1. Menjelaskan molekul yang mendasari pewarisan sifat pada makhluk hidup
2. Mengidentifikasi struktur molekul DNA
3. Mendeskripsikan struktur materi genetik yang bertanggung jawab dalam pewarisan sifat (DNA, RNA,
dan kromosom)
4. Menganalisis hubungan antara kromosom, DNA, gen, RNA, dan karakteristik makhluk hidup
5. Menjelaskan peranan materi genetik dalam penentuan sifat
Setiap makhluk hidup mempunyai sifat-sifat tertentu yang menjadi ciri khasnya. Sifat-sifat tersebut akan diwariskan kepada keturunannya. Pewarisan sifat dari generasi ke generasi disebut hereditas. Cabang ilmu Biologi yang mempelajari hereditas disebut Genetika. Sifat-sifat seperti wajah, jenis rambut, bentuk mata, bentuk hidung maupun bentuk telinga diwariskan dari orang tua kepada anaknya melalui materi genetik. Jadi materi genetik merupakan substansi penting yang dapat diwariskan dari orang tua kepada anaknya. Gen, DNA, RNA dan kromosom merupakan materi genetik yang bertanggung jawab terhadap pewarisan sifat.
Gambar : Kromosom
1.Materi Genetik
Materi genetik adalah gen dari sepotong DNA yang membawa informasi suatu sifat. Beberapa macam gen akan bergabung dan menyusun rangkaian DNA. Untaian DNA membentuk benang-benang. halus yang dinamakan kromosom. Kromosom ini membawa materi genetik untuk diwariskan kepada keturunannnya,
Kromosom adalah struktur berbentuk batang yang terdiri atas dua komponen molekul yaitu protein dan asam nukleat. Asam Nukelat terdiri atas DNA dan RNA. Struktur kromosom terdiri atas beberapa bagian yaitu kromatid, kromomer, sentromer, satelit dan telomer.
Pada sel-sel somatik atau sel tubuh, kromosom berada dalam keadaan berpasangan yang disebut dengan keadaan diploid. Pada kariotipe sel gamet tiap kromosom dalam keadaan tidak berpasangan dengan jumlah setengah dari jumlah kromosom sel tubuh (sel somatik), keadaan ini disebut dengan keadaan haploid.
Kromosom juga dapat dibedakan menjadi kromosom kelamin atau gonosom yaitu X dan Y, pada kromosom ini terdapat beberapa gen yang berperan dalam mengatur jenis kelamin pada manusia serta kromosom-kromosom tubuh atau autosom (selain kromosom kelamin).
Gambar : Gambaran Untaian Molekul DNA pada Suatu Sel
Gambar : (a) Rosalind Franklin,
(b) Foto DNA dari Hasil Difraksi Sinar-X
Gambar : Struktur Molekul DNA
(a) Struktur Heliks, (b) Struktur Kimia Parsial DNA
DNA terletak di dalam inti sel. Namun, adapula DNA yang tidak terdapat di dalam inti sel. DNA merupakan untaian yang sangat panjang. DNA melilit pada protein yang disebut protein histon. Seluruh untai DNA tersebut dikenal dengan kromosom.
Penemuan struktur DNA tak lepas dari penelitian dari Maurice Wilkins dan Rosalind Franklin yang menggunakan teknik kristalografi (difraksi) sinar-X untuk mempelajari struktur DNA pada tahun 1950 hingga 1953.
Berdasarkan penelitian Rosalind Franklin, pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson mengemukakan bahwa DNA memiliki struktur seperti suatu untai ganda yang membentuk heliks atau bentuk ulir.
Materi genetik di dalam tubuh makhluk hidup dapat terdiri dari dua macam yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid). DNA adalah asam nukleat yang berisi informasi genetik (pewarisan sifat) yang tersusun dari gula pentosa, basa nitrogen purin (adenin, guanin) dan pirimidin (timin, sitosin) dan asam fosfat. RNA tersusun dari gula pentosa, basa nitrogen purin (adenin, guanin) dan pirimidin (urasil, sitosin) dan asam fosfat. DNA berbentuk untaian ganda dan berfungsi untuk mengendalikan faktor keturunan dan sintesis protein. RNA berbentuk untaian tunggal dan hanya berfungsi dalam sintesis protein.
Materi genetik sangat berperan dalam pewarisan sifat atau karakter-karakter tertentu pada makhluk hidup.
Karakter yang mampu mengalahkan atau menutupi karakter yang lain disebut karakter dominan. Karakter ini akan tampak atau muncul pada individu makhluk hidup. Karakteristik yang kalah atau tertutupi disebut karakter resesif.
Gen-gen yang mengode karakteristik makhluk hidup memiliki variasi. Variasi atau bentuk alternatif dari gen-gen disebut alela, misalnya gen U (mengode warna ungu pada bunga) dan gen u (mengode warna putih pada bunga).
Contoh lain yaitu karakter cuping yang terpisah dikode oleh gen G sedangkan karakter cuping melekat dikode gen g.
Karakterkarakter fisik (mencakup bentuk luar, fungsi alat tubuh, dan tingkah laku yang dapat diamati langsung) sebagai akibat perwujudan ”ekspresi” dari gen disebut fenotipe. Sedangkan keseluruhan susunan informasi genetik dari suatu individu yang tidak dapat dilihat secara langsung disebut genotipe.