput dan berwarna hijau bersifat homozigot resesif, dengan genotip bbkk. Alel ini berpisah menjadi bk dan bk pada waktu pembentukan gamet jantan atau serbuk sari. Oleh karena itu, gamet-gamet jantan tanaman berbiji keriput dan berwarna hijau hanya memilki alel yang sama saja, yaitu bk.
Saat terjadi perkawinan, terjadilah peleburan gamet jantan (bk) ke dalam gamet betina (BK), membentuk individu dengan genotip heterozigot BbKk dan berfenotip biji bulat dan berwarna kuning. Pada perkawinan P2, yaitu perkawinan bebas antara genotip BbKk dengan BbKk, terjadilah pembentukan gamet. Pada waktu pembentukan gamet ini, terjadi pemisahan alel B dari b dan K dari k, baik pada individu jantan maupun betina. Selain terjadi pemisahan, pada pembentukan gamet perkawinan dihibrid ini juga diikuti dengan penggabungan bebas antara B dan b dengan K dan k. Penggabungan bebas ini menghasilkan empat gamet, yaitu gamet BK, Bk, bK dan bk.[1]
II . D PENURUNAN SIFAT
D . 1 . Penurunan Sifat Dominan dan Resesif
Gen dikatakandominanapabila gen tersebutbersamadengan gen lain (gen pasangannya) menutupsifat gen pasangannyatersebut.[1]Dalampersilangan gen, dominanditulisdenganhurufbesar. Gen dikatakanresesifapabilaberpasangandengan gen lain yang dominaniaakantertutupsifatnya (tidakmuncul) tetapijikaiabersama gen resesiflainnya (alelanya) sifatnyaakanmuncul.[1]Dalamgenetika gen resesifditulis denganhuruf kecil.Contoh penurunan sifat dominan dan resesif pada manusia misalnya pada rambut keriting.
Contoh di atas menunjukkan penurunan sifat dominan dan resesif pada manuisa. Pada gambar 1, alel-alel KK yang merupakan gen untuk rambut keriting dan bersifat homozigot dominan memisah menjadi K dan K. Sebaliknya, alel-alel kk bersifat homoziot resesif memisah menjadi k dan k. Terjadilah persilangan dan terbentuk individu yang keriting dengan genotip Kk (heterozigot) dengan fenotip keriting yang dominan.
Pada gambar dua, alel-alel kk bersifat homozigot resesif memisah menjadi kk. Karena bertemu dengan gen resesif juga, sifatnya pun muncul dengan fenotip lurus dan genotip kk.
D . 2 .Cara Penurunan Sifat
Penurunan sifat pada genetika dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut :
Poligenik
Satu karakter fenotip tunggal yang dipengaruhi 2 gen atau lebih disebut sebagai poligenik. Poligenik bisa juga disebut sebagai polimeri. Penurunan sifat ini menghasilkan variasi karakter dalam populasi sepanjang suatu kontinum atau kesinambungan (bergradasi), sehingga disebut dengan karakter kuantitatif. [5]Contohnya terdapat pada pigmentasi kulit pada manusia. Jika kita memiliki tiga alel kulit gelap yang tidak dominan untuk setiap gen (A,B atau C), terhadap alel lain (a,b, atau c). Sehingga, orang yang bergenotip AABBCC akan menghasilkan warna yang sangat gelap, sedangkan orang yang bergenotip aabbcc akan menghasilkan warna yang sangat terang. Lalu orang yang bergenotip AaBbCc akan menghasilkan warna perrtengahan. [1,5]Karena alel-alel tersebut bersifat kumulatif. Maka, jika ada orang yang bergenotip AaBbCc dan AaBBcc, akan sama-sama memberikan kontribusi genetik yang sama pada kegelapan kulit. [1]
Gambar 2.4 Polimeri Pigmentasi Manusia (Campbell et al, 2006)
Multiple Allel
Dalam bahasa Indonesia, multiple allel berarti alel majemuk atau berganda. Yang dimaksud dengan alel berganda ini adalah gen yang terdapat dalam dua bentuk alel atau lebih. Contohnya pada manusia, terdapat dalam golongan darah, A, B, O. Golongan darah A, B, O ditentukan oleh tiga alel pada satu gen tunggal, yaitu : IA, IB, IO. [1,7]
Gambar 2.5 Gen dan Alel Jenis Darahhttp://home.comcast.net/~mjmayhew42/Biology%20notes/multiple%20alleles%20notes_files/image003.jpg
Tabel 2.1 Tabel Hubungan Fenotip, Genotip, dan Macam Gamet Golongan Darah https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhs9qiV4NImrzRCKgqFjIyBWK6BN-30o0Gbo3lCbrmIheIOwzdkzB2dg6g2eimDcanLBvIcErTLAuhlN1py3lPRB2UDoSYe1dD4-Dk2Nn3tY7bG0iADb-xPyN4GrQfrdAvXd3AIJ2DnCwI/s1600/Gamet.JPG
Dominan tidak lengkap
Dominan tidak lengkap atau dominan tidak sempurna pada kedua alel, keadaan ini akan muncul ketika suatu gen memiliki dua alel tetapi menghasilkan tiga fenotip yang setiap fenotipnya memiliki keunikan tersendiri. Fenotip heterozigot merupakan intermediet antara kedua fenotip homozigot. Hal ini terjadi karena sifat dominannya masih dapat dipengaruhih oleh sifat resesifnya, tetapi hanya sedikit terpengaruh oleh sifat resesifnya. Contohnya, yang paling mudah adalah warna kulit, namun jenis rambut juga dapat diturunkan melalui dominan tidak lengkap ini. [5]
Ada beberapa genotip yang hererozigot dominan, misalkan Aa terpengaruh oleh gen resesifnya. Maksudnya, tidak semua gen yang heterozigot dominan bersifat sesuai genotip yang dominan tadi. Inilah yang sebenarnya merupakan dominan tidak lengkap. Seperti halnya warna kulit untuk Hh, kita bisa mendapatkan warna kulit pertengahan, tidak terlalu gelap (HH), atau pun tidak terlalu terang (hh).
Yang terpenting di dominan tidak lengkap ini adalah kita bisa membedakan dengan jelas individu apa yang genotifnya dominan penuh, misalkan AA, atau yang dominan heterozigot, misalkan Aa. [7
II . E PROBABILITAS KETURUNAN
Sampai saat ini rekayasa suatu pola perkawinan manusia belum bisa digambarkan, hal itu menyebabkan para ahli genetika tersebut harus meneliti hasil dari perkawinan yang sudah terjadi.[5] Dalam penelitian atau analisis hasil perkawinan ini dilakukan dengan menggunakan pohon keluarga atau disebut dengan pedigree chart. Di dalam pedigree chart ini mengandung informasi – informasi mengenai riwayat keluarga dengan sifat tertentu yang sudah dikumpulkan. Pedigree chart menggambarkan sebuah korelasi yang saling timbal balik antara orang tua dan generasi hasil perkawinan dengan membawa sifat khusus yang diwariskan dari orang tua.[5]Probabilitas suatu keturunan dengan membawa sifat tertentu dapat dilihat dari contoh kasus berikut:
Widow’s Peak
(Suatu kelainan dengan sifat dominan)
Pedigree Chart
Simbol W menggambarkan alel dominan, sedangkan simbol w menggambarkan alel resesif. Gambar bentuk kotak mengindikasikan jenis kelamin laki – laki, sedangkan bentuk bulat mengindikasi jenis kelamin perempuan. Simbol yang dihitamkan itu menandakan bahwa individu mempunyai dan membawa sifat keturunan Widow’s Peak dengan sifat dominan. Pada generasi pertama, sifat Widow’s Peak sudah terlihat, begitu juga generasi kedua yang merupakan hasil turunan perkawinan generasi pertama. Pada generasi ketiga tercetak individu berjenis kelamin perempuan dengan yang satu membawa sifat Widow’s Peak namun yang satunya normal[5].
b. Cuping telinga menempel
(Kelainan dengan sifat resesif)
Pedigree chart
Pedigree chart berfungsi untuk menjelaskan sifat-sifat yang akan diturunkan kepada anaknya.
Simbol F menggambarkan alel dominan, simbol f menggambarkan alel resesif. Gambar bentuk kotak mengindikasikan jenis kelamin laki – laki, sedangkan bentuk bulat mengindikasi jenis kelamin perempuan. Simbol yang dihitamkan itu menandakan bahwa individu mempunyai dan membawa sifat keturunan cuping telinga menempel dengan sifat resesif. Dari pedigree chart diatas dapat diketahui bahwa keturunan pada generasi kedua yang mengalami suatu perkawinan itu mempunyai genotip heterozigot, dimana pada fenotipnya tidak terlihat mempunyai sifat cuping telinga menempel. Tapi, pada generasi selanjutnya setelah terjadi perkawinan antara heterozigot tersebut dihasilkan anak dengan salah satu diantaranya mempunyai genotip homozigot resesif dan fenotip cuping telinga menempel. Sedangkan pada yang lainnya mempunyai genotip homozigot dominan dan heterozigot yang menggambarkan cuping telinga bebas [5].
Kualitas anak yang dihasilkan dari suatu perkawinan dapat diprediksikan melalui silsilah keluarga yang sudah ada dengan menggunakan pedigree chart ini. Pada kasus Widow’s Peak, jika generasi kedua memutuskan ingin memiliki satu lagi keturunan, maka berapakan probabilitas keturunan tersebut akan mempunyai sifat Widow’s Peak?
Ini merupakan penyilangan F1 ( Ww X Ww ) sehingga probabilitas yang dihasilkan dengan memunculkan sifat dominan Widow’s Peak adalah ¾. Pada kasus kedua jika hal yang sama terjadi, maka probabilitas anak yang dihasilkan dengan memperlihatkan cuping telinga menempel adalah ¼ yang berasal dari persilangan monohibrid F1 ( Ff X F f ). Jika dua kasus tersebut digabungkan maka berapakah probabilitas yang dihasilkan untuk keturunan memiliki sifat Widow’s Peak dan cuping telinga menempel. Pada kasus ini terjadi persilangan dihibrid ( WwFf X WwFf ), hasil persilangan dapat dilakukan perhitungan dengan cara mengkalikan probabilitas Widow’s Peak ¾ dengan peluang cuping telinga menempel ¼ , dan hasilnya akan diperoleh pbobabilitas sebesar 3/16 dengan sifat keturunan Widow;s Peak dan cuping telinga menempel [5] .
Untuk dapat membedakan bahwa suatu sifat keturunan itu bersifat dominan atau resesif, kita dapat melihat dari genotip dan fenotip generasi pertama. Jika genotip generasi pertama heterozigot dan fenotip yang dihasilkan tidak normal maka kelainan tersebut bersifat dominan. Kelainan yang bersifat dominan ini akan terus turun menurun sampai generasi terakhir dengan memunculkan fenotip tidak normal. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa, sifat keturunan yang sudah ada pada generasi pertama dan bersifat dominan ini akan selalu muncul fenotip tidak normal di setiap generasi yang dihasilkan.
Sedangkan pada kasus sifat keturunan resesif, ditemukan bahwa belum tentu pada generasi pertama didapati kelainan keturunan. Namun walaupun tidak terlihat membawa kelainan tersebut, alel yang terdapat pada individu tersebut masih membawa kelainan itu. Dibuktikan dengan setelah terjadinya perkawinan antara individu dengan alel heterozigot dan berfenotip normal ini dihasilkan anakan yang mempunyai alel homozigot resesif dan berfenotip tidak normal. Hasil anakan ini berbeda dengan induknya, hal ini menyatakan bahwa pada kelainan keturunan resesif, sifat yang akan diturunkan itu tersembunyi dibalik alel dominan.
II . F . KELAINAN GENETIKA
Suatu kelainan genetik disebabkan karena alel pada setiap gen ini mengkode protein yang rusak ataupun tidak mengkode protein sama sekali, perlu diingat dimana gen ini berfungsi untuk mengkode protein yang memiliki fungsi khusus. Penyimpangan dari sifat umum ataupun rata – rata manusia dan muncul karena tidak berfungsinya faktor – faktor genetik yang mengatuur struktur dan fungsi fisiologi tubuh manusia disebut dengan kelainan atau penyakit genetik yang turun menurun ke generasi selanjutnya [8].
Kelainan – kelainan genentik itu dapat di kelompokkan ke dalam beberapa jenis di bawah ini:
1. Kelainan genetik yang disebabkan oleh alel autosomal dominan
2. Kelainan genetik yang disebabkan oleh alel autosomal resesif
3. Kelainan genetik yang disebabkan oleh alel tertaut kromosom seks ( X-Linked )
F. 1. KELAINAN AUTOSOMAL DOMINAN
Kelainan yang terpaut kromosom autosomal dominan biasanya memiliki genotipe heterozigot. Kelainan ini dikatakan tertaut kromosom autosomal dominan ketika kelainan ini timbul meskipun hanya ada satu gen saja yang cacat dari salah satu induknya . Ada beberapa ciri pewarisan suatu kelainan autosomal dominan antara lain sebagai berikut :
a. Kelainan itu mungkin terdapat di salah satu induknya entah terdapat pada laki – laki ataupun perempuannya.
b. Prosentase yang dihasilkan jika terjadi perkawinan sebesar 50 % akan memperlihatkan kelainan ini walaupun salah satu pasangan tidak mempunyai sifat ini.
c. Pewarisan sifat yang diturunkan bersifat vertikal, dimana setiap generasi yang dilahirkan pasti akan memiliki sifat tersebut.
d. Jika sifat yang diwariskan berupa penyakit keturunan dan anak yang tidak menderita penyakit ini bila menikah dengan pasangan yang normal, maka keturunan yang dihasilkan akan juga akan normal [9].
Beberapa kelainan autosomal dominan
1. Huntington
Penyakit yang disebabkan karena terjadi degenerasi sistem saraf secara cepat dan tidak dapat kembali kesemula, yang disebabkan oleh alel dominan letal yang tidak memiliki efek fenotipik jelas hingga penederita huntington ini berusia 35 sampai 45 tahun. Pada waktu dimulai deteriorasi sistem saraf maka tidak dapat diperbaiki dan menjadi fatal. Prosentase penyakit huntington ini akan diwariskan pada keturunan yang dilahirkan dari induk yang mempunyai alel Huntington adalah sebesar 50 % dengan mewarisi alel dan kelainan – kelainannya[5,8]. Penderita penyakit ini ditandai dengan menggelengkan kepala ke satu arah . Alel H merupakan alel dominan penyakit Huntington, pada individu normal akan mempunyai alel resesif ( hh ) [8].
2. Polidaktili
Kelainan genetika yang ditandai dengan banyaknya jari yang tumbuh sehingga melebihi jumlah normalnya, ini tejadi pada organ tubuh tangan maupun kaki. Namun, polidaktili ini dapat terjadi pada salah satu bagian tangan atau kaki sebelah kiri atau kanan, tapi tidak menutup kemungkinan akan terjadi pada kedua bagian organ tangan dan kaki. Alel dominan P yang membawa sifat ini. Alel PP atau Pp merupakan alel yang dimiliki oleh penderita Polidaktili, sedangkan normalnya alel pp [11].
3. Thalasemia
Penyakit yang disebabkan oleh darah merah ( eritrosit ) yang tidak beraturan karena mengalami hemolisa atau pecah sehingga kemampuan untuk mengikat oksigen semakin berkurang dan tidak adanya sintesa rantai hemoglobin [12]. Alel ThTh menyatakan thalasemia mayor, alel Thth menyatakan thalasemia minor dan yang normal adalah alel thth [11]. Penderita penyakit ini memiliki ciri fisik yang sama dengan penderita anemia yang biasa disebut lima L yaitu, Lemah, Letih, Lesu, Lelah, Lalai. Selain itu, perut terlihat buncit karena terjadi pembengkakan limpa. Penderita ini perlu terus ditransfusi darah karena sel darah merah memiliki umur yang pendek.
4. Akondroplasia
Penyakit ini menganggu bagian penyongkong tubuh ( kerangka ), pada kerangka tidak terbentuk komponen tulang rawan secara benar sehingga menyebabkan penderitanya mempunyai lengan dan kaki yang pendek dan tinggi tubuhnya pun juga mengalami gangguan sehingga tingginya tidak melebihi 1,2 meter. Penyakit Akondroplasia ini hanya mengganggu pertumbuhan tinggi dan panjang lengan serta kaki, tapi pada ukuran kepala dan tubuhnya masih normal seperti manusia selayaknya. Penderitanya memiliki genotip KK atau Kk, sedangkan genotip kk dimiliki oleh orang normal yang tidak membawa sifat akondroplasia ini [8].
5. Brakidaktili
Kelainan ini disebabkan karena ruas – ruas tulang jari mengalami pemendekan sehingga jari – jari yang dihasilkan pun juga mengalami pemendekan. Penderitanya sendiri memiliki genotip heterozigot Bb yang hanya memiliki dua ruas jari karena pada bagian tengah sangat pendek dan menyatu dengan ruas jari lain, sedangkan pada kasus genotip BB akan menyebabkan kematian pada masa embrio. Pada orang normal akan memiliki genotip bb.[8]
F. 2. KELAINAN AUTOSOMAL RESESIF
Suatu kelainan yang akan hanya diwariskan pada individu genotip homozigot resesif. Dapat dianalogikan bahwa penderita memiliki genotip (aa) dan yang normal memiliki genotip (AA atau Aa). Namun pada orang yang bergenotip Aa ini tidak sepenuhnya normal, dia membawa gen kelainan namun tidak muncul pada keadaan tubuhnya sehingga disebut sebagai pembawa gen saja ( karier ). Sifat akan muncul pada keturunan jika terjadi perkawinan antara genotip ( Aa X Aa ) atau (Aa X aa) [8].
Beberapa contoh kelainan autosomal resesif :
1. Albinisme
Diakibatkan karena tubuh tidak mampu memproduksi pigmen melamin karena ketidakmampuan tubuh membentuk enzim yang berfungsi untuk merubah asam amino tirosin menjadi beta-3,4-dihidroksipheylalanin sehingga tubuh dan rambutnya berwarna putih [8,13]. Penderita albinisme ini memiliki kepekaan penglihatan terhadap cahaya yang sangat baik dikarenakan iris mata yang tidak mempunyai pigmen [13]. Gen dominan A inilah yang mengatur pembentukan enzim untuk mengubah tirosin menjadi melamin, sehingga didapatkannya genotip orang normal adalah AA atau Aa, sedangkan genotip aa dimiliki oleh penderita albinisme [8].
2. Anemia sel sabit
Kelainan dengan penyerangan pada kandungan oksigen darah . Penyakit yang disebabkan sel – sel darah merah berada di substitusi asam amino tunggal dalam protein hemoglobin sehingga pada saat individu berada dalam keadaan yang ekstrim seperti ditempat yang tinggi dan mengalami ketegangan fisik maka hemoglobin sel sabit akan mengubah bentuk sel-sel darah merah menjadi bentuk sabit. Penderita anemia sel sabit mempunyai genotip ss sedangkan individu normalnya memiliki genotip SS dan karier atau pembawa sifat kelainan ini bergenotip Ss [8].
3. Fenilketouria ( FKU )
Kelainan pada manusia karena tidak mampu melakukan proses metabolisme fenilalanin secara benar sehingga berakibat fenilalanin akan tertumpuk didarah dan dibuang melalui ginjal dalam bentuk urin[8,13]. Ciri – ciri penderita FKU ini seperti mental terbelakang dengan IQ sekitar 30, rambut putih, mata agak biru, gerakan menyentak-nyentak, bentuk tubuh seperti orang psychotic dan bau tubuh yang apak. Penderita bergenotip homozigot resesif phph sedangkan yang bergenotip PhPh atau Phph masih dalam keadaan normal.[8]
F. 3. KELAINAN X-Y LINKED
Penyakit /cacat yang terpaut pada kromosom X, yaitu :
Color blind/cb atau Buta warna
Yaitu penyakit kelainan pada mata yang ditentukan oleh gen resesif pada kromosom sex, khususnya terpaut pada kromosom X.[14]
Penyakit ini lebih banyak diderita oleh wanita yang memiliki kemungkinan terbesar, karena memiliki 2 buah kromosom X., bila dibandingkan dengan pria.[14]
Untuk carrier hanya wanita yang memilki karena wanita memilki 2 buah kromosom X sedangkan pria langsung terkena penyakit dan tidak ada carrier.[14]
Buta warna dibedakan 2 yaitu :
Buta warna parsial yaitu buta warna yang tidak dapat membedakan warna-warna tertentu. Terutama warna-warna yangdapat diserap oleh sel conus yaitu merah, biru atau hiijau.[14]
Buta warna total yaitu buta warna yang tidak dapat membedakan semua warna sehingga hanya terlihat warna gelap (hitam) dan warna terang (putih).[14]
Disimbolkan dengan gen :
CC = untuk sifat normal
Cc = untuk sifat normal heterozygote/carrier buta warna. Biasanya hanya
ditulis dengan c (alel yang resesif).
cc = untuk sifat buta warna
Sehingga bila dikaitkkan dengan kromosom X adalah :
X X = untuk wanita normal (dapat ditulis atau tidak lambang gennya)
X Xc = untuk wanita sifat carrier buta warna
Xc Xc = untuk wanita buta warna (penderita)
X Y = untuk sifat pria normal
Xc Y = untuk sifat pria buta warna (penderita)
Contoh persilangan :
Seorang pria dengan sifat normal menikah dengan wanita normal hetrozygot buta warna. Tentukanlah kemungkinan keturunan yang dihasilkan dan berapa % anak yang mempunyai sifat seperti ibunya ?
Diketahui : Pria normal = X Y
Wanita carrier buta warna = X Xc
Ditanya : 1. Kemungkinan keturunan yang dihasilkan ?
2.Berapa % anak yang membawa gen sifat sama dengan ibunya ?
Jawab : P = ♂ X Y X ♀ X Xc
(Pria normal) (wanita carrier buta warna)
G = X , Y ; X, Xc
F1 =
RG = X X : X Xc : X Y : Xc Y
1 : 1 : 1 : 1
RF = Anak wanita normal : anak wanita carrier buta warna : anak pria normal : anak pria buta warna
1 : 1 : 1 : 1
% anak yang pembawa sifat sama dengan ibunya (carrier buta warna )
= 1/4 X 100 = 25 %
Jadi anak yang dihasilkan dari perkawianan tersebut adalah 1 anak wanita normal, 1 anak wanita carrier buta warna, 1 anak pria normal dan 1 anak pria buta warna.
Anak denga sifat sama dengan ibunya (carrier buta warna) = 25 %.
Hemofilia
Yaitu penyakit sukar membekunya darah pada saat terjadinya luka.[14]
Penyakit ini ditentukan oleh gen resesif yang terpaut pada kromosom sex yaitu kromosom X.[14]
Penyakit ini banyak diderita oleh pria karena hanya mempunyai 1 buah kromosom X. Pada wanita penyakit ini hanya mempengaruhi sifat carrier atau pembawa sifat penyakit hemophilia/carrier hemophilia. Pada wanita, apabila ia terkena penyakti hemophilia maka tidak akan berumur panjang. Biasanya akan bersifat letal/kematian.[14]
Dapat disimbolkan dengan gen :
HH = untuk sifat normal
Hh = untuk sifat normal heterozygote/pembawa sifat hemophilia/carrier
Hemophilia.
hh = untuk sifat penyakit hemophilia.
Sehingga bila dikaitkkan dengan kromosom X adalah :
X X = untuk wanita normal (dapat ditulis atau tidak lambang gennya)
X Xh = untuk wanita sifat carrier buta warna
Xh Xh = untuk wanita buta warna (biasanya bersifat letal/kematian)
X Y = untuk sifat pria normal
Xh Y = untuk sifat pria buta warna (penderita)
Contoh persilangan :
Seorang wanita dengan sifat normal heterozygote hemophilia menikah dengan pria hemophilia. Tentukanlah kemungkinan keturunan yang dihasilkan dan berapa % anak yang mempunyai sifat normal ?
Diketahui : Wanita normal heterozygote hemophilia = X Xh
Pria hemophilia = X hY
Ditanya : 1. Kemungkinan keturunan yang dihasilkan ?
2.Berapa % anak yang membawa gen sifat normal ?
Jawab : P = ♀ X Xh X ♂ Xh Y
(wanita carrier hemofilial) (pria hemofilia)
G = X , Xh ; Xh , Y
F1 =
RG = X Xh : Xh Xh : X Y : XhY
1 : 1 : 1 : 1
RF = Anak wanita carrier hemofilia: anak wanita hemophilia (letal): anak pria normal : anak pria hemofilia
1 : 1 : 1 : 1
% anak yang sifatnya normal = 1/4 X 100 = 25 %
Jadi anak yang dihasilkan dari perkawianan tersebut adalah 1 anak wanita carrier hemofilia, 1 anak wanita hemophilia (letal), 1 anak pria normal dan 1 anak pria hemofilia.
Anak dengan sifat normal = 25 %.
F. 4. SINDROM KELAINAN KROMOSOM (BENTUK DAN JUMLAH)
Sindrom Turner(45,XO). Beberapa ciri sindrome ini adalah: jenis kelamin wanita, mengalami ovariculardisgenesis (ovarium tidak tumbuh) sehingga mandul, kehilangan satu kromosom X, payudara tidak tumbuh.[15] Sindrome turner terjadi pada setiap 1 dari 3000 wanita. gangguan kesehatan yang sering dialami adalah gangguan ginjal, tekanan darah tinggi, jantung, diabetes, katarak dan kelebihan berat badan. Penderita mempunyai 44 autosom dan hanya 1 kromosom X.[15] Oleh karena itu, kariotipenya menjadi 45,XO atau 44A + X.
Sindrom Klinefelter (47,XXY)Ciri penderita adalah: jenis kelamin pria, kelebihan satu kromosom X, mengalami testicular disgenesis (testis tidak tumbuh sempurna) akibatnya mandul, dan tumbuh payudara.[15] Klinefelter termasuk trisomi gonosomal (trisomi pada kromosom sex) penderita sindrom Kleinfelter mengalami penambahan 1 kromosom pada kromosom kelaminnya sehingga mempunyai 44 autosom dan 3 kromosom kelamin yaitu XXY.[15] Susunan kromosom kelamin XXY diakibatkan fertilisasi ovum XX oleh sperma Y atau ovum X oleh sperma XY.[15]
Sindrom Jacobson (47,XYY) Banyak yang mengatakan ini mirip sindrom Klinefelter. Pria XYY memiliki ciri umum selalu bertindak agresif, kasar, dan sering berbuat kriminal.[15
Sindrom wanita super (47,XXX), Cirinya: kromosom sex ada tiga XXX, tubuh seringnya tinggi, menderita schizoprenia.[15]
Sindrom Down (47,XX/XY) kelebihan satu kromosom pada kromsom nomor 21 penderita mengalami kelebihan 1 autosom pada kromosom nomor 21 dan dapat terjadi pada laki-laki dan perempuan.[15] Sindrom ini terjadi karena nondisjunction pada autosom nomor 21 ketika pembentukan ovum.[15] Susunan kromosom pada penderita laki-laki adalah 47,XY + 21, sedangkan penderita perempuan adalah 47,XX + 21.[15] Kelainan ini ditemukan oleh J. Langdon Down pada tahun 1866 dengan ciri-ciri tinggi badan sekitar 120 cm, kepala lebar dan pendek, bibir tebal, lidah besar dan menjulur, liur selalu menetes, jari pendek dan gemuk terutama kelingking, telapak tangan menebal, mata sempit miring ke samping, gigi kecil-kecil dan jarang, IQ rendah, umumnya steril. penderita sindrom Down ada yang idiot (IQ 24); imbisil (IQ 25-49); dan ada yang debil (IQ 50-69).[15] Kelainan sindrome Down bersifat unuversal, artinya terdapat dimana-mana tanpa membedakan bangsa, kedudukan dan keadaan sosial.[15]
Sindrom Edwards (47,XX/XY) kelebihan satu kromosom pada kromosom nomor 16, 17, atau 18.[15] Penderita mengalami trisomik atau kelebihan 1 kromosom nomor 18, sehingga susunan kromosom pada laki-laki adalah 47,XY + 18, sedangkan pada perempuan adalah 47,XX + 18.[15] Sindrom ini terjadi karena nondisjunction pada autosom nomor 18 pada saat ovulasi.[15] Ciri-ciri penderita adalah memiliki kelaianan pada alat tubuh, telinga dan rahang bawah kedudukannya rendah, mulut kecil, mental terbelakang, tulang dada pendek, umumnya hanya mencapai umur 6 bulan. Jika kelebihan kromosom pada nomor lebih dari satu, misalnya 16 dan 17, akan terjadi letal atau kematiam.[15]
Sindrom Patau (47,XX/XY)penderita sindrom patau mempunyai 45 autosom. Kelebihan kromosom ini disebut trisomi.[15] Dengan demikian seluruhnya terdapat 45 autosom dengan kromosom kelamin XY atau XX. Trisomi mungkin dapat terjadi pada kromosom nomor 13,14 atau 15. Ciri-ciri penderita sindrome patau adalah kepala kecil, mata kecil, sumbing celah langit-langit, tuli, polidaktili, mempunyai kelainan otak, jantung, ginjal dan usus serta pertumbuhan mentalnya terbelakang. biasanya penderita meninggal pada usia kurang dari 1 tahun.[15]
II.G Kariotipe
Untuk melihat dan mengantisipasi kelainan – kelainan yang ada maka dapat dilakukan dengan memperhatikan kariotipe suatu individu. Kariotipe artinya menyusun kromosom yang sama berdasarkan panjang dan bentuknya.[16]Teknik menentukan karyotype biasanya disebut '' karyotyping''. Sel dapat terkunci bagian jalan melalui divisi (metaphase) in vitro (dalam reaksi botol) dengan Kolkisina.[16] Sel-sel ini kemudian berwarna, difoto, dan diatur ke '' karyogram'', dengan set kromosom yang diatur, autosomes untuk panjang, dan kromosom seks (X / Y). [16]Seperti banyak spesies seksual memproduksi, manusia memiliki khusus gonosomes (kromosom seks, berbeda dengan autosomes). Ini adalah XX pada betina dan XY pada laki-laki. [16]Karyotipe manusia normal terdiri dari 22 pasang kromosom autosomal dan 1 pasang kromosom seks.[16] Pada pria karyotipe mununjukkan 22 pasang kromosom autosomal an XY, sedangkan pada wanita menunjukkan 22 pasang kromosom autosomal dan XX. Karyotype dapat berguna untuk mengidentifikasi adanya kromosom yang tidak normal baik pada bentuk ataupun jumlahnya.[16] Untuk membantu mengidentifikasi kromosom tersebut, tiap pasang dari kromosom tersebut diberi nomor 1-22 sedangkan 1 pasang yang terakhir diberi nama X dan Y.[16]
Gambar 2.10 Karyotipe normal pada laki-laki atau wanita (http://www.news-medical.net/health/Chromosome-Karyotype-%28Indonesian%29.aspx)
RUJUKAN
Diah A, Muslim C, Manaf S, Winarni E W. BIOLOGI SMA dan MA untuk kelas XII. Jakarta : Erlangga Esis; 2004;p. 78-80.
Yuwono T. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga; 2007; p. 75-92.
Sofro ASM. Keanekaragaman Genetik, 1st Ed. Yogyakarta: Andi Offset; 1994;p.26-32.
Chu S. What are the differences between mitochondrial and nuclear DNA?. [Last Updated : 10:52 on Tue, 21 Sept 2010].[cited : 21:44 on Fri, 21 Sep 2012].
Available from : http://www.quora.com/What-are-the-differences-between-mitochondrial-and-nuclear-DNA
Campbell, Reece, Urry L.A., Cain, Wasserman, Minorsky, Jackson. Membandingkan Sel Prokariotik dan Eukariotik 8th Ed.p.269-270, 300.
Praweda. Hipotesis Mendel.[akses tanggal 18 September 2012 pukul 21.30].
http://free.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0121%20Bio%203-2b.htm
Galant. Perwarisan Dominan Secara Tidak Penuh. [akses tanggal 18 September 2012 pukul 21.30].
Available from : http://www.kittenspark.com/index.php?topic=108.0
Elvita A, Widianto F, Widiawati H, Maimanah, Pradini M, Saura U, Et.al. Genetika Dasar.pdf. Pekanbaru, Riau ( Indonesia ) . [akses tanggal 18 September 2012 pukul 21.30].
Admin. Penyakit Autosomal Dominan. Jakarta ( Indonesia ). [publish 26 April 2010]. [akses 18 September 2012 pukul 21.30]. Available from : medicinesia.com
Admin. KODING Biologi XII IPA Ganesha Operation. p. 393
dr. Zainuri Sabta Nugraha. Genetika Dasar pdf. [publish 2008-2009].[akses tanggal 18 September 2012 pukul 22.00]
Kusumawati R, Retnaningati D, Hidayat M L. Detik – detik Ujian Nasional Biologi SMA. Intan Pariwara. 2011.p. 78
News Medical. Diseases Linked to X Chromosome. [cited : 23 Sept 2012 at 21:00]. Available From : http://www.news-medical.net/health/Diseases-Linked-to-X-Chromosome-%28Indonesian%29.aspx
Wijayanti L. Mutasi.[published : 22 Desember 2012].[cited : 23 Sept 2012 at 20:12].
Available From : http://klikbelajar.com/pelajaran-sains/mutasi
News Medical. Chromosome Karyotype. [cited : 23 Sept 2012 at 20:12].
Available From: http://www.news-medical.net/health/Chromosome-Karyotype-%28Indonesian%29.aspx
Komentar
Posting Komentar