Genetika berasal dari Bahasa Latin genos
yang berarti suku bangsa atau asal usul. Dengan demikian genetika
berarti ilmu yang mempelajari bagaimana sifat keturunan (hereditas) yang
diwariskan kepada anak cucu, serta variasi yang mungkin timbul di dalamnya.
Menurut sumber lainnya, genetika berasal dari Bahasa Yunani genno yang
berarti melahirkan. Dengan demikian genetika adalah ilmu yang mempelajari
berbagai aspek yang menyangkut pewarisan sifat dan variasi sifat pada organisme
maupun suborganisme (seperti virus dan prion).
A.
SEJARAH PERKEMBANGAN GENETIKA
Perkembangan genetika mengalami
fluktuasi yang signifikan. Untuk mempermudah dalam memahaminya maka sejarah
perkembangan genetika awalnya dibagi menjadi tiga, yaitu :
- Zaman Pre Mendel ( sebelum abad XIX )
Bangsa Babylonia (6000 Tahun lalu),
telah menyusun silsilah kuda untuk memperbaiki keturunannya. Sedangkan bangsa
Cina (beberapa abad SM), melakukan seleksi terhadap benih-benih padi untuk
mencari sifat unggul tanaman itu. Di Amerika dan Eropa (ribuan tahun lalu),
orang telah melakukan seleksi dan penyerbukan silang terhadap gandum dan jagung
yang asalnya adalah rumput liar.
- Zaman Mendel ( 1822-1884 )
Di tandai dengan waktu Mendel
melakukan percobaan persilangan pada tanaman ercis (Pisum sativum). Mendel ternyata berhasil mengamati sesuatu ,macam
sifat keturunan ( karakter) yang di turunkan dari generasi ke generasi. Mendel
juga berhasil membuat perhitungan matematika tentang sifat genetis karakter
yang di tampilkan. Faktor genetis ini kemudian disebut determinant/faktor. Dengan keberhasilannya tersebut, maka Mendel
dinamakan Bapak Genetika dan sekaligus memberi dasar pengetahuan bagi genetika
madder.
- Zaman Post Mendel ( setelah tahun 1900 )
Zaman ini di tandai dengan ditemukannya
karya Mendel oleh :
a.
Hugo
de Vries (Belanda)
b.
Carts
Correns (Jerman)
c.
Erich
Von Tshcemak (Austria)
Setelah itu banyak ahli yang melakukan
penelitian, diantaranya :
1)
Bateson
& Punnet (1861-1926)
Pada tahun 1907 melakukan percobaan
pada ayam untuk membuktikan apakah percobaan Mendel berlaku pada hewan. Mereka
menemukan adanya sifat-sifat yang menyimpang dari matematika Mendel. Selain itu
juga menemukan juga adanya interaksi antara gen dalam menumbuhkan suatu
variasi.
2)
Van
Beneden & Boveri
Mengatakan bahwa kromosom dalam
nucleus merupakan pembawa bahan genetis.
3)
Flemming
& Roux
Mengamati proses pembelahan sel
somatic yang kemudian diberi nama mitosis dan miosis.
4)
Weissmann
Mengatakan bahwa kromosom membagi dua
pada waktu pembelahan sel yakni dalam pembentukan gamet/meiosis.
5)
Sutton
Mengumumkan adanya kesejajaran antara
tingkah laku kromosom ketika sel sedang membelah dengan segregasi bahan genetis
penemuan Mendel.
6)
Morgan
Mengatakan gen merupakan unit terkecil
bahan genetis, (istilah gen diperkenalkan oleh Johansen) dan gen terdapat
banyak dalam satu kromosom, dengan kata lain gen-gen berangkai. Bahan genetis
tidak baku, dapat mengalami perubahan. Perubahan genetis yang bukan karena
pengaruh hybrid ini disebut mutasi.
7)
Garrod
(1909)
Menemukan banyak penyakit bawaan disebabkan
keabnormalan kegiatan enzim, sedangkan enzim itu diproduksi oleh gen.
8)
Ingram
(1956)
Mengatakan terdapat perbedaan
hemoglobin normal dengan abnormal yang penyebabnya adalah karena
terdapat perbedaan pada urut-urutan asam-asam amino dalam molekul globinnya.
Perbedaan itu terjadi karena adanya mutasi.
9)
Muller
(1927) & Auerbach (1962)
Dalam penelitiannya melihat bahwa
mutasi dapat terjadi dengan cara buatan (induksi).
10)
Watson
& Crick (1953) -Wilkins (1961)
Mengatakan susunan molekul gen adalah
ADN.
11)
Nirenberg
(1961)
Menyusun kode genetis yang menentukan
urutan-urutan asam amino dalam sintesa protein, dan mengetahui gen bekerja menumbuhkan suatu
karakter lewat sintesa protein dalam tubuh.
B.
KONTRIBUSI GENETIKA KE BIDANG-BIDANG LAIN
Sebagai ilmu pengetahuan dasar,
genetika dengan konsep-konsep di dalamnya dapat berinteraksi dengan berbagai
bidang lain untuk memberikan kontribusi terapannya.
1.
Pertanian
Di antara kontribusinya pada berbagai
bidang, kontribusi genetika di bidang pertanian, khususnya pemuliaan tanaman
dan ternak, boleh dikatakan paling tua. Persilangan-persilangan konvensional
yang dilanjutkan dengan seleksi untuk merakit bibit unggul, baik tanaman maupun
ternak, menjadi jauh lebih efisien berkat bantuan pengetahuan genetika.
Demikian pula, teknik-teknik khusus pemulian seperti mutasi, kultur jaringan,
dan fusi protoplasma kemajuannya banyak dicapai dengan pengetahuan genetika.
Dewasa ini beberapa produk pertanian, terutama pangan, yang berasal dari
organisme hasil rekayasa genetika atau Genetically Modified Organism (GMO)
telah dipasarkan cukup luas meskipun masih sering mengundang kontroversi
tentang keamanan.
Contoh lain dari perkembangan ilmu
genetika dibidang pertanian adalah di temukanya cara baru dalam mengatasi
serangga hama yaitu dengan cara perakitan tanaman tahan serangga hama melalui
teknik rekayasa genetik. Salah satu kendala dalam produksi suatu komoditas
tanaman di negara yang beriklim tropis dan lembab adalah serangan organisme
pengganggu tumbuhan (OPT) seperti serangga hama dan patogen tumbuhan. Bahkan
pada tanaman tertentu seperti padi.
Serangga hama masih merupakan kendala
utama dan menjadi masalah serius, misalnya wereng coklat dan peng-gerek batang.
Di negara tertentu se-perti Amerika Serikat (AS), kerugian akibat kerusakan
yang ditimbulkan serangga hama seperti penggerek jagung dan penggerek buah
kapas bisa mencapai jutaan dolar AS.
Di negara maju, seperti AS, untuk
menanggulangi OPT dari jenis serangga hama, petani sudah menggunakan insektida
hayati yang berasal dari bakteri Bacillus thuringiensis (Bt)
selama lebih dari 30 tahun. Namun secara komersial produksi insektisida hayati
terbatas dan pengaruh perlindungannya hanya berumur pendek. Selain pengendalian
dengan insektisida, petani juga menggunakan varietas tahan. Penggunaan varietas
tahan merupakan cara pengendalian serangga hama yang murah dan ramah lingkungan.
Perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan melalui modifikasi genetic baik dengan
pemuliaan tanaman secara konvensional maupun dengan bioteknologi khususnya teknologi
rekayasa genetik. Kadang-kadang dalam perakitan varietas tanaman tahan serangga
hama, pemulia konvensional menghadapi suatu kendala yang sulit dipecahkan,
yaitu langkanya atau tidak adanya sumber gen ketahanan di dalam koleksi plama
nutfah. Contoh sumber gen ketahanan yang langka adalah gen ketahanan terhadap
serangga hama, misalnya penggerek batang padi, penggerek polong kedelai, hama
boleng ubi jalar, penggerek buah kapas (Cotton bolworm), dan penggerek
jagung (Herman, 1997). Akhir-akhir ini, kesulitan pemulia konvensional tersebut
dapat diatasi dengan teknologi rekayasa genetik melalui tanaman transgenik
(Herman, 1996).
Pemulian dan perekayasa genetik
mempunyai tujuan yang sama. Pemulia tanaman secara konvensional melakukan
persilangan dan atau seleksi, sedangkan perekayasa genetik mengembangkan secara
terus menerus dan memanfaatkan teknik isolasi dan transfer gen dari sifat yang
diinginkan. Melalui rekayasa genetik sudah dihasilkan tanaman transgenik yang
memiliki sifat baru seperti ketahanan terhadap serangga hama atau herbisida
atau peningkatan kualitas hasil. Tanaman transgenik tahan serangga hama
tersebut sudah banyak ditanam dan dipasarkan di berbagai negara (James, 2002).
Sedangkan di Indonesia, tanaman transgenik tahan serangga hama baru pada taraf
penelitian perakitannya. Dalam makalah ini akan dijelaskan tentang tanaman
transgenik tahan serangga hama, perkembangan tanaman transgenik secara global,
dan status tanaman transgenik di Indonesia.
2.
Kesehatan
Salah satu contoh klasik kontrubusi
genetika di bidang kesehatan adalah diagnosis dan perawatan penyakit Phenylketonuria
(PKU). Penyakit ini merupakan penyakit menurun yang disebabkan oleh mutasi gen
pengatur katabolisme fenilalanin sehingga timbunan kelebihan fenilalanin akan
dijumpai di dalam aliran darah sebagai derivat-derivat yang meracuni sistem
syaraaf pusat. Dengan diet fenilalanin yang sangat ketat, bayai tersebut dapat
terhindar dari penyakit PKU meskipun gen mutan penyebabnya sendiri sebenarnya
tidak diperbaiki.
Beberapa penyakit genetika lainnya telah
dapat diatasi dampaknya dengan cara seperti itu. Meskipun demikia, hingga
sekarang masih banyak penyakit yang menjadi tantangan para peneliti dari
kalangan kedokteran dan genetika untuk menanganinya seperti perkembangannya
resistensi bakteri patogen terhadap antibiotok, penyakit-penyakit kanker, dan
sindrom hilangnya kekebalan bawaan atau Acquired Immuno Deficiency Syndrome
(AIDS).
Contoh lain dari perkembangan ilmu
genetika dibidang kesehatan adalah proyek genom manusia yang dipelopori oleh
amerika serikat dimana proyek ini akan menguraikan 100.000 gen manusia.
Diperkirakan pada abad XXI mendatang akan muncul bidang kedokteran baru yang
disebut ilmu kedokteran prediktif (predictive medicine). Munculnya
ilmu kedokteran tersebut di mungkinkan karena pada abad XXI mendatang,
diperkirakan seluruh informasi dari genom manusia yang mengandung 100.000 gen
akan teridentifikasi. Dengan diketahuinya genom manusia dapat digunakan
memprediksi berbagai penyakit, artinya dengan ilmu kedoktran prediktif dapat
diketahui kemungkinan seseorang mengalami kanker payudara atau kanker calon
rental dengan melakukan analisa terhadap kombinasi gen-gen yang dipunyai orang
tersebut.
3.
Industri farmasi
Teknik rekayasa genetika memungkinkan
dilakukannya pemotongan molekul DNA tertentu. Selanjutnya, fragmen-fragmen DNA
hasil pemotongan ini disambungkan dengan molekul DNA lain sehingga terbentuk
molekul DNA rekombinan. Apabila molekul DNA rekombinan dimasukkan kedalam suatu
sel bakteri yang sangat cepat pertumbuhannya, misalnya Escherichia coli, maka
dengan mudah akan diperoleh salinan molekul DNA rekombinan dalam jumlah besar
dan waktu yang singkat. Jika molekul DNA rekombinan tersebut membawa gen yang
bermanfaat bagi kepentingan manusia, maka berarti gen ini telah diperbanyak
dengan cara yang mudah dan cepat. Prinsip kerja semacam ini telah banyak di
terapkan diberbagai industri yang memproduksi biomolekul penting seperti
insulin, interferon, dan beberapa hormon pertumbuhan.
4.
Hukum
Sengketa di pengadilan untuk
menentukan ayah kandung bagi seorang anak secara klasik sering diatasi melalui
pengujian golongan darah. Pada kasus-kasus tertentu cara ini dapat
menyelesaikan masalah dengan cukup memuaskan, tetapi tidak jarang hasil yang
diperoleh kurang meyakinkan. Belakangan ini dikenal cara yang jauh lebih
canggih, yaitu uji DNA. Dengan membandingkan pola restriksi pada molekul DNA
anak, ibu, dan orang yang dicurigai sebagai ayah kandung anak, maka dapat
diketahui benar tidaknya kecurigaan tersebut.
Dalam kasus-kasus kejahatan seperti
pembunuhan, pemerkosaan, dan bahkan teror pengeboman, teknik rekayasa genetika
dapat diterapkan untuk memastikan benar tidaknya tersangka sebagai pelaku. Jika
tersangka masih hidup pengujian dilakukan dengan membandingkan DNA tersangka
dengan DNA objek yang tertinggal di tempat kejadian, misalnya rambut atau
sperma. Cara ini dikenal sebagai sebagia sidik jari DNA (DNA finger
printing). Akan tetapi, jika tersangka mati dan tubuhnya hancur, maka DNA
dari bagian-bagian tubuh tersangka dicocokkan pola restruksinya dengan DNA
kedua orang tuanya atau saudara-saudaranya yang masih hidup.
5.
Kemasyarakatan dan kemanusiaan
Di negara-negara maju, terutama di
kota-kata besarnya, dewasa ini dapat dijumpai klinik konsultasi genetik yang
antara lain berperan dalm memberikan pelayanan konsultasi perkawinan.
Berdasarkan atas data sifat-sifat genetik, khususnya penyakit genetik, pada
kedua belah pihak yang akan menikah, dapat dijelaskan berbagai kemungkinan
penyakit genetik yang akan diderita oleh anak mereka, dan juga besar kecilnya kemungkinan
tersebut.
Contoh kontribusi pengetahuan genetika
di bidang kemanusiaan antara lain dapat di lihat pada gerakan yang dinamakan eugenika,
yaitu gerakan yang berupaya untuk memperbaiki kualitas genetika manusia. Jadi, dengan gerakan ini sifat-sifat positif
manusia akan dikembangkan, sedangkan sifat-sifat negatifnya ditekan. Di
berbagai negara, terutama di negara-negara berkembang, gerakan eugenika masih
sering dianggap tabu. Selain itu, ada tantangan yang cukup besar bagi
keberhasilan gerakan ini karena pada kenyataannya orang yang tingkat
kecerdasannya tinggi dengan status sosial ekonomi yang tinggi pula biasanya
hanya mempunyai anak sedikit. Sebaliknya, orang dengan tingkat kecerdasan dan
status sosial-ekonomi rendah umumnya justru akan beranak banyak.
C.
HUKUM DASAR TENTANG GENETIKA
Setelah memahami tentang sejarah
perkembangan genetika maka disini akan dibahas mengenai Hukum Mendel. Seperti
yang kita ketahui ada berbagai macam warna mata, mulai dari mata berwarna
coklat, biru, hijau, atau abu-abu, rambut berwarna hitam, coklat, pirang atau
merah, semua itu hanya merupakan sebagian contoh dari variasi warisan yang
dapat kita amati pada individu-individu dalam suatu populasi. Prinsip genetika
apa yang dapat menjelaskan mekanisme pemindahan sifat tersebut dari orang tua
ke keturunannya? Suatu penjelasan yang mungkin diberikan mengenai hereditas
adalah hipotesis “pencampuran”, yaitu suatu gagasan bahwa materi genetik yang
disumbangkan kedua orang tua bercampur dengan cara didapatkannya warna hijau
dari pencampuran warna biru dan kuning. Hipotesis ini memprediksi bahwa dari
generasi ke generasi, populasi dengan perkawinan bebas akan memunculkan
populasi individu yang seragam. Namun demikian, pengamatan kita setiap hari,
dan hasil percobaan pengembangbiakan hewan dan tumbuhan, ternyata bertolak
belakang dengan prediksi tersebut. Hipotesis pencampuran juga gagal untuk
menjelaskan fenomena lain dari penurunan sifat , misalnya sifat-sifat yang
melompati sebuah generasi.
Sebuah alternative terhadap model
pencampuran ini adalah hipotesis penurunan sifat. Menurut model ini, orang tua
memberikan unit-unit warisan yang memiliki ciri sendiri (gen) yang tetap mempertahankan ciri khusus ini
pada keturunan. Kumpulan gen suatu organisme lebih menyerupai sekumpulan
kelereng dibandingkan seember cat. Seperti kelereng, gen dapat dipilah dan
diteruskan dari generasi ke generasi, dalam bentuk yang tidak terbatas. Asal
genetika modern, dimulai di taman sebuah biara, dimana seorang biarawan yang
bernama Gregor Mendel mencatat sebuah mekanisme penurunan sifat partikulat.
Mendel menemukan prinsip dasar hereditas dengan membudidayakan kacang ercis
dalam suatu percobaan yang terencana dan teliti.
Prinsip dasar hereditas yang ditemukan
oleh Mendel dirumuskannya dalam 2 hukum, yaitu Hukum Mendel I dan Hukum Mendel
Mendel II.
- Hukum Mendel I (Segregation of allelic genes)
Hukum Mendel I disebut juga hukum
segregasi adalah mengenai kaidah pemisahan alel pada waktu pembentukan gamet.
Pembentukan gamet terjadi secara meiosis, dimana pasangan-pasangan homolog
saling berpisah dan tidak berpasangan lagi/terjadi pemisahan alel-alel suatu
gen secara bebas dari diploid menjadi haploid. Dengan demikian setiap sel gamet
hanya mengandung satu gen dari alelnya. Fenomena ini dapat diamati pada
persilangan monohybrid, yaitu persilangan satu karakter dengan dua sifat beda.
Persilangan
Monohibrid
P1 UU x uu
(Ungu) (Putih)
G1 U x u
F1 Uu
Pada waktu pembentukan gamet betina,
UU memisah menjadi U dan U, sehingga dalam sel gamet tanaman ungu hanya
mengandung satu macam alel yaitu alel U. Sebaliknya tanaman jantan berbunga
putih homozigot resesif dan genotipenya uu. Alel ini memisah secara bebas
menjadi u dan u, sehingga gamet-gamet jantan tanaman putih hanya mempunyai satu
macam alel , yaitu alel u. Proses pembentukan gamet inilah yang
menggambarkan fenomena Hukum Mendel I.
- Hukum Mendel II (Independent Assortment of Genes)
Hukum Mendel II disebut juga hukum
asortasi. Menurut hukum ini, setiap gen/sifat dapat berpasangan secara bebas
dengan gen/sifat lain. Hukum ini berlaku ketika pembentukan gamet pada
persilangan dihibrid.
Persilangan Dihibrid
P1 BBKK x bbkk
(Biji bulat berwarna kuning) (Biji keriput Hijau)
G1 BK x bk
F1 BbKk
P2 BbKk x BbKk
G2 BK, Bk, bK,bk BK, Bk, bK,bk
Pada waktu pembentukan gamet parental
ke-2, terjadi penggabungan bebas (lebih tepatnya kombinasi bebas) antara B dan
b dengan K dan k. Asortasi bebas ini menghasilkan empat macam kombinasi gamet,
yaitu BK, Bk, bK, bk. Proses pembentukan gamet inilah yang menggambarkan
fenomena Hukum Mendel II.
>>>>>>Selanjutnya kLik Di bawah<<<<<<<
