Pengertian Gen Beserta Struktur Dan Sejarahnya

Oleh Diposting pada

Pengertian-Gen-Beserta-Struktur-Dan-Sejarahnya

Daftar Baca Cepat tampilkan

Pengertian Gen

Gen adalah bagian dari kromosom atau salah satu kesatuan kimia (DNA) dalam kromosom yaitu dalam lokus yang mengendalikan ciri-ciri genetis dari suatu makhluk hidup. Gen diturunkan atau diwariskan oleh satu individu kepada keturunannya, yaitu melalui suatu proses reproduksi. Oleh karena itu, informasi yang menjaga keutuhan bentuk serta fungsi kehidupan suatu organisme dapat terpelihara/terjaga. Gen terdapat berpasangan dalam satu lokus pada kromosom homolog. Dari masing-masing gen dalam pasangan tersebut disebut dengan alel. Kedua alel dapat membawa ciri sifat yang sama ataupun sifat yang berbeda, seperti misalnya sifat tangkai panjang dan tangkai pendek.

Gen merupakan suatu unit pewarisan untuk organisme hidup. Bentuk fisiknya ialah urutan DNA yang menjadi sebuah protein, polipeptida, atau seuntai RNA yang mempunyai fungsi untuk organisme yang memilikinya. Batasan modern gen merupakan lokasi tertentu pada genom yang berhubungan dengan pewarisan sifat serta bisa dihubungkan dengan fungsi sebagai regulator (pengendali), peran-peran fungsional, atau sasaran transkripsi lainnya.

Pemakaian gen dalam percakapan sehari-hari (contohnya “gen cerdasan” atau “gen warna rambut”) yang dimaksudkan untuk alel: pilihan variasi yang ada oleh suatu gen. Wwalaupun alel bisa serupa, orang lebih sering memakai istilah alel sebagai ekspresi gen secara fenotitik berbeda. Gen diwariskan oleh suatu individu kepada keturunanna lewat suatu proses reproduksi, bersamaan dengan DNA yang membawanya. Dengan demikian, informasi yang menjaga keutuhan bentuk dan fungsi kehidupan organisme bisa berjaga.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Struktur Generik – Pengertian, Struktur, Jenis, Naratif, Deskriptif, Argumentatif, Contoh

Sejarah Gen

Gregor Mandel telah berspekulasi terhadap adanya suatu bahan yang terkait dengan suatu karakter atau sifat didalam tubuh suatu individu yang bisa diwariskan dari satu generasi ke kenerasi selanjutnya. Ia menyebtnya ‘faktor’. Oleh Hugo de Vries, konsep yang sama ia namakan pengen (pan-gen) pada buku yang ia karang Intracellular Pangenesis (terbit 1889). Belum membaca tulisan model, de Vries mendefinisikan pangen sebagai “partikel terkecil yang mewakili satu penciri terwariskan”. Wilhelm Johannsen lalu menyingkat sebagai gen dua puluh tahun kemudian.

Pada 1910, Thomas Hunt Morgan menunjukan bahwa gen terletak di kromosom. Dan selanjutnya, terjadi sebuah ‘perlombaan’ seru untuk menemukan subtansi yang merupakan gen. Banyak penghargaan Nobel yang kemudian terjatuh pada penelitian yang terlibat dalam subjek ini.

Pada saat itu DNA telah ditemukan serta diketahui hana berada pada kromosom (1869), namun orang belum menyadari bahwa DNA terkait dengan gen. Lewat penelitian Oswald Avery terhadap bakteri Pneumococcus (1943), dan Alfred Hershey dan Martha Chase (publikasi 1953) dengan virus bakteriofag T2, setelah orang mengetahui bahwa DNA merupakan bahan genetik.

Pada tahun 1940an, George Beadle dan Edward Tatum melakukan sebuah percobaan dengan Neurospora crassa. Dari sebuah percobaan itu, Beadle dan tatum bisa menarik hipotesis bahwa gen mengkode enzim, serta mereka menympulkan bahwa suatu gen menyentesis satu enzim (one gene-one enzyme theory).

Setelah beberapa puluh tahun, ditemukan bahwa gen mengkode protein yang tidak hanya berfungsi sebagai enzim saja, serta sejumlah protein tersusun dari dua atau lebih polipeptida. Dengan adanya sebuah penemuan-penemuan itu, pendapat Beadle dan Tatum, one gene-one enzyme theory, telah dimodifikasi menjadi teori satu gen-satu polipeptida (one gene-one polypetide theory)

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pembelahan Sel – Pengertian, Jenis, Mitosis, Meiosis, Gametogenesi, Perbedaan, Fungsi, Tujuan

Struktur Gen

Struktur gen

Pada sel eukariot, gen terdiri dari:

  1. Domain regulasi inisiasi transkripsi, yang terdiri dari : deret GCCACACCC, ATGCAAAT, kotak GC, kotak CCAAT dan kotak TATA.
  2. Intron
  3. Ekson merupakan area kondisi protein yang bisa ditranskripsi secara overlapping atau nonoverlapping. Misalnya pada kode dengan tiga deret nukleotida (kodon triplet) AUU GCU CAG, bisa secara dibaca nonoverlapping sebagai AUU GCU CAG atau dibaca secara overlapping sebagai AUU UUG UGC GCU CUC CAG. Walaupun pada sekitar tahun 1961, sudah diketahui bahwa asam amno dikondisi oleh kodon secara nonoverlapping, sudah ditemukan protein berbeda hasil transkripsi dengan pergeseran overlapping kodon.
  4. Domain regulasi akhir transkripsi

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Gen Letal Beserta Macam-Macamnya

Ekspresi Gen

Ekspresi gen merupakan proses dimana kode-kode informasi yang terdapat pada gen diubah menjadi protein-protein yang beroperasi hanya di dalam sel. Ekspresi gen terdiri dari dua tahap:

  • Translasi, proses sintesis polipeptida yang spesifik di dalam ribosom.
  • Transkripsi, proses pembuatan salinan RNA.

Proses transkripsi DNA menjadi mDNA serta translasi mDNA menjadi sebuah polipeptida disebut dogma sentral (central dogma). Dogma sentral berlaku pada prokariot dan eukariot. Tetapi pada eukariot terdapat tahapan tambahan yang menjadi di antara transkripsi dan translasi yang disebut tahapa pre-mRNA.

Tahap pre-mRNA merupakan untuk menyeleksi mRNA yang akan dikirim keluar nukleus untuk ditranslasikan di ribosom. Ekson adalah mRNA yang akan dikirim keluar nukleus untuk ditranslaasikan, sedangkan nitron adalah mRNA yang akan tetap berada didalam nukleus sebab kemungkinan mRNA itu akan membentuk protein yang tidak fungsional (tidak berguna) bila ditranslasikan. Intron kemudian akan terurai kembali untuk membentuk rantai mRNA baru. Ketahui pula bahwa beberapa kesalahan yang disebut mutasi dapat terjadi pada proses ekspresi gen ini.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Penyebab Mutasi Gen – Pengertian, Alam, Buatan, Faktor, Jenis, Mekanisme, Konsekunsi

Fungsi Gen dan Sifat Gen

Gen-gen merupakan substansi hereditas, yang memiliki fungsi seperti berikut ini:

  • Menyampaikan informasi mengenai genetika dari generasi ke generasi.
  • Mengontrol, mengatur metabolisme dan perkembangan tubuh.
  • Menentukan sifat-sifat pada keturunannya. Seperti yang di contohkan pada fakta di depan. Sifat-sifat itu dapat berupa bentuk rambut, bentuk badan, warna kulit dan lain sebagainya.
  • Proses reaksi kimia di dalam tubuh dapat terjadi secara berurutan. Pada setiap tahap reaksinya dibutuhkan enzim. Pembentukan dan juga pengontrolan kerja enzim tersebut dilakukan oleh gen. Pada proses perkembangan yang membutuhkan hormon juga diatur oleh gen.

Gen yang menampakkan senyawa kimia merupakan substansi hereditas, memiliki sifat sebagai berikut dibawah ini:

  1. Mengandung informasi genetik.
  2. Tiap gen memiliki tugas dan fungsi yang berbeda-beda.
  3. Ketika waktu pembelahan mitosis dan meiosis dapat mengadakan duplikasi.
  4. Sifat gen yang ke empat, kerjanya ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogennya.
  5. Dan sebagai zarah yang terdapat di dalam kromosom.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Aplikasi Bioteknologi Modern – Pengertian, Genetika, kedokteran, pertanian, peternakan, limbah, Biokimia, Virologi, Biologi sel

Interaksi Gen

Interaksi gen adalah penyimpangan semu terhadap hukum Mendel yang tidak melibatkan modifikasi nisbah fenotipe, tetapi menimbulkan fenotipe-fenotipe yang merupakan hasil kerja sama atau interaksi dua pasang gen nonalelik.

Selain terjadi interaksi antar alel, interaksi juga dapat terjadi secara genetik. Selain mengalami berbagai modifikasi rasio fenotipe karena adanya peristiwa aksi gen tertentu, terdapat pula penyimpangan semu terhadap hukum Mendel yang tidak melibatkan modifikasi rasio fenotipe, tetapi menimbulkan fenotipe-fenotipe yang merupakan hasil kerja sama atau interaksi dua pasang gen nonalelik. Peristiwa semacam ini dinamakan interaksi gen menurut (Suryo: 2001). Peristiwa interaksi gen pertama kali dilaporkan oleh W. Bateson dan R.C. Punnet setelah mereka mengamati pola pewarisan bentuk jengger ayam.

Menurut William D. Stansfield (1991 : 56) fenotipe adalah hasil produk gen yang dibawa untuk diekspresikan ke dalam lingkungan tertentu. Lingkungan ini tidak hanya meliputi berbagai faktor eksternal seperti: temperatur dan banyaknya suatu kualitas cahaya. Sedangkan faktor internalnya meliputi: Hormon dan enzim. Gen merinci struktur protein. Semua enzim yang diketahui adalah protein. Enzim melakukan fungsi katalis, yang  menyebabkan pemecahan atau penggabungan berbagai molekul. Semua reaksi kimiawi yang terjadi di dalam sel merupakan persoalan metabolisma. Reaksi – reaksi ini merupakan reaksi pengubahan bertahap satu substansi menjadi substansi lain, setiap langkah (tahap) diperantarai oleh suatu enzim spesifik. Semua langkah yang mengubah substansi pendahulu (precursor) menjadi produk akhir menyusun suatu jalur biosintesis.Interaksi gen terjadi bila dua atau lebih gen mengekspresikan protein enzim yang mengkatalis langkah – langkah dalam suatu jalur bersama.

Interaksi beberapa gen, gen yang bersifat menutup disebut (epistasis) dan gen yang bersifat tertutupi (hipostasis). Epistasis-hipostasis pertama kali ditemukan oleh (Nelson dan Ehle). Interaksi gen bisa berupa gen-gen dominan (epistasis dominan), dan jika interaksi terjadi antar gen-gen resesif (epistasis resesif)

  • Epistasis Dominan

Epistasis dominan : gen dengan alel dominan yang menutupi kerja gen lain. Pada peristiwa epistasis dominan terjadi penutupan ekspresi gen oleh suatu gen dominan yang bukan alelnya. Nisbah fenotipe pada generasi F2 dengan adanya epistasis dominan adalah 12 : 3 : 1.

Peristiwa epistasis dominan dapat dilihat misalnya pada pewarisan warna buah waluh besar (Cucurbita pepo). Dalam hal ini terdapat gen Y yang menyebabkan buah berwarna kuning dan alelnya y yang menyebabkan buah berwarna hijau. Selain itu, ada gen W yang menghalangi pigmentasi dan w yang tidak menghalangi pigmentasi.  Persilangan antara waluh putih (WWYY) dan waluh hijau (wwyy) menghasilkan nisbah fenotipe generasi F2

  • Epistasis Resesif

Epistasis resesif : gen dengan alel homozigot resesif yang mempengaruhi gen lain. Peristiwa epistasis resesif terjadi apabila suatu gen resesif menutupi ekspresi gen lain yang bukan alelnya.  Akibat peristiwa ini,  pada generasi F2  akan diperoleh nisbah fenotipe 9 : 3 : 4.

Contoh epistasis resesif dapat dilihat pada pewarisan warna bulu mencit (Mus musculus).  Ada dua pasang gen nonalelik yang mengatur warna bulu pada mencit, yaitu gen A menyebabkan bulu berwarna kelabu, gen a menyebabkan bulu berwarna hitam, gen C menyebabkan pigmentasi normal, dan gen c menyebabkan tidak ada pigmentasi. Persilangan antara mencit berbulu kelabu (AACC) dan albino (aacc)

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Dan Faktor Genotip Dan Fenotip

Mutasi Gen

Mutasi Gen

Seperti telah kita pelajari dalam Bab 3 bahwa pasangan basa nitrogen (basa N) padaDNA. Antara timin dan adenine atau antara guanin dan sitosin dihubungkan oleh ikatanhidrogen yang lemah ” Atom-atom hidrogen dapat berpindah dari satu posisi ke posisilain pada purin atau pirimidin. Perubahan kimia sedemikian disebut perubahan tautomer.Misalnya, secara tidak normal, adenin berpasangan dengan sitosin dan timin denganguanin. peristiwa perubahan genetic seperti ini disebut mutasi gen karena hanya terjadi didalam gen. Mutasi gen disebut juga mutasi titik (point mutation). Mutasi gen dapat terjadikarena substitusi basa N.Macam-macam mutasi gen antara rain:

  1. Mutasi tak bermakna (nonsense mutatton);
    terjadi perubahan kodon (triplet) darikode basa N asam amino tetapi tidak mengakibatkan kesalahan pembentukan protein.Misalnya, uuu diganti uus yang sama -sama kode fenilalanin.

  2. Mutasi ganda tiga (triplet mutations);
    terjadi karena adanya penambahan atau pengurangan tiga basa secara bersama – sama.

  3. Mutasi bingkai (frarneshift mutattons);
    terjadi karena adanya penambahan sekaligus pengurangan satu atau beberapa pasangan basa secara bersama – sama.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pautan Dan Pindah silang – Pengertian, Proses, Sifat, Cara Kerja

Komponen Penyusun Gen

  • Rekon
    Rekon merupakan sebuah komponen yang lebih kecil dari gen dan terdiri atas satu atau dua pasang nukleotida saja.
  • Muton
    Muton yakni salah satu komponen yang memiliki lebih dari dua nukleotida.
  • Sistron
    Sistron ialah suatu komponen yang terdiri dari ratusan nukleotida
Mungkin Dibawah Ini yang Kamu Cari