Genom, Kromosom, dan Gen

MAKALAH 

BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER “GENOM, KROMOSOM, DAN GEN”

 

 DISUSUN OLEH:

SULIS ANJARWATI (13232010)

RIA PUSPITASARI (13232011)

PROGRAM PASCASARJANA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH METRO

APRIL 2014

KATA PENGANTAR

       Segala puji hanya bagi Allah SWT, yang telah memberikan nikmat berupa kesempatan dan kesehatan sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas kelompok dalam bentuk makalah ini.

Ucapan terimakasih kami kepada:

1)        Ibu Dr. Hening Widowati, M.Si.

2)        Teman-teman yang telah kerja sama dalam menyelesaikan makalah ini.

3)        Semua pihak yang telah memberikan dukungan dan motivasi.

Akhir kata, penyusun menyadari dalam pembuatan makalah ini masih banyak kekurangan. Oleh sebab itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun agar lebih baik dalam pembuatan makalah selanjutnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.

Metro, 05 April 2014

Penyusun

Kelompok 5

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................ i

KATA PENGANTAR ............................................................................ ii

DAFTAR ISI ...........................................................................................  iii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1

A.    Latar Belakang ............................................................................... 1

B.     Rumusan Masalah .......................................................................... 2

C.     Tujuan Penulisan Makalah.............................................................. 2

BAB II PEMBAHASAN.......................................................................... 3

A.    Pengertian Genom, Kromosom, dan Gen ..................................... 3

a)      Genom ..................................................................................... 3

b)      Kromosom ............................................................................... 5

c)      Gen ......................................................................................... 13

B.     Perbedaan anatara Genom, Kromosom, dan Gen ........................ 15

C.     Hubungan Genom, Kromosom, dan Gen dengan

Kandungan Al-Qur’an/Nilai-nilai Keislaman yang Relevan......... 17           

BAB III KESIMPULAN .......................................................................  20

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Setiap organisme memiliki genom yang mengandung informasi biologis yang diperlukan untuk membangun tubuhnya dan mempertahankan hidupnya serta diwariskan ke generasi berikutnya. Dengan sejumlah interaksi kompleks urutan nukleutida komponen penyusun asam nukleat digunakan untuk membuat semua protein pada suatu organisme pada waktu dan tempat yang sesuai. Protein ini menjadi komponen pembentuk tubuh organisme atau memiliki kemampuan mendorong reaksi metabolisme yang diperlukan untuk hidup. Kebanyakan genom, termasuk milik manusia dan mahkluk hidup bersel lainnya terbuat dari DNA (Asam Deoksiribonukleat) namun sejumlah virus memiliki genom RNA (Asam Ribonukleat).

Genom adalah keseluruhan materi genetik (DNA/RNA) pada mahkluk hidup. Pada organisme eukaryotik genom terdapat di nukleus tersusun di dalam kromosom (pada waktu sel akan membelah/replikasi) juga bisa dalam bentuk benang-benang kromatin (pada tahap interfase), selain itu materi genetik juga terdapat di mitokondria dan plastida. Jadi, genom pada mahkluk eukaryotik meliputi materi genetik yang terdapat di nukleus, mitokondria, juga kloroplas (tumbuhan). 

Sedangkan pada organisme prokaryotik (kingdom monera) tidak terdapat kromosom. Materi genetik terletak di sitoplasma yang disebut nukleoid. Selain itu juga terdapat materi genetik yang berbentuk sirkuler yang disebut plasmid. Keseluruhan materi genetik pada nukleoid dan plasmid ini disebut genom prokaryotik. Demikian pada virus, bukan hanya DNA saja, tetapi ada juga virus RNA (retrovirus). Materi genetik DNA/RNA pada virus ini juga disebut genom virus.

Gen merupakan sepenggal DNA, dimana DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetika yang akan diwariskan kepada keturunannya. Nantinya gen akan mengarahkan pembentukan protein yang dibutuhkan oleh tubuh kita agar dapat berfungsi dengan baik. Cara penyusunan molekul DNA dan protein sebenarnya cukup rumit. Pengemasan DNA dalam kromosom terjadi pada tahap profase. Secara ringkas pengemasan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut. Untai DNA dipintal pada suatu set protein, yaitu histon yang menjadi suatu bentukan yang disebut unit nukleosom. Unit-unit nukleosom tersusun padat membentuk benang yang lebih padat dan terpintal menjadi lipatan-lipatan solenoid. Lipatan solenoid tersusun padat menjadi benang kromatin. Benang-benang kromatin tersusun memadat menjadi lengan kromatid. Lengan kromatid kembar disebut kromosom.

B. Rumusan Masalah

1.      Apakah yang dimaksud dengan genom, kromosom, dan gen?

2.      Apakah perbedaan antara genom, kromosom, dan gen?

3.      Bagaimana hubungan antara genom, kromosom, dan gen dengan kandungan Al-qur’an/nilai-nilai keislaman yang relevan?

C. Tujuan Penulisan Makalah

1.      Untuk mengetahui yang dimaksud dengan genom, kromosom, dan gen.

2.      Untuk mengetahui  perbedaan antara genom, kromosom, dan gen.

3.      Untuk mengetahui hubungan antara genom, kromosom, dan gen dengan kandungan Al-qur’an/nilai-nilai keislaman yang relevan.

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Pengertian Genom, Kromosom, dan Gen

a)      Genom

Analisis hasil percobaan persilangan yang dilakukan oleh Mendel telah memberikan pemahaman bahwa satuan-satuan herediter yang mengatur pemunculan sifat atau fenotip individu bersifat diskrit (terpisah satu sama lain). Sebagai contoh, sifat tinggi tanaman kacang ercis diatur oleh pasangan gen D dan d, sedangkan bentuk bijinya diatur oleh pasangan gen W dan w. Demikian pula, sejumlah sifat lainnya diatur oleh pasangan-pasangan gen tersendiri. Jadi, masing-masing pasangan gen tersebut merupakan satuan-satuan herediter yang terpisah satu sama lain.

Meskipun demikian, ketika itu belum dapat diungkapkan mekanisme transmisi gen dari satu generasi ke generasi berikutnya. Dalam hukum Mendel I (segregasi) hanya disebutkan bahwa tiap pasangan gen akan dipisahkan ke dalam gamet-gamet yang terbentuk. Selanjutnya, rekombinasi gen akan berlangsung pada saat terjadi penggabungan gamet jantan dengan gamet betina melalui perkawinan. Begitu juga, hukum Mendel II (pemilihan bebas) hanya mengemukakan bahwa segregasi pasangan gen yang satu tidak bergantung kepada segregasi pasangan gen lainnya.

Beberapa tahun kemudian barulah diketahui bahwa gen terdapat di dalam struktur intranukleus yang dinamakan kromosom (chromo=warna; soma=badan). Salah satu kelompok peneliti, T.H. Morgan dan kolegannya, melalui studi pada lalat buah Drosophila melanogaster mengajukan konsep bahwa gen merupakan satuan-satuan diskrit (terpisah satu sama lain) di dalam kromosom. Oleh karena gen terdapat di dalam kromosom, maka untuk mempelajari mekanisme transmisi gen perlu dilakukan pengamatan terhadap perilaku kromosom, khususnya selama berlangsungnya pembelahan sel. Secara keseluruhan kumpulan gen-gen yang terdapat di dalam setiap sel individu organisme disebut sebagai genom. Dengan kata lain, genom suatu organisme adalah kumpulan semua gen yang dimiliki oleh organisme tersebut pada setiap selnya.

Kajian yang mempelajari genom dikenal sebagai genomika (genomics). Saat ini, urutan nukleutida pada genom sejumlah organisme telah dipetakan seluruhnya dengan teknik sekuensing DNA dalam berbagai proyek genom, misalnya Proyek Genom Manusia yang diselesaikan pada tahun 2003. Perbandingan genom organisme dapat memberikan informasi mengenai karakteristik organisme tersebut, evolusinya, dan berbagai proses biologis.

DNA unting ganda (double stranded, “ds”) merupakan komponen pembentuk genom kebanyakan organisme dan semua sel. Namun demikian, virus RNA memiliki genom RNAds atau unting tunggal (single stranded, “ss”). Secara umum, setiap molekul asam nukleat genom dapat disebut sebagai kromosom. Genom prokariota (organisme tanpa inti sel, contohnya bakteri) biasanya berupa molekul tunggal dsDNA sirkular, walaupun dapat pula terdapat DNA ekstrakromosom berbentuk plasmid sirkular yang menyandikan produk genyang menguntungkan namun tidak esensial. Sementara itu, genom eukariota (organisme berinti sel, contohnya manusia) biasanya berupa sejumlah molekul dsDNA linear. Istilah genom inti (nuclear genome) pada eukaryota mengacu pada informasi genetik berupa kromosom, dan kadang kala juga fragmen DNA ekstrakromosom, di dalam inti sel. Genom ekstranuklear sel eukaryotik mencakup genom mitokondria dan kloroplas, yang berupa molekul dsDNA sirkular seperti pada prokaryota. Kebanyakan prokaryota memiliki satu kromosom saja. Karena itu, prokaryota umumnya mengandung satu salinan setiap gen dan dengan demikian bersifat haploid. Sementara itu, eukaryota umumnya memiliki dua salinan setiap gen dan secara genetik bersifat diploid.  Ada pula organisme (misalnya, tumbuhan) yang memiliki lebih dari dua set kromosom dalam inti setiap sel tubuhnya atau disebut bersifat poliploid.

Secara umum, terdapat perbedaan ukuran genom, jumlah gen, dan densitas gen antara prokaryota dan eukaryota. Prokaryota memiliki genom yang lebih kecil dengan jumlah gen lebih sedikit dan densitas gen lebih besar bila dibandingkan dengan eukaryota. Bakteria danarkea umumnya memiliki genom berukuran sekitar 1–6 juta pasangan basa (Mb) yang mengandung 1.500–7.500 gen. Misalnya, genom bakteri Escherichia coli berukuran 4,6 Mb dan mengandung sekitar 4.300 gen. Sebaliknya, eukaryota memiliki genom lebih besar dengan jumlah gen lebih banyak. Genom khamir bersel tunggal Saccharomyces cerevisiae (tergolong fungi), misalnya, berukuran sekitar 12 Mb, sedangkan kebanyakan tumbuhan dan hewan multisel memiliki genom lebih dari 100 Mb. Sementara itu, jumlah gen dalam genom eukaryota dapat mencapai 5.000, fungi bersel tunggal sampai dengan 40.000 pada makhluk multiselular. Selain itu, eukaryota secara umum memiliki jumlah gen yang lebih sedikit per pasangan basa dibandingkan dengan prokaryota, yaitu densitas gennya lebih rendah. Misalnya, manusia memiliki genom dengan ukuran ratusan sampai ribuan kali lebih besar daripada bakteri, tetapi jumlah gennya hanya 5 sampai 15 kali lebih banyak.

b)     Kromosom

Bagian utama sebuah sel terdiri atas nukleus dan sitoplasma. Di dalam nukleus terdapat benang-benang halus yang disebut kromatin. Bila sel siap untuk membelah, benang-benang halus itu siap dipintal membentuk kromosom. Kromosom adalah suatu struktur padat yang terdiridari dua komponen molekul, yaitu protein dan DNA. Struktur padat kromosom hanya dapat terlihat dengan jelas pada tahap metaphase saat pembelahan sel. Suatu kromosom terdiri dari beberapa bagian yaitu kromatid, kromomer, sentromer atau kinetokor, satelit, dan telomer.

Gambar 2.1 Kromosom

(sumber: situsbiologiindonesia.blogspot.com)

1.      Kromatid

Kromatid adalah salah satu dari dua lengan hasil replikasi kromosom. Kromatid masih melekat satu sama lain pada bagian sentromer. Istilah lain untuk kromatid adalah kromonema. Kromonema merupakan filamen yang sangat tipis yang terlihat selama tahap profase (dan kadang-kadang pada tahap interfase). Kromonema sebenarnya merupakan istilah untuk tahap awal pemintalan kromatid. Jadi, kromonema dan kromatid merupakan dua istilah untuk struktur yang sama.

      Gambar 2.2 Kromomer dan Kromonema suatu Kromosom

(sumber: www.google.com)

2.      Kromomer

Kromomer adalah penebalan-penebalan pada kromonema. Kromomer ini merupakan struktur berbentuk manik-manik yang merupakan akumulasi dari materi kromatin yang terkadang terlihat saat interfase. Kromomer sangat jelas terlihat pada kromosom politen (kromosom dengan DNA yang telah direplikasi berulang kali tanpa adanya pemisahan dan terletak berdampingan sehingga bentuk kromosom seperti kawat)

3.      Sentromer

Sentromer adalah daerah konstriksi (lekukan primer) di sekitar pertengahan kromosom. Pada sentromer terdapat kinetokor. Kinetokor adalah bagian kromosom yang yang merupakan tempat perlekatan benang spindel selama pembelahan inti dan merupakan tempat melekatnya kromosom. Sentromer adalah daerah yang mengerut dari kromosom saat proses mitosis atau meiosis dan merupakan tempat melekatnya benang-benang gelendong. Dalam daerah sentromer tampak adanya struktur seperti benang-benang yang dinamakan mikrotubulus. Pada sentromer terdapat kinetokor. Kinetokor adalah struktur seperti serabut yang terdapat pada sentromer Kinetokor mengikat mikrotubulus pada berkas gelendong pada waktu pembelahan inti.

Gambar 2.3 Kinetokor pada sentromer

(Sumber: http://phycologypharm.blogspot.com)

4.      Lekukan kedua

Pada beberapa kromosom terdapat lekukan kedua yang berada di sepanjang lengan dan berhubungan nucleolus. Oleh karena itu disebut dengan NOR (Nucleolar Organizing Regions).

5.      Satelit

Satelit adalah bagian kromosom yang berbentuk bulatan dan terletak di ujung lengan kromatid. Satelit terbentuk karena adanya kontraksi sekunder di daerah tersebut. Tidak semua kromosom memiliki satelit.

6.      Telomer

Telomer merupakan istilah yang menunjukkan daerah terujung pada   kromosom. Telomer berfungsi untuk menjaga stabilitas bagian terujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai. Karena pentingnya telomer, sel yang telomer kromosomnya mengalami kerusakan umumnya segera mati.  DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetika yang akan  diwariskan kepada keturunannya.

Kromosom dikatakan sebagai benang pembawa sifat karena sifat-sifat makhluk hidup pada dasarnya tersimpan di dalam DNA yang terdapat di dalam kromosom. Kromosom pada organisme prokaryotik ada yang berupa RNA saja. Ini dapat dijumpai pada virus mozaik (tembakau). Kromosom dapat pula berupa DNA saja misalnya pada virus T dan dapat pula mengandung keduanya yaitu DNA dan RNA seperti pada bakteri Escherichia coli.

Gambar 2.4 Kromosom pada Organisme Eukaryotik (kiri) dan Prokaryotik (kanan). (sumber: www.google.com)

1)      Letak Kromosom dalam Tubuh Manusia

Tubuh manusia terdiri dari bermacam sel yang mempunyai fungsi yang berbeda pula, seperti misalnya sel kulit, sel hati ataupun sel darah. Di dalam masing-masing sel tersebut terdapat inti sel yang disebut dengan nukleus, kemudian didalam nukleus tersebutlah kromosom berada.

2)      Letak Gen dalam Kromosom

Gen dalam kromosom terletak pada manik-manik yang disebut kromomer atau nukleosom. Manik-manik ini berjejer lurus (linear) sepanjang poros kromatin, oleh karena itu, disebut bahwa letak gen pada kromatin linear pula, tidak berselang-seling berdempet atau berdampingan. Letak gen pada kromosm disebut lokus. Jika terjadi mutasi (perubahan) bagian yang berubah adalah susunan kimianya, bukan pada lokus gen keseluruhan. Kromosom pada tubuh umunya selalu berpasangan, maka gen juga digambarkan sepasang. Kromosom homolog memiliki kandungan gen yang sama pula. Gen-gen yang membawa sifat bagian tubuh yang sama dan lokusnya bersesuaian disebut gen homolog. Lokus tertentu dapat mengandung satu gen atau lebih, lokus ini ditentukan beberapa jaraknya dari sentromer yang satuannya disebut unit atau mM (milimorgan).

3)      Penyusunan DNA dalam Kromosom

Gen merupakan sepenggal DNA, dimana DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetika yang akan diwariskan kepada keturunannya. Nantinya gen akan mengarahkan pembentukan protein yang dibutuhkan oleh tubuh kita agar dapat berfungsi dengan baik. Cara penyusunan molekul DNA dan protein sebenarnya cukup rumit. Pengemasan DNA dalam kromosom terjadi pada tahap profase. Secara ringkas pengemasan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut. Untai DNA dipintal pada suatu set protein, yaitu histon yang menjadi suatu bentukan yang disebut unit nukleosom. Unit-unit nukleosom tersusun padat membentuk benang yang lebih padat dan terpintal menjadi lipatan-lipatan solenoid. Lipatan solenoid tersusun padat menjadi benang kromatin. Benang-benang kromatin tersusun memadat menjadi lengan kromatid. Lengan kromatid kembar disebut kromosom.

  Gambar 2.5 Pengemasan DNA di dalam Kromosom

(sumber: http://home.wxs.nl)

Gambar 2.6 Penampakan Struktur Nukleosom (kiri) dan Solenoid (kanan)

(sumber : www.mun.ca)

4)      Jenis Kromosom berdasarkan Letak Sentromer

a.       Telosentrik: sentromer terletak di sangat dekat dengan ujung kromosom        sehingga kromosom nampak seperti hanya memiliki sebuah lengan. Kromosom manusia tidak ada yang berbentuk telosentrik.

b.      Akrosentrik: sentromer terletak di dekat ujung kromosom. Satu lengan       kromosom sangat panjang, sedangkan lengan lainnya sangat pendek.

c.       Submetasentrik: sentromer terletak di submedian (ke arah salah satu ujung kromosom) dan membagi lengan kromosom menjadi dua lengan yang tidak sama panjang.

d.      Metasentrik: sentromer terletak di tengah, membagi lengan kromosom menjadi dua lengan yang hampir sama panjang.

           Gambar 2.7 Bentuk-Bentuk Kromosom

          (Sumber : http://haryawahyuni.blogspot.com)

5)      Jenis Kromosom berdasarkan Jumlah Sentromer

a.       Monosentris: adalah kromosom yang hanya memiliki sebuah sentromer.

b.      Disentris: adalah kromosom yang memiliki dua sentromer.

c.       Polisentris: adalah kromosom yang memiliki banyak sentromer.

d.      Asentrik: adalah kromosom yang tidak memiliki sentromer.

6)      Berdasarkan Fungsinya, Kromosom dibedakan atas:

a.       Autosom/Kromosom Tubuh

Kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin.Penulisannya dilambangkan dengan simbol huruf A. Jumlah autosom dalam inti sel suatu makhluk hidup normal pada umumnya adalah 2n-2.

b.      Kromosom Seks (Gonosom)

Kromosom yang menentukan jenis kelamin. terdiri atas kromosom X dan    kromosom Y. Jumlah gonosom di dalam intisel suatu makhluk hidup normal pada umumnya adalah dua buah (satu pasang). Pada individu jantan, pada ummnya, pasangan kromosom seksnya tidak sama, disebut kromosom x (lurus berbentuk batang ) dan kromosom y (bengkok pada ujungnya). Sedangkan pada individu betina kedua kromosom seks berbentuk sama, disebut kromosom x. Pasangan kromosom disebut pula kromosom homolog.

    (a)                                                          (b)

           Gambar 2.8 Kromosom Drosophila melanogaster (a) dan Manusia (b)

(sumber: www.google.com)

7)      Jumlah Kromosom Makhluk Hidup

Berikut ini adalah jumlah kromosom 2n dari manusia serta sebagian binatang dan tanaman dimana n adalah sebuah genom/jenis kromosom dan setiap genom memiliki dua kromosom.

Tabel 2.1 Jumlah Kromosom Mahkluk Hidup

No	Jenis Makhluk Hidup	Jumlah Kromosom	No	Jenis Makhluk Hidup	Jumlah Kromosom
1.	Manusia	46	20.	Katak	26
2.	Anjing	78	21.	Kentang	48
3.	Ayam	78	22.	Keledai	62
4.	Bawang	16	23.	Kera	48
5.	Beras	24	24.	Ketimun	14
6.	Bintang Laut	94	25.	Kubis	18
7.	Buncis	22	26.	Kucing	38

A. 

8.	Cacing	36	27.	Kuda	64
9.	Cemara	24	28.	Lalat rumah	12
10.	Gamdum Bir	14	29.	Lobak	12
11.	Gandum Roti	42	30.	Merpati	80
12.	Hidra	32	31.	Nyamuk	6
13.	Ikan Mas	94	32.	Ragi	34
14.	Jagung	14	33.	Sapi	60
15.	Jamur	4	34.	Simpanse	48
16.	Kacang Polong	14	35.	Tembakau	48
17.	Kalkun	82	36.	Tikus rumah	40
18.	Kapah Penicillium	2	37.	Tikus sawah	42
19.	Kapas	52	38.	Tomat	24

8)      Kelainan Kromosom

Penyimpangan kromosom adalah gangguan dalam isi kromosom normal sel, dan merupakan penyebab utama kondisi genetik pada manusia, seperti sindrom Down. Beberapa kelainan kromosom tidak menyebabkan penyakit pada operator, seperti translokasi atau inversi kromosom, meskipun mereka dapat menyebabkan kesempatan lebih tinggi melahirkan anak dengan kelainan kromosom. jumlah abnormal kromosom atau set kromosom, aneuploidi, dapat mematikan atau menimbulkan gangguan genetik.

c)      Gen

Sejak dulu gen dianggap sebagai kesatuan terkecil didalam sel yang berperan menentukan hereditas (sifat keturunan). Istilah gen dipopulerkan oleh W. Johannsen pada tahun 1909. Dengan pesatnya perkembangan genetika molekuler, kini telah diketahui bahwa gen masih terdiri dari beberapa komponen yang masing-masing sangat berpengaruh pada kegiatan gen. Komponen-komponen tersebut antara lain:

1.      Rekon ialah komponen yang lebih kecil dari gen yang terdiri atas satu atau dua pasang nukleotida asaja.

2.      Muton ialah komponen yang terdiri atas lebih dari dua atau beberapa nukleotida.

3.      Sistron ialah komponen yang terdiri atas ratusan nukleotida.

Pada tahun 1963, penghargaan Nobel di hadiahkan kepada F. Jacob dan J. Monod karena menemukan gen struktural dan gen-gen regulator dari hasil penelitian mereka pada bakteri Escherichia coli.

1.      Gen struktural ialah gen-gen yang melaksanakan pembentukan mRNA.

2.      Gen regulator ialah gen yang mengontrol kelompok-kelompok gen struktural, disebut juga gen pengatur. Gen regulator (pengontrol) yang letaknya amat dekat dengan gen struktural yang diawasinya disebut gen operator. Jadi gen operon ialah sekelompok gen yang terdiri dari gen operator dan gen struktural yang terkoordinasi dan merupakan kesatuan pengontrol.

Dengan ditemukannya mikroskop elektron serta pengetahuan analisis foto defraksi sinar x, maka pengetahuan kromosom dan gen semakain lengkap dan semakin banyak.  Kromosom yang tampak dari luar seperti bentuk batang, dengan adanya mikroskop elektron dapat diketahui adanya serabut-serabut tipis melingkar-melingkar yang tebalnya kurang lebih 4 x 10^-6 mm. Disepanjang serabut-serabut inilah terletak secara teratur gen-gen. Fungsi pokok gen adalah:

1.      Mengatur perkembangan dan metabolisme individu.

2.      Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya.

Pada zaman Gregor Mendel gen sering disebut faktor penentu atau elemen atau determinan. Thomas Hunt Morgan (1886-1945), seorang ahli genetika dan embrilogi Amerika Serikat, mengemukakan pendapatnya bahwa gen adalah substansi hereditas, satu kesatuan kimia yang bersifat sebagai berikut:

1.      Gen merupakan zarah tersendiri yang kompak di dalam kromosom.

2.      Gen mengandung informasi genetik.

3.      Gen dapat menduplikasi diri pada peristiwa mitosis (pembelahan sel) artinya gen dapat membelah menjadi dua bagian yang sama persis sehingga dapat menyampaikan informasi genetik kepada informasi berikutnya.

4.      Setiap gen menduduki tempat tertentu daam kromosom. Lokasi khusus yang ditempati gen dalam kromosom disebut lokus gen.

Lokus pada kromosom dianalogikan seperti manik-manik yang berjejer lurus pada seuntai benang. Oleh karena lokus gen terdapat pada tiap kromosom, sedangkan kromosom sel diploid selalu berpasangan (memiliki kromosom homolog), setiap sel diploid memiliki dua lokus  untuk setiap sifat herediternya. Letak gen-gen yang terdapat pada suatu kromosom disimbolkan dengan garis-garis pendek horizontal yang melewati garis panjang vertikal. Garis panjang verikal merupakan symbol untuk kromosom. Oleh karena letak gen linier, garis-garis pendek tersebut juga digamabarkan berjejer liner.

      Gambar 2.9 (a) Kromosom  Homolog dan (b) Letak Gen pada Kromosom

(sumber: www.google.com)

Simbol gen untuk setiap garis pandek menggunakan huruf latin kecil dan besar. Symbol gen yang menunjukkan karakter resesif  biasanya ditulis dengan huruf kecil. Sebaliknya symbol gen yang karakter dominan ditulis dengan huruf besar. Misalnya karakter cebol atau dwarf yang resesif disymbolkan  dengan huruf d. Sedangkan karakter tidak cebol atau normal yang dominan disimbolkan dengan huruf D. Sepasang kromosom merupakan homolog sesamanya, berarti dalam kromosom homolog juga mengandung lokus gen-gen yang bersesuaian pada kromosom homolog, disebut dengan alel (pasangan gen). Jadi gen adalah unit terkecil bahan bersifat ketururnrn (substansi hereditas)  yang berukuran sekitar 4 – 50 milimikron.

B.     Perbedaan antara Genom, Kromosom, dan Gen

          Genom adalah keseluruhan materi genetik (DNA/RNA) pada makhluk hidup.  Pada organisme eukaryotik, genom terdapat di nukleus tersusun di dalam kromosom (pada waktu sel akan membelah/replikasi) juga bisa dalam bentuk benang-benang kromatin (pada tahap interfase), selain itu materi genetik juga terdapat di mitokondria dan plastida.  Jadi genom pada makhluk eukaryotik meliputi materi genetik yang terdapat di nukleus, mitokondria, juga kloroplas (tumbuhan).

            Sedangkan pada organisme prokaryotik tidak terdapat kromosom, materi genetik terletak di sitoplasma yang disebut nukleoid.  Selain itu juga terdapat materi genetik yang berbentuk sirkuler yang disebut plasmid.  Keseluruhan materi genetik pada nukleoid dan plasmid ini disebut genom prokaryotik.

Gambar 2.10 Gen, Kromosom, dan Genom

(sumber: http://denikrisna.wordpress.com/2010/10/28/biomol-introduction/)

            Kromosom adalah salah satu bentuk pengemasan dari genom yang terdapat pada makhluk hidup eukaryotik.  Sedangkan genom adalah keseluruhan materi genetik pada makhluk hidup, baik berupa gen atau tidak.  Genom tidak harus dikemas dalam bentuk kromosom.  Pengemasan genom dalam bentuk kromosom pada eukaryotik disebabkan karena sangat panjang rantai DNAnya.  Sedangkan pada prokaryotik tidak perlu dikemas dalam bentuk kromosom karena untaian DNAnya pendek.

Gambar 2.11. Rangkaian DNA Nukleus

(sumber: www.google.com)

Gen terletak dalam molekul-molekul panjang DNA yang ada dalam semua sel.  Masing-masing gen menempati posisi spesifik di kromosom, disebut lokus (jamak loki) gen. Gen bersifat antara lain :

a.       Sebagai materi tersendiri yang terdapat dalam kromosom.

b.      Mengandung informasi genetika.

c.       Dapat menduplikasikan diri pada peristiwa pembelahan sel.

Gambar 2.12 Nukleus, Kromosom, dan Gen

(Sumber: phoenix5.org)

C.    Hubungan Genom, Kromosom, dan Gen dengan Kandungan Al- Qur’an/Nilai-nilai Keislaman yang Relevan

Manusia tercipta dari percampuran air mani yang dihasilkan/ dikeluarkan oleh laki-laki ketika bersenggama dan perempuan pada masa suburnya, dijelaskan pada:

1. Q.S Al Insaan: 2

$¯RÎ) $oYø)n=yz z`»|¡SM}$# `ÏB >pxÿôÜœR 8l$t±øBr& Ïm‹Î=tGö6¯R çm»oYù=yèyfsù $Jè‹ÏJy™ #·ŽÅÁt/ ÇËÈ

Artinya: “Sesungguhnya Kami telah menciptakan manusia dari setetes mani yang bercampur yang Kami hendak mengujinya (dengan perintah dan larangan), karena itu Kami jadikan dia mendengar dan melihat” (QS. Al Insaan: 2).

Air mani yang bercampur maksudnya adalah pertemuan antara sperma dan ovum. Yang terlihat oleh mata adalah air mani berupa cairan sperma dan cairan vagina yang sebenarnya berisi jutaan sperma dan satu ovum saja. Kejadian penciptaan manusia dalam:

2.      Q.S Al Mu’minuun: 14

¢OèO $uZø)n=yz spxÿôÜ‘Z9$# Zps)n=tæ $uZø)n=y‚sù sps)n=yèø9$# ZptóôÒãB $uZø)n=y‚sù sptóôÒßJø9$# $VJ»sàÏã $tRöq|¡s3sù zO»sàÏèø9$# $VJøtm: ¢OèO çm»tRù't±Sr& $¸)ù=yz tyz#uä 4 x8u‘$t7tFsù ª!$# ß`|¡ômr& tûüÉ)Î=»sƒø:$# ÇÊÍÈ

Artinya: “Kemudian air mani itu Kami jadikan segumpal darah, lalu segumpal darah itu Kami jadikan segumpal daging, dan segumpal daging itu Kami jadikan tulang belulang, lalu tulang belulang itu Kami bungkus dengan daging. Kemudian Kami jadikan dia makhluk yang lain. Maka Maha sucilah Allah, Pencipta Yang Paling Baik” (QS Al Mu’minuun: 14).

Perhatikan frasa “Kami jadikan dia makhluk yang lain”. Disini berarti Allah SWT membentuk rupa manusia karena Dia-lah Yang Maha Membentuk Rupa (Al Mushowiru). Dengan apa Allah SWT membentuk rupa? Bagaimana mengubah zygot (perpaduan sperma dan ovum) menjadi bayi dan tumbuh dewasa dan menua? Perintah-perintah Allah SWT untuk membentuk wujud manusia ini ditanamkan dalam DNA yang ada dalam kromosom setiap sel. Artinya DNA adalah firman Allah SWT dalam diri makhluk hidup. Kromosom (DNA) adalah cetak biru (blue print) makhluk hidup.

Allah SWT menciptakan Makhluk hidup berpasang-pasangan . Pasangan-pasangan ini diciptakan oleh allah SWT salah satu tujuannya adalah untuk berkembang biak. Semula kita mengira bahwa pasangan yang dimaksud adalah pasangan jenis kelamin saja, yaitu laki-laki-perempuan, dan jantan-betina.

3.      Q.S. An Najm: 45

¼çm¯Rr&ur t,n=y{ Èû÷üy_÷r¨“9$# tx.©%!$# 4Ós\RW{$#ur ÇÍÎÈ

Artinya: “dan bahwasanya Dialah yang menciptakan berpasang-pasangan laki-laki dan perempuan”. (Q.S. An Najm: 45)

4.      Q.S. Asy Syuura: 11

ãÏÛ$sù ÏNºuq»yJ¡¡9$# ÇÚö‘F{$#ur 4 Ÿ@yèy_ /ä3s9 ô`ÏiB öNä3Å¡àÿRr& $[_ºurø—r& z`ÏBur ÉO»yè÷RF{$# $[_ºurø—r& ( öNä.ätu‘õ‹tƒ ÏmŠÏù 4 }§øŠs9 ¾ÏmÎ=÷WÏJx. Öäï†x« ( uqèdur ßìŠÏJ¡¡9$# 玍ÅÁt7ø9$# ÇÊÊÈ

Artinya: “Pencipta langit dan bumi. Dia menjadikan bagi kamu dari jenis kamu sendiri pasangan-pasangan dan dari jenis binatang ternak pasangan-pasangan, dijadikan-Nya kamu berkembang biak dengan jalan itu. Tidak ada sesuatupun yang serupa dengan Dia, dan Dialah yang Maha Mendengar dan Melihat”.(Q.S. Asy Syuura: 11).

5.      Q.S Yaasin: 36

z`»ysö6ß™ “Ï%©!$# t,n=y{ ylºurø—F{$# $yg¯=à2 $£JÏB àMÎ7/Yè? ÞÚö‘F{$# ô`ÏBur óOÎgÅ¡àÿRr& $£JÏBur Ÿw tbqßJn=ôètƒ ÇÌÏÈ

36. Maha suci Tuhan yang telah menciptakan pasangan-pasangan semuanya, baik dari apa yang ditumbuhkan oleh bumi dan dari diri mereka maupun dari apa yang tidak mereka ketahui.

6. Q.S Al Furqan: 2

“Ï%©!$# ¼çms9 à7ù=ãB ÏNºuq»yJ¡¡9$# ÇÚö‘F{$#ur óOs9ur õ‹Ï‚­Gtƒ #Y‰s9ur öNs9ur `ä3tƒ ¼ã&©! Ô7ƒÎŽŸ° ’Îû Å7ù=ßJø9$# t,n=yzur ¨@à2 &äóÓx« ¼çnu‘£‰s)sù #\ƒÏ‰ø)s? ÇËÈ

Artinya: yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya”.

Maksud dari ayat diatas yaitu bahwa segala sesuatu yang dijadikan Tuhan diberi-Nya perlengkapan-perlengkapan dan persiapan-persiapan, sesuai dengan naluri, sifat-sifat dan fungsinya masing-masing dalam hidup ini.

BAB III

KESIMPULAN

1.      Genom adalah kumpulan semua gen yang dimiliki oleh organisme tersebut pada setiap selnya. Kromosom adalah suatu struktur padat yang terdiridari dua komponen molekul, yaitu protein dan DNA.  Gen adalah unit terkecil bahan sifat keturunan (substansi hereditas) yang berukuran sekitar 4-5 milimikron.

2.      Perbedaan genom, kromosom dan gen yaitu: (a) genom satu kesatuan gen yang secara alami dimiliki oleh suatu sel atau virus, atau satu kesatuan kromosom jazat eukariot dalam fase haploid/semua unit gen yang ada pada kromosom dalam fase haploid, termasuk gen yang ada pada bahan genetik ekstra baik yang ada di mitokondria maupun kloroplas; (b) Kromosom  adalah salah satu bentuk pengemasan dari genom yang terdapat pada makhluk hidup eukaryotik, Kromosom adalah lokus tempat beradanya DNA yang telah dikemas & dilipat sangat kompak; dan (c) Gen unit molekul DNA atau RNA dengan panjang minimum tertentu yang membawa informasi mengenai urutan asam amino yang lengkap suatu protein, atau yang menentukan struktur lengkap suatu molekul rRNA (RNA ribosom) atau tRNA (transfer RNA).

3.      Hubungan antara genom, kromosom, dan gen dengan kandungan Al-Qur’an/nilai-nilai keislaman yang relevan antara lain Q.S Al Insaan: 2, Q.S Al Mu’minuun: 14, Q.S. An Najm: 45, Q.S. Asy Syuura: 11, Q.S Yaasin: 36, dan Q.S Al Furqan: 2.

DAFTAR PUSTAKA

Anonimus. 2011. Biologi Sel. (online). http://biologicasman1nusa.wordpress.com/2011/09/07/artikel-wahana-biologi. Diakses pada tanggal 22 Februari 2014 pukul 14.16 WIB.

Anonimus. 2011. Ayat Alqur’an dalam Kromosom Manusia. (online). http://blog.uin-malang.ac.id/bettie/2011/03/11/ayat-al-qur’an-dalam-kromosom-manusia/. Diakses pada tanggal 22 Februari 2014 pukul 14.33 WIB.

Imam, Adi. 2012. Sel dan Genetika pada Penciptaan. (online). http://imamadi83.blogspot.com/2012/08/sel-dan-genetika-pada-penciptaan.html. Diakses pada tanggal 22 Februari 2014 pukul 15.55 WIB.

Suryo. 1984. Genetika Strata 1. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Wulanda, Ayu Febri. 2009. Biologi Reproduksi. Jakarta: Salemba Medika.

Yusuf, Muhammad. 2001. Struktur & Ekspresi Gen. Jakarta: Sagung Seto.