Biologi Kelas 12 | Kromosom, Gen dan Alel - Dewanto, S.Pd.

Konten [Tampil]

Juwono & Juniarto (2012) menyatakan bahwa tahun 1848, Hofmeister telah melihat adanya komponen ini di dalam sel tumbuh-tumbuhan dan baru pada tahun 1888, Waldeyer memberinya nama "kromosom". Kromosom dikenal sebagai komponen dalam inti sel yang mempunyai susunan, bentuk dan fungsi khusus serta mempunyai kemampuan untuk mengadakan replikasi sehingga pembelahan sel dapat berlangsung dengan baik.

Juwono & Juniarto (2012) menyatakan karena kromosom ini mempunyai ukuran yang sangat kecil maka untuk dapat mengamati bentuk dan susunannya diperlukan cara-cara tertentu. Pada sel dalam stadium interfase maka kromosom ini tidak akan tampak sehingga pengamatan dilakukan pada sel dalam stadium metafase dimana kromosom tampak lebih tebal dan bentuknya akan lebih jelas. Pada umumnya untuk pemeriksaan kromosom ini digunakan zat warna basis dengan menggunakan metode Fuelgen atau dapat pula menggunakan hematoksilin atau acetocarmin. Untuk lebih memahami mengenai materi ini, pahamilah terlebih dahulu 3 istilah yang tampak mirip tetapi memiliki makna yang berbeda.

Kromatin adalah lipatan-lipatan solenoid tersusun padat membentuk benang-benang halus.
Kromatid adalah kromatin (benang-benang halus) yang memadat
Kromosom adalah gabungan dari dua kromatid kembar

A. Struktur Kromosom

Struktur Kromosom [sumber: Genetika Manusia, Suryo dalam Sembiring & Sudjino, 2009]

Kromosom memiliki panjang antara 0,2-50 mikron dan diameter antara 0,2-20 mikron. Adapun bagian-bagian dari suatu kromosom secara keseluruhan, yaitu:

Kromatid adalah lengan yang berwarna lebih gelap karena lebih banyak menyerap zat warna.
Sentromer adalah bagian tengah kromosom sebagai penghubung dan tidak mengandung kode gen (genom) serta merupakan konstriksi primer (lekukan primer).
Kromonema adalah granula seperti manik-manik yang mengandung kode gen yang di dalamnya terdapat kromomer.
Matriks adalah cairan yang terdapat di dalam kromosom serta menyelubungi kromonema.
Kromomer adalah granula besar atau lokus yang menyimpan materi genetik.
Kromiol adalah granula kecil yang mengandung protein dan berperans sebagai penghubung antarkromomer.
Telomer adalah bagian ujung kromosom. Tidak semua kromosom memiliki ujung kromosom serta memiliki peran agar DNA tidak mudah terurai dan mencegah tidak terjadinya perlekatan antarkromosom.
Satelit adalah bagian kromosom yang merupakan lekukan sekunder atau disebut juga konstriksi sekunder.

B. Macam-Macam Kromosom

Kromosom berdasarkan fungsinya dibedakan menjadi 2 tipe, yaitu kromosom tubuh (autosom) dan kromosom seks (gonosom).

Kromosom tubuh (autosom) adalah kromosom yang berperan dalam mengendalikan sifat-sifat tubuh, seperti warna kulit, tinggi badan, jenis rambut, dan lainnya.
Kromosom seks/kelamin (gonosom) adalah kromosom yang berperan dalam menentukan jenis kelamin. Misalnya pada manusia terdiri dari kromosom X dan Y. Kromosom X berbentuk lurus sedangkan kromosom Y berbentuk bengkok pada ujungnya.

Kromosom X dan Y dengan perbesaran 35000x [sumber: Biology Raven Johnson, 2017]

C. Bentuk dan Ukuran Kromosom

Kromosom pada makhluk hidup memiliki variasi bentuk dan ukuran yang dapat ditinjau dari jumlah sentromernya dan juga letak sentromernya. Berdasarkan jumlah sentromernya, kromosom dapat dibedakan menjadi 4 macam, yaitu:

Asentrik adalah kromosom yang tidak memiliki sentromer
Monosentrik adalah kromosom yang hanya memiliki satu sentromer
Disentrik adalah kromosom yang memiliki dua sentromer
Polisentrik adalah kromosom yang memiliki lebih dari dua sentromer (banyak)

Kromosom berdasarkan letak sentromernya dikelompokkan menjadi 4, yaitu:

Metasentrik adalah kromosom yang memiliki sentromer di tengah-tenagh kromatid sehingga kromatid menunjukkan dua bagian yang sama panjang berbentuk huruf V.
Submetasentrik adalah kromosom yang memiliki sentromer yang terletak tidak tepat di tengah-tengah kromatid sehingga membelah kromatid menjadi tidak sama panjangnya menyerupai huruf J.
Akrosentrik adalah kromosom yang memiliki sentromer yang terletak di antara bagian ujung dan tengah kromatid sehingga kromatid tidak sama panjangnya menyerupai huruf L.
Telosentrik adalah kromosom yang memiliki sentromer di salah satu ujung kromatid sehingga membentuk huruf I.

Kromosom Berdasarkan Letak Sentromernya [Lewis, 2017]

D. Kromosom Beberapa Makhluk Hidup

Jumlah kromosom tiap makhluk hidup berbeda-beda, jika pun jumlahnya sama tentu ukurannya berbeda. Jumlah kromosom tidak memengaruhi tingkat kesempurnaan maupun ukuran tubuh makhluk hidup. Hal ini menandakan bahwa walaupun ukuran tubuh suatu makhluk hidup besar bukan berarti jumlah kromosomnya akan selalu lebih besar dari yang kecil darinya.

Jumlah Kromosom Beberapa Makhluk Hidup [sumber: Brown, 1972; Levan, et al., 1983 dalam Laimeheriwa, 2018]

E. Kariotipe dan Kariogram

Kariotipe adalah pola tampilan susunan kromosom suatu spesies sedangkan kariogram adalah diagram yang menampilkan kariotipe suatu organisme. Pada sel tubuh (somatik), inti sel mengandung kromosom yang bersifat diploid (2n) atau berpasangan. Jumlah kromosom pada manusia yaitu 23 pasang atau 46 kromosom. Adapun penulisan (formula) jumlah kromosom sel tubuh manusia, yaitu:

22 AA + XY atau 44 A + XY untuk laki-laki
22 AA + XX atau 44 A + XX untuk perempuan

Pada sel kelamin, inti sel mengandung kromosom yang bersifat haploid (n) atau tidak berpasangan.

22 A + X atau 22 A + Y untuk spermatozoid
Ovum (sel telur) 22 A + X untuk ovum

Kariogram laki-laki dan perempuan serta Drosophila melanogaster [sumber: Sembiring & Sudjino, 2009]

Perhatikan gambar bentuk kromosom di atas, jumlah total kromosom pada Drosophila melanogaster yaitu 8 buah kromosom yang masing-masing terdiri atas 6 autosom dan 2 gonosom. Maka penulisan (formula) kromosom dari Drosophila melanogaster baik jantan maupun betina sebagai berikut:

3 AA + XY atau 6 A + XY untuk Drosophila melanogaster jantan
3 AA + XX atau 6 A + XX untuk Drosophila melanogaster betina

Normalnya sel somatik bersifat diploid (2n) sedangkan sel kelamin bersifat haploid (n), tetapi terkadang dapat ditemukan individu dengan kromosom lebih dari normal, misalnya terjadi pada sel-sel kanker. Apabila jumlah kromosomnya 3 set maka disebut triploid (3n), 4 set disebut tetraploid (4n), dan lebih dari 4 set disebut poliploid.

F. Gen dan Alel

Gen adalah unit terkecil dari materi genetik yang mengendalikan sifat-sifat hereditas suatu organisme. Istilah gen pertama kali dikemukakan oleh W. Johannsen (1909). Komponen gen terdiri atas DNA yang terpintal oleh protein histon dan tersimpan di dalam lokus-lokus (kromomer) pada kromonema secara linear. Gen-gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian pada pasangan kromosom homolog disebut alel. Alel pertama kali dikemukakan oleh W. Bateson dan E. R. Saunders tahun 1902. Alel adalah pasangan gen yang terdapat pada kromosom homolog yang menunjukkan sifat alternatif sesamanya. Apabila dalam lokus yang sama terdapat lebih dari satu alel, maka disebut alel ganda.

Setiap gen bertanggung jawab mengontrol sifat khusus. Suatu gen biasanya disimbolkan dengan huruf dengan gen dominan (misalnya gen M = merah) ditulis menggunakan huruf kapital sedangkan gen resesif (misalnya gen m = putih) ditulis dengan menggunakan huruf kecil. Pasangan gen ini kemudian disebut sebagai genotipe. Genotipe (tipe gen) adalah keadaan genetik dari suatu individu atau populasi yang menjadi faktor pembawa sifat dari kedua induknya. Genotipe dibedakan menjadi 3 macam, yaitu genotipe dominan homozigot (misalnya MM = membawa sifat warna merah), genotipe dominan heterozigot (misalnya Mm = membawa sifat warna merah) dan genotipe resesif (misalnya mm = membawa sifat warna putih).

Selain genotipe, terdapat istilah fenotipe. Fenotipe adalah ekspresi gen-gen tersebut yang memengaruhi penampakan sifat suatu individu, misalnya fenotipe warna merah merupakan hasil dari ekspresi genotipe MM. Sederhananya, fenotipe adalah sifat-sifat yang tampak serta dapat diamati oleh suatu organisme misalnya struktur, susunan biokimia, fisiologis, ataupun perilaku.

Latihan Mandiri

Referensi:

Juwono & A. Z. Juniarto (2012). Biologi Sel. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Irnaningtyas (2015). Biologi untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Erlangga.
Sembiring, Langkah & Sudjino (2009). Biologi Kelas XII untuk SMA/MA. Jakarta: Depdiknas RI.