APA ITU GEN

Gen merupakan untai pendek atau segmen DNA. DNA adalah molekul beruntai ganda yang berisi urutan basa nitrogen seperti  Adenin (A), Sitosin (C), Timin (T), dan Guanin (G). Jadi, dapat dikatakan bahwa gen adalah urutan spesifik basa nitrogen dan unit materi genetik (DNA) yang memiliki kode untuk sintesis protein serta untuk sintesis RNA ribosom, RNA transfer, dll. Gen dapat bereplikasi, dapat mengalami pindah silang dan juga dapat bermutasi. Sehingga gen disebut juga unit fungsional DNA atau kromosom.

Gambar 1 : kaitan nukleus, kromosom DNA dan Gen

Hanya sebagian dari molekul atau untai DNA yang sesuai dengan satu gen. Gen terletak satu demi satu sebagai potongan untaian kecil DNA dalam kromosom . Jadi, dapat dikatakan bahwa gen terbuat dari DNA . Ada lebih dari 20.000 gen dalam kromosom sel manusia . Gen-gen membuat protein yang membentuk komponen sel dan membentuk sel. Gen memiliki variasi dalam ukuran. Misalnya, pada manusia, beberapa gen terbuat dari ratusan basa nitrogen DNA, sedangkan gen lain terdiri lebih lebih dari 2 juta basa nitrogen.

Istilah genetika diperkenalkan oleh William Bateson pada tahun 1905. Kemudian, Wilhelm Johannes menciptakan istilah gen pada tahun 1909.

Bagaimana Cara kerja Gen?

Berdasarkan petunjuk atau perintah yang diberikan oleh gen, maka sel-sel di dalam tubuh membentuk molekul yang disebut protein. Jadi sebenarnya yang membentuk protein itu bukan gen, melainkan protein yang menjalankan berbagai fungsi seperti membuat pigmen mata, memperkuat otot, melawan bakteri atau kuman yang menyerang.

Begitu juga, gen yang mengandung petunjuk atau kode untuk keratin, maka petunjuk itu digunakan oleh sel untuk membentuk protein keratin. Protein Keratin yang bergabung satu dengan yang lain membentuk rambut atau kuku manusia. Dengan demikian, sel yang berbeda menggunakan gen yang berbeda untuk membuat komponen-komponen tubuh dan gen membuat sel-sel tubuh melakukan fungsi yang berbeda satu dengan yang lain seperti pencernaan, respirasi, menghasilkan energi, pertumbuhan dan perkembangan, dan banyak lagi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa gen merupakan unit dasar fisik dan fungsional pewarisan karena gen membawa informasi genetik dari orang tua ke keturunannya yang diperlukan untuk menentukan sifat atau ciri. Selain itu, tidak semua gen membuat protein, beberapa gen membuat RNA yang melakukan beberapa fungsi lain.

Apa itu Alel?

Sebuah gen selalu hadir berpasangan seperti sepasang kromosom homolog. Alel adalah dua bentuk gen yang berbeda atau alternatif, yang mengontrol karakter atau ciri atau sifat yang sama. Pada manusia, alel gen selalu ada dalam pasangan yaitu masing-masing satu pada setiap kromosom dari sepasang kromosom homolog dan pada lokasi yang sama pada kromosom. Lokasi gen pada kromosom di mana gen hadir disebut lokus gen.

Gambar 2: Alela

Kedua alel mengontrol sifat atau ciri yang sama tetapi bentuk yang berbeda, misalnya gen yang mengontrol warna rambut mungkin memiliki dua alel satu untuk mengontrol warna rambut cokelat dan lainnya untuk mengontrol warna rambut hitam. Demikian pula, gen untuk warna mata satu versi atau alel dengan instruksi untuk mata biru dan versi lain atau alel dengan instruksi mata cokelat. Jadi, warna mata anak tergantung pada alel dan interaksi antara alel yang didapatnya dari orang tuanya.

Dengan demikian ada dua salinan gen dalam diri seseorang. Setiap orang tua mewariskan satu salinan gen kepada keturunannya. Jadi, anak mendapat dua salinan (alel) gen, satu dari ibu dan satu dari ayah. Inilah alasannya mengapa seorang anak menunjukkan beberapa fitur ayahnya dan beberapa fitur ibunya. Sebagian besar gen sama pada manusia, hanya sekitar 1% sedikit berbeda di antara manusia. Selain itu, alel memiliki sedikit perbedaan dalam urutan basa pada DNA. Perbedaan-perbedaan ini bertanggung jawab atas ciri-ciri fisik dan kemampuan mental yang unik dari seseorang.

Jika alel gen pada organisme sama disebut homozigot untuk gen itu. Jika mereka berbeda, organisme disebut heterozigot untuk gen itu. Fitur atau sifat seseorang ditentukan oleh kombinasi alel gen mereka.

Terbuat dari apakah Gen Itu?

Gen adalah untaian pendek atau segmen DNA yang terbuat dari jutaan bahan kimia yang disebut basa nitrogen. Basa nitrogen ini terdiri dari empat jenis; Adenin (A), Sitosin (C), Timin (T), dan Guanin (G). Karena gen adalah bagian dari DNA, maka setiap gen dibuat dari urutan spesifik dari keempat basa ini . Setiap basa nitrogen adalah komponen nukleotida, yang merupakan blok pembangun DNA. Jadi, dapat dikatakan bahwa gen terbuat dari empat jenis nukleotida A, T, G dan C. Gen yang berbeda memiliki kombinasi nukleotida yang berbeda. Nukleotida dari satu untai dihubungkan ke nukleotida dari untai yang berlawanan dengan ikatan hidrogen, sedangkan nukleotida dari untai tunggal terikat satu sama lain melalui ikatan fosfodiester.

Gambar 3: komposisi kimia Gen

Kombinasi basa yang berbeda dari nukleotida yang berbeda memberikan ciri yang berbeda pada seseorang, misalnya, seseorang dengan kombinasi ATCGAT mungkin memiliki mata cokelat dan seseorang dengan ATCGAA mungkin memiliki mata biru. Sebuah sel manusia memiliki sekitar 20.000 gen dan tersusun atas 3.000.000.000 basa. Jumlah total gen dan basa dalam sel suatu organisme disebut genom suatu organisme.

Sejarah Penemuan Gen

Tokoh pertama yang menemukan konsep pewarisan sifat-sifat dari orang tua kepada keturunannya adalah Mendel, namun, ia gagal untuk menggambarkan atau mengetahui peran gen.

Kemudian, Wilhelm Johannsen menciptakan istilah 'gen' untuk mewakili satuan pewarisan Mendel. Namun, dia tidak bisa menjelaskan struktur kimianya. Kemudian, pada tahun 1953, James Watson dan Francis Crick mendefinisikan struktur kimia DNA yang merupakan gen.

Seperti Apa Struktur Gen?

Gen adalah segmen pendek untai DNA (rantai yang terbuat dari nukleotida). Gen adalah unit untai DNA. Gen dapat bervariasi dalam ukuran berdasarkan ukuran protein yang mereka kode.

Ada tiga bagian atau segmen penting dalam struktur suatu gen, yaitu

a. wilayah pertama adalah promotor 

b. wilayah kedua adalah struktural 

c. wilayah ketiga atau terakhir adalah terminator.

Ada beberapa daerah pada DNA atau gen yang mengandung urutan tertentu yang memberikan sinyal kepada enzim tentang titik awal gen dari mana enzim seharusnya memulai transkripsi. Urutan yang mempromosikan transkripsi ini disebut urutan promotor dan wilayah yang berisi urutan ini disebut wilayah promotor . Misalnya, pada eukariota, urutan di wilayah promotor disebut kotak TATA (TATA BOX) karena terbuat dari urutan basa TATAAA.

Wilayah struktural adalah wilayah gen yang berisi kode aktual yang membentuk mRNA atau  bagian dari gen yang ditranskripsi untuk membentuk mRNA.

Daerah terminator adalah daerah di mana gen berakhir dan mengandung kodon stop untuk mengakhiri proses transkripsi. Jadi, tidak semua daerah pada DNA  bertindak sebagai gen untuk ditranskripsi, namun ada juga daerah pada DNA yang berperan sebagai pendukung dalam proses transkripsi.

Perbedaan utama antara gen prokariotik dan eukariotik adalah bahwa gen prokariotik hanya mengandung ekson, sedangkan gen eukariotik mengandung ekson dan intron. Jadi, gen prokariotik hanya terbuat dari ekson.

Selain itu, di wilayah struktural, ekson adalah bagian atau wilayah gen yang mengkode sintesis protein. Sedangkan intron adalah bagian gen di daerah struktural yang tidak berperan dalam sintesis protein. Jadi ekson adalah wilayah pengkodean dan intron adalah wilayah non-pengkodean. Intron terletak di antara ekson. Mereka dikeluarkan dari mRNA yang baru terbentuk melalui proses yang disebut splicing . Setelah intron dikeluarkan, ekson bergabung satu sama lain untuk membentuk urutan pengkode protein yang menuju ke ribosom untuk sintesis protein. Jadi, ekson adalah bagian dari daerah pengkodean gen yang tetap berada di mRNA setelah penyambungan. Intron disambung selama pemrosesan RNA.

Katrakteristik Gen

• Gen adalah unit fungsional hereditas, memiliki variasi, dapat bermutasi dan berevolusi. Gen menentukan fitur fisik, mental dan fisiologis makhluk hidup. Gen mentransfer fitur-fitur ini dari orang tua kepada anak-anak mereka.
• Gen terletak di kromosom dalam bentuk segmen kecil DNA.
• Gen menempati posisi tetap dalam DNA atau kromosom. Posisi ini dikenal sebagai lokus .
• Gen-gen disusun dalam urutan linier satu demi satu sebagai manik-manik pada seutas tali.
• Gen mengandung kode atau informasi untuk sintesis protein, sintesis enzim dan RNA yang diperlukan untuk melakukan berbagai fungsi dalam tubuh.
• Gen dapat membuat salinan duplikat dari diri mereka sendiri melalui proses yang disebut replikasi.
• Gen tunggal umumnya memiliki dua bentuk berbeda yang disebut alel.

Fungsi Gen

• Gen memungkinkan orang tua untuk mewariskan fitur mereka kepada keturunannya. Gen membawa informasi yang berkaitan dengan sifat atau fitur seseorang dan ketika mereka diturunkan dari satu generasi ke generasi lain, 
• Gen mengontrol atau menentukan fenotipe keturunan termasuk fitur struktural dan fungsional.
• Gen mengontrol reproduksi melalui replikasi.
• Gen mungkin mengalami mutasi dan menyebabkan polimorfisme dan variasi pada manusia atau spesies. Mutasi ini juga menyebabkan gangguan metabolisme dan kesalahan metabolisme bawaan.
• Gen juga terkait dengan proses penuaan.
• Gen mengatur transkripsi mRNA dan dengan demikian mengontrol jumlah protein yang akan disintesis. Gen mengontrol fungsi DNA dan RNA.
• Gen mengkode berbagai jenis RNA selain mRNA seperti rRNA dan tRNA.
• Gen dapat mengaktifkan atau menonaktifkan gen tertentu berdasarkan kebutuhan suatu organisme.
• Gen melakukan diferensiasi seluler selama perkembangan.

Daftar Pustaka

Campbell, N. A. & J. B. Reece. (2008). Biologi, Edisi Kedelapan Jilid 3. Terjemahan: Damaring Tyas Wulandari. Jakarta: Erlangga.

Fried, H. George & George J . Hademenos. 2006. Schaum’s Outlines Biologi Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga.