LEARNING
OBJECTIVE
1. Bagaimana
Struktur Kromosom dan jenisnya?
2. Bagaimana
Proses Pembelahan Sel (Mitosis dan Meiosis)?
3. Apa
Saja Perubahan Struktur dan jumlah kromosom?
4. Bagaimana
kera hylobates dan Nomascus yang memiliki kromosom berbeda dapat menghasilkan
anakan?
PEMBAHASAN
Di dalam tiap kromosom
terdapat sejumlah factor hereditas, yaitu gen yang masing-masing mengontrol
penurunan satu atau lebih sifat. Tiap gen terletak pada satu tempat tertentu
disebut sebagai lokus di sepanjang kromosom. Karena gen terletak dalam kromosom
dan tiap sel mempunyai dua dari tiap jenis gen, kromosom terpisah pada waktu
meiosis dan bersatu kembali dalam fertilisasi, demikian juga halnya dengan gen.
gen terletak dengan urutan linear di dalam kromosom, kromosom homolog mempunyai
gen yang sama terletak dalam urutan yang sama (Ville, et al. 1999).
Kromosom
terletak di dalam inti sel, tersusun oleh kromatin yang berbentuk sebagai
benang-benang. Pada pewarnaan kromosom, ada bagian yang nampak berwarna gelap
yang disebut heterokromatin dan bagian yang berwarna terang yang disebut
eukromatin (Hardjosubroto,2001).
Bentuk kromosom selalu berubah-ubah pada saat
terjadinya pembelahan sel. Kebanyakan kromosom mempunyai dua lengan yang
dipisahkan oleh sentromer, kromosom berbentuk seperti benang dan selalu berpasangan
yang saling melekat satu sama lain pada sentromer tersebut. Sentromer berfungsi
sebagai tempat berpegangnya benang-benang plasma pada saat terjadinya
pembelahan sel. Berdasarkan letak sentromer tersebut dapat dibedakan atas:
ü Metasentris,
apabila letak sentromer tepat ditengah-tengah kromosom, sehingga kromosom tepat
terbagi dua.
ü Aksosentris,
apabila sentromer terletak di dekat salah satu ujung dari kromosom sehingga
kromosom tidak terbagi atas dua bagian yang sama panjang.
ü Submetasentris,
apabila sentromer terletak diantara posisi metasentris dan akrosentris.
ü Telosentris,
apabila sentromer terletak tepat di ujung dari kromosom
ü Asentris,
bila kromosom tidak memiliki sentromer (Hardjosubroto,2001).
Kromosom dalam sel somatic selalu berpasangan
sedangkan pada sel gamet (ovum dan spermatozoa) kromosom tidak berpasangan.
Dengan demikian jumlah kromosom di dalam sel gamet adalah setengah dari jumlah
kromosom di dalam sel tubuhnya. Keadaan kromosom yang tidak berpasangan ini
disebut bersifat haploid (n kromosom). Satu set kromosom yang tidak berpasangan
disebut genom. Pada saat terjadinya fertilisaasi terjadilah persatuan antara
dua genom yang masing-masing berasal dari jantan dan betina untuk berpasangan kembali
dan terjadilah sel dengan kromosom yang berpasangan lagi. Sel inilah yang
kemudian membelah secara mitosis sebagai sel somatic. Dengan demikian maka sel
somatic mempunyai 2 genom sehingga berifat diploid (2n kromosom)
(Hardjosubroto,2001).
2. Pembelahan
sel
Secara
umum periode sel terdiri dari dua periode yaitu periode interfase
(istirahat/senggang) dan periode pembelahan. Di sini periode interfase terbagi
atas periode G dan S. G berasal dari kata gap (senggang) dan S berasal dari
kata synthesis.
Periode
G1
adalah periode sel aktif mansintesa ARN dan protein. Pada fase ini terjadi
pembentukan organela-organela.
Periode
S
adalah periode aktif terjadinya sintesis.
Periode
G2
adalah persiapan sitoplasma untuk membelah, terjadi replikasi organela
(Hartwell, 2000).
a.
Mitosis
Pembelahan mitosis
terjadi pada seluruh jaringan tubuh, baik jaringan somatik (vegetatif) maupun
jaringan germinatif (generatif). Dalam mitosis, karyotipe yang 2n (diploid)
pada sel induk akan tetap 2n pada sel anak.
1)
Profase
Periode ini merupakan
periode awal dari proses mitosis. Pada periode ini terjadi perubahan pada
nucleus dan sitoplasma. Serabut-serabut kromatin menjadi lebih menggulung rapat
dan melipat sehingga kian pendek dan tebal berubah menjadi kromosom, yang besar
dan tampak jelas. Kromosom kemudian berduplikasi menjadi dua kromatid anak yang
sama, dan kemudian bergabung pada sentromer. Spindle mitosis terbentuk di
sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung dengan protein, tersusun
teratur di antara dua sentrosom. (Guyton, A.C.,Hall, J.E., 1997)
2)
Prometafase
Selama
prometafase membrane inti terpotong-potong. Mikrotubul dari spindle sekarang
dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah menjadi
lebih padat. Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas dari
setiap kutub kea rah ekuator sel. Setiap kromatid dari kromosom kini memiliki
struktur khusus yang dinamakan kinetokor, yang terletak pada daerah sentromer (Guyton,
A.C.,Hall, J.E., 1997).
3)
Metafase
Sentrosom
berada pada kedua kutub sel yang berlawanan. Kromosom berada pada bidang
metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama antara spindle kedua kutub.
(Guyton, A.C.,Hall, J.E., 1997)
4)
Anafase
Sentromer
dari setiap kromosom mengganda, sehingga setiap kromatid memiliki sentromer
sendiri-sendiri. Setiap kromatid sekarang dianggap sebagai calon kromosom.
Spindle mulai menggerakkan kromatid menuju kutub sel yang berlawanan.
Mikrotubul kinetokor memendek ketika kromosom mendekati kutub sel. Pada
akhirnya kedua kutub sel sama jaraknya dan merupakan kumpulan dari kromosom (Guyton,
A.C.,Hall, J.E., 1997).
5)
Telofase
Benang
spindle menghilang. Membrane inti terbentuk dari potongan-potongan membrane
inti sel induk dan bagian lain dari system endomembran. Pada fase profase dan
prometafase selanjutnya nucleoli nampak kembali dan serabut kromatin dari
masing-masing kromosom menjadi kurang erat memilin. Mitosis merupakan
pembelahan dari satu inti menjadi dua inti yang secara genetic sama (Guyton,
A.C.,Hall, J.E., 1997).
b.
Meiosis
1)
Prophase I
Berbeda
dengan profase pada mitosis, yaitu bahwa kromosom-kromosom homolog membentuk
pasangan yang dinamakan bivalen. Persilangan yang membantu mengikat
kromosom agar tetap bersama dinamakan kiasmata.
Leptotene
: Kromosom
menebal dan mulai keliatan, sedang kromatid mulai menghilang. Centromer mulai
menuju ke kutub sel.
Zygotene
:
Kombinasi kromosom homolog disebut bivalent.
Kromosom homolog mengandeng. Dibeberapa tempat terjadi persilangan (chiasma;
jamak: chiasmata).
Pachytene
: Diikuti
dengan cross over kromosom. Kromatid non – sister dari kromosom homolog secara
acak berubah segment dari informasi genetik area terakhir dari homolog.
Diplotene : Setiap kromosom
membelah longitudinal membentuk dua kromatid, sentromer masih satu terjadi chiasmata pada beberapa tempat antara
kromatid homolog; dari chiasmata timbul crossing over.
Diakinase :
Kromosam (kromatid) mencapai pilinan maksimal, sehingga mencapai besar maksimal
pula.
PROSES TERJADINYA
CROSSING OVER GENE
Peristiwa pindah silang umum terjadi pada setiap
gametogenesis pada semua mahluk hidup. Pindah silang ialah proses penukaran
segmen dari kromatid. Pindah silang terjadi selama profase Meiosis I. Ketika
kromosom homolog pertama kali muncul bersama sebagai pasangan selama profase I,
suatu perlengkapan protein yang dinamakan kompleks sinaptonemal (synaptonemal
complex) menggabungkan kromosom sehingga terikat kuat satu dengan yang lainnya,
fungsinya mirip sebuah ritsleting. Pemasangan berlangsung secara cermat,
penataan yang homolog satu sama lain gen demi gen. Pindah silang terjadi ketika
porsi homolog dua kromatid bukan saudara bertukar tempat. Tempat persilangan
dua kromatid disebut chiasma. Kromatid-kromatid yang bersilangan itu akan
melekat dan putus di bagian chiasma, kemudian tiap potongan akan melekat pada
kromatid sebelahnya secara timbal balik (Campbell, 2002).
Pindah silang dibedakan atas :
a.
Pindah
silang tunggal
ialah pindah silang yang terjadi pada satu tempat dan menyebabkan terbentuknya
4 macam gamet, yaitu CF dan cf yang disebut tipe gamet tetua/ tipe parental
karena memiliki gen seperti yang dimiliki induk/ parentalnya dan Cf dan cF yang
disebut tipe gamet rekombinasi karena merupakan gamet tipe baru sebagai hasil
adalanya pindah silang. Gamet tipe parental dibentuk dalam jumlah yang lebih
banyak karena tidak mengalami gangguan pindah silang sedangkan gamet tipe
rekombinasi dibentuk lebih sedikit. Akibatnya keturunan yang mempunyai sifat
seperti parental selalu berjumlah lebih banyak dibandingkan dengan keturunan tipe rekombinasi
Jika individu hasil pindah silang
ini ditestcross (disilangkan dengan ccff) maka hasil persilangannya adalah 79,4
& fenotipe tetua dan 20,6 % fenotip rekombinasi (Suryo,
2007).
b.
Pindah
silang ganda
ialah pindah silang yang terjadi di dua tempat. Biasanya terjadi pada 3 buah
gen yang berangkai pada satu kromosom (Suryo, 2007).
Banyak faktor ekstrinsik dan
intrinsik berperanserta pada laju pindah silang seperti pengaruh kelamin, umur,
temperatur, jarak ke sentromer, dan lain-lain (Suryo, 2007).
Perkawinan
antara jumlah kromosom yang berbeda dapat mengakibatkan kelainan kromosom pada
anakannya. Abnormalitas akibat kelainan kromosom dapat
dibedakan menjadi dua tipe yaitu, euploidi adalah variasi yang menyangkut
seluruh set kromosom, dan aneuploidi adalah variasi yang menyangkut
kromosom-kromosom tunggal di dalam satu set kromosom (Suryo, 2007).
2) Metaphase
I
Kromosom
sekarang tersusun pada plat metafase masih dalam pasangan homolog (Metaphase
plate).
3) Anaphase
I
Sister
kromatid tetap terikat pada sentromernya
dan bergerak sebagai unit tunggal ke arah kutub yang sama. Kromosom homolog
bergerak ke arah kutub yang berlawanan.
4) Telophase
I
Setiap
kutub kini mempunyai satu set kromosom haploid
tetapi setiap kromosom tetap memiliki 2 kromatid saudara (Hartwell, 2000).
Meiosis
II
1) Prophase
II
Kromosom memadat, sentriol menuju ke kutub berlawanan.
Membrane nucleus pecah. Di sini tidak terjadi replikasi DNA sebelum Prophase
II.
2) Metaphase
II
Kromosom
ditempatkan pada plat metafse dengan cara seperti mitosis. Sister kromatid
menempel pada benang spindle dari kutub yang berlawanan.
3)
Anaphase II
Sentromer
kromatid saudara akhirnya berpisah, dan kromatid saudara dari masing-masing
pasangan kini merupakan kromosom individual, bergerak ke arah kutub sel yang
berlawanan.
Nuklei terbentuk pada kutub sel yang berlawanan dan sitokinesis terjadi. Kromosom mulai diuraikan, pembentukan kembali nucleoli dan membrane nucleus (Hartwell, 2000).
3. Kelaianan
Kromosom
· Perubahan Struktur Kromosom
Perubahan struktur kromosom atau kerusakan bentuk
kromosom disebut juga dengan istilah aberasi.
Macam-macam perubahan struktur kromosom (Pratiwi, 1997) :
1) Delesi atau defisiensi adalah perubahan struktur kromosom
karena kekurangan segmen kromosom.
2) Duplikasi adalah perubahan struktur kromosom karena kelebihan
segmen kromosom
3) Translokasi ialah perubahan struktur kromosom yang mengalami pertukaran segmen kromosomke kromosom
nonhomolog.
4) Inversi ialah perubahan struktur kromosom yang mengalami
perubahan letak gen-gen, karena selama meiosis kromosom terpilin dan terjadi
kiasma.
5) Isokromosom ialah perubahan struktur kromosom yang terjadi pada
waktu menduplikasikan diri, pembelahan
sentromernyamengalami perubahan arah pembelahan sehingga terbentuklah dua
kromosom yang masing-masing berlengan identik atau sama.
6) Katenasi adalah perubahan jumlah kromosom yang terjadi pada dua
kromosom nonhomolog yang ssat membelah menjadi empat kromosom, saling bertemu
ujung-ujungnya sehingga membentuk lingkaran (Pratiwi, 1997).
·
Perubahan
Jumlah Kromosom
1)
Euploid
Yaitu suatu perubahan jumlah
kromosom yang berupa perubahan kelipatan jumlah kromosom dari jumlah kromosom
diploid (2n), sehingga menjadi triploid (3n), tetraploid (4n), pentaploid (5n),
dll
ü Autopoliploid
Yaitu
apabila jumlah kromosom suatu individu dilipatgandakan dengan zat mutagenik
(misal : kolkhisin) atau perlakuan khusus (misal : kejutan suhu atau tekanan).
Contohnya tanaman tomat (2n) diberi
perlakuan kolkhisin menjadi tanaman tomat tetraploid (4n). Jadi dalam hal ini
genom yang sama mengalami kelipatan.
ü Allopoliploid
Yaitu merupakan hibridisasi
(persilangan) antara dua spesies yang berlainan tetapi masih mempunyai hubungan
kekerabatan yang dekat. Hibrid interspesifik yang dihasilkan akan steril,
sehingga jumlah kromosomnya harus dilipatgandakan agar fertil. Dengan demikian
dari proses ini akan dihasilkan spesies baru. Pada allopoliploid ini
genom-genom yang berbeda bersatu melalui hibridisasi (Hartwell, 2000)
2) Aneuploidi
Kelainan jumlah kromosom adalah kelainan yang
menyebabkan individu yang terkena mewarisi tambahan kromosom (trisomi), atau
kehilangan kromosom (monosomi), atau memiliki kelipatan abnormal komplemen
kromosom normal (polipliodi).
(Hartwell, 2000)
4. Hybrid
Kera Hylobates (owa-owa) Memiliki jumlah Kromosom 44, dan Kera Nomascus (Gibon) memiliki Kromosom 52. Dan apabila dialam bebas meraka mengalami perkawinan maka mereka akan memiliki keturunan yang steril. Hal itu disebabkan karena kelainan kromosom. Kera hylobates dengan kromosom n=22 + kera nomascus dengan n=27, maka didapatkan jumlah anakan kromosom menjadi 49. Hal ini yang mengakibatkan jumlah kromosom kurang ataupun lebih sehingga kera jenis ini steril.
Perkawinan antara jumlah kromosom yang berbeda dapat mengakibatkan kelainan kromosom pada anakannya. Abnormalitas akibat kelainan kromosom dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu, euploidi adalah variasi yang menyangkut seluruh set kromosom, dan aneuploidi adalah variasi yang menyangkut kromosom-kromosom tunggal di dalam satu set kromosom (Suryo, 2007).
DAFTAR
PUSTAKA
Campbell, dkk. 2002. Biologi.
Jakarta : Erlangga
Guyton,
A.C.,Hall, J.E., 1997. Buku Ajar
Fisiologi Kedokteran Edisi Kesembilan. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran
EGC
Hardjosubroto,
Wartomo. 2001. Genetika Hewan.
Yogyakarta: fakultas Peternakan Universitas Gadjah Mada
Hartwell,
Leland, Leroy Hood, Michael L. Goldberg, Ann E. Reynolds, Lee M. Silver. 2000. Genetics: From Genes to Genomes second
edition. University of Washington : Washington DC
Pratiwi, D.A. 1997. Buku Penuntun
Biologi. Jakarta : Erlangga.
Suryo.2005. Genetika.
Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Ville,
Claude A., Walker, Warren F., Barnes, Robert J. 1999. General Zoology 6th Edition. W.B Saunders Company
No comments:
Post a Comment