Genetika (GEN) : Pengertian Dan Studi Keturunan
Genetika – adalah studi tentang bagaimana sifat-sifat yang diturunkan dari orang tua ke anak. Manusia telah lama mengamati bahwa sifat-sifat cenderung serupa dalam keluarga. Tidak sampai pertengahan abad kesembilan belas bahwa implikasi yang lebih besar dari warisan genetik mulai dipelajari secara ilmiah.
Seleksi alam
Pada 1858, Charles Darwin dan Alfred Russell Wallace bersama-sama mengumumkan teori seleksi alam mereka. Menurut pengamatan Darwin, di hampir semua populasi individu cenderung menghasilkan keturunan yang jauh lebih banyak daripada yang dibutuhkan untuk menggantikan orang tua.
Jika setiap individu yang lahir hidup dan bereproduksi lebih banyak lagi, populasi akan runtuh. Overpopulasi menyebabkan persaingan untuk sumber daya.
Darwin mengamati bahwa sangat jarang ada dua individu yang persis sama. Dia beralasan bahwa variasi alami di antara individu-individu ini mengarah pada seleksi alam.
Individu yang lahir dengan variasi yang memberikan keuntungan dalam memperoleh sumber daya atau pasangan memiliki peluang lebih besar untuk menghasilkan keturunan yang akan mewarisi variasi yang menguntungkan. Individu dengan variasi yang berbeda mungkin lebih kecil untuk bereproduksi.
Darwin yakin bahwa seleksi alam menjelaskan bagaimana variasi alam dapat menyebabkan sifat-sifat baru dalam suatu populasi, atau bahkan spesies baru. Sementara dia telah mengamati variasi yang ada di setiap populasi, dia tidak dapat menjelaskan bagaimana variasi itu muncul. Darwin tidak menyadari pekerjaan yang dilakukan oleh seorang biarawan pendiam bernama Gregor Mendel.
Warisan sifat
Pada tahun 1866, Gregor Mendel menerbitkan hasil percobaan bertahun-tahun dalam pemuliaan tanaman kacang polong. Dia menunjukkan bahwa kedua orang tua harus melewati faktor fisik yang berbeda yang mengirimkan informasi tentang sifat mereka kepada keturunan mereka saat pembuahan. Seorang individu mewarisi satu unit tersebut untuk sifat dari setiap orang tua.
Prinsip dominasi Mendel menjelaskan bahwa sebagian besar sifat bukanlah perpaduan dari sifat ayah dan sifat ibu seperti yang biasa dipikirkan.
Sebaliknya, ketika keturunan mewarisi faktor untuk menentang bentuk dari sifat yang sama, bentuk dominan dari sifat itu akan terlihat jelas pada individu tersebut.
Faktor sifat resesif, meskipun tidak jelas, masih merupakan bagian dari susunan genetik individu dan dapat ditularkan ke keturunannya.
Eksperimen Mendel menunjukkan bahwa ketika sel-sel seks terbentuk, faktor-faktor untuk setiap sifat yang diwarisi individu dari orang tuanya dipisahkan menjadi sel-sel seks yang berbeda.
Ketika sel-sel kelamin bersatu pada saat pembuahan, keturunan yang dihasilkan akan memiliki setidaknya dua faktor (alel) untuk setiap sifat.
Satu faktor warisan dari ibu dan satu dari ayah. Mendel menggunakan hukum probabilitas untuk menunjukkan bahwa ketika sel-sel kelamin terbentuk, itu adalah masalah kesempatan untuk faktor mana yang diberikan sifat dimasukkan ke dalam sperma atau telur tertentu.
Kita sekarang tahu bahwa dominasi sederhana tidak menjelaskan semua sifat. Dalam kasus co-dominance, kedua bentuk sifat tersebut sama-sama diekspresikan.
Dominasi yang tidak lengkap menghasilkan perpaduan sifat-sifat. Dalam kasus alel multipel, ada lebih dari dua kemungkinan cara gen yang diberikan dapat diekspresikan.
Kita juga sekarang tahu bahwa sebagian besar sifat yang diekspresikan, seperti banyak variasi warna kulit manusia, dipengaruhi oleh banyak gen yang semuanya bekerja pada sifat yang tampak sama. Selain itu, setiap gen yang bekerja pada sifat tersebut mungkin memiliki banyak alel.
Faktor lingkungan juga dapat berinteraksi dengan informasi genetik untuk menyediakan variasi yang lebih banyak lagi. Dengan demikian reproduksi seksual adalah kontributor terbesar untuk variasi genetik di antara individu-individu suatu spesies.
Ilmuwan abad kedua puluh memahami bahwa menggabungkan ide-ide genetika dan seleksi alam dapat mengarah pada langkah besar dalam memahami berbagai organisme yang menghuni bumi kita.
Mutasi
Para ilmuwan menyadari bahwa susunan molekul gen harus mencakup cara agar informasi genetik dapat disalin secara efisien. Setiap sel dari organisme hidup membutuhkan instruksi tentang bagaimana dan kapan untuk membangun protein yang merupakan bahan dasar pembangun struktur tubuh dan “para pekerja” yang bertanggung jawab atas setiap reaksi kimia yang diperlukan untuk kehidupan.
Pada tahun 1958, ketika James Watson dan Francis Crick menggambarkan struktur molekul DNA, struktur kimia ini menjelaskan bagaimana sel menggunakan informasi dari DNA yang disimpan dalam inti sel untuk membangun protein.
Setiap kali sel membelah untuk membentuk sel baru, pustaka kimia yang luas ini harus disalin sehingga sel anak memiliki informasi yang diperlukan untuk berfungsi.
Tidak bisa dihindari, setiap kali DNA disalin, ada perubahan kecil. Sebagian besar perubahan tersebut ditangkap dan segera diperbaiki. Namun, jika perubahan tidak diperbaiki perubahan tersebut dapat menyebabkan protein berubah.
Protein yang diubah mungkin tidak berfungsi secara normal. Gangguan genetik adalah kondisi yang terjadi ketika protein yang tidak berfungsi dengan buruk mempengaruhi organisme.
Dalam kasus yang sangat jarang, protein yang diubah dapat berfungsi lebih baik dari aslinya atau menghasilkan sifat yang memberikan keuntungan bertahan hidup. Mutasi menguntungkan semacam itu adalah salah satu sumber variasi genetik.
Aliran gen
Sumber variasi genetik lainnya adalah aliran gen, pengenalan alel baru ke suatu populasi. Biasanya, ini disebabkan oleh migrasi sederhana. Individu baru dari spesies yang sama memasuki suatu populasi.
Kondisi lingkungan di rumah mereka sebelumnya mungkin lebih disukai berbagai bentuk sifat, misalnya, bulu berwarna lebih terang.
Alel untuk sifat-sifat ini akan berbeda dari alel yang ada pada populasi inang. Ketika para pendatang baru kawin silang dengan populasi inang, mereka memperkenalkan bentuk-bentuk baru gen yang bertanggung jawab atas sifat-sifat.
Alel yang menguntungkan dapat menyebar ke seluruh populasi.
Penyimpangan genetik
Penyimpangan genetik adalah perubahan frekuensi alel yang acak daripada didorong oleh tekanan seleksi. Ingat dari Mendel bahwa alel diurutkan secara acak ke dalam sel seks. Bisa saja terjadi bahwa kedua orang tua menyumbangkan alel yang sama untuk sifat yang diberikan kepada semua keturunan mereka.
Ketika keturunan bereproduksi, mereka hanya dapat mengirimkan satu bentuk sifat yang mereka warisi dari orang tua mereka. Penyimpangan genetik dapat menyebabkan perubahan besar dalam suatu populasi hanya dalam beberapa generasi terutama jika populasinya sangat kecil.
Penyimpangan genetik cenderung mengurangi variasi genetik dalam suatu populasi. Dalam suatu populasi tanpa keragaman genetik, ada peluang lebih besar bahwa perubahan lingkungan dapat memusnahkan populasi atau mendorongnya ke kepunahan.
Terkait :