Pengertian dan karakteristik Genetika

Genetika adalah cabang biologi yang bersangkutan dengan ilmu keturunan. keturunan merujuk pada cara di mana karakteristik tertentu ditularkan dari satu generasi ke generasi berikutnya.

Sebagai contoh, kita tahu bahwa seorang ibu tinggi dan ayah tinggi cenderung memiliki anak yang tinggi. Genetika (ilmuwan yang mempelajari genetika) yang tertarik untuk mencari tahu dua hal tentang pengamatan ini.

Pertama, apa yang ada dalam sel-sel tubuh seseorang yang mengarahkan tubuh menjadi tinggi daripada singkat. Kedua, bagaimana petunjuk untuk ‘ketinggian’ ditularkan dari orang tua kepada keturunannya, dari satu generasi ke generasi berikutnya?

Sejarah genetika

Manusia telah diketahui tentang karakteristik keturunan selama ribuan tahun. Pengetahuan yang telah digunakan untuk perbaikan pabrik domestik dan hewan.

Sampai akhir abad kesembilan belas, bagaimanapun, pengetahuan yang telah diperoleh oleh eksperimen trial-and-error. Ilmu genetika modern dimulai dengan karya perintis dari pendeta Austria dan botani Gregor Mendel (1822-1884).

Hal-hal untuk Tahu

DNA (asam deoksiribonukleat): Molekul yang membentuk kromosom dan gen yang berada.

Gen dominan: Keadaan atau sifat genetik yang akan selalu mengekspresikan dirinya sendiri ketika hadir sebagai bagian dari sepasang gen di kromosom. [

Loading...

Gen: Bagian dari molekul DNA yang membawa petunjuk untuk pembentukan, fungsi, dan transmisi sifat-sifat tertentu dari satu generasi ke generasi berikutnya.

Keturunan: Transmisi karakteristik dari orang tua kepada keturunannya.

Nukleotida: Sekelompok atom hadir dalam molekul DNA.

Protein: molekul besar yang penting untuk struktur dan fungsi semua sel hidup.

Gen resesif: Keadaan atau sifat genetik yang dapat mengekspresikan dirinya hanya ketika dua gen, satu dari kedua orang tuanya, yang hadir dan bertindak sebagai semacam kode untuk menciptakan sifat tersebut, tapi tidak akan mengungkapkan dirinya sendiri ketika dipasangkan dengan gen dominan.

Triad: Juga dikenal sebagai kodon; kelompok tiga nukleotida yang membawa pesan khusus untuk sel.

Mendel mempelajari karakteristik genetik tanaman kacang. Dia tertarik untuk mengetahui ciri-ciri bagaimana tertentu, seperti warna bunga dan tinggi tanaman, yang diwariskan dari generasi ke generasi. Selama hidupnya, ia belajar puluhan generasi tanaman dari semua ukuran, bentuk, dan warna.

Sebagai hasil dari penelitiannya, Mendel dapat menyatakan suatu hukum dasar beberapa menggambarkan cara sifat genetik yang diwariskan. Dia juga sampai pada kesimpulan bahwa harus ada unit biologis tertentu bertanggung jawab untuk transmisi sifat genetik. Dia disebut unit yang faktor. Mendel “faktor” yang kemudian diberi nama gen.

Tanpa pertanyaan, Mendel adalah ayah dari ilmu genetika modern. Salah satu ironi besar dalam sejarah, bagaimanapun, adalah bahwa penemuannya hilang selama lebih dari tiga dekade.

Kemudian, di awal 1900-an, penelitian Mendel ditemukan kembali hampir bersamaan oleh tiga ahli biologi yang berbeda, ahli botani Belanda Hugo de Vries (1848-1935), ahli botani Jerman Karl FJ Correns (1864-1933), dan ahli botani Austria Erich von Tschermak Seysenegg (1871-1962).

Meskipun bunga dalam genetika tumbuh pesat setelah tahun 1900, masalah mendasar tetap. Genetika berdasarkan semua hukum mereka, teori, dan eksperimen pada konsep gen.

Tapi tidak ada yang memiliki ide untuk apa itu gen. Tampaknya jelas bahwa gen itu mungkin semacam senyawa kimia, atau beberapa kombinasi dari senyawa. Tapi tidak ada yang bisa menentukan apa jenis senyawa atau senyawa itu.

Jawaban untuk pertanyaan yang datang pada tahun 1953. Ahli biologi Amerika James Watson (1928-) dan kimiawan Inggris Francis Crick (1916) berkolaborasi untuk menemukan bahwa gen adalah bagian dari molekul yang sangat besar dan kompleks ditemukan dalam inti semua sel, asam deoksiribonukleat (DNA) molekul.

Pengertian Ilmu Genetika
Pengertian Ilmu Genetika

Kimia gen

Bayangkan sebuah rantai yang sangat panjang dari manik-manik dirangkai untuk membentuk untai mengandung ratusan ribu manik-manik. Untai berisi manik-manik dari hanya empat warna: merah, kuning, biru, dan hijau. Strand yang manik-manik dapat dibandingkan dengan setengah dari molekul DNA. Sisi lain dari molekul adalah untai kedua hampir identik dengan untai pertama.

Watson dan Crick menunjukkan bahwa urutan di mana berbagai warna manik-manik terjadi adalah signifikan. Sebuah molekul DNA di mana manik-manik tersebut diatur dalam urutan biru-kuning-kuning-merah-merah-biru-biru-biru, dan sebagainya, memiliki makna bagi sel. Urutan menceritakan “mesin kimia” dari sel untuk membuat jenis tertentu protein, seperti protein yang bertanggung jawab untuk rambut merah atau mata biru. Urutan lain warna, misalnya, merah-merah-kuning-hijau-biru-hijau-merah-, dan sebagainya, mungkin “kode” untuk membuat rambut pirang atau mata hijau.[

Komponen dari molekul DNA yang tidak, tentu saja, manik-manik berwarna. Mereka adalah kelompok-kelompok tertentu dari atom dikenal sebagai nukleotida. Setiap nukleotida dalam molekul DNA sebanding dengan salah satu manik-manik berwarna dalam analogi di atas. Sama seperti hanya ada empat warna manik-manik di analogi di atas, sehingga hanya ada empat nukleotida berbeda dalam molekul DNA. Mereka nukleotida mungkin diwakili oleh simbol A, C, G, dan T (sesuai dengan manik warna merah, biru, hijau, dan kuning). Sebuah molekul DNA, kemudian, adalah rantai yang sangat panjang nukleotida dengan struktur seperti berikut:

-C-T-A-T-C-G-A-C-T-T-G-A-C-T-T-T-G-C-C-A-C-A-A-C- …

Titik-titik pada akhir rantai menunjukkan bahwa rantai benar-benar berlangsung jauh lebih lama.

Watson dan Crick mengatakan bahwa setiap set dari tiga nukleotida-mereka menyebutnya triad atau kodon-membawa pesan tertentu bahwa sel-sel bisa mengerti. Pesan mereka kepada sel untuk “membuat rambut merah,” atau “membuat mata biru,” atau “membantu seseorang untuk tumbuh tinggi,” atau “memberi seseorang bakat musik,” atau salah satu dari ribuan ciri lain yang memiliki setiap manusia .

Penemuan ini menjawab pertanyaan pertama yang ahli genetika memiliki sekitar hereditas: bagaimana sel-sel tahu ciri-ciri mereka “seharusnya” untuk membuat dan apa fungsi mereka “seharusnya” untuk melaksanakan. Penemuan yang sama juga menjawab pertanyaan kedua membingungkan ahli genetika: bagaimana ciri-ciri ini bisa diwariskan dari generasi ke generasi?

Jawaban untuk pertanyaan itu adalah bahwa molekul DNA memiliki kemampuan untuk membuat salinan dari diri mereka sendiri. Ketika sel membelah (yang mereproduksi), begitu molekul DNA mengandung. Dalam kebanyakan kasus, dua molekul persis sama yang dihasilkan dari molekul orangtua tunggal.

Ketika sel telur (sel reproduksi wanita) dan sel sperma (sel reproduksi laki-laki) bersatu selama pembuahan, setiap sel memberikan DNA untuk telur dibuahi. DNA dari kedua orang tuanya menggabungkan untuk membentuk DNA untuk keturunannya. Apapun nukleotida sekuens ibu dan ayah memiliki dalam sel mereka sendiri, mereka menyampaikan kepada anak mereka.

Sifat dominan dan resesif

Satu pertanyaan mendasar tetap dalam contoh di atas: misalkan seorang anak lahir dari ayah dengan rambut merah dan seorang ibu dengan rambut pirang. Apa warna rambut akan anak memiliki?

Mendel bekerja dengan pertanyaan ini jauh sebelum Watson dan Crick menemukan sifat DNA. Ia menemukan bahwa untuk setiap satu sifat genetik, selalu ada dua kondisi yang mungkin. Sebuah bunga mungkin merah atau putih; tanaman mungkin tinggi atau pendek; pod kacang mungkin halus atau keriput; dan sebagainya. Mendel juga menemukan bahwa satu dari dua kondisi ini adalah lebih mungkin untuk “menang” atas yang lain. Dia disebut “pemenang” sifat dominan dan pecundang sifat resesif.

Jika tanaman kacang mewarisi “tinggi” gen untuk tinggi dari kedua tanaman induk, keturunan yang paling ingin menjadi tinggi. Jika tanaman kacang mewarisi “singkat” gen untuk tinggi dari kedua tanaman induk, keturunan yang paling mungkin menjadi pendek. Tetapi jika tanaman kacang mewarisi “tinggi” gen dari satu orangtua dan “short” gen dari orang tua kedua, keturunannya kemungkinan besar menjadi tinggi.

Bagian penting dari pekerjaan Mendel adalah menemukan apa peluang matematika dari berbagai jenis kombinasi mungkin. Misalnya, ia menunjukkan bagaimana menghitung probabilitas yang akan dihasilkan ketika sebuah “tinggi” tanaman induk kacang itu menyeberang dengan “singkat” tanaman induk kacang dalam pertama, kedua, dan generasi-generasi.

Masa depan genetika

Satu dapat menerapkan prinsip-prinsip genetika dalam banyak situasi yang besar tanpa mengetahui apa-apa tentang struktur molekul DNA. Namun, penemuan Watson-Crick dimungkinkan perubahan revolusioner dalam sifat dasar genetika. Selama ilmuwan tidak tahu untuk apa gen itu, tidak ada banyak yang bisa mereka lakukan untuk membuat perubahan dalam gen dari tanaman, hewan, atau manusia.

Tapi Watson dan Crick menunjukkan bahwa gen yang tidak lain dari senyawa kimia. Jika seseorang dapat membuat perubahan senyawa kimia di laboratorium, orang itu juga bisa membuat perubahan dalam molekul DNA. Masalah yang dihadapi adalah banyak lebih sulit karena molekul DNA yang jauh lebih kompleks daripada kebanyakan molekul yang ahli kimia bekerja dengan. Tetapi prinsip-prinsip dasar yang terlibat adalah sama.

Para ilmuwan mengeksplorasi berbagai cara di mana gen dapat dimodifikasi untuk menghasilkan sel-sel yang dapat melakukan hal-hal yang mereka tidak bisa lakukan sebelumnya. Sebagai contoh, adalah mungkin untuk menciptakan gen untuk hormon (utusan kimia) yang dikenal sebagai insulin di laboratorium kimia.

Pekerjaan ini cukup sulit, tetapi tidak berarti mustahil. Ini hanya mensyaratkan bahwa atom benar dirakit dalam urutan yang benar. Bahwa gen buatan kemudian dapat dimasukkan ke dalam DNA dari organisme lain, seperti bakteri. Ketika gen buatan menjadi bagian dari DNA bakteri, itu mulai berfungsi seperti semua gen lain dalam DNA bakteri. Bakteri mulai berfungsi sebagai “pabrik insulin,” membuat suatu senyawa sangat penting bahwa itu tidak pernah bisa membuat sebelumnya.

Salah satu perkembangan baru-baru ini yang paling menarik dalam genetika adalah inisiasi Proyek Genom Manusia, yang secara resmi dimulai pada tanggal 1 Oktober, 1990. Proyek ini dirancang untuk memberikan peta jalan genetik lengkap menguraikan lokasi dan fungsi dari sekitar 50.000 gen pada manusia asam deoksiribonukleat (DNA) dan untuk menentukan urutan dari 3000000000 pasangan basa yang membentuk DNA manusia. Akibatnya, para peneliti genetik akan memiliki akses yang mudah untuk gen tertentu untuk mempelajari bagaimana tubuh manusia bekerja dan untuk mengembangkan terapi untuk penyakit. Peta gen untuk spesies hewan lainnya juga sedang dikembangkan.

Tampaknya ada hampir tidak ada batasan teknis untuk hal-hal yang para ilmuwan dapat melakukan dengan gen. Tapi dengan janji penelitian genetik, banyak pertanyaan etis dan filosofis muncul. Satu pertanyaan adalah, tentu saja, apakah ada batas sosial atau etis untuk jenis perubahan ilmuwan harus diizinkan untuk membuat dalam gen tanaman, hewan, dan manusia. Dengan penelitian yang berfokus pada kemampuan untuk memanipulasi gen, ada ketakutan bahwa hasilnya tidak akan selalu menguntungkan. Untuk sebagian besar, manfaat untuk obat dan pertanian tampaknya jauh lebih besar daripada pelanggaran mungkin, dan penelitian genetik terus.

Incoming search terms:

Loading...

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *