Selasa, 22 Juni 2010

PRETEST KELAS XII SEMESTER 1


1. Proses pertumbuhan merupakan peristiwa perubahan biologis.
Berikut ini yang bukan menunjukkan proses pertumbuhan adalah ….
a. bertambah banyaknya jumlah sel
b. pertambahan volume sel
c. bertambahnya jumlah massa sel
d. bersifat reversibel atau dapat balik
e. bertambahnya jumlah akumulasi zat antarsel

2. Auksin yang dibentuk pada ujung kecambah dipengaruhi oleh cahaya. Apabila disinari hanya pada satu sisi saja, maka pertumbuhan kecambah ….
a. tumbuh menjauhi datangnya cahaya
b. tumbuh membengkok
c. tumbuh ke arah datangnya cahaya
d. tumbuh lurus
e. tidak tumbuh

3. Jaringan berikut yang mempunyai sifat meristematis, yaitu sel-selnya mempunyai kemampuan membelah terusmenerus adalah ….
a. felem
b. kolenkima
c. feloderma
d. felogen
e. floem

4. Jaringan berikut merupakan jaringan primer yang akan membentuk xylem dan floem pada daerah diferensiasi, yaitu ….
a. protoderma
b. meristem dasar
c. provasikuler
d. prokambium
e. promeristem

5. Berikut ini yang bukan merupakan jaringan sekunder pada batang adalah ….
a. parenkim sekunder
b. kambium gabus
c. floem sekunder
e. xilem sekunder
d. gabus

6. Berikut ini yang bukan merupakan peran cahaya terhadap proses pada tumbuhan adalah ….
a. untuk fotolisis diperlukan cahaya
b. cahaya mempercepat pertumbuhan
c. cahaya diperlukan dalam proses fotosintesis
d. diperlukan dalam fotosintesis
e. tanpa cahaya mengakibatkan etiolasi

7. Hormon yang berperan dalam menstimuli pembelahan dan pengembangan sel adalah ….
a. etilen
b. sitokinin
c. giberelin
d. traumalin
e. auksin

8. Lingkaran tahun merupakan garis gelap terang pada batang yang dipengaruhi oleh aktivitas musim kemarau dan musim penghujan. Berikut ini yang bukan faktor penyebab terbentuknya
lingkaran tahun adalah ….
a. aktivitas kambium
b. aktivitas xilem sekunder
c. aktivitas floem sekunder
d. aktivitas fotosintesis
e. transpirasi pada daun tumbuhan

9. Berikut ini zat yang sering terdapat pada proses perkecambahan dan berperan sebagai inhibitor adalah ....
a. auksin
b. giberelin
c. sitokinin
d. asam absisat
e. etilen

10. Daerah pertumbuhan ujung akar yang berperan dalam pembentukan jaringan tertentu adalah ….
a. daerah pemanjangan
b. daerah diferensiasi
c. daerah tudung akar
d. lapisan dalam
e. lapisan luar

11. Proses pembongkaran pada sel yang berperan dalam menghasilkan energy adalah ....
a. katabolisme
b. metabolisme
c. anabolisme
d. kemosintesis
e. fotosintesis

12. Enzim merupakan biokatalisator organic yang dihasilkan oleh organisme yang terdiri atas protein. Fungsi pokok enzim yaitu ….
a. menguraikan energi
b. mempercepat dan memperlambat reaksi kimia
c. membentuk deposisi zat dalam sel
d. mengatur metabolisme sel
e. menetralisir racun

13. Enzim bila dipisahkan terdiri atas apoenzim dan koenzim. Yang menyebabkan enzim menjadi aktif adalah ….
a. holoenzim
b. apoenzim
c. koenzim
d. sintesis
e. zimogen

14. Berikut ini yang bukan sifat-sifat enzim adalah ….
a. mengalami denaturasi pada temperature tinggi
b. spesifik untuk reaksi tertentu
c. tidak berubah pada waktu reaksi berlangsung
d. tidak memengaruhi keseimbangan reaksi
e. lebih efektif dalam jumlah yang besar

15. Berikut ini faktor yang tidak memengaruhi enzim dan aktivitasnya adalah ….
a. temperatur
b. air
c. substrat
d. zat-zat penghambat
e. jumlah enzim

16. Karbohidrat yang telah dicerna di usus akan dapat diserap oleh dinding usus jika sudah dalam bentuk ….
a. polisakarida
b. disakarida
c. zat pati
d. monosakarida
e. amilum

17. Proses penguraian glukosa dengan melibatkan O2 menghasilkan CO2,H2O, dan energi yang melibatkan jalan metabolisme glikosis, Daur Krebs, dan fosforilase oksidatif merupakan arti
fisis dari ….
a. glikosis
b. glikogenesis
c. glukoneogenesis
d. respirasi
e. glikoneogenesis

18. Asam lemak terdiri atas rantai panjang hidrokarbon dan gugus karboksilat.
Pada proses metabolisme, peranan fisiologi dari asam lemak adalah ….
a. pembentuk fosfolipid dan glikolipid
b. hidrolisis zat makanan
c. mengaktifkan enzim
d. pembentuk gliserol
e. dapat disimpan di hati

19. Asam amino esensial adalah asam amino yang bersifat ….
a. dapat disintesis oleh tubuh
b. dapat disintesis oleh tumbuh-tumbuhan
c. mudah disimpan di otot
d. mudah rusak karena enzim
e. bukan sebagai sumber energi

20. Jalur metabolisme yang utama dari berbagai hasil metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein sebagai penghasil energi adalah ....
a. Daur Krebs
b. daur asam amino
c. glikolisis
d. glikoneogenesis
e. glukoneogenesis

21. Bentuk kromosom yang letak sentromernya berada di tengah sehingga panjang masing-masing lengan sama adalah bentuk ….
a. telosentrik
b. akrosentrik
c. submetasentrik
e. subakrosentrik
d. metasentrik

22. Makhluk hidup yang diploid (2n) pada sel kelaminnya akan dihasilkan jumlah kromosom sebanyak ….
a. n
b. 2n
c. 3n
e. 5n
d. 4n

23. Suatu zarah yang kompak dan menempati suatu lokus pada kromosom serta mengandung satuan informasi genetika disebut ….
a. kromosom seks
b. nukleosom
c. gen
d. nukleous
e. kromatid

24. Replikasi DNA merupakan kemampuan DNA dalam memperbanyak diri. Kemampuan tersebut dinamakan ….
a. heterokatalik
b. autokatalik
c. alokatalik
d. katalisator
e. eukatalik

25. Berikut ini yang bukan merupakan ciriciri karakteristik DNA adalah ….
a. berbentuk rantai tunggal
b. hanya terdapat pada kromosom
c. hanya menggunakan deoksiribosa sebagai komponen gulanya
d. kadarnya tetap dan fungsinya mengendalikan faktor genetis dan sintesis protein
e. basa nitrogen terdiri atas purin (adenine dan guanin) dan pirimidin (sitosin dan urasil)

26. DNA dan RNA merupakan dua jenis asam nukleat yang mempunyai peranan sebagai penyampai informasi genetik. Di dalam sintesis protein, sering terjadi penyimpangan yang menimbulkan perubahan sifat. Hal ini disebabkan oleh ….
a. DNA salah memberi kode
b. RNA-t salah membawa kode
c. RNA-d salah menerjemahkan kode
d. RNA-t salah menerjemahkan kode
e. RNA-r salah menerjemahkan kode

27. Protein sangat dibutuhkan oleh organisme. Protein yang terdapat di dalam sel disusun berdasarkan kode genetic yang terdapat pada ….
a. RNA-d yang terdapat dalam nukleus
b. RNA-d sebagai pembawa kode genetik
c. RNA-t sebagai pencari asam amino
d. RNA-r dan RNA-d dalam ribosom
e. DNA yang terdapat dalam inti

28. Proses pencetakan RNA oleh DNA merupakan tahap ….
a. translokasi
b. transisi
c. transkripsi
d. transformasi
e. transemisi

29. Tahap translasi adalah melekatnya RNA-d ke ribosom dan aktifnya RNAt mengikat asam amino yang larut dalam plasma. Tiap RNA-t mengikat asam amino tertentu yang selanjutnya akan dibawa ke ….
a. sitoplasma
b. ribosom
c. nukleus
d. nukleolus
e. mitokondria

30. RNA yang berfungsi menerjemahkan kodon dari RNA-d sehingga berfungsi sebagai antikodon adalah ….
a. RNA-r
b. RNA-t
c. kode RNA
d. RNA kodogen
e. RNA antikodon

31. Sel yang mengandung n kromosom yang dibentuk melalui pembelahan secara meiosis adalah
a. sel tubuh
b. sel otot
c. sel gamet
d. sel somatis
e. sel induk

32. Tahap pembelahan sel yang kromatidnya berada pada bidang ekuator adalah tahap ….
a. profase
b. telofase
c. anafase
d. interfase
e. metafase

33. Persilangan dengan tiga sifat beda disebut ….
a. hibrida
b. dihibrid
c. tetrahibrid
d. trihibrid
e. monohibrid

34. Berikut ini yang bukan hipotesis Mendell adalah ….
a. sifat organisme dikendalikan oleh sepasang gen yang berasal dari kedua induknya
b. tiap pasangan gen menunjuk bentuk alternatif sesamanya yang disebut alela
c. individu murni memiliki alela yang sama
d. adanya sifat dominan yang menutup sifat resesif
e. setiap individu hasil keturunan memiliki sifat yang persis seperti induknya.

35. Jika disilangkan, ercis berbiji bulat warna kuning (dominan) terhadap ercis berbiji keriput warna hijau (resesif), dihasilkan F1 seluruhnya berbiji bulat warna kuning. Apabila F1 tersebut disilangkan dengan sesamanya, akan diperoleh kombinasi bulat hijau bulat kuning : keriput hijau : keriput
kuning adalah ….
a. 9 : 3 : 3 : 1
b. 1 : 3 : 9 : 1
c. 1 : 9 : 3 : 3
d. 3 : 9 : 1 : 3
e. 9 : 1 : 3 : 3

36. Jika diketahui genotipe AaBbCCDd, macam gametnya berjumlah ….
a. 4
b. 6
c. 8
d. 10
e. 12

37. Apabila ibu dari golongan darah A dan bapak dari golongan B, maka kemungkinan anak-anaknya adalah bergolongan darah ….
a. A dan B
b. A
c. B
d. AB
e. A, B, AB, dan O

38. Joko bermata normal menikah dengan Eni yang bersifat pembawa buta warna, maka anak-anaknya mempunyai kemungkinan ….
a. perempuan normal 25%, perempuan pembawa 25%
b. perempuan normal 50%, laki-laki buta warna 25%
c. semuanya normal
d. perempuan normal 75%, perempuan pembawa 25%
e. laki-laki buta warna 75%, perempuan pembawa 25%

39. Untuk memperoleh bibit tomat yang berbuah besar dan tanpa biji dilakuan mutasi buatan yang bertujuan membentuk poliploidi. Bagi tanaman, hal itu merugikan karena ….
a. tidak mampu membentuk alat vegetatif
b. tidak mampu membentuk alat generatif
c. umur menjadi pendek
d. jumlah buahnya berkurang
e. tanaman menjadi lemah

40. Perubahan struktur kromosom dapat terjadi pada perubahan susunan gen tanpa mengubah potensi dari kromosom tersebut. Peristiwa ini disebut ….
a. inversi
b. delesi
c. duplikasi
e. aberasi
d. translokasi


Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan tepat


  1. Jelaskan perbedaan pertumbuhan dan perkembangan.
  2. Sebutkan tiga daerah pada ujung akar yang sedang mengalami pertumbuhan dan fungsinya masing-masing.
  3. Sebutkan fungsi dan sifat-sifat enzim.
  4. Apa yang dimaksud glikolisis?
  5. Jelaskan jalur utama yang dipakai oleh metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein hingga menghasilkan energi.
  6. Jelaskan yang dimaksud gen, kromosom, dan nukleotida.
  7. Jelaskan tahap-tahap sintesis protein.
  8. Apa yang dimaksud galur murni, test cross, dan back cross?
  9. Sebutkan macam-macam mutagen.
  10. Apabila diketahui gen B = biji bulat, K = warna kuning, buatlah bagan persilangan antara biji bulat warna kuning heterozigot dengan biji keriput warna hijau. Jika diketahui populasi tanaman 800, berapa fenotipe masing-masing keturunan?
  • NOTE

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

PADA TUMBUHAN

  • PERTUMBUHAN adalah proses pertambahan ukuran sel atau organisme. Pertumbuhan ini bersifat kuantitatif/ terukur.
  • PERKEMBANGAN adalah proses menuju kedewasaan pada organisme. Proses ini berlangsung secara kualitatif.
  • Baik pertumbuhan atau perkembangan bersifat irreversibel.
PERTUMBUHAN PADA TUMBUHAN

  • Secara umum pertumbuhan dan pekembangan pada tumbuhan diawali untuk stadium zigot yang merupakan hasil pembuahan sel kelamin betina dengan jantan. 
  • Pembelahan zigot menghasilkan jaringan meristem yang akan terus membelah dan mengalami diferensiasi.
  • Diferensiasi adalah perubahan yang terjadi dari keadaan sejumlah sel, membentuk organ-organ yang mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda.
Terdapat 2 macam pertumbuhan, yaitu:

  1. Perumbuhan Primer
  2. Pertumbuhan Sekunder
Pertumbuhan Primer

  • Terjadi sebagai hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem primer. 
  • Berlangsung pada embrio, bagian ujung-ujung dari tumbuhan seperti akar dan batang.
Embrio memiliki 3 bagian penting :

  1. tunas embrionik yaitu calon batang dan daun
  2. akar embrionik yaitu calon akar
  3. kotiledon yaitu cadangan makanan
Pertumbuhan tanaman dapat diukur dengan alat yang disebut auksanometer.

  • Daerah pertumbuhan pada akar dan batang berdasar aktivitasnya tcrbagi menjadi 3 daerah

  1. Daerah pembelahan : Sel-sel di daerah ini aktif membelah (meristematik)
  2. Daerah pemanjangan : Berada di belakang daerah pembelahan
  3. Daerah diferensiasi : Bagian paling belakang dari daerah pertumbuhan. Sel-sel mengalami diferensiasi membentuk akar yang sebenarnya serta daun muda dan tunas lateral yang akan menjadi cabang.
Pertumbuhan Sekunder

  • Merupakan aktivitas sel-sel meristem sekunder yaitu kambium dan kambium gabus. 
  • Pertumbuhan ini dijumpai pada tumbuhan dikotil, gymnospermae dan menyebabkan membesarnya ukuran (diameter) tumubuhan.

  1. Mula-mula kambium hanya terdapat pada ikatan pembuluh, yang disebut kambium vasis atau kambium intravasikuler. Fungsinya adalah membentuk xilem dan floem primer.
  2. Selanjutnya parenkim akar/batang yang terletak di antara ikatan pembuluh, menjadi kambium yang disebut kambium intervasis.
  3. Kambium intravasis dan intervasis membentuk lingkaran tahun  bentuk konsentris.
  4. Kambium yang berada di sebelah dalam jaringan kulit yang berfungsi sebagai pelindung. Terbentuk akibat ketidakseimbangan antara permbentukan xilem dan floem yang lebih cepat dari pertumbuhan kulit. ke dalam membentuk feloderm : sel-sel hidup ke luar membentuk felem : sel-sel mati
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN

Faktor Dalam (Internal) meliputi 

  1. Gen 
  2. Hormon
Gen

  • Gen adalah substansi/materi pembawa sifat yang diturunkan dari induk. 
  • Gen mempengaruhi ciri dan sifat makhluk hidup, misalnya bentuk tubuh, tinggi tubuh, warna kulit, warna bunga, warna bulu, rasa buah, dan sebagainya. 
  • Gen juga menentukan kemampuan metabolisme makhluk hidup, sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangannya.
  • Hewan, tumbuhan, dan manusia yang memiliki gen tumbuh yang baik akan tumbuh dan berkembang dengan cepat sesuai dengan periode pertumbuhan dan perkembangannya.
  • Meskipun peranan gen sangat penting, faktor genetis bukan satu-satunya faktor yang menentukan pola pertumbuhan dan perkembangan, karena juga dipengaruhi oleh faktor lainnya. 
  • Misalnya tanaman yang mempunyai sifat unggul dalam pertumbuhan dan perkembangannya, hanya akan tumbuh dengan cepat, lekas berbuah, dan berbuah lebat jika ditanam di lahan subur dan kondisinya sesuai. 
  • Bila ditanam di lahan tandus dan kondisi lingkungannya tidak sesuai, pertumbuhan dan perkembangannya menjadi kurang baik.
  • Demikian juga ternak unggul hanya akan berproduksi secara optimal bila diberi pakan yang baik dan dipelihara di lingkungan yang sesuai.
Hormon

  • Hormon merupakan zat yang berfungsi untuk mengendalikan berbagai fungsi di dalam tubuh. 
  • Meskipun kadarnya sedikit, hormon memberikan pengaruh yang nyata dalam pengaturan berbagai proses dalam tubuh. 
  • Hormon yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada makhluk hidup beragam jenisnya.
Faktor Luar (External)


  • Faktor luar yang mempengaruhi proses pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup berasal dari faktor lingkungan. 
  • Beberapa faktor lingkungan yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup adalah sebagai berikut.
Makanan atau Nutrisi 


  • Makanan merupakan bahan baku dan sumber energi dalam proses metabolisme tubuh. 
  • Kualitas dan kuantitas makanan akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. 
  • Karena sedang dalam masa pertumbuhan, kamu harus cukup makan makanan yang bergizi untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tubuhmu.
  • Zat gizi yang diperlukan manusia dan hewan adalah karbohidrat, protein, lemak, vitamin, dan mineral. 
  • Semua zat ini diperoleh dari makanan. 
  • Sedangkan bagi tumbuhan, nutrisi yang diperlukan berupa air dan zat hara yang terlarut dalam air. 
  • Melalui proses fotosintesis, air dan karbon dioksida (CO2) diubah menjadi zat makanan dengan bantuan sinar matahari. 
  • Meskipun tidak berperan langsung dalam fotosintesis, zat hara diperlukan agar tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. 
  • Coba kamu amati, tanaman padi yang terlambat dipupuk, daunnya akan berwarna kekuningan. 
  • Setelah dipupuk, daun tanaman padi itu akan kembali berwarna hijau dan tumbuh dengan baik. 
  • Mengapa demikian? Di dalam pupuk terkandung zat hara yang penting sebagai nutrisi tanaman.
Suhu

  • Semua makhluk hidup membutuhkan suhu yang sesuai untuk menunjang pertumbuhan dan perkembangannya. 
  • Suhu ini disebut suhu optimum, misalnya suhu tubuh manusia yang normal adalah sekitar 37°C. 
  • Pada suhu optimum, semua makhluk hidup dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. 
  • Hewan dan manusia memiliki kemampuan untuk bertahan hidup dalam kisaran suhu lingkungan tertentu. 
  • Tumbuhan menunjukkan pengaruh yang lebih nyata terhadap suhu. 
  • Padi yang ditanam pada awal musim kemarau (suhu udara rata-rata tinggi) lebih cepat dipanen daripada padi yang ditanam pada musim penghujan (suhu udara rata-rata rendah). 
  • Jenis bunga mawar yang tumbuh dan berbunga dengan baik di pegunungan yang sejuk, ketika ditanam di daerah pantai yang panas pertumbuhannya menjadi lambat dan tidak menghasilkan bunga yang seindah sebelumnya. 
  • Hal ini disebabkan karena semua proses dalam pertumbuhan dan perkembangan seperti penyerapan air, fotosintesis, penguapan, dan pernapasan pada tumbuhan dipengaruhi oleh suhu.
Cahaya

  • Cahaya berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. 
  • Tumbuhan sangat membutuhkan cahaya matahari untuk fotosintesis. 
  • Namun keberadaan cahaya ternyata dapat menghambat pertumbuhan tumbuhan karena cahaya dapat merusak hormon auksin yang terdapat pada ujung batang. 
  • Bila kamu menyimpan kecambah di tempat gelap selama beberapa hari, kecambah itu akan tumbuh lebih cepat (lebih tinggi) dari seharusnya, namun tampak lemah dan pucat/kekuning-kuningan karena kekurangan klorofil. 
  • Selain tumbuhan, manusia juga membutuhkan cahaya matahari untuk membantu pembentukan vitamin D.
Air dan Kelembapan

  • Air dan kelembapan merupakan faktor penting untukpertumbuhan dan perkembangan. 
  • Air sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup. 
  • Tanpa air, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup. 
  • Air merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia di dalam tubuh. 
  • Tanpa air, reaksi kimia di dalam sel tidak dapat berlangsung, sehingga dapat mengakibatkan kematian.
Kelembapan 


  • Kelembaban adalah banyaknya kandungan uap air dalam udara atau tanah. 
  • Tanah yang lembab berpengarauh baik terhadap pertumbuhan tumbuhan. 
  • Kondisi yang lembab banyak air yang dapat diserap oleh tumbuhan dan lebih sedikit penguapan. 
  • Kondisi ini sangat mempengaruhi sekali terhadap pemanjangan sel. 
  • Kelembapan juga penting untuk mempertahankan stabilitas bentuk sel.
Unsur hara 

  • Bagi tumbuhan, unsur hara di tanah berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangannya. 
  • Tumbuhan akan tumbuh dan berkembang dengan optimal bila kondisi unsur hara tanah tempat hidupnya sesuai dengan kebutuhan nutrisi yang diperlukan 
  • Kondisi unsur hara tanah ditentukan oleh faktor lingkungan lain, misalnya suhu, kandungan mineral, dan air.
  • Unsur hara bisa didapatkan di tanah maupun di air maka tanah tidak sebagai faktor pembatas
Hormon Tumbuhan dan Pengatur Tumbuh

  • Hormon tumbuhan (phytohormones) secara fisiologi adalah penyampai pesan antar sel yang dibutuhkan untuk mengontrol seluruh daur hidup tumbuhan, diantaranya perkecambahan, perakaran, pertumbuhan, pembungaan dan pembuahan. 
  • Sebagai tambahan, hormon tumbuhan dihasilkan sebagai respon terhadap berbagai faktor lingkungan kelebihan nutrisi, kondisi kekeringan, cahaya, suhu dan stress baik secara kimia maupun fisik. 
  • Oleh karena itu ketersediaan hormon sangat dipengaruhi oleh musim dan lingkungan.
  • Pada umumnya dikenal lima kelompok hormon tumbuhan: auxins, cytokinins, gibberellins, abscisic acid and ethylene. 
  • Namun demikian menurut perkembangan riset terbaru ditemukan molekul aktif yang termasuk zat pengatur tumbuh dari golongan polyamines seperti putrescine or spermidine.
Auksin

  • Auksin adalah zat aktif dalam system perakaran. 
  • Senyawa ini membantu proses pembiakkan vegetatif. 
  • Pada satu sel auksins dapat mempengaruhi pemanjangan cell, pembelahan sel dan pembentukan akar. 
  • Beberapa type auksins aktif dalam konsentrasi yang sangat rendah antara 0.01 to 10 mg/L.
Cytokinins

  • Cytokinins merangsang pembelahan sel, pertumbuhan tunas, dan mengaktifkan gen serta aktifitas metabolis secara umum.pada saat yang sama cytokinins menghambat pembentukan akar. 
  • Oleh karenanya cytokinin sangat berguna pada proses kultur jaringan dimana dibutuhkan pertumbuhan yang cepat tanpa pembentukan perakaran. 
  • Secara umum konsntrasi cytokinin yang digunakan antara 0.1 to 10 mg/L
Gibberellins

  • Gibberellin adalah turunan dari asam gibberelat. 
  • Merupakan hormon tumbuhan alami yang merangsang pembungaan, pemanjangan batang dan membuka benih yang masih dorman. 
  • Ada sekitar 100 jenis gibberellin, namun Gibberellic acid (GA3)-lah yang paling umum digunakan.
Abscisic acid

  • Asam Abscisat (ABA) adalah penghambat pertumbuhan merupakan lawan dari gibberellins: hormon ini memaksa dormansi, mencegah biji dari perkecambahan dan menyebabkan rontoknya daun, bunga dan buah. 
  • Secara alami tingginya konsentrasi asam abscisat ini dipicu oleh adanya stress oleh lingkungan misalnya kekeringan.
Ethylene

  • Ethylene merupakan senyawa unik dan hanya dijumpai dalam bentuk gas. senyawa ini memaksa pematangan buah, menyebabkan daun tanggal dan merangsang penuaan. 
  • Tanaman sering meningkatkan produksi ethylene sebagai respon terhadap stress dan sebelum mati. 
  • Konsentrasi Ethylene fluktuasi terhadap musim untuk mengatur kapan waktu menumbuhkan daun dan kapan mematangkan buah.
Polyamines

  • Polyamines mempunyai peranan besar dalam proses genetis yang paling mendasar seperti sintesis DNA dan ekspresi genetika. 
  • Spermine dan spermidine berikatan dengan rantai phosphate dari asam nukleat. 
  • Interaksi ini kebanyakkan didasarkan pada interaksi ion elektrostatik antara muatan positif kelompok ammonium dari polyamine dan muatan negatif dari phosphat.
  • Polyamine adalah kunci dari migrasi sel, perkembangbiakan dan diferensiasi pada tanaman dan hewan. 
  • Level metabolis dari polyamine dan prekursor asam amino adalah sangat penting untuk dijaga
  • Oleh karena itu biosynthesis dan degradasinya harus diatur secara ketat.
  • Polyamine mewakili kelompok hormon pertumbuhan tanaman, namun merekan juga memberikan efek pada kulit, pertumbuhan rambut, kesuburan, depot lemak, integritas pankreatis dan pertumbuhan regenerasi dalam mamalia. 
  • Sebagai tambahan, spermine merupakan senyawa penting yang banyak digunakan untuk mengendapkan DNA dalam biologi molekuler. 
  • Spermidine menstimulasi aktivitas dari T4 polynucleotida kinase and T7 RNA polymerase dan ini kemudian digunakan sebagai protokol dalam pemanfaatan enzim
METABOLISME

  • Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.
  • Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. 
  • Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:

  1. Anabolisme
  2. Katabolisme
Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,

  • yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
  • Contoh : fotosintesis (asimilasi C)

  • 6 CO2 + 6 H2O ——————————— C6H1206 + 6 02
  • Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. 
  • Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. 
  • Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. 
  • Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
Katabolisme (Dissimilasi),

  • Yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
  • Contoh: Respirasi
  • C6H12O6 + 6 O2 ———————————6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
  • Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. 
  • Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. 
  • Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.
ENZIM

  • Enzim ialah sejenis protein yang bertindak sebagai mangkin organik yang dapat mengawal atur serta mempercepatkan tindak balas biokimia dalam sel.
Penjelasan istikah

  1. Substrat ialah bahan yang ditindak balas oleh enzim.
  2. Kofaktor ialah bahan bukan protein dalam bentuk ion logam (contoh:magnesium dan kalium) atau molekul organik (contoh: koenzim A) yang diperlukan bagi pengaktfan enzim tertentu.
  3. Inhibitor ialah bahan kimia yang melambatkan atau menghentikan suatu tindak balas atau proses kawalan enzim.
  4. Bahan kimia yang mengambil bagian dalam metabolisme sel dikenali sebagai metabolit.
  5. Setiap proses biokimia terdiri daripada satu siri tindak balas biokimia.
Penamaan enzim

  1. Enzim dinamakan mengikut substrat yang ditindakkan olehnya dengan akhiran -ase. Contohnya enzim sukrase menguraikan sukrosa kepada glukosa dan fruktosa.
  2. Nama-nama enzim yang telah lama wujud tetap dikekalkan, misalnya renin, tripsin dan pepsin.
Ciri umum enzim

  1. Enzim terbina daripada protein yang dihasilkan oleh sel hidup.
  2. Tindakan enzim spesifik. Setiap jenis enzim hanya bertindak balas dengan substrat tertentu sahaja. Contoh: enzim sukrase hanya boleh berindak balas dengan sukrosa tetapi tidak boleh bertindak balas dengan maltosa walaupun kedua-duanya adalah gula.
  3. Tindak balas enzim boleh berbalik. Arah tindak balas bergantung kepada jumlah substrat dan hasil yang ada. Tindak balas penguraian lemak akan berlaku dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri sehingga keseimbangan tercapai antara kedua-dua substrat.
  4. Enzim diperlukan dalam kuantiti yang kecil. Sedikit enzim akan memangkinkan satu bilangan besar tindak balas biokimia yang sama.
  5. Enzim tidak boleh dimusnahkan selepas tindak balas biokimia selesai. Oleh itu, enzim boleh digunakan berulang kali.
  6. Suhu optimum bagi tindak balas enzim ialah pada 37oC.
Sintesis enzim

  1. Sintesis enzim terdapat di DNA.
  2. Heliks ganda dua DNA membuka dan satu bebenang tunggal molekul RNA yang mengandungi maklumat sintesis enzim dibentuk.Proses ini dikenali sebagai proses transkipsi.
  3. Bebenang RNA meninggalkan nukleus dan bercantum dengan ribosom di dalam sitoplasma.
  4. Ribosom merupakan tapak di mana maklumat yang dibawa oleh RNA digunakan untuk membentuk molekul enzim. Proses ini dikenali sebagai proses penterjemahan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi aktiviti enzim

Suhu enzim

  • Enzim tidak aktif pada suhu kurang daripada 0oC.
  • Kadar kerja enzim meningkat dua kali ganda bagi setiap kenaikan suhu 10oC. namun sampai batas optimumnya setelah itu rusak karena enzim tersusun atas protein ketika suhunya tinggi rusak atau mengalami denaturasi
  • Kerja Enzim paling optimum pada suhu 37oC. 
  • Enzim ternyata hasli pada suhu tinggi iaitu lebih dari 50oC.
Nilai pH

  • Setiap enzim bertindak paling cekap pada nilai pH tertentu yang disebut sebagai pH optimum.
  • pH optimum bagi kebanyakan enzim ialah pH 7.
  • Terdapat beberapa pengecualian, misalnya enzim pepsin di dalam perut bertindak balas paling cekap pada pH 2, 
  • Sementara enzim tripsin di dalam usus kecil bertindak paling cekap pada pH 8.
Kepekatan substrat

  • Pada kepekatan substrat rendah, bilangan molekul enzim melebihi bilangan molekul substrat. Oleh itu,cuma sebilangan kecil molekul enzim bertindak balas dengan molekul substrat.
  • Apabila kepekatan substrat bertambah, lebih molekul enzim dapat bertindak balas dengan molekul substrat sehingga ke satu kadar maksimum.
  • Penambahan kepekatan substrat selanjutnya tidak akan menambahkan kadar tindak balas kerana kepekatan enzim menjadi faktor pengehad.
Kepekatan enzim

  • Pada kepekatan enzim rendah, bilangan molekul substrat melebihi bilangan molekul enzim. Oleh itu, cuma sebilangan kecil molekul substrat ditindak balas dengan molekul enzim.
  • Apabila kepekatan enzim bertambah, lebih molekul substrat dapat bertindak balas dengan molekul enzim sehingga ke satu kadar maksimum.
  • Penambahan kepekatan enzim selanjutnya tidak akan menambahkan kadar tindak balas kerana kepekatan substrat menjadi faktor pengehad.
Mekanisme kerja enzim

  1. Tindakan enzim boleh dijelaskan melalui hipotesis gembok dan kunci 9 key lock) kerana penggabungan substrat kepada enzim menyerupai pemasangan kunci dan gembok.
  2. Substrat dianggap sebagai kunci dan enzim sebagai gembok.
  3. Hipotesis ini dapat menerangkan mengapa tindakan enzim adalah spesifik.
  4. Dalam proses enzim bergabung dengan substrat secara sementara untuk membentuk suatu kompleks enzim-substrat di tapak aktif enzim.
  5. Substrat menjadi hasil di dalam kompleks enzim-substrat.
  6. Kemudian hasil yang terbentuk akan meninggalkan tapak aktif enzim. Enzim tidak berubah dan bebas digunakan semula.

Penggunaan enzim dalam kehidupan seharian

  • Amilase - Terdapat dalam detergen untuk menyingkirkan kotoran seperti coklat, kari dan telur daripada pakaian. -Ditambah dalam proses pencairan kanji sebelum penambahan malt dalam industri alkohol.
  • Protease - Melembutkan daging. -Membantu menanggalkan kulit ikan dalam industri pengetinan ikan.
  • Selulase - Melembutkan sayur-sayuran yang tinggi kandungan serabutnya. -Mengeluarkan kulit daripada bijirin seperti gandum. -Mengasingkan agar-agar daripada rumpai laut dengan menguraikan dinding sel daun rumpai dan membebaskan agar-agar yang terkandung dalamnya.
  • Papain - Enzim yang diperoleh daripada betik untuk melembutkan daging.
  • Zimase - Dihasilkan oleh yis untuk memecahkan gula kepada etanol.
  • Renin - Mendadihkan susu.
  • Lipase - Mengurangkan lemak dalam makanan seperti daging. -Bertindak balas terhadap lemak susu dalam penyediaan keju.
Eksperimen

  • Pernyataan masalah : Apakah kesan pH ke atas aktiviti enzim?
  • Pembolehubah dimanipulasikan : pH larutan
  • Pembolehubah dimalarkan : Suhu larutan
  • Pembolehubah bergerak balas : Penguraian substrat oleh enzim.
  • Hipotesis: Pepsin bertindak balas paling berkesan dalam keadaan berasid.
Alat dan bahan : 

  • Tabung uji; picagari; corong turas; termometer; jam randik; bikar; penunu bunsen; kertas pH; tungku kaki tiga; kasa dawai; ampaian albumen; larutan pepsin 1 %; asid hidroklorik, HCl 0.1 M; larutan natrium hidroksida, NaOH 0.1 M.
Prosedur :

  1. Tiga tabung uji dilabelkan P,Q,R. 2cm3 albumen dan larutan pepsin dimasukkan dalam setiap tabung uji.
  2. 2 cm3 HCl dimasukkan dalam tabung uji P. 1 cm3 masing-masing HCl dan NaOH dimasukkan dalam tabung uji Q manakala 2 cm3 NaOH dimasukkan dalam tabung uji R.
  3. pH larutan campuran di dalam setiap tabung uji ditentukan dengan menggunakan kertas pH.
  4. Kesemua tabung uji direndamkan di dalam kukus air pada suhu 37oC selama 20 minit.
  5. Isi kandungan tabung uji itu diperhatikan.
  6. Keputusan: Hanya tabung uji P kelihatan jernih. Ampaian albumen boleh dilihat dengan jelas dalam tabung uji Q dan R.
Pembahasan :

  1. Tabung uji P,Q dan R direndam di dalam kukus air pada suhu 37oC kerana suhu ini merupakan suhu optimum bagi enzim untuk bertindak balas dengan substrat.
  2. Pada akhir eksperimen, isi kandungan dalam tabung uji P menjadi jernih kerana albumen telah diuraikan oleh protein.
  3. Pepsin menguraikan albumen dalam keadaan berasid.
Kesimpulan :

  • Aktiviti enzim dipengaruhi oleh pH.
  • Pada tahun 1958, Daniel Koshland telah mencadangkan hipotesis kunci dan mangga. 
  • Enzim merupakan struktur yang fleksibel. 
  • Tapak aktif enzim boleh diubahsuai semasa substrat bertindak balas dengan enzim. 
  • Tapak aktif yang dibina oleh asid amino adalah seperti acuan getah; mampu mengembang dan menguncup mengikut bentuk substratnya. 
  • Kadang kala, molekul substrat pula yang berubah sedikit apabila membuat ikatan dengan tapak aktif enzim.
Glikolisis

  • Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu glukosa yang mempunyai 6 atom C manjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat yang mempunyai 3 atom C. Reaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma). Reaksi glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu, tetapi disini tidak akan dibahas enzim-enzim yang berperan dalam proses glikolisis ini. Dari sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua fase, yaitu fase investasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap 4, dan fase pembelanjaan energi, yaitu dari tahap 5 sampai tahap 9.
  • Pertama-tama, glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP, yang kemudian berubah menjadi ADP, membentuk glukosa 6-fosfat. Setelah itu, glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu molekul ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat, yang membuat ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat. Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satu sama lain, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat). Tahapan-tahapan reaksi diatas itulah yang disebut dengan fase investasi energi.
  • Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi dan mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan mengalami penambahan molekul fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk 1,3-difosfogliserat. Kemudian masing-masing 1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat, dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat dipindahkan ke dua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP. Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat. Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing 2-fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir, masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan berubah menjadi asam piruvat. (lihat bagan)
  • Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul air. Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruvat (C3H4O3), 2 molekul NADH, 2 molekul ATP, dan 2 molekul air. Perlu dicatat, pencantuman air sebagai hasil glikolisis bersifat opsional, karena ada sumber lain yang tidak mencantumkan air sebagai hasil glikolisis.
Dekarboksilasi Oksidatif

  • Setelah melalui reaksi glikolisis, jika terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani tahapan reaksi selanjutnya, yaitu siklus Krebs yang bertempat di matriks mitokondria. Jika tidak terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani reaksi fermentasi. Akan tetapi, asam piruvat yang mandapat molekul oksigen yang cukup dan akan meneruskan tahapan reaksi tidak dapat begitu saja masuk ke dalam siklus Krebs, karena asam piruvat memiliki atom C terlalu banyak, yaitu 3 buah. Persyaratan molekul yang dapat menjalani siklus Krebs adalah molekul tersebut harus mempunyai dua atom C (2 C). Karena itu, asam piruvat akan menjalani reaksi dekarboksilasi oksidatif.
  • Dekarboksilasi oksidatif adalah reaksi yang mengubah asam piruvat yang beratom 3 C menjadi senyawa baru yang beratom C dua buah, yaitu asetil koenzim-A (asetil ko-A). Reaksi dekarboksilasi oksidatif ini (disingkat DO) sering juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk ke siklus Krebs. Reaksi DO ini mengambil tempat di intermembran mitokondria.
  • Pertama-tama, molekul asam cuka yang dihasilkan reaksi glikolisis akan melepaskan satu gugus karboksilnya yang sudah teroksidasi sempurna dan mengandung sedikit energi, yaitu dalam bentuk molekul CO2. Setelah itu, 2 atom karbon yang tersisa dari piruvat akan dioksidasi menjadi asetat (bentuk ionisasi asam asetat). Selanjutnya, asetat akan mendapat transfer elektron dari NAD+ yang tereduksi menjadi NADH. Kemudian, koenzim A (suatu senyawa yang mengandung sulfur yang berasal dari vitamin B) diikat oleh asetat dengan ikatan yang tidak stabil dan membentuk gugus asetil yang sangat reaktif, yaitu asetil koenzim-A, yang siap memberikan asetatnya ke dalam siklus Krebs untuk proses oksidasi lebih lanjut. (lihat bagan)
  • Selama reaksi transisi ini, satu molekul glukosa yang telah menjadi 2 molekul asam piruvat lewat reaksi glikolisis menghasilkan 2 molekul NADH.
Bagan Siklus Krebs
Hasil akhir dari Siklus Krebs / siklus Asam Sitrat :

  1. Dua molekul karbondioksida
  2. Satu molekul ATP
  3. Satu molekul FADH, sebagai aseptor electron
  4. Tiga molekul NADH, sebagai aseptor electron
Fotosintesis

  • Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Untuk tujuan praktis, satu-satunya sumber molekul bahan bakar yang menjadi tempat bergantung seluruh kehidupan adalah fotosintesis. Fotosintesis merupakan salah satu reaksi yang tergolong ke dalam reaksi anabolisme. Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan makanan (glukosa) yang berbahan baku karbon dioksida dan air.
  • Fotosintesis hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan dan ganggang hijau yang bersifat autotrof. Artinya, keduanya mampu menangkap energi matahari untuk menyintesis molekul-molekul organik kaya energi dari prekursor anorganik H2O dan CO2. Sementara itu, hewan dan manusia tergolong heterotrof, yaitu memerlukan suplai senyawa-senyawa organik dari lingkungan (tumbuhan) karena hewan dan manusia tidak dapat menyintesis karbohidrat. Karena itu, hewan dan manusia sangat bergantung pada organisme autotrof.
  • Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastida yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada mesofil daun tanaman, yaitu sel-sel jaringan tiang (palisade) dan sel-sel jaringan bunga karang (spons). Di dalam kloroplas terdapat klorofil pada protein integral membran tilakoid. Klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. Klorofil a merupakan pigmen hijau rumput (grass green pigment) yang mampu menyerap cahaya merah dan biru-keunguan. Klorofil a ini sangat berperan dalam reaksi gelap fotosintesis yang akan dijelaskan pada bagian berikutnya. Klorofil b merupakan pigmen hijau kebiruan yang mampu menyerap cahaya biru dan merah kejinggaan. Klorofil b banyak terdapat pada tumbuhan, ganggang hijau, dan beberapa bakteri autotrof.
  • Selain klorofil, di dalam kloroplas juga terdapat pigmen karotenoid, antosianin, dan fikobilin. Karotenoid mampu menyerap cahaya biru kehijauan dan biru keunguan, dan memantulkan cahaya merah, kuning, dan jingga. Antosianin dan fikobilin merupakan pigmen merah dan biru. Antosianin banyak ditemukan pada bunga, sedangkan fikobilin banyak ditemukan pada kelompok ganggang merah dan Cyanobacteria.
  • Reaksi fotosintesis secara ringkas berlangsung sebagai berikut.
  • Seorang fisiologis berkebangsaan Inggris, F. F. Blackman, mengadakan percobaan dengan melakukan penyinaran secara terus-menerus pada tumbuhan Elodea. Ternyata, ada saat dimana laju fotosintesis tidak meningkat sejalan dengan meningkatnya penyinaran. 
Akhirnya, Blackman menarik kesimpulan bahwa paling tidak ada dua proses berlainan yang terlibat:

  1. Suatu reaksi yang memerlukan cahaya
  2. Reaksi yang tidak memerlukan cahaya

  • Yang terakhir dinamai reaksi gelap, walau dapat berlangsung terus saat keadaan terang. Blackman berteori bahwa pada intensitas cahaya sedang, reaksi terang membatasi atau melajukan seluruh proses. Dengan kata lain, pada intensitas ini reaksi gelap mampu menangani semua substansi intermediat yang dihasilkan reaksi cahaya. Akan tetapi, dengan meningkatnya intensitas cahaya pada akhirnya akan tercapai suatu titik dimana reaksi gelap berlangsung pada kapasitas maksimum.
  • Teori ini diperkuat dengan mengulangi percobaan pada temperatur yang agak lebih tinggi. Seperti diketahui, kebanyakan reaksi kimia berjalan lebih cepat pada suhu lebih tinggi (sampai suhu tertentu). Pada suhu 35°C, laju fotosintesis tidak menurun sampai ada intensitas cahaya yang lebih tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi gelap kini berjalan lebih cepat. Faktor bahwa pada intensitas cahaya yang rendah laju fotosintesis itu tidak lebih besar pada 35°C dibandingkan pada 20°C juga menunjang gagasan bahwa yang menjadi pembatas pada proses ini adalah reaksi terang. Reaksi terang ini tidak tergantung pada suhu, tetapi hanya tergantung pada intensitas penyinaran. Laju fotosintesis yang meningkat dengan naiknya suhu tidak terjadi jika suplai CO2 terbatas. Jadi, konsentrasi CO2 harus ditambahkan sebagai faktor ketiga yang mengatur laju fotosintesis itu berlangsung.
Jadi, secara umum fotosintesis terbagi menjadi dua tahap reaksi:

  1. Reaksi Terang
  2. Reaksi Gelap
Reaksi Terang,  reaksi ini yang membutuhkan cahaya

  • Tahap pertama dari sistem fotosintesis adalah reaksi terang, yang sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari. Reaksi terang merupakan penggerak bagi reaksi pengikatan CO2 dari udara. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid yang terdiri dari sistem cahaya (fotosistem I dan II), sistem pembawa elektron, dan komplek protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase). Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP+ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH.
  • Reaksi terang terjadi di tilakoid, yaitu struktur cakram yang terbentuk dari pelipatan membran dalam kloroplas. Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika ada bertumpuk-tumpuk tilakoid, maka disebut grana.
  • Secara ringkas, reaksi terang pada fotosintesis ini terbagi menjadi dua, yaitu fosforilasi siklik dan fosforilasi nonsiklik. Fosforilasi adalah reaksi penambahan gugus fosfat kepada senyawa organik untuk membentuk senyawa fosfat organik. Pada reaksi terang, karena dibantu oleh cahaya, fosforilasi ini disebut juga fotofosforilasi.
Reaksi Gelap, yang tidak membutuhkan cahaya

Reaksi Gelap

  • Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO2, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.
  • Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat. Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO2 dalam reaksi gelap. Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.
  • Pada fase fiksasi, 6 molekul ribulosa difosfat mengikat 6 molekul CO2 dari udara dan membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil yang kemudian pecah menjadi 12 molekul beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA). Selanjutnya, 3-asam fosfogliserat ini mendapat tambahan 12 gugus fosfat, dan membentuk 1,3-bifosfogliserat. Kemudian, 1,3-bifosfogliserat masuk ke dalam fase reduksi, dimana senyawa ini direduksi oleh H+ dari NADPH, yang kemudian berubah menjadi NADP+, dan terbentuklah 12 molekul fosfogliseraldehid (PGAL) yang beratom 3C. Selanjutnya, 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C (C6H12O6). 10 molekul fosfogliseraldehid yang tersisa kemudian masuk ke dalam fase regenerasi, yaitu pembentukan kembali ribulosa difosfat. Pada fase ini, 10 molekul fosfogliseraldehid berubah menjadi 6 molekul ribulosa fosfat. Jika mendapat tambahan gugus fosfat, maka ribulosa fosfat akan berubah menjadi ribulosa difosfat (RDP), yang kemudian kembali mengikat CO2 dan menjalani siklus reaksi gelap.
  • Reaksi gelap ini menghasilkan APG (asam fosfogliserat), ALPG (fosfogliseraldehid), RDP (ribulosa difosfat), dan glukosa (C6H12O6).
Sintesa lemak

  • Lintasan Utama Bagi Sintesis De Novo Asam Lemak (Lipogenesis) Terdapat 
  • Di Dalam Sitosol
  • Sistem ini terdapat pada banyak jaringan tubuh, termasuk jaringan hati, ginjal, otak, paru, kelenjar payudara dan adiposa. Kofaktornya mencakup NADPH, ATP, Mn2+, Biotin dan HCO3- (sebagai sumber CO2). Asetil-KoA merupakan substrat-segera, dan palmitat bebas adalah produk-akhir.
  • Produksi Malonil-KoA Merupakan Tahap Pendahuluan dan Pengontrolan pada Sintesis Asam Lemak
  • Bikarbonat sebagai sumber CO2 diperlukan pada reaksi pendahuluan untuk karboksilasi asetil-KoA menjadi malonil-KoA dengan adanya ATP dan enzim asetil-KoA karboksilase. Asetil-KoA karboksilase membutuhkan vitamin biotin. Enzim tersebut mengandung subunit identik dalam jumlah yang beragam, yang masing-masing mengandung biotin, biotin karboksilase, protein pembawa biotin karboksil, dan transkarboksilase di samping tapak alosterik pengatur. Karena itu, enzim tersebut merupakan protein multienzim. Reaksi karboksilasi di atas berlangsung dalam dua tahap, yaitu: (1) karboksilasi biotin (yang melibatkan ATP) dan (2) pemindahan karboksil kepada asetil-KoA untuk membentuk malonil-KoA.
Kompleks Anzim Sintase Asam Lemak merupakan Polipeptida yang Mangandung Tujuh Aktivitas Enzim

  • Ada dua tipe enzim sintase asam lemak. 
  • Pada bakteri, tumbuhan, dan bentuk organisme lebih rendah lainnya, masing-masing enzim pada sistem tersebut saling terpisah dan radikal asil ditemukan dalam bentuk kombinasi dengan protein yang disebut protein pembawa radikal asil (ACP; acyl carrier protein). Namun, pada ragi, mamalia, dan burung, sistem sintase merupakan kompleks polipeptidaa multienzim yang tidak bisa dibagi lagi tanpa kehilangan aktivitasnya, dan ACP adalah bagian dari kompleks ini. ACP pada bakteri maupun kompleks multienzim mengandung vitamin asam pantotenat dalam bentuk 4’-fosfopantetein. Dalam sistem ini, ACP mengambil alih peranan KoA. Agregasi semua enzim pada suatu lintasan tertentu menjadi satu unit fungsional multienzim memberikan efisiensi kerja yang baik dan kebebasan dari pengaruh berbagai reaksi yang menyaingi, sehingga efek pengkotakan proses di dalam sel dapat tercapai tanpa pembentukan perintang permeabilitas. Keuntungan lain pada kompleks polipeptida multienzim tunggal ini adalah terkoordinasinya semua enzim di dalam kompleks tersebut karena dikode oleh gen tunggal.
  • Kompleks enzim sintase asam lemak merupakan sebuah dimer. Pada mamalia, setiap monomer adalah identik dan terdiri atas satu rantai polipeptida yang bisa ditandai serta mengandung tujuh aktivitas enzim sintase asam lemak dan sebuah ACP dengan gugus 4’-fosfopantetein—SH. Di dekatnya terdapat tiol lain dari residu sistein 3-ketoasil sintase (enzim kondensasi) dari monomer lain. Keadaan ini terbentuk karena kedua monomer tersebut berada dalam konfigurasi ”kepala-ekor”. Karena kedua tiol ikut serta dalam aktivitas sintase, maka bentuk yang aktif hanya dimer.
  • Mula-mula molekul yang mempersiapkan asetil-KoA bergabung dengan gugus sistein—SH yang reaksinya dikatalisis oleh enzim asetil transasilase. Malonil-KoA bergabung dengan gugus –SH didekatnya pada 4’-fosfopantetein ACP dari monomer lain dengan dikatalisis oleh enzim malonil transasilase untuk membentuk enzim asetil (asil)-malonil. Gugus asetil menyerang gugus metilen pada residu malonil, dengan dikatalisis oleh 3-ketoasil sintase dan membebaskan CO2 sehingga membentuk enzim 3-ketoasil (enzim asetoasil). Reaksi ini membebaskan gugus sistein—SH yang sejauh ini ditempati oleh gugus asetil. Dekarboksilasi memungkinkan penyelesaian reaksi tersebut dengan bertindak sebagai tenaga penarik bagi seluruh rangkaian reaksi. Gugus 3-ketoasil mengalami reduksi, dehidrasi, dan reduksi kembali membentuk enzim jenuh asil-S yang bersesuaian. Molekul malonil-KoA yang baru akan bergabung dengan gugus –SH pada 4’fosfopantetein, menggantikan residu asil jenuh pada gugus –SH sistein bebas. Rangkaian reaksi tersebut diulang lebih dari 6 kali, dan residu malonil yang baru disatukan ke dalam setiap rangkaian reaksi sampai tersusun radikal asil 16-karbon (palmitil) yang jenuh. Radikal ini kemudian dibebaskan dari kompleks enzim oleh aktivitas enzim-ketujuh dalam kompleks tersebut, yakni enzim tioesterase (deasilase). Senyawa palmitat yang bebas harus diaktifkan menjadi asil-KoA sebelum senyawa tersebut dapat berlanjut lewat lintasan metabolik lainnya. Peristiwa yang lazim dialami oleh senyawa palmitat adalah esterifikasi menjadi asilgliserol.
  • Dalam kelenjar mammae terdapat enzim tioesterase tersendiri yang spesifik untuk residu asli C8, C10 atau C12 yang selanjutnya akan ditemukan dalam lemak susu. Pada kelenjar mammae hewan memamah biak, enzim ini menjadi bagian dari kompleks sintase asam lemak.
  • Dalam satu kompleks dimer akan terlihat dua pusat aktivitas yang bekerja secara independen dan sekaligus membentuk dua molekul palmitat. Persamaan bagi keseluruhan sintesis palmitat dari asetil-KoA dan malonil-KoA diperlihatkan di bawah ini.
  • CH2CO.S.CoA + 7HOOC.CH2.CO.S.CoA + 14 NADPH + 14H+
  • CH3(CH2)14COOH + 7CO2 +6H2O +8 CoA.SH + 14 NADP+
  • Asetil-KoA yang digunakan sebagai penggalak (primer) membentuk atom karbon 15 dan 16 pada senyawa palmitat. Penambahan keseluruhan unit C2 berikutnya berlangsung lewat pembentukan malonil-KoA. Butiril-KoA dapat bertindak sebagai molekul penggalak dalam hepar mammalian dan kelenjar mammae. Jika propionil-KoA bertindak sebagai penggalak, maka terbentuk asam-asam lemak rantai panjang dengan bilangan atom karbon yang ganjil. Peristiwa ini terutama dijumpai oleh hewan memamah biak, tempat propionate dibentuk melalui aktivitas mikroba di dalam usus hewan tersebut.
  • Sumber Utama NADPH bagi Lipogenesis adalah Lintasan Pentosa Fosfat
  • NADPH terlibat sebagai donor ekuivalen pereduksi dalam proses reduksi derivate 3-ketoasil maupun 2,3-asil tak jenuh. Reaksi oksidasi pada lintasan pentose fosfat, merupakan sumber utama hydrogen yang dibutuhkan untuk sintesis reduktif asam lemak. Yang mempunyai makna penting adalah bahwa jaringan dengan spesialisasi dalam proses lipogenesis aktif, yaitu hati, jaringan adipose dan kelenjar mammae dalam keadaan laktasi, juga memiliki lintasan pentose pentose yang aktif. Selanjutnya kedua lintasan metabolism dijumpai dalam sitosol dalam sel, sehingga tidak terdapat membrane atau perintang permeabilitas bagi pemindahan NADPH dari lintasan yang satu kepada lintasan lainnya. Sumber NADPH lainnya mencakup reaksi yang mengubah malat menjadi piruvat dengan dikatalisasi oleh “enzim malat” (NADP malat dehidrogenase) dan reaksi isositrat dehidrogenase di luar mitokondria.
  • Penggunaan piruvat untuk lipogenesis kini diyakini berlangsung lewat senyawa sutrat. Lintasan ini meliputi glikolisis yang diikuti oleh dekarboksilasi oksidatif piruvat menjadi asetil-KoA di dalam mitokondria dan kondensasi selanjutnya dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat, sebagai bagian dari siklus asam sitrat. Proses ini lalu diikuti oleh translokasi sitrat ke dalam kompartemen ini dengan adanya KoA dan ATP, senyawa sitrat tersebut terurai menjadi asetil-KoA dan oksaloasetat lewat katalisasi ATP-sitrat liase. Dengan demikian tersedia asetil-KoA bagi pembentukan malonil-KoA dan sintesis menjadi palmitat. Oksaloasetat yang dihasilkan dapat mebentuk malat lewat enzim malat dehidrogenase yang berikatan-NADH, lalu diikuti oleh produksi NADPH lewat enizim malat. Selanjutnya akan tersedia NADPH bagi lipogenesis. Lintasan ini merupakan sarana pemindahan sejumlah unsur ekuivalen pereduksi dari NADH ekstramitokondria kepada NADP. Sebagai alternative lain, malat dapat diangkut ke mitokondria dan di sini senyawa tersebut dapat membentuk kembali oksaloasetat. Perlu diperhatikan bahwa pengangkut sitrat (trikarboksilat) dalam membrane mitokondria memerlukan pertukaran malat dengan sitrat. Dalam tubuh hewan memamah biak hanya terdapat sedikit enzim ATP-sitrat liase atau enzim malat, karena senyawa asetat pada spesies ini (yang berasal dari usus hewan pemamah-biak) merupakan sumber utama asetil-KoA. Karena terbentuk asetat yang diaktifkan menjadi asetil-KoA di luar mitokondria, senyawa tersebut tidak perlu lagi memasuki mitokondria dan akan membentuk sitrat sebelum menyatu ke dalam asam lemak rantai panjang. Produksi NADPH lewat isositrat dehidrogenase di luar mitokondria merupakan proses yang lebih penting pada spesies ini karena defisiensi enzim malat.
  • Pemanjangan Rantai Asam Lemak Terjadi di Retikulum Endoplasma
  • Lintasan ini (“sistem mikrosom”) mengonversi senyawa asil-KoA asam lemak menjadi derivate asil yang mempunyai dua atom karbon lebih, dengan menggunakan malonil-KoA sebagai donor asetil dan NADPH sebagai reduktor yang dikatalisis oleh sistem enzim dengan asam lemak elongase mikrosomal. Gugus asil yang dapat bertindak sebagai molekul penyiap mencakup rangkaian asam lemak jenuh dengan C10 ke atas di samping asam-asam lemak tak jenuh. Keadaan berpuasa dan diabetes (yang dibalikkan oleh insulin) dengan luas akan menghilangkan proses pemanjangan rantai. Pemanjangan rantai stearil-KoA di otak meningkat dengan cepat pada saat mielinisasi, untuk menyediakan asam lemak C22 dan C24 yang terdapat di senyawa sfingolipid.
  • Sistem mitokondrial untuk pemanjangan rantai kurang aktif dan menggunakan asetil-KoA sebagai donor. Sistem ini bukan semata-mata reaksi pembalikan β–oksidasi karena sistem ini menggunakan berbagai enzim yang berbeda. Fungsinya masih spekulatif.
Status Nutrisi Mengatur Lipogenesis

  • Fase anabolik pada nutrisi sering berhubngan dengan penyimpanan kelebihan karohidrat sebagai lemak pada periode antisipasi terhadap defisiensi kalori, seperti pada kelaparan, saat hibernasi, dll. Leih jauh lagi, banyak hewan, termasuk manusia, memakan makanannya dengan diselingi masa interval dan karenanya menyimpan banyak energi dari makanannya untuk digunakan pada saat interval tersebut.
  • Proses lipogenesis berhubungan dengan konversi kelebihan glukosa serta inermediat seperti piruvat, laktat serta asetil-KoA menjadi lemak, dan proses ini merupakan fase anabolik pada siklus ini. Status nutrisi organisme merupakan faktor utama yang mengatur laju lipogenesis. Jadi, laju lipogenesis yang lebih tinggi terdapat pada hewan yang diberi makan kenyang dan dietnya mengandung karbohidrat dengan proporsi yang tinggi. Laju ini akan berkurang pada keadaan asupan kalori yang terbatas atau diet tinggi-lemak, atau jika terdapat defisiensi insulin, seperti pada penyakit diabetes mellitus. Semua keadaan ini berkaitan dengan peningkatan konsentrasi asam lemak bebas di dalam plasma.
  • Terdapat hubungan terbalik antara lipogenesis hepatik dan konsentrasi asam lemak bebas di dalam serum. Inhibisi lipogenesis yang paling besar terjadi pada kisaran kadar asam lemak bebas yang menimbulkan peningkatan kadar asam lemak bebas di dalam plasma selama peralihan dari keadaan kenyang ke keadaan lapar. Adanya lemak pada makanan juga menyebabkan penekanan lipogenesis di hati, dan jika terdapat lebih dari 10% lemak di dalam makanan, konversi karbohidrat pada makanan menjadi lemak hanya terjadi sedikit. Lipogenesis menjadi lebih tinggi kalau yang dimakan bukan glukosa melainkan sukrosa, karena fruktosa akan memintas titik kontrol fosfofruktokinase di dalam glikolisis dan membanjiri lintasan lipogenik.
Berbagai Mekanisme Jangka-Pendek dan Jangka-Panjang Mengatur Lipogenesis

  • Sebagian Asam Lemak Takjenuh Majemuk Tidak dapat Disintesis oleh Mamalia Sehingga Merupakan Asam Lemak Esensial dari Sudut Nutrisi
  • Sebagian asam lemak tak jenuh rantai panjang dengan makna metabolic yang penting pada mamalia diperlihatkan pada gambar berikut.
  • Asam lemak polienoat C20.C22,C24 lainnya dapat dideteksi dalam jaringan tubuh. Asam lemak ini bisa berasal dari asam oleat, linoleat, dan α-linoleat melalui proses pemanjangan rantai. Perlu diperhatikan bahwa semua ikatan rangkap dalam asam lemak tak jenuh yang terdapat secara alami di dalam tubuh mamalia memiliki konfigurasi cis.
  • Asam palmitoleat dan oleat bukan merupakan asam lemak esensial dalam makanan karena jaringan tubuh dapat menyisipkan ikatan rangkap pada posisi ∆9 kedalam asam lemak jenuh yang bersesuaian. Berbagai eksperimen dengan senyawa palmitatberlabel telah menunjukkan bahwa label radioaktif tersebut memasuki asam palmitoleat dan oleat dengan bebas, tetapi tidak ditemukan dalam asam linoleat serta α-linoleat. Kedua asam lemak ini merupakan satu-satunya jenis asam lemak yang diketahui esensial bagi nutrisi yang lengkap pada banyak spesies hewan, termasuk manusia, dan dengan demikian harus didapat dari makanan. Sebagai akibatnya, jenis asam lemak tersebut dikenal sebagai asam lemak esensial dari sudut nutrisi. Asam arakidonat pada sebagian besar mamalia dapat dibentuk dari asam linoleat, tetapi tidak pada kucing, yang seharusnya asam arakidonat diklasifikasikan sebagai asam lemak esensial. Dalam sebagian besar tubuh hewan, ikatan rangkap dapat disisipkan pada posisi ∆4,∆5,∆6, dan∆9, tetapi tidak pernah diatas posisi ∆9. Sebaliknya, tanaman mampu menyisipkan ikatan rangkap tambahan pada posisi ∆12 serta ∆15 sehingga dapat mensintesis asam lemak yang esensial dari sudut nutrisi.
  • Asam Lemak Takjenuh Tunggal Disintesis oleh Sistem Δ9 Desaturase
  • Sehubungan dengan asam lemak tak jenuh tunggal (monounsaturated fatty acids) yang nonesensial, beberapa jaringan termasuk hati dianggap bertanggung jawab atas pembentukannya dari asam lemak jenuh. Ikatan rangkap pertama yang disisipkan ke dalam asam lemak jenuh hamper selalu berada pada posisi ∆9. Sebuah system enzim, yakni ∆9 desaturase di dalam retikulum endoplasma, akan mengkatalisis konversi palmitoil-KoA menjadi palmitoleil-KoA atau stearoil-KoA menjadi oleil-KoA. Oksigen dan salah satu dari NADH atau NADPH diperlukan untuk reaksi tersebut. Enzim tersebut tampaknya serupa dengan suatu system monooksigenase yang melibatkan sitokrom b5 (hidroksilase). Enzim tersebut terdiri atas tiga komponen protein, yaitu NADH-sitokrom b5 reduktase, sitokrom b5 dan desaturase yang sensitive sianida serta mengandung besi non-heme. Mekanisme pengeluaran hidrogen dari rantai asil belum dipahami sepenuhnya.
  • Sintesis Asam Lemak Takjenuh Majemuk Melibatkan Sistem Enzim Desaturase dan Elongase
  • Ikatan rangkap tambahan yang disisipkan ke dalam asam lemak tak jenuh tunggal yang ada, selalu dipisahkan satu sama lain oleh gugus metilen (diselingi metilen), kecuali pada bakteri. Pada hewan dengan derajat lebih tinggi, semua ikatan rangkap tambahan disisipkan di antara ikatan rangkap yang ada dan gugus karboksil, tetapi pada tanaman dengan derajat lebih tinggi penyisipan ikatan rangkap bisa terjadi di antara ikatan rangkap yang ada dan atom karbon ω(gugus terminal metil). Jadi karena memiliki enzim ∆9 desaturase hewan dapat mensintesis kelompok asam lemak ω9 (asam oleat) secara lengkap melalui penggabungan proses pemanjangan rantai dengan desaturasi. Akan tetapi, karena hewan tidak mampu mensintesis baik asam linoleat (ω6) maupun asam α-linolenat (ω3) mengingat system enzim desaturase yang diperlukan itu tidak ada, maka kedua asam ini harus diperoleh dari dalam makanan untuk melaksanakan sintesis anggota lainnya dari kelompok asam lemak tak jenuh majemuk (ω6 dan ω3). Linoleat dapat dikonversikan menjadi arakidonat. Lintasannya mula – mula terjadi melalui dehidrogenasi ester KoA lewat α-linolenat yang kemudian diikuti oleh penambahan unit dua karbon lewat malonil-KoA dalam system mikrosom bagi pemanjangan rantai untuk memberikan eikosatrienoat. Senyawa terakhir ini mambentuk arakidonat melalui dehidrogenasi selanjutnya. Sistem dehidrogenasinya serupa dengan system yang diuraikan di atasuntuk asam lemak jenuh. Dengan demikian kebutuhan nutrisional akan arakidonat dapat dipenuhi sendiri jika terdapat cukup linoleat di dalam makanan, kecuali palmitoleat (16:1, ω7) yang ditemukan di dalam otak yang sedang berkembang , asam – asam lemak lainnya dari family ω7 tidak ditemukan dengan jumlah berapapun.
Konversi Linoleat menjadi Arakidonat

  • (Sintesis Asam Lemak Tak Jenuh Majemuk)
  • Seperti yang diketahui sebelumnya, bahwa tubuh manusia memerlukan asam lemak esensial untuk kebutuhan fisiologis dan proses metabolisme. Terlebih untuk kebutuhan asam lemak tak jenuh majemuk yang berasal dari sumber nabati. Asam-asam ini menghasilkan asam lemak eikosanoat (C20) yang dari asam lemak ini diturunkan golongan senyawa yang dikenal sebagai eikosanoid. Golongan senyawa ini membentuk kelompok prostaglandin, leukotrien, dan lipoksin.
  • Satu-satunya jenis asam lemak yang diketahui esensial bagi nutrisi yang lengkap pada banyak spesies hewan, termasuk manusia, dan harus didapat dari makanan adalah asam linoleat dan α-linolenat. Di mana merupakan asam lemak esensial dari sudut nutrisi.
  • Pada sebagian besar mamalia, asam linoleat akan dikonversi menjadi asam arakidonat yang selanjutnya akan menjadi substrat bagi sintesis PG2 (prostaglandin), TX2 (Tromboksan), LT4 (Leukotria), dan LX4 (Lipoksin).
  • Adapun mekanisme konversi dari asam linoleat menjadi arakidonat adalah sebagai berikut.(asam linoleat yang aktif adalah linoleil-KoA).
  • Lintasannya mula-mula terjadi melalui dehidrogenasi ester KoA lewat γ-linolenat yang kemudian diikat oleh penambahan unit dua-karbon lewat malonil-KoA dalam sistem mikrosom pagi pemanjangan Rantai (mekanismenya serupa dengan sistem elongase mikrosom untuk pemanjangan rantai asam lemak, NADH digunakan oleh reduktase, tetapi NADPH lebih disukai) untuk menghasilkan eikosatrienoat (dihomo γ-linolenat). Senyawa terakhir ini membentuk arakidonat melalui dehidrogenasi selanjutnya.
  • Pada konversi ini digunakan sebuah system enzim yaitu Δ6 desaturase, yang akan mengubah Linolenoil-KoA menjadi γ-Linolenoil-KoA dengan mengoksidasi NADH menjadi NAD+ dan berlangsung secara aerob(O2).
  • O2 + NADH + H+  2H2O + NAD+
  • Pada hewan tertentu seperti kucing, tidak dapat melakukan konversi ini karena tidak adanya enzim Δ6 desaturase dan harus mendapatkan arakidonat dari makanannya.
  • Arakidonat biasanya berasal dari posisi 2-fosfolipid dalam membran plasma, sebagai hasil aktivitas enzim fosfolipase. Asam arakidonat terdapat dalam membran sel dan membentuk 5-15% asam lemak dalam fosfolipid.
  • Sistem denaturasi dan pemanjangan rantai sangat menurun kerjanya pada keadaan puasa, setelah pemberian glukagon serta epinefrin, dan dalam keadaan tanpa insulin seperti pada penyakit diabetes mellitus tipe I.
Gejala Defisiensi Timbul Jika Asam Lemak Esensial Tidak Terdapat Dalam Makanan

  • Pada tahun 1928, Evans dan Burr memperhatikan tikus yang diberi makan makanan non lipid murni dengan ditambahkan vitamin A dan D ternyata menunjukkan penurunan laju pertumbuhan dan defisiensi system reproduksi. Penelitian selanjutnya, memperlihatkan bahwa sindrom defisiensi tersebut bisa disembuhkan dengan penambahan asam linoleat, asam α-linolenat dan arakidonat ke dalam makanannya. Gambaran klinis selanjutnya pada sindrom tersebut mencakup kulit yang bersisik, nekrosis pada ekor dan lesi pada system urinarius, tetapi semua kondisi tersebut tidak fatal. Asam – asam lemak ini ditemukan dengan konsentrasi yang tinggi dalam berbagai minyak nabati dan dengan jumlah yang sedikit di dalam daging hewan yang sudah dipotong.
  • Fungsi asam lemak esensial tampak beragam walaupun tidak bisa ditentukan dengan jelas, selain fungsi pembentukan prostaglandin dan leukotrien. Asam lemak esensial ditemukan pada lipid pembangun struktur sel dan berkenaan dengan integritas structural membrane mitokondria.
  • Asam arakidonat terdapat dalam membrane sel dan membentuk 5 – 15% asam lemak dalam fosfolipid. Asam dokosaheksaenoat (DHA: ω3, 2:6) yang disintesis dari asam α-linolenat atau diperoleh langsung dari minyak ikan, terdapat dengan konsentrasi yang tinggi di dalam retina mata, korteks serebri, testis dan sperma. DHA terutama diperlukan bagi perkembangan otak dan dipasok lewat plasenta serta air susu. Segmen sebelah luar sel-sel batang retina mengandung DHA dengan konsentrasi yang sangat tinggi dan dengan sebagian besar fosfolipid yang mengandung sedikitnya satu molekul. Fluiditas yang tinggi sebagai akibat dari keadaan diatas tampaknyadiperlukan bagi pelaksanaan fungsi rodopsin yang jika diaktifkan oleh sebuah foton akan menimbulkan gerakan lateral dan rotasi di dalam menbran. Penderita renitis pigmentosa dilaporkan memiliki kadar DHA yang rendah di dalam darahnya. Bayi premature memiliki aktivitas enzim ∆4 desaturase yang rendah sehingga menurunkan kemampuannya dalam mensintesis DHA dari prekusor asam lemak n-3.
  • Di antara banyak fungsi structural yang dimilikinya, asam lemak esensial terdapat dalam fosfolipid, terutama pada posisi-2. Dalam keadaan defisiensi asam lemak esensial , asam lemak polienoat nonesensial dari kelompok ω9 akan menggantikan asam lemak esensial dalam fosfolipid, senyawa lipid kompleks lainnya dan membrane sel, khususnya asam eikosatrienoat ∆5,8,11. Rasio triena : tetraena dalam lipid plasma dapat digunakan untuk mendiagnosis derajat defisiensi asam lemak esensial.
  • Asam Lemak-Trans Dapat Bersaing dengan Asam Lemak-Cis
  • Asam lemak tak jenuh trans dengan jumlah yang kecil ditemukan di dalam lemak hewan pemamah biak (misal, lemak mentega memiliki 2-7%) yang dihasilkan dari kerja mikroorganisme di usus hewan tersebut; tetapi, keberadaan asam lemak tak jenuh-trans dengan jumlah yang besar dalam minyak nabati yang terhidrogenasi sebagian (misal, margarine) menimbulkan pertanyaan tentang keamanannya sebagai bahan aditif makanan. Sampai sebanyak 15% dari asam lemak jaringan ditemukan pada saat otopsi dengan konfigurasi trans.
Senyawa Eikosanoid Dibentuk Dari Asam Lemak Takjenuh Majemuk C20

  • Arakidonat dan beberapa asam lemak C20 lainnya dengan ikatan yang diselingi dengan metilen menghasilkan senyawa eikosanoid, yakni senyawa yang aktif secara fisiologis dan farmakologis. Senyawa tersebut dikenal sebagai prostaglandin (PG), tromboksan (TX), leukotrien (LT), dan lipoksin (LX). Senyawa-senyawa ini berfungsi sebagai hormon lokal yang menimbulkan efek biokimia ketika berikatan dengan protein-G.
  • Arakidonat dibentuk dari posisi-2 fosfolipid membran plasma dibantu oleh enzim fosfolipase A2. Arakidonat kemudian menjadi substrat bagi 2 lintasan metabolisme yaitu lintasan siklooksigenase yang membentuk senyawa golongan prostanoid (prostaglandin dan tromboksan) serta lintasan lipooksigenase yang membentuk leukotrien dan lipoksin. Lintasan ini bersifat kompetitif.
  • Ada tiga kelompok senyawa eikosanoid yang masing-masing terdiri atas prostaglandin, tromboksan, leukotrien, dan lipoksin. Ketiganya disintesis dari asam eikosanoat C20. Senyawa ini dapat diperoleh dari asam lemak esensial linoleat dan α-linolenat serta secara langsung dari asam arakidonat dan asam eikopentanoat dalam makanan.
Lintasan Siklooksigenase Bertanggung Jawab Atas Sintesis Prostanoid

  • Sintesis prostanoid diawali dengan konsumsi 2 molekul oksigen yang dikatalis oleh enzim prostaglandin H sintase (PGHS). Enzim ini mempunyai 2 isoenzim dengan aktivitas tersendiri, yaitu PGHS-1 dengan aktitivitas siklooksigenase dan PGHS-2 dengan aktivitas peroksidase. Kedua aktivitas ini menghasilkan senyawa endoperoksida (PGH) yang kemudian dikonversi menjadi prostaglandin D, E,danF, serta menjadi tromboksan dan prostasiklin. Tiap tipe sel menghasilkan hanya satu jenis senyawa prostanoid.
Terdapat beberapa senyawa yang menghambat lintasan siklooksigenase, diantaranya:

  • Preparat antiinflamasi nonsteroid (NSAID)
  • Aspirin, menghambat siklooksigenase pada PGHS-1 dan PGHS-2 dengan reaksi asetilasi.
  • Indometasin dan ibuprofen, menghambat siklooksigenase dengan berkompetisi dengan arakidonat.
  • Preparat antiinflamasi kortikosteroid, menghambat penuh transkripsi PHGS-2.
• Imidazol, menghambat tromboksan sintase yang berperan dalam sintesis tromboksan.
Terdapat mekanisme untuk menghentikan pembentukan prostaglandin, yaitu dengan enzim siklooksigenase itu sendiri yang mengkatalisis penghancuran dirinya sendiri sehingga enzim tersebut disebut dengan “enzim bunuh diri”. Prostaglandin yang telah dihasilkan diinaktivasi secara cepat oleh enzim 15-hidroksiprostaglandin dehidogenase. Apabila aktivitas enzim ini dihambat, misalnya oleh sulfasalazin atau indometasin, maka akan memperpanjang waktu paruh prostaglandin.
II.10 Leukotrien dan Lipoksin Dibentuk Melalui Lintasan Lipoksigenase
Leukotrien merupakan senyawa triena terkonjugasi yang dibentuk dari asam eikosanoat dalam leukosit, sel mastositoma, trombosit, dan makrofag. Leukotrien dan lipoksin dibentuk oleh adanya lintasan lipoksigenase sebagai respons rangsang imunologis maupun nonimunologis. Terdapat tiga enzim lipoksigenase yang berbeda yang akan menyisipkan atom oksigen ke dalam arakidonat pada posisi yang berbeda, yaitu posisi 5, 12, dan 15 sehingga membentuk senyawa hidroperoksida (HPETE).
Leukotrien dibentuk lewat lintasan 5-lipooksigenase. Senyawa yang pertama kali terbentuk adalah leukotrien A4 selanjutnya dimetabolisme membentuk leukotrien B4 atau leukotrien C4 melalui penambahan glutation peptida dengan ikatan tioeter. Pengeluaran gugus glutamat pada leukotrien C4 akan membentuk leukotrien D4 dan pengeluaran gugus glisin leukotrien D4 akan menghasilkan leukotrien E4.
Lipoksin merupakan senyawa tetraena terkonjugasi dalam leukosit. Senyawa ini dibentuk dengan menyisipkan lebih banyak atom oksigen ke dalam molekul dengan kombinasi lebih dari satu enzim lipoksigenase.
Leukotrien dan lipoksin dibentuk melalui lintasan lipoksigenase
Leukotrien merupakan kelompok senyawa triena terkonjugasi yang dibentuk dari asam eikosanoat dalam leukosit, sel mastositoma, trombosit dan makrofag melalui lintasan lipoksigenase sebagai respon terhadap rangsangan baik imunologis maupun nonimunologis. Ketiga enzim lipoksigenase (dioksigenase) yang berbeda menyisipkan atom oksigen ke posisi 5, 12, dan 15 pada asam arakhidonat sehingga memberikan senyawa hidroperoksida (HPETE). Hanya 5-lipoksigenase yang yang membentuk leukotrien. Senyawa yang pertama terbentuk adalah leukotrien A4 yang selanjutnya dimetabolisasi menjadi leukotrien B4 atau leukotrien C4. Leukotrien C4 dibentuk melalui penambahan glutation peptida lewat ikatan tioeter. Pengeluaran selanjutnya glutamate dan glisin akan menghasilkan secara berurutan leukotrien D4 dan leukotrien E4.
Lipoksin merupakan kelompok senyawa tetraena terkonjugasi yang muncul di dalam leukosit. Kelompok senyawa ini terbentuk lewat kerja kombinasi lebih dari satu lipoksigenase dengan menyisipkan lebih banyak atom oksigen ke dalam molekul. Beberapa lipoksin (LXA4 hingga LX E4) terbentuk dengan cara serupa seperti pada leukotrien.
Leukotrien dan lipoksin merupakan regulator yang poten terhadap berbagai jenis penyakit.]
Zat anafilaksis yang bereaksi lambat (SRS-A: slow reacting substances of anaphylaxis) merupakan campuran leukotrien C4 dan leukotrien D4 dan E4. Campuran leukotrien ini 100-1000 kali lebih poten daripada histamine atau prostaglandin sebagai konstriktor otot saluran bronkus. Senyawa leukotrien ini bersama dengan leukotrien B4 juga menyebabkan permeabilitas vaskuler dan penarikan serta pengaktifan leukosit; senyawa leukotrien tersebut tampak pula sebagai regulator yang penting pada banyak penyakit yang melibatkan reaksi inflamasi dan hipersensitif segera seperti pada asma. Senyawa leukotrien bersifat vasoaktif dan imunoregulasi seperti misalnya senyawa kontraregulasi pada respon imun.
II.11 Aspek Klinis
Prostanoid merupakan Senyawa Biologis Aktif yang Poten
Tromboksan disintesis dalam trombosit dan pelepasannya akan menyebabkan vasokontriksi serta agregasi trombosit. Sintesis Tromboksan dihambat secara spesifik oleh aspirin dosis rendah.
Protasiklin (PGI2) diproduksi oleh dinding pembuluh darah dan merupakan inhibitor agregasi trombosit yang poten. Jadi, tromboksan dan prostasiklin bekerja saling berlawanan (antagonistik). Insiden penyakit jantung yang rendah, penurunan agregasi trombosit dan pemanjangan waktu pembekuan pada orang-orang Eskimo Greenland ternyata disebabkan oleh tingginya konsumsi minyak ikan yang mengandung 20:5 omega3 (EPA, atau asam eikosapentanoat); asam eikosapentanoat ini memberikan senyawa-senyawa seri 3 prostaglandin (PG3) dan tromboksan (TX3). PG3 dan TX3 menghambat pelepasan arakidonat dari fosfolipid serta pembentukan PG2 dan TX2. PGI3 merupakan antigregator trombosit yang sama potennya seperti PGI2, tetapi TXA3 adalah agregator yang lebih lemah daripada TXA2. Dengan demikian, keseimbangan aktivitasnya bergeser kearah nonagregasi. Disamping itu, konsentrasi kolesterol, triasil gliserol , LDL, serta VLDL di dalam plasma semuanya terlihat rendah pada orang-orang Eskimo, sementara konsentarsi HDL meninggi -semua faktor ini dianggap berperan untuk menghalangi aterosklerosis dan infark miokardium.
Prostaglandin dengan takaran 1ng/ml akan menyebabkan kontraksi otot polos pada hewan. Penggunaan teurapetiknya yang potensial mencakup pencegahan konsepsi, induksi persalinan pada usia aterm, terminasi kehamilan, pencegahan atau pengobatan ulkus lambung, pengontrolaan proses inflamasi serta tekanan darah, dan pengurangan gejala asma serta kongesti nasal.
Prostaglandin meningkatkan cAMP pada trombosit, tiroid, korpus luteum, tulang janin, adenohipofisis dan paru, tetapi menurunkan cAMP pada sel-sel tubulus ginjal sera jaringan adiposa.
SUBSTANSI GENETIKA
SUBSTANSI GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN
A. Arti Definisi / Pengertian Kromosom
Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang berisi DNA di mana informasi genetik dalam sel disimpan. Kata kromosom berasal dari kata khroma yang berarti warna dan soma yang berarti badan Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu sentromer / kinekthor yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom yang mengandung kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang).
B. Jumlah Kromosom Makhluk Hidup
Berikut ini adalah jumlah kromosom 2N dari manusia serta sebagian binatang dan tanaman di mana N adalah sebuah genom / jenis kromosom dan setiap genom memiliki dua kromosom :

  1. Manusia Memiliki 46 Kromosom
  2. Anjing Memiliki 78 Kromosom
  3. Ayam Memiliki 78 Kromosom
  4. Bawang Memiliki 16 Kromosom
  5. Beras Memiliki 24 Kromosom
  6. Bintang Laut Memiliki 94 Kromosom
  7. Buncis Memiliki 22 Kromosom
  8. Cacing Tanah Memiliki 36 Kromosom
  9. Cemara Memiliki 24 Kromosom
  10. Gamdum Bir Memiliki 14 Kromosom
  11. Gandum Roti Memiliki 42 Kromosom
  12. Hidra Memiliki 32 Kromosom
  13. Ikan Mas Memiliki 94 Kromosom
  14. Jagung Memiliki 14 Kromosom
  15. Jamur Memiliki 4 Kromosom
  16. Kacang Polong Memiliki 14 Kromosom
  17. Kalkun Memiliki 82 Kromosom
  18. Kapang Penicillium Memiliki 2 Kromosom
  19. Kapas Memiliki 52 Kromosom
  20. Katak Memiliki 26 Kromosom
  21. Kecoa Memiliki 23 / 24 Kromosom
  22. Keledai Memiliki 62 Kromosom
  23. Kentang Memiliki 48 Kromosom
  24. Kera Memiliki 48 Kromosom
  25. Ketimun Memiliki 14 Kromosom
  26. Kubis Memiliki 18 Kromosom
  27. Kucing Memiliki 38 Kromosom
  28. Kuda Memiliki 64 Kromosom
  29. Lalat Rumah Memiliki 12 Kromosom
  30. Lobak Memiliki 18 Kromosom
  31. Merpati Memiliki 80 Kromosom
  32. Nyamuk Memiliki 6 Kromosom
  33. Ragi Memiliki 34 Kromosom
  34. Sapi Memiliki 60 Kromosom
  35. Simpanse Memiliki 48 Kromosom
  36. Tembakau Memiliki 48 Kromosom
  37. Tikus Rumah Memiliki 40 Kromosom
  38. Tikus Sawah Memiliki 42 Kromosom
  39. Tomat Memiliki 24 Kromosom
  40. Ulat Sutera Memiliki 56 Kromosom
GEN

  • Istilah gen diciptakan oleh W.johannsen pada tahun 1909.Gen adalah unit instruksi untuk menghasilkan atau mempengaruhi suatu sifat herediter tertentu.
  • Gen terdiri dari DNA yang diselubungi dan diikat oleh protein.
  • Letak dan simbol Gen
  • Letak suatu gen pada kromosom disebut lokus.Lokus pada kromosom dianalogikan seperti manik-manik yang berjejer lurus pada seuntai benang.
  • Oleh karena lokus gen terdapat pada tiap kromosom, sedangkan kromosom sel diploid selalu berpasangan (memiliki kromosom homolog), setiap sel diploid memiliki dua lokus untuk setiap karakter sifat herediternya.
  • Letak gen-gen yang terdapat pada suatu kromosom disimbolkan dengan garis-garis pendek horizontal.yang melawati garis panjang vertikal.Garis vertikal merupakan simbol untuk kromosom.
  • Oleh karena letak gen linier, garis-garis pendek tersebut juga digambarkan berjejer linier.
  • Simbol gen untuk setiap garis pendek menggunakan huruf latin kecil atau besar.
  • Simbol gen yang menunjukkan karakter resesif biasanya ditulis dengan huruf kecil sedangkan yang dominan ditulis dengan huruf besar.
  • Misalnya dalam penulisannya Dd, Kk, dan seterusnya.
ALEL

  • Konsep mengenai gen berkaitan dengan alel.Istilah alel diperkenalkan oleh W.Bateson dan E.R.Saunders pada tahun 1902.Alel berasal dari kata latin allelon yang berarti bentuk lain. Alel disebut juga sebagai versi alternatif gen yang menjelaskan adanya variasi pada pewarisan suatu sifat.Misalnya gen A berperan untuk menumbuhkan karakter pigmentasi kulit secara normal.Karena suatu hal, gen A mengalami mutasi sehingga tidak mampu menimbulkan pigmentasi kulit secara normal (gen A termutasi menjadi a).Gen a menimbulkan karakter albinisme (tidak terbentuk melanin = albino).Gen a menimbulkan karakter resesif, yang berarti ekspresi gen a ditutupi (tidak memiliki efek yang jelas pada penampakan organisme) bila bersama-sama dengangen A.Sebaliknya gen A (dapat membentuk melanin) disebut dominan terhadap gen a karena gen A diekspresikan sepenuhnya pada penampakan fisik organisme.
Letak dan Simbol Alel

  • Dua gen misalnya gen B dan b terletak pada lokus yang sama dari suatu kromosom dan kromosom homolog.Letak pasangan alel tersebut saling bersesuaian.Gen sealel harus diberi simbol dengan huruf yang sama tetapi dibedakan.Bila pengaruh kedua alel untuk menumbuhkan suatu karakter yang sama dominannya, kedua alel tersebut ditulis dengan huruf yang sama, atau dalam keadaan homozigot (alel identik).Namun jika pengaruhnya menimbulkan suatu karakter yang berbeda, kedua alel harus ditulis berbeda atau dalam keadaan heterozigot (dua alel yang berbeda).Penampakan organisme secara fisik disebut fenotip dan penyusun genetiknya disebut genotip.Untuk itu pengertian Fenotip adalah karakteristik atau ciri yang dapat diukur dan nyata pada suatu individu. Sedangkan genotip adalah susunan genetis suatu karakter yang dimiliki suatu individu
DNA

  • DNA adalah rantai doble heliks berpilin yang berfungsi sebagi pewaris sifat dan sintesis protein.
Struktur DNA (deoxyribosenucleic acid) yaitu:

  1. gula 5 karbon (deoksiribosa)
  2. gugus fosfat
  3. basa nitrogen.

  • Bentuk DNA adalah rantai double heliks berpilin ke kanan. Dalam DNA terdapat struktur-struktur di atas. Namun, jika diambil 1 lempeng yang mengandung ikatan fosfat, gula dan basa nitrogen, maka lempeng tersebut disebut nukleotida. Jika plat itu hanya basa nitrogen dan gula saja maka disebut nukleosida. Maka, DNA adalah polimer dari nukleotida.
  • Gula deoksiribosa pada DNA merupakan gula lima karbon yang kehilangan 1 atom oksigen. Gula deoksiribosa memegang basa nitrogen pada atom karbon nomor 1, sedangkan atom C nomor 5 berikatan dengan gugus fosfat. Gugus fosfat ini saling berikatan dengan gugus fosfat lainnya membentuk ikatan fosfodiester. Karena DNA merupakan rantai ganda dan atom-atom karbon mempunyai aturan diatas untuk mengikat basa nitrogen dan gugus fosfat maka satu rantai DNA terlihat berdiri tegak sedangkan rantai pasangannya justru terbalik. Maka pada notasi penulisan kode genetik DNA, ditulis 5’-kode genetik-3’, sedangkan untuk rantai pasangannya justru ditulis 3’-kode genetik-5’. Pengaturan ini disebut konfigurasi antiparalel.
  • Ada 4 jenis basa nitrogen yang berikatan pada DNA yaitu adenine, thymine, cytosine dan guanine. Berdasarkan struktur cincinnya, maka ada 2 kelompok basa nitrogen yaituu purin(adenine dan guanine yang bercincin 2) dan pirimidin(cytosine dan thymine yang bercincin satu, pada RNA, thymin diganti oleh uracil). Basa Purin selalu berpasangan dengan basa pirimidin melalui ikatan hidrogen. Adenine selalu berpasangan dengan hymine melalui 2 ikatan hidrogen sedangkan cytosine berpasangan dengan guanine melalui 3 ikatan hidrogen.
REPLIKASI DNA

  • Replikasi DNA berarti penggandaan. Ada 3 model replikasi DNA yaitu :

  1. Model konservatif. Model ini menyatakan bahwa 2 rantai DNA bereplikasi tanpa memisahkan rantai-rantainya
  2. Model semi konservatif. Model ini menyatakan bahwa 2 rantai DNA berpisah kemudian bereplikasi
  3. Model dispersig. Model ini menyatakan bahwa DNA terpecah menjadi potongan-potongan yang kemudian bereplikasi
Meselson dan Stahl membuktikan bahwa DNA bereplikasi sesuai model semi-konservatif.
Replikasi membutuhkan sesuatu untuk direplikasi, sesuatu yang mereplikasi dan batu bata yang membuat replikasi. DNA parental(DNA induk) bertindak sebagai cetakan (template). Proses replikasi terbagi atas 3 tahap:
• Inisiasi. Replikasi tidak berlangsung pada titik acak pada DNA namun berlangsung pada awal yang disebut tempat awal replikasi. Protein inisiator menempel pada daerah tersebut kemudian berikatan menyebatkan rantai heliks terbuka untuk menunjukkan satu rantai yang digunakan untuk membangun rantai baru.

  1. Elongasi. DNA polimerase bertugas untuk memasangkan basa nitrogen baru dengan rantai DNA lama sehingga terbentuklah rantai DNA yang baru. DNA polimerasememanmbahkan basa-basa baru ke ujung 3 rantai yang ada, kemudian mereka mensintesis dari arah 5’ ke 3’ dengan menyediakan rantai basa pasangan untuk cetakan. DNA polimerase juga butuh primer untuk memulai sintesis, primer ini bisa berupa pasangan basa nitrogen tertentu (Poly A atau TATA Box) atau rantai RNA
  2. Terminasi. Replikasi berakhir saat DNA Polimerase mengenali daerah basa nitrogen yang diulang-ulang, daerah ini disebut telomer.Maka terbentuklah rantai DNA yang baru.
  3. Pada Sintesis protein, salah satu rantai DNA akan dikodekan oleh mRNA. Rantai yang dikodekan tersebut disebut DNA Sense atau DNA template, sedangkan rantai pasangannya yang tidak dicetak disebut DNA Antisense atau DNA Komplementer. Triplet kode-kode genetik DNA yang dikodekan oleh mRNA disebut kodogen.
RNA
Berbeda dengan DNA, RNA merupakan rantai panjang lurus yang berfungsi dalam sintesis protein. Terdapat 3 jenis RNA yaitu:

  1. mRNA(messenger RNA atau RNA duta/RNAd), bertugas untuk mengkodekan kode genetik dari DNA untuk sintesis protein. Terdapat di anak inti.sel. Triplet kode genetik pada mRNA disebut kodon.
  2. tRNA(transfer RNA atau RNAt), bertugas untuk mencocokkan triplet yang ada pada mRNA dengan protein yang sesuai. Terdapat di sitoplasma. Triplet kode genetik pada tRNA disebut antikodon.
  3. rRNA(ribosomal RNA atau RNAr), bertugas untuk memasangkan kodon mRNA dengan antikodon tRNA dan menggeser rantai-rantai supaya terbentuk polipeptida(protein). Terdapat di ribosom.
Struktur RNA(ribosenucleic acid) yaitu
• Gula 5 karbon ribosa
• Gugus fosfat
• Basa nitrogen yang persis sama dengan basa nitrogen DNA namun pada mRNA thymine diganti dengan uracil.
PERSIAPAN SEBELUM SINTESIS PROTEIN

  • Sebelum sintesis protein dilakukan, perlulah diadakan persiapan yang menyeluruh, salah satunya pemasangan asam amino pada salah satu ujung tRNA. 1 asam amino harus diikatkan pasada salah satu ujung tRNA dengan antikodon yang benar, namun protein ini sesuai dengan kodon bukan antikodon. Enzim yang melakukan proses ini adalah enzim tRNA aminoasil sintetase. Enzim ini mengikatkan asam amino pada bagian sisi asam amino kemudian tRNA dengan antikodon spesifik untuk asam aminonya. tRNA dan asam amino berikatan pada enzim sebelum akhirnya dilepaskan.
SINTESIS PROTEIN
Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida yang diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel, sitoplasma dan ribosom. Sintesis protein terdiri dari 3 tahapan besar yaitu:
1. Transkripsi. DNA membuka menjadi 2 rantai terpisah. Karena mRNA berantai tunggal, maka salah satu rantai DNA ditranskripsi(dicopy, istilah lainnya). Rantai yang ditranskripsi dinamakan DNA sense atau template dan kode genetik yang dikode disebut kodogen. Sedangkan yang tidak ditranskripsi disebut DNA antisense/komplementer. RNA Polimerase membuka pilinan rantai DNA dan memasukkan nukleotida-nukleotida untuk berpasangan dengan DNA sense sehingga terbentuklah rantai mRNA. Contoh transkripsi:
Sense/Template 5’-TACCGACCGGGAAAT-3’
Antisense/Komplementer 3’-ATGGCTGGCCCTTTA-5’
mRNA 3’-AUGGCUGGCCCUUUA-5’
2. Translasi dan Sintesis. mRNA yang sudah terbentuk keluar dari anak inti sel menuju rRNA. Disana mRNA masuk ke rRNA diikuti oleh tRNA. Ketika antikodon pada tRNA cocok dengan kodon mRNA kemudian rantai bergeser ke tengah. Kodon mRNA berikutnya dicocokkan dengan tRNA kemudian asam amino yang pertama berikatan dengan asam amino kedua. tRNA pertama keluar dari rRNA. Proses ini berlangsung hingga kodon stop, ribosom subunit besar dan kecil terpisah, mRNA dan tRNA keluar dari ribosom.
mRNA 3’-AUGGCUGGCCCUUUA-5’
tRNA 5’-UACCGACCGGGAAAU-3’
KODE GENETIK
Protein yang terbentuk dalam sintesis protein mengikuti kode genetik berdasarkan kode genetik mRNA(kodon). Kode genetik itu berbentuk triplet sehingga terjadi kelimpahan kode untuk protein. 1 protein bisa mempunyai lebih dari 1 triplet genetik. Yang perlu diingat adalah triplet untuk kodon start(awal) untuk sintesis protesin dan stop untuk menghentikan proses sintesis protein.
Kodon start: AUG, proteinnya methionine
Kodon stop : UAA,UAG, UGA
Huruf Kedua
Huruf pertama U C A G Huruf Ketiga
U UUU Phe UCU Se UAU Tyr UGU Cys U
UUC UCC UAC UGC C
UUA Leu UCA UAA Stop UGA Stop A
UUG UCG UAG Stop UGG Trp G
C CUU Leu CCU Pro CAU His CGU Arg U
CUC CCC CAC CGC C
CU CCA CAA Gln CGA A
CUG CCG CAG CGG G
A AUU Ile ACU Thr AAU Asn AGU Ser U
AUC ACC AAC AGC C
AUA ACA AAA Lys AGA Arg A
AUG Met ACG AAG AGG G
G GUU Val GCU Ala GAU Asp GGU Gly U
GUC GCC GAC GGC C
GUA GCA GAA Glu GGA A
GUG GCG GAG GGG G
Rumus cepat:mRNA=DNA komplementer=DNA antisense=kode protein
tRNA=DNA template=DNA sense=kodogen
Dari DNA ke RNA, T diganti menjadi U.
REPLIKASI DNA
Replikasi DNA berarti penggandaan. Ada 3 model replikasi DNA yaitu :
1. Model konservatif.
Model ini menyatakan bahwa 2 rantai DNA bereplikasi tanpa memisahkan rantai-rantainya.
2. Model semi konservatif.
Model ini menyatakan bahwa 2 rantai DNA berpisah kemudian bereplikasi.
3. Model dispersi.
Model ini menyatakan bahwa DNA terpecah menjadi potongan-potongan yang kemudian bereplikasi.
Meselson dan Stahl membuktikan bahwa DNA bereplikasi sesuai model semi-konservatif.
Proses replikasi terbagi atas 3 tahap:
1. Inisiasi. Replikasi tidak berlangsung pada titik acak pada DNA namun berlangsung pada awal yang disebut tempat awal replikasi. Protein inisiator menempel pada daerah tersebut kemudian berikatan menyebatkan rantai heliks terbuka untuk menunjukkan satu rantai yang digunakan untuk membangun rantai baru.
2. Elongasi. DNA polimerase bertugas untuk memasangkan basa nitrogen baru dengan rantai DNA lama sehingga terbentuklah rantai DNA yang baru. DNA polymerase menambahkan basa-basa baru ke ujung 3 rantai yang ada, kemudian mereka mensintesis dari arah 5’ ke 3’ dengan menyediakan rantai basa pasangan untuk cetakan. Triplet AUG merupakan sinyal untuk memulai proses sintesis, sehingga triplet ini dinamakan kodon start.
3. Terminasi. Replikasi berakhir saat DNA polimerase mengenali daerah basa nitrogen yang diulang-ulang, daerah ini disebut telomer.Maka terbentuklah rantai DNA yang baru.
Pada Sintesis protein, salah satu rantai DNA akan dikodekan oleh mRNA. Rantai yang dikodekan tersebut disebut DNA Sense atau DNA template, sedangkan rantai pasangannya yang tidak dicetak disebut DNA Antisense atau DNA Komplementer. Triplet kode-kode genetik DNA yang dikodekan oleh mRNA disebut kodogen.
RNA
Berbeda dengan DNA, RNA merupakan rantai panjang lurus yang berfungsi dalam sintesis protein. Terdapat 3 jenis RNA yaitu:
1. mRNA(messenger RNA atau RNA duta/RNAd), bertugas untuk mengkodekan kode genetik dari DNA untuk sintesis protein. Terdapat di anak inti.sel. Triplet kode genetik pada mRNA disebut kodon.
2. tRNA(transfer RNA atau RNAt), bertugas untuk mencocokkan triplet yang ada pada mRNA dengan protein yang sesuai. Terdapat di sitoplasma. Triplet kode genetik pada tRNA disebut antikodon.
3. rRNA(ribosomal RNA atau RNAr), bertugas untuk memasangkan kodon mRNA dengan antikodon tRNA dan menggeser rantai-rantai supaya terbentuk polipeptida(protein). Terdapat di ribosom.
Struktur RNA(ribosenucleic acid) yaitu
1. Gula 5 karbon ribosa.
2. Gugus fosfat.
3. Basa nitrogen yang persis sama dengan basa nitrogen DNA namun pada mRNA thymine diganti dengan urasil.
PEMBELAHAN SEL
PEMBELAHAN MITOSIS
Pembelahan mitosis menghasilkan sel anakan yang jumlah kromosomnya sama dengan jumlah kromosom sel induknya, pembelahan mitosis terjadi pada sel somatic (sel penyusun tubuh).
Sel – sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda – beda dalam melakukan pembelahannya, ada sel – sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekalisetelah melewati masa pertumbuhan tertentu, misalnya sel – sel germinatikum kulit mampu melakukan pembelahan yang sangat cepat untuk menggantikan sel – sel kulit yang rusak atau mati. Akan tetapi sel – sel yang ada pada organ hati melakukan pembelahan dalam waktu tahunan, atau sel – sel saraf pada jaringan saraf yang sama sekali tidak tidak mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis bakteri mampu melakukan pembelahan hanya dalam hitungan jam, sehingga haya dalam waktu beberapa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahkan jutaan sel bakteri. Sama dnegan bakteri, protozoa bersel tunggal mampu melakukan pembelahan hanya dalam waktu singkat, misalkan amoeba, paramecium, didinium, dan euglena.
Pada sel – sel organisme multiseluler, proses pembelahan sel memiliki tahap – tahap tertentu yang disebut siklus sel. Sel – sel tubuh yang aktif melakukan pembelahan memiliki siklus sel yang lengkap. Siklus sel tersebut dibedakan menjadi dua fase(tahap ) utama, yaitu interfase dan mitosis. Interfase terdiri atas 3 fase yaitu fase G, ( growth atau gap), fase S (synthesis), fase G2(growth atau Gap2).
Pembelahan mitosis dibedakan atas dua fase, yaitu kariokinesis dan sitokinesis, kariokinesis adalah proses pembagian materi inti yang terdiri dari beberapa fase, yaitu Profase, Metafase, dan Telofase. Sedangkan sitokinesis adalah proses pembagian sitoplasma kepada dua sel anak hasil pembelahan.
1. Kariokinesis
Kariokinesis selama mitosis menunjukkan cirri yang berbeda – beda pada tiap fasenya. Beberapa aspek yang dapat dipelajari selama proses pembagian materi inti berlangsung adalah berubah – ubah pada struktur kromosom,membran inti, mikro tubulus dan sentriol. Cirri dari tiap fase pada kariokinesis adalah:
a) Profase
1. Benang – benang kromatin berubah menjadi kromosom. Kemudian setiap kromosom membelah menjadi kromatid dengan satu sentromer.
2. Dinding inti (nucleus) dan anak inti (nucleolus) menghilang.
3. Pasangan sentriol yang terdapat dalam sentrosom berpisah dan bergerak menuju kutub yang berlawanan.
4. Serat – serat gelendong atau benang – benang spindle terbentuk diantara kedua kutub pembelahan.
b) Metafase
Setiap kromosom yang terdiri dari sepasang kromatida menuju ketengah sel dan berkumpul pada bidang pembelahan (bidang ekuator), dan menggantung pada serat gelendong melalui sentromer atau kinetokor.
c) Anaphase
Sentromer dari setiap kromosom membelah menjadi dua dengan masing – masing satu kromatida. Kemudian setiap kromatida berpisah dengan pasangannya dan menuju kekutub yang berlawanan. Pada akhir nanfase, semua kroatida sampai pada kutub masing – masing.
d) Telofase
Pada telofase terjadi peristiwa berikut:
1. Kromatida yang berada jpada kutub berubah menjasadi benang – benangkromatin kembali.
2. Terbentuk kembali dinding inti dan nucleolus membentuk dua inti baru.
3. Serat – serat gelendong menghilang.
4. Terjadi pembelahan sitoplasma (sitokenesis) menjadi dua bagian, dan terbentuk membrane sel pemisah ditengah bidang pembelahan. Akhirnya , terbentuk dua sel anak yang mempunyai jumlah kromosom yang sama dengan kromosom induknya.
Hasil mitosis:
1. Satu Sel induk yang diploid (2n) menjadi 2 sel anakan yang masing – masing diploid.
2. Jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induknya.
2 Sitokinesis
Selama sitokinesis berlangsung, sitoplasma sel hewan dibagi menjadi dua melalui terbentuknya cincin kontraktil yang terbentuk oleh aktin dan miosin pada bagian tengah sel. Cincin kontraktil ini menyebabkan terbentuknya alur pembelahan yang akhirnya akan menghasilkan dua sel anak. Masing – masing sel anak yang terbentuk ini mengandung inti sel, beserta organel – organel selnya. Pada tumbuhan, sitokinesis ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah ditengah – tengah sel. Tahap sitokinesis ini biasanya dimasukkan dalam tahap telofase.
Keterangan:
(a) Sitokinesis pada hewan
(b) Sitokinesis pada tumbuhan
HUKUM MENDEL II
Hukum Mendel II adalah mengenai Pengelompokan Gen Secara Bebas (“Independent assortment of genes”) dan dikenal juga dengan Hukum Asortasi. Hukum ini berlaku ketika terjadi pembentukan gamet (peristiwa Meiosis) dimana gen sealel memisah secara bebas (tidak saling mempengaruhi) pergi ke masing-masing kutub. Dasar hukum Mendel II adalah penyilangan dari individu yang memiliki 2 atau lebih karakter beda (=dihibrid atau polihibrid). Bila ada 2 pasang gen A-a dan B-b pada awal meiosis. Maka pada akhir meiosis akan terbentuk 4 macam gamet yaitu AB, ab, Ab dan aB. Gamet AB dan gamet ab disebut memiliki kombinasi/pengelompokan asli (=kombinasi parental). Sedangkan gamet Ab dan gamet aB disebut memiliki kombinasi/pengelompokan baru (=rekombinan). Disinilah berlakunya Hukum Mendel II yaitu saat terjadinya meiosis pada gametogonium yang memiliki genotipe double-heterozigot, triple heterozigot, dst.
Bila pasangan gen parental dihibrid adalah AABB dan aabb maka pasangan F1-nya adalah AaBb (double-heterozigot) dengan macam gamet F1 adalah AB, Ab, aB dan ab. Kombinasi fenotipe F1 adalah 4 kelas. Bila F1 disilang inter-se maka F2-nya adalah 4 x 4 kolom = 16. Bila pasangan gen parental trihibrid adalah AABBCC dan aabbcc maka pasangan F1-nya adalah AaBbCc (triple-heterozigot) dengan macam gamet F1 adalah ABC,Abc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC dan abc. Ratio gamet F1 pada perkawinan trihibrid adalah 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1, artinya kesempatan untuk berasortasi antara ketiga gen dengan alel masing-masing adalah sama. Bila F1 disilang inter-se maka F2-nya adalah 8 x 8 kolom = 64. Dapat pula menggunakan cara “Garis Garpu” .
INTERAKSI GEN
Setiap gen memiliki pekerjaan sendiri-sendiri untuk menumbuhkan karakter tapi ada beberapa gen yang berinteraksi atau dipengaruhi oleh gen lain untuk menumbuhkan karakter. Gen-gen tersebut mungkin ada pada kromosom yang sama (berangkai) mungkin pula ada pada kromosom yang berbeda satu sama lain. Keadaan saling mempengaruhi dari beberapa gen ini dinamakan interaksi gen.
Karena ada interaksi maka perbandingan fenotipe keturunan hibrid akan menyimpang dari teori Mendel dan dikenal dengan “Penyimpangan Hukum Mendel”. Interaksi gen ditemukan oleh William Bateson (1861-1926), R.C.Punnet (1906), H.Nilsson-Ehle (1873-1949) dan E.M.East (1913). Beberapa bentuk interaksi gen adalah peristiwa epistasi, gen-gen komplementer, polimer dan kriptomer.
KOMPLEMENTER
Gen-gen dominan yang berlainan tapi bila terdapat bersama-sama dalam genotip akan saling membantu dalam menentukan fenotipe. Interaksi bentuk komplementer adalah saling melengkapi. Jika salah satu gen tak hadir maka penumbuhan suatu karakter tidak akan sempurna atau terhalang. Misal ada 2 gen warna berinteraksi komplementer yaitu C-c dan P-p. C dan P adalah komplementer. Berarti bila hanya hadir salah satu yaitu C atau P saja atau sama sekali tak ada (hanya ada alel resesif c dan p) maka tidak terbentuk pewarnaan bunga karena alel C bekerja menumbuhkan zat bahan mentah pigmen dan alel P bekerja menumbuhkan enzim pengubah bahan mentah pigmen menjadi antosianin warna ungu. Bila individu CCpp berarti ada bahan mentah pigmen namun tidak ada enzim untuk mengubahnya jadi warna ungu sehingga bunganya menjadi warna putih. Sama halnya dengan individu ccPP berarti tidak ada bahan mentah pigmen namun ada enzimnya sehingga fenotipe bungapun putih. Fenotipe bunga baru berwarna ungu kalau alel C dan P hadir bersamaan dalam satu individu. Menurut Mendel, perbandingan F2 dihibrid harusnya 9CP : 3Cp : 3cP : 1cp tapi pada kondisi komplementer berubah menjadi 9 : 7 (karena fenotipe untuk Cp, cP dan cp adalah putih). Contoh karakter yang dipengaruhi oleh gen komplementer antara lain :
Warna bunga kacang Lathyrus odoratus
Warna kulit biji jagung
Bentuk buah labu summer squash (Cucurbita pepo)
Tuli (“Deaf mutism”) pada manusia
KRIPTOMERI
Interaksi bentuk kriptomeri sifatnya menyembunyikan karakter yang terdapat pada leluhur (=atavisme). Ada 4 macam bentuk jawer ayam, yaitu :
Jawer Mawar (rose), pada ayam Wyandotte (RRpp)
Jawer Tunggal (single), pada ayam Leghorn (rrpp)
Jawer kacang (pea), pada ayam Brahma (rrPP)
Jawer Walnut, pada ayam silangan Malaya (RrPp)
Bila ayam Wyandotte dikawinkan dengan Brahma yang sama-sama memiliki karakter P maka fenotipe F1 yang muncul adalah karakter baru yaitu jawer Walnut. Hasil perkawinan F1 x F1 menghasilkan F2 yang memiliki fenotipe 9 walnut : 3 mawar : 3 kacang : 1 tunggal. Berarti pada F2, karakter P pada leluhur muncul kembali. Peristiwa inilah yang disebut kriptomeri dimana suatu karakter yang suatu ketika tersembunyi namun pada keturunan berikutnya akan muncul kembali seperti pada leluhur. Contoh karakter yang dipengaruhi oleh gen kriptomer antara lain :
Bentuk jawer ayam
Warna bunga Linaria maroccana
Warna bulu mencit
EPISTASIS
Adalah interaksi di mana sebuah gen mengalahkan pengaruh gen lain yang bukan alelnya. Gen yang mengalahkan disebut “epistatis” dan gen yang dikalahkan disebut “hypostatis”. Pada peristiwa epistasis, paling sedikit harus ada 2 pasang gen yang terlibat. Gen pada lokus yang satu berinteraksi dengan gen pada lokus lain. Dari hasil interaksi tersebut diperoleh fenotip yang tidak akan diperoleh jika gen-gen tersebut bekerja sendiri-sendiri. Interaksi epistasis sama sifatnya dengan kondisi dominan resesif, perbedaanya adalah kondisi dominan-resesif berlaku bagi gen sealel.
Ada 6 tipe ratio epistasis dari induk dihibrida yang umum dikenal, yaitu :
Epistasis dominan (12 : 3 : 1); misal : warna labu summer squash dan warna kulit gandum
Epistasis resesif (9 : 3 : 4); misal : warna bulu mencit, warna biji buncis
Interaksi ganda (9 : 6 : 1)
Epistasis dominan ganda (15 : 1)
Epistasis resesif ganda (9 : 7)
Epistasis dominan dan resesif (13 : 3); misal : warna bulu ayam ras
POLIMERI
Polimer adalah bentuk interaksi gen yang bersifat kumulatif (saling menambah). Perbedaan dengan komplementer adalah tanpa kehadiran salah satu gen (alel dominan) karakter yang disebabkannya tetap muncul, hanya mutu / derajatnya yang kurang dibandingkan dengan kehadirannya. Gen yang menumbuhkan karakter polimeri biasanya lebih dari 2 gen sehingga disebut “karakter gen ganda (polygenic inheritance)”.
INGAT!!!! Alel ganda ? gen ganda. Alel ganda adalah 1 gen yang memiliki banyak alel yang semua bekerja untuk 1 karakter. Gen ganda terdiri dari banyak gen yang bekerja sama secara kumulatif untuk menumbuhkan mutu / ukuran 1 karakter.
Melihat pada jumlah gen yang mengatur pertumbuhan, maka dalam tubuh dapat dikelompokkan dalam 2 macam karakter, yaitu :
Karakter kualitatif, yaitu karakter yang dapat dilihat ada/tidaknya, pertumbuhan karakternya diatur oleh 1-2 gen dan lebih dipengaruhi oleh faktor genetik.
Misal : pigmentasi normal – albino, penggunaan tangan normal – kidal, berjari normal – polydactyly, rambut normal/lurus – keriting, sayap normal / panjang – kisut, buah bundar – keriput,dll
Karakter kuantitatif, yaitu karakter yang dapat dilihat pada ukuran nilai/mutunya, pertumbuhan karakternya diatur oleh banyak gen / gen ganda dan lebih dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Mengapa banyak gen ???? Karena suatu karakter kuantitatif sebenarnya merupakan gabungan beberapa karakter kecil dan tiap karakter kecil diatur oleh gen. Tinggi tubuh ada yang rendah, sedang dan tinggi namun tinggi tubuh ditentukan oleh panjang vertebrae, panjang tungkai, bentuk tengkorak, dll,dll……
Misal : berat badan, tinggi batang, kadar susu, pigmentasi kulit, warna biji gandum, panjang tongkol jagung, berat kelinci dll, tinggi tubuh, tekanan darah, dll.
Pada karakter kualitatif, turunan F2 memiliki variasi fenotipe diskontinu sehingga dapat dikelompokkan atas kelas dengan perbandingan 3 : 1; 1 : 2 : 1 atau 9 : 3 : 3 : 1. Namun pada karakter kuantitatif, turunan F2 memiliki variasi fenotipe kontinu sehingga tidak dapat secara tegas dikelompokkan atas kelas tapi bergradasi berurutan, misal : 15 :1; 1 : 4 : 6 : 4 : 1, dll.
GOLONGAN DARAH
Golongan darah seseorang sangat penting dalam kehidupan karena golongan darah adalah keturunan (herediter). Golongan darah seseorang ditentukan melalui tes darah dengan dasar macam antigen (substansi asing) yang dibentuknya dalam eritrosit yang dimilikinya. Bila antigen disuntikkan ke dalam aliran darah akan mengakibatkan terbentuknya antibodi tertentu yang akan bereaksi dengan antigen. Suatu antibodi sangat spesifik untuk antigen tertentu. Seseorang dapat membentuk salah satu atau kedua antibodi atau sama sekali tidak membentuknya. Mengapa seseorang memiliki antigen-A sedangkan orang lain tidak memilikinya??. Antigen diwariskan oleh suatu seri alel ganda. Alel itu diberi simbol I (Isoagglutinin) suatu protein pada permukaan sel eritrosit. Orang yang mampu membentuk antigen-A akan memiliki alel IA dalam kromosom, yang mampu membentuk antigen-B akan memiliki alel IB, yang memiliki alel IA dan IB mampu membentuk antigen-A dan antigen-B, sedangkan yang tidak mampu membentuk antigen sama sekali akan memiliki alel resesif i. Interaksi antara alel IA, IB dan I menyebabkan terjadinya 4 fenotipe (golongan darah) A, B, AB dan O.
Telah banyak ditemukan sistem golongan darah yang kebanyakan diberi nama sama dengan nama pasien yang memilikinya, antara lain:
Sistem golongan darah yang umum dikenal adalah sistem ABO dengan golongan darah A, B, O dan AB. Ke-4 golongan darah itu ditentukan oleh 3 macam alel. Gen aslinya bersimbol I (“isoagglutinogen”) yang dapat menggumpalkan sel darah merah (eritrosit) sesamanya. Oleh mutasi, gen asli berubah menjadi 3 alel, yaitu IA, IB dan i.
IA sama kedominanannya dengan IB dan keduanya dominan terhadap i. Bila antigen-A bertemu dengan anti-A maka sel darah merah akan menggumpal (beragglutinasi) dan mengakibatkan kematian. Golongan darah A, B, O dan AB berarti penting untuk keperluan transfuse, karena adanya interaksi antara antigen dan antibodi dari pemberi darah (donor) dengan penerima darah (resipien).
Beberapa contoh menurunnya alel ganda pada golongan darah :
Suami-istri masing-masing bergolongan darah O maka kemungkinan golongan darah anaknya hanyalah O saja.
P O (ii) X O (ii)
F1 ii (=golongan darah O)
Pria bergolongan darah A menikah dengan wanita bergolongan darah O, maka kemungkingan golongan anak mereka adalah :
P A (IA IA ) atau (IA i) X O (ii)
F1 IA i (=golongan darah A) 50 %
ii (=golongan darah O) 50 %
Sistem Rh
Rhesus adalah sejenis kera di India yang dulu digunakan untuk menyelidiki reaksi serum darah orang. Manusia terdiri atas 2 kelompok menurut sistem Rh, yaitu golongan Rh+ dan Rh -. Golongan Rh+ adalah orang yang di dalam eritrositnya ada antigen / faktor Rhesus. Golongan Rh - adalah orang yang di dalam eritrositnya tidak ada antigen / faktor Rhesus.
Orang Rh+ menerima darah dari RH+ tidak apa-apa karena tidak ada antibodi terhadap antigen RH+ dalam tubuhnya. Orang RH+ menerima darah dari Rh - juga tidak apa-apa karena Rh - tidak mengandung antibodi. Orang Rh - menerima darah dari Rh+ juga mula-mula tidak apa-apa namun setelah menerima darah Rh+ maka antibodi terbentuk. Kalau orang Rh- menerima transfuse darah dari Rh+ untuk kedua kalinya maka akan tejadi penggumpalan karena antibodi terdahulu akan menyerang antigen yang baru. Ibu Rh - kalau mengandung embrio bergolongan Rh+ untuk kandungan pertama tidak apa-apa, namun untuk kandungan yang kedua kalinya dan bila kebetulan embrionya bergolongan Rh+ maka akan terjadi “Erythroblastosis fetalis”. Bayi tersebut akan menderita anemia parah karena di dalam darah bayi banyak beredar eritroblast (eritrosit yang belum matang). Kalau darah bayi tidak ditambah maka akan menyebabkan kematian.
Golongan Rh ini diatur oleh 1 gen yang terdiri dari 2 alel yaitu Rh dan rh, dimana Rh adalah dominan terhadap rh.
Bila seorang pria Rh+ kawin dengan wanita Rh -, maka kemungkinan anak-anaknya adalah (bila tidak diketahui apakah pria dan wanita tersebut homozigot atau heterozigot):
Rh Rh x rh rh maka semua anak mereka Rh Rh (Rh+)
Rh rh x rh rh maka anak mereka Rh rh (Rh+) dan rh rh (Rh -)
Maka kemungkinan ratio anak-anak mereka adalah 150 % Rh+ dan 50 % Rh - = 3 : 1
Untuk memudahkan anda untuk mengerti mengenai jumlah gamet akan timbul pada perkawinan mono, di, tri, polihibrid maka gunakanlah “rumus macam/jumlah gamet pada hibrid” yaitu 2n, dimana angka 2 menunjukkan bahwa pada setiap pasang alel (karakter berbeda akan terjadi 2 macam gamet. Huruf n menunjukkan jumlah pasangan alel yang heterozigot atau jumlah karakter beda / macam hibrid (jumlah sifat yang terlibat). Sedangkan “Rumus macam/jumlah kombinasi genotipe” adalah 3n.
Contoh dihibrid antara lain:
Bulu hitam (C = coloured) pada marmot adalah dominan terhadap bulu putih (c). Bulu kasar (R = rough) pada marmot adalah dominan terhadap bulu halus (r). Genotipe mereka dianggap “murni” artinya double heterozigot sehingga bila F1 kawin inter-se akan didapat ratio genotipe dan fenotipe F2 adalah 9 hitam kasar : 3 hitam halus : 3 putih kasar : 1 putih halus.
Bulu hitam (C = coloured) pada marmot adalah dominan terhadap bulu putih (c). Bulu pendek (L = long) pada marmot adalah dominan terhadap bulu panjang (l). Genotipe mereka dianggap “murni” artinya double heterozigot sehingga bila F1 kawin inter-se akan didapat ratio genotipe dan fenotipe F2 adalah 9 hitam pendek : 3 hitam panjang : 3 putih pendek : 1 putih panjang
Sapi tak bertanduk (P = Bongkol/polled) adalah dominan terhadap sapi bertanduk (p). Warna kulit / bulu sapi yang merah (R = roan) adalah dominan tidak penuh terhadap warna bulu putih (r). Bila F1 kawin inter-se maka ratio fenotipe F2 adalah 3 : 6 : 3 : 1 : 2 : 1
Rambut keriting pada manusia (Kr) adalah dominan terhadap rambut lurus / normal (kr). Kidal (kd) adalah resesif terhadap tangan normal/ kanan (Kd).
MUTASI
MUTASI
adalah perubahan gen dari bentuk aslinya ——> individu yang mengalami mutasi disebut MUTAN.
JENIS-JENIS MUTASI
- MUTASI KROMOSOM
yaitu perubahan susunan atau jumlah dari kromosom yang menyebabkan perubahan sifat individu lazim disebut ABERASI
- MUTASI GEN
yaitu perubahan gen dalam kromosom (letak dan sifat) yang menyebab-kan perubahan sifat individu tanpa perubahan jumlah dan susunan kromosomnya lazim disebut MUTASI saja.
Sarjana yang mempelajari mutasi adalah HERMAN MULLER (murid Morgan).
Mutasi pada tumbuhan dipelajari oleh HUGO DE VRIES.
SEBAB-8EBAB MUTASI
MUTASI ALAM
misalnya disebabkan sinar kosmis, radioaktif alam yang umumnya bersifat resesif dan merugikan.
MUTASI BUATAN
misalnya dengan sinar X.

Tidak ada komentar: