Salah satu ciri makhluk hidup
adalah mampu berkembang biak. Pada saat berkembang biak, sebagian sifat suatu
individu akan diwariskan kepada keturunannya. Contohnya, orang berambut
keriting mungkin akan memiliki anak berambut keriting juga. Cabang ilmu yang
mempelajari pewarisan sifat dari suatu individu kepada turunannya disebut genetika. Mula-mula orang menganggap
bahwa faktor pembawa sifat adalah kromosom, namun penemuan selanjutnya
memastikan bahwa faktor pembawa sifat tersebut adalah gen yang terdapat dalam
kromosom. Sebenarnya yang mampu menyampaikan informasi genetika adalah senyawa
kimia yang terkandung dalam kromosom, yaitu protein dan asam nukleat. Dari
senyawa tersebut hanya asam nukleatlah yang mampu menyampaikan informasi
genetika dari induk kepada keturunannya. Sehingga sebenarnya hanya asam nukleatlah yang disebut substansi genetik
atau faktor hereditas. Asam nukleat yang bertindak sebagai substansi genetik
tersebut terdiri atas DNA (Deoxyribonucleic
Acid) dan RNA (Ribonucleic Acid).
A. KROMOSOM
Kromosom (Latin: chroma = warna dan soma =
badan) merupakan benang-benang tebal yang terdapat di dalam inti sel. Di dalam
kromosom terkandung gen yang
merupakan substansi pembawa sifat menurun (hereditas) atau informasi genetik di
dalam sel. Kromosom dapat diamati dengan menggunakan mikroskop pada saat sel
mengalami proses pembelahan. Dan dapat diamati dengan jelas strukturnya pada
tahap metafase. Pada saat sel tidak
sedang membelah, kromosom ini berupa benang-benang halus yang disebut kromatin (Latin: chroma = warna dan tin =
benang)
1.
Jumlah Kromosom
Jumlah kromosom yang dimiliki tiap
spesies makhluk hidup sangat bervariasi. Organisme yang struktur tubuhnya lebih
kompleks biasanya memiliki jumlah kromosom yang lebih banyak daripada organisme
yang struktur tubuhnya lebih sederhana. Contohnya saja, bakteri yang struktur
tubuhnya sederhana hanya memiliki satu buah kromosom. Meskipun demikian, ada
beberapa jenis organisme sederhana yang justru memiliki jumlah kromosom lebih
banyak.
Kendati bervariasi, jumlah kromosom
yang dimiliki oleh setiap jenis organisme akan selalu tetap dan terdapat dalam
bentuk yang saling berpasangan. Sebagai contoh, setiap sel tubuh manusia
memiliki 46 buah atau 23 pasang kromosom. Kromosom yang saling berpasangan ini
disebut kromosom homolog. Kromosom
homolog memiliki ukuran, bentuk, dan jumlah gen yang sama. Berdsarkan jumlah
pasangan kromosomnya, ada beberapa jenis organisme, yaitu organisme haploid (memiliki n kromosom), organisme diploid (memiliki 2n kromosom), organisme triploid (memiliki 3n kromosom), organisme poliploid (memiliki banyak kromosom).
Sel-sel tubuh atau sel-sel somatis,
misalnya sel-sel pada otot, tulang, darah, dan saraf, mengandung 2n kromom
(diploid), sedangkan sel-sel kelamin mengandung n kromosom (haploid). Satu set
kromosom haploid ini dinamakan genom.
2.
Struktur Kromosom
Kromosom sel-sel eukariota terdiri
atas bahan kompleks yang disebut kromatin.
Kromatin tersusun atas 27% DNA (Deuxyribonucleic
Acid / asam deoksiribosa nukleat), 67% protein, dan 6% RNA (Ribonucleid Acid / asam ribose nukleat).
DNA hanya menyusun sekitar sepertiga massa kromosom.
Sekitar
setengah (50%) dari protein yang terdapat di dalam kromosom berupa histon. Histon merupakan protein dengan
konsentrasi asam amino basa yang tinggi dengan gugus tambahan (-NH2),
contohnya lisin dan arginin. Histon melekat erat pada DNA, membentuk
subunit-subunit seperti manic-manik pada rantai DNA dan disebut nukleosom. Oleh
karena itu, histon berperan penting dalam pembungkusan DNA dan mempertahankan
bentuk kromosom.
Protein nonhiston merupakan sisa dari protein histon yang sangat bervariasi
(heterogen). Terbuat dari kurang lebih 30 protein yang berbeda yang hanya
merupakan basa lemah dan asam amino (dengan gugus tambahan (-COOH)) daripada
histon. Sebagian besar protein-protein nonhiston berubah menjadi enzim-enzim
yang mengatalisis proses transkripsi dan replikasi asam nukleat. Enzim tersebut
dikenal sebagai enzim polymerase. Sebagian kecil lainnya merupakan penopang
struktur kromosom.
Jumlah DNA pada kromosom eukariota
sangat menakjubkan. DNA terdapat dalam bentuk double helix (utas ganda) di
sepanjang kromosom, dengan satu double helix pada tiap kromatid. Sebagai
contoh, kromosom manusia yang panjangnya sekitar 10 mengandung sekitar 7 cm
DNA. Sementara itu, struktur sebuah kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu
sentromer dan lengan kromosom.
a.
Sentromer
Sentromer
atau kinetokor, disebut juga kepala
kromosom. Di dalam sentromer ini tidak mengandung gen dan kromonema. Sentromer
berperan pada saat pembelahan sel, yaitu sebagai tempat melekatnya
benang-benang gelendong yang mengarahkan pembelahan sel. Berdasarkan letak
sentromernya, kromosom dapat dibedakan menjadi metasentrik, submetasentrik,
akrosentrik, dan telosentrik.
1) Kromosom Metasentrik
Kromosom metasentrik memiliki sentromer yang terletak
di tengah sehingga kedua lengannya sama panjang, disebut juga bentuk V.
2) Kromosom Submetasentrik
Kromosom submetasentrik mmiliki sentromer yang
letaknya mendekati tengah sehingga memiliki satu lengan yang panjang dan satu
pendek.
3) Kromosom Akrosentrik
Kromosom akrosentrik memiliki sentromer yang letaknya
mendekati ujung sehingga salah satu lengannya sangat pendek, disebut juga
bentuk J.
4) Kromosom
Telosentrik
Kromosom telosentrik memiliki sentromer yang letaknya di
ujung sehingga kromosom ini hanya memiliki satu lengan, disebut juga bentuk I.
b.
Lengan Kromosom
Lengan kromosom adalah badan kromosom
itu sendiri. Lengan kromosom disebut juga
kromatid. Kecuali kromosom telosenrik, umumnya kromosom memiliki dua buah lengan
yang dibatasi oleh sentromer. Lengan kromosom tersusun oleh selaput
(membran), kromonema, dan matriks.
Selaput berfungsi untuk melapisi dan melindungi kromosom. Matriks kromosom
berupa cairan yang mengisi seluruh bagian kromosom, sedangkan kromonema berupa
benang halus berpilin yang terendam dalam matriks. Kromonema tersusun atas
butiran atau manik-manik yang disebut
kromoner atau nukleosom. Pada
kromomer ini melilit benang DNA. DNA inilah yang merupakan gen pembawa
informasi genetik suatu individu. Dengan demikian, yang menjadi genetik adalah
DNA itu sendiri.
3.
Jenis Kromosom
Setiap sel yang terdapat di dalam
tubuh suatu organisme pasti memiliki suatu set kromosom dengan jumlah tertentu.
Suatu set kromosom tersebut dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu autosom (kromosom tubuh) dan gonosom (kromosom kelamin).
a.
Autosom
Autosom disebut juga kromosom tubuh atau kromosom somatis. Autosom merupakan
kromosom yang menentukan sifat-sifat se tubuh (sel somatis). Autosom tidak
berperan dalam menentukan jenis kelamin suatu organism. Jumlahnya di dalam sel
tubuh adalah 2n – 2, dengan n=jumlah seluruh kromosom. Sebagai contoh, jumlah
autosom sel tubuh manusia adalah 46 – 2 = 44 buah atau 22 pasang. Jumlah
autosom sel tubuh ayam adalah 40 – 2 = 38 buah atau 19 pasang.
b.
Gonosom
Gonosom disebut juga kromosom
seks atau kromosom kelamin
karena kromosom ini berperan dalam menentukan jenis kelamin suatu organism.
Jumlah kromosom seks pada sel tubuh manusia ada dua buah atau sepasang. Jenis
kelamin pada manusia ditentukan oleh jenis kromosom seks ini. orang yang
berkelamin laki-laki memiliki kromosom X dan kromosom Y (XY) dalam tubuhnya,
sedangkan perempuan memiliki sepasang kromosom X (XX).