Thursday, February 12, 2015

Rangka Ikan (Ichtyologi)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Rangka pada ikan seperti halnya pada golongan vertebrata lainnya berfungsi untuk menegakkan tubuh, menunjang dan menyokong organ-organ tubuh serta berfungsi pula dalam proses pembentukan butir darah merah. Pada Beberapa ikan modifikasi tulang penyokong sirip menjadi penyalur sperma ke dalam saluran reproduksi ikan betina. Secara tidak langsung rangka menentukan bentuk tubuh ikan yang beraneka ragam.
Rangka yang menjadi penegak tubuh ikan terdiri dari tulang rawan dan tulang sejati. Tulang rawan pada banyak vertebrata, kecuali cyclostomata dan elasmobranchii merupakan jaringan embrional.
Morfologi ikan sangat berhubungan dengan habitat ikan tersebut di perairan dan pengenalan struktur ikan tidak terlepas dari morfologi ikan yaitu bentuk luar ikan yang merupakan ciri-ciri yang mudah dilihat, diingat dalam mempelajari dan mengidentifikasi ikan.

1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut:
1.       Apa saja fungsi rangka pada ikan?
2.       Apa saja jenis rangka ikan menurut asalnya?
3.       Bagaimanakah bentuk pola dasar tubuh pada rangka ikan?
4.       Apa saja jenis rangka ikan jika berdasar letak dan fungsinya?

1.3 Tujuan
Bedasarkan rumusan masalah di atas dirumuskan tujuan pada makalah ini sebagai berikut:
1.       Agar dapat mengetahui fungsi rangka pada ikan
2.       Untuk mengetahui jenis rangka ikan menurut asalnya
3.       Untuk mengetahui bentuk pola dasar pada ikan berdasar letak dan fungsinya dalam tubuh
4.       Untuk mengetahui macam-macam rangka pada ikan



BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Fungsi Rangka
                        Rangka pada ikan memiliki beberapa fungsi antara lain:
1.     Memberi bentuk kepada tubuh
2.     Sebagai penegak dan penyokong tubuh
3.     Melindungi bagian tubuh sebelah dalam, seperti otak, jantung, hati, alat pencernaan, dan lain-lain
4.     Menghasilkan garam kalsium
5.     Sebagai alat gerak pasif
6.     Sebagai salah satu tempat pembuatan butir darah merah
7.     Pada beberapa jenis ikan tertentu modifikasi tulang penyokong sirip menjadi alat penyalur sperma ke dalam saluran reproduksi ikan betina (lkpp unhas)

2.2  Jenis Rangka Ikan Menurut Asalnya
a.       Rangka tulang rawan (cartilago)
Tulang-tulang pada golongan ikan Chondrichthyes dan juga ikan Osteichthyes yang masih muda. Contoh: ikan pari (Manta birostris) dan ikan hiu (Carcharhinus leucas).
b.       Rangka tulang sejati (Osteum)
Tulang-tulang pada golongan ikan  Osteichthyes. Tulang sejati sebenarnya berasal dari tulang rawan. Proses pembentukan tulang sejati dari tulang rawan disebut osifikasi. Contoh: ikan mas (Cyprinus carpio) dan ikan mujair (Oreochromis mossambicus).

2.3 Pola Dasar Rangka Tubuh Ikan
Bentuk tubuh ikan sangat bervariasi dan  biasanya berkaitan erat dengan tempat dan cara ikan hidup.  Namun, ikan mempunyai suatu pola dasar yang sama yakni kepala – badan – ekor. Berikut organ-organ pada bagian tubuh berikut:
1.       Bagian kepala, yakni bagian dari ujung mulut terdepan hingga ujung operkulum (tutup insang) paling belakang. Organ yang terdapat pada bagian kepala adalah mulut, rahang, gigi, sungut, cekung hidung, mata, insang, operkulum, otak, jantung, dan beberapa ikan terdapat alat pernafasan tambahan dan sebagainya.
2.       Bagian badan yakni dari ujung operkulum (tutup insang) paling belakang sampai pangkal awal sirip belang, atau biasa disebut sebagai sirip dubur. Organ-organ yang ada di dalamnya diantara lain sirip punggung, sirip dada, sirip perut, hati,limpa,empedu, lambung, usus,ginjal, gonad, gelembung renang, dan sebagainya.
3.       Bagian ekor, yakni bagian yang berada diantara pangkal awal sirip belakang/dubur sampai dengan ujung terbelakang sirip ekor. Organ yang ada pada bagian ini adalah anus, sirip, dubur, sirip ekor, dan padaikan-ikan tertentu terdapat scute dan finlet, dan sebagainya.
Bentuk tubuh simetris dapat dibedakan atas:
1.    Fusiform atau bentuk torpedo
Mempunyai bentuk tubuh yang ramping dengan potongan lintang berbentuk elips dan bentuk pangkal ekor yang sempit tepat depann sirip ekor. Disebut ikan perenang cepat karena dapat mengurangi pengaruh dengan media air.
Contoh: Ikan tuna (Thunus alalunga), cakalang (Euthynus pelamis), hiu (Carcharinus leucas), salmon,baraccuda, dan lain-lain.
2.    Compressed atau pipih
Ikan yang berenang dengan kecepatan yang tidak konstan. Dalam keadaan biasa, ikan tersebut berenang dengan sangat lambat, tetapi dalam keadaan bahaya atau sedang mengejar mangsa, ikan tersebut dapat berenang dengan cepat.
Contoh: Ikan mas (Cyprinus carpio), angel fish butterfly fire, dan lain-lain.
3.    Depressed atau datar
Bentuk tubuh yang mendatar secara dorsoventral. Sangat cocok untuk hidup di dasar perairan. Dimiliki oleh ikan family Rajidae dan Mobulidae.
Contoh: pari (Dasyatis sp), ikan sebelah (Pseudopleuronectes americanus) dan lain-lain.
4.       Anguiliform atau bentuk ular
Bentuk tubuh ikan yang memanjang dengan penampang lintang yang agak silindris dan kecil serta pada bagian ujung meruncing/tipis.
Contoh: sidat (Anguilla celebesensis) dan belut (Monopterus albus)
5.       Filiform atau bentuk tali/benang
Contoh: ikan family Nemichtyidae
6.       Taeniform atau flatted-form atau bentuk pita
Bentuk tubuh yang memanjang atau tipis menyerupai pita
Contoh: ikan layur (Trichiurus salava)
7.       Sagittiform atau bentuk panah
Bentuk tubuh ikan yang memanjang dimana sirip-sirip tulangnya terletak jauh di belakang dekat sirip ekor. Ikan family Lepisosteidae dan Esocidae.
Contoh: Strongylura strongylura
8.       Ikan jenis ini akan mengembangkan tubuhnya sebesar mungkin jika berada dalam bahaya. Ikan ini akan mengembangkan tubuhnya melalui pengembangan lambungnya sehingga tubuhnya berbentuk bulat seperti bola dan mengapung di permukaan air. Ikan family Tetradonidae dan Diodontidae.
  Contoh:  Diodon hystrix

2.4 Rangka Ikan Berdasarkan Letaknya
Berdasarkan letak dan fungsinya, rangka ikan dibagi menjadi tiga yaitu rangka axial, rangka appendicular, dan rangka visceral.
2.4.1 Rangka axial
Rangka yang sejajar pada sumbu axial atau sumbu horizontal pada tubuh ikan. Rangka axial terdiri dari tengkorak, tulang punggung (vertebrae), dan tulang rusuk (costea). Berikut penjelasannya:

1.   Rangka Tengkorak                     
Secara umum perkembangannya  berasal dari tiga sumber, yaitu:
Dermocranium, yaitu tulang tengkorak yang asalnya dibuat dari sisik yang berfungsi sebagai dermis. 
a.       Chondrocranium, yaitu pembungkus otak yang berasal dari tulang rawan.
b.       Splanchnocranium, yaitu tulang tengkorak yang berasal dari rangka penyokong lengkung insang.
Umumnya tulang - tulang dermal membentuk atap tengkorak. Sepasang tulang parietal terletak didaerah atap tengkorak paling belakang. Sepasang tulang frontal yang merupakan keeping dermal yang luas berkembang tepat didepan tulang parietal. Sepasang tulang nasal yang bentuknya memanjang dan terletak diantara dua lubang hidung. Beberapa tulang dermal yang terdapat pada tulang- tulang tersebut yaitu post frontal, prefrontal, postnarietal, dan masih banyak lagi. Sepasang tulang lacrimal terdapat pada bagian anterior sisik tengkorak .Pada bagian telinga terdapat pada tulang squamosal, yang merupakan tulang dermal. Rahang atas terdiri dari tulang maxilla dan premaxila. Permaxilla dan maxilla pada beberapa ikan terutama ikan buas, seringkali dilengkapi dengan gigi-gigi. Tulang dermal yang terdapat pada langit-langit mulut ialah  prevomer, endopterygoid, ectopterygoid, palatine (masing-masing terdiri atas satu pasang) dan pharaspenoid (satu buah). Tulang dermal yang terdapat pada rahang bawah ialah dentary, splenials, angular dan articular. Tulang dentary yang dilengkapi deangan gigi-gigi. Tulang punggung dan tulang rusuk. Secara embriologik, tulang punggung berkebang dari sceletome yang terdapat pada sekeliling notochorda dan batang saraf,tiap-tiap pasang sceletome berkembangmenjadi empat pasang rawan yang dinamakan arcualia (Rahardjo, 1985).
Dua pasang arcuale terletak diatas notochorda, Bagian depan disebut basidorsal yang akan berkembang menjadi lengkungneural dan bagian belakang dinamakan interdorsal. Dua pasang arcuela lagi terdapat pada bagian bawah notochorda yang didepan dinamakan basiventral yang berkembang menjadi lengkung haimal, sedangkan bagian belangkang interventral. Interventral daninterdorsal pada conricthye berkembang menjadi kuping intercalary yang terdapat pada ruas tulang punggung. Jadi ruas tulang punggung dibentuk oleh arcualia yang mengadakan invasi mengelilingi notochorda. Berdasarkan pembentukannya, terdapat dua macam tulang punggung yang monospondyly dan diplospondyly. Tulang punggung yang monospondyly dibentuk dari persatuan interdorsal dan interventral suatu somite dengan basidorsal dan basiventral somite dibelakangnya (Rahardjo, 1985).
2. Tulang punggung dan tulang rusuk
Secara embriotik tulang punggung berkembang menjadi scelerotome yang terdapat pada sekeliling notochondria dan batang saraf. Tiap pasang scelerotome berkembang menjadi empat pasang tulang rawan yang dinamakan areulia. Tulang punggung badan dan tulang punggung ekor. Tiap-tiap ruas di daerah badan dilengkapi dengan sepasang tulang rusuk kiri dan kanan untuk melindungi organ dalam rongga badan (Rahardjo, 1985).      
2.4.2 Rangka apendikular
Rangka apendikular adalah tulang penyokong sirip dan pelekatnya. Pada ikan terdapat lima macam sirip, yaitu sirip tunggal (sirip punggung, sirip ekor, dan sirip dubur) dan sirip berpasangan (sirip dada dan sirip perut) (Rahardjo, 1985).
Sistem skeleton merupakan sistem tulang rangka.  Secara embriologi, tulang punggung berkembang dari scerotome yang terdapat di sekeliling notochord dan batang saraf. Tulang punggung di daerah badan (abdominal) dibentuk bersamaan dengan tulang di daerah ekor (caudal). Tiap ruas tulang di daerah badan dilengkapi oleh sepasang tulang rusuk (pleural rib) kiri dan kanan yang berfungsi untuk melindungi organ-organ yang ada di dalam rongga badan. Pada batang ekor bagian bawah terdapat satu cucuk hemal (hemal spine) dan pada bagian atas terdapat cucuk neural (neural spine).
Sirip termasuk anggota tubuh ikan yang sangat penting peranannya terutama saat ikan bergerak mencari mangsa. Sirip berfungsi sebagai alat gerak pada ikan, sehingga ikan dapat bergerak sesuai arah yang diinginkannya. Setiap sirip disusun oleh “membrana”, yaitu suatu selaput yang terdiri dari jaringan lunak, dan radialia” atau “jari-jari sirip” yang terdiri dari jaringan tulang atau tulang rawan. Radialia dibedakan menjadi dua, yaitu yang bercabang dan tidak bercabang, tergantung pada jenisnya. Radialia bersendi pada suatu basilia. Pada sirip yang letaknya di median, basalia berhubungan langsung dengan ruas-ruas tulang belakang (vertebrae), yaitu pada spina neuralis atau pada spina haemalis. Sebaliknya, pada sirip yang lain, basialia berhubungan langsung dengan spina vertebrata caudalis.
Berdasarkan tingkat kekerasannya, jari-jari sirip pada ikan dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1. Jari-jari keras, ciri-cirinya: sulit dibengkokkan, pejal, tidak berbuku-buku. Jari-jari keras ini ditemukan dapat berupa cucuk, duri, atau patil.
2. Jari-jari lunak mengeras, ciri-cirinya seperti yang ada pada jari-jari lunak, tetapi mengalami pengerasan sehingga agak sulit dibengkokkan dan beruas-ruas.
3. Jari-jari lunak, ciri-cirinya: mudah dibenkokkan, berbuku-buku, nampak transparan, dan biasannya bercabang pada bagian ujungnya.
Berdasarkan jumlahnya, sirip dibedakan menjadi sirip yang berpasangan (ganda) dan sirip tunggal.
1. Sirip ganda, meliputi:
a. Sirip dada (pinnae pectoralis = pinnae thoracicae = pectoral fins). Dapat disingkat P atau P1.
b. Sirip perut  (pinnae abdominalis = pinnae pelvicalis = pinnae ventralis = pelvic fins = ventral fins). Dapat disingkat V atau P2.
2. Sirip tunggal, meliputi:
  a. Sirip punggung (pinna dorsalis = dorsal fin). Apabila sirip punggung ada dua, maka sirip punggung yang pertama disingkat D1, sedangkan sirip punggung yang kedua disingkat D2.
            b. Sirip dubur (pinna analis = anal fin). Dapat disingkat A.
            c. Sirip ekor (pinna caudalis = caudal fin). Dapat disingkat C.

Letak sirip perut terhadap sirip dada pada masing-masing jenis ikan juga berbeda. Berdasarkan letak sirip perut terhadap sirip dada, sirip dibedakan menjadi empat macam, yaitu:
1.                 Abdominal, yaitu letak sirip perut agak jauh ke belakang dari sirip dada, contohnya pada ikan bulan-bulan (Megaloops cyprinoides) dan ikan japuh (Dussumieria acuta                                      
2.                 Subdominal, yaitu letak sirip perut agak dekat dengan sirip dada,contohnya pada ikan kerong-kerong (Therapon theraps  dan ikan karper perak (Hypophtlhalmichttys molitrix)
 3.            Thoracic, yaitu sirip perut terletak tepat dengan sirip dada, contohnya pada ikan layang (Decapterus ruselli ) dan ikan bambangan (Lutjanus sanguineusJugular, yaitu sirip perut    terletak lebih ke depan daripada sirip dada, contohnya pada ikan kasih madu (Kurtus indicus ) dan ikan tumenggung (Priacanthus tayenus ).

2.4.3 Rangka Visceral
Rangka visceral terdiri dari tulang lengkung insang dan derivatnya. Struktur tulang insang yang menyokong insang dan mengelilingi pharynx terdiri dari tujuh tulang lengkung insang. Dua tulang lengkung insang yang pertama menjadi bagian dari tulang-tulang tengkorak. Sedangkan lima yang lainnya berfungsi sebagai penyokong insang.
Rangka visceral terdiri dari tulang lengkung insang dan derivatnya. Struktur tulang insang yang menyokong insang dan mengelilingi pharynx terdiri dari tujuh tulang lengkung insang. Dua tulang lengkung insang yang pertama menjadi bagian dari tulang-tulang tengkorak. Sedangkan lima yang lainnya berfungsi sebagai penyokong insang.
Pada jenis ikan Osteichtyes, apabila dilihat dari luar, celah insang tertutup oleh tutup insang (apparatus opercularis). Tulang-tulang tutup insang terdiri dari:
1.  Operculum, yang tersusun atas empat tulang, yaitu:
a.  Os operculare, yaitu tulang paling besar dan letaknya paling dorsal.
b. Os preoperculare, yaitu tulang sempit yang melengkung seperti sabit dan letaknya paling depan.
c.  Os interiperculare, juga merupakan tulang yang sempit dan terletak           di antara os operculare dan os preoperculare.
d. Os suboperculare, bagian tulang yang terletak paling bawah
2.  Membrana branchiostega, yaitu selaput tipis yang melekat pada operculum dan        berakhir bebas di tepi belakang operculum. Fungsinya sebagai klep untuk menahan agar air tidak masuk ke dalam rongga insang dari arah belakang.
3.  Radii branchiostega, yaitu tulang-tulang kecil yang terletak pada bagian ventral pharynx, fungsinya untuk menyokong membrana branchiostega.

Pada ikan bertulang rawan (Chondroichtyes) tidak memiliki tulang-tulang penutup insang. Insang ikan tersebut berada di dalam rongga dan berhubungan keluar melalui celah-celah insang yang berjumlah sekitar 5-7 buah.

2.5 Pembangian Rangka berdasarkan Letak terhadap Tubuh
Berdasarkan letaknya terhadap tubuh, rangka dibedakan menjadi rangka internal dan rangka eksternal.
2.5.1 Rangka Eksternal
Rangka eksternal meliputi sisik, kulit, jaringan penghubung yang menghubungkan kulit dengan otot, tulang keras dengan tulang keras, tulang keras dengan tulang rawan, tulang keping tutup insang,dana apendiks.
2.5.2 Rangka Internal
Rangka internal meliputi rangka axial, dal membran penghubung organ bagian luar dan bagian dalam. Fungsi rangka internal adalah menghubungkan organ bagian luar dengan  bagian dalam. Terbagi menjadi beberapa bagian sesuai fungsi dari organ yang dilindungi, yaitu:
1. Perineural sheet               : Melindungi saraf bagian luar, bagian luar                                       otak,otak kecil, dan otak tambahan spinal                                                                 cord.
2. Perimerium                      : Sebagai pembungkus saraf.
3. Perichondrium                 : Sebagai pembungkus tulang rawan.
4. Periostium                       : Sebagai pembungkus tulang sejati.
5. Peritonium                       : Sebagai pembungkus organ-organ tubuh                                                                  dan membatasi rongga.
6. Perimysium                     : Sebagai pembungkus otot.
7. Pericardium : Sebagai pembungkus jantung dan pembatas                                                            jantung dengan organ lain.
8. Mesentrium      : Sebagai pembungkus organ-organ tubuh bagian dalam sehingga organ tubuh tersebut menjadi kompak.



BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
Rangka pada ikan seperti halnya pada golongan vertebrata lainnya berfungsi untuk menegakkan tubuh, menunjang dan menyokong organ-organ tubuh serta berfungsi pula dalam proses pembentukan butir darah merah. Rangka tersusun dari tulang sejati (Osteichtyes) dan tulang rawan (Chondroichtyes).
Pada dasarnya rangka ikan terdiridari bagian kepala, tubuh, dan ekor. Rangka pada ikan dibedakan berdasarkan tulang ikan menurut asalnya yaitu tulang rawan dan tulang sejati. Bedasarkan letaknya yaitu rangka axial, rangka appendicular, dan rangka viscellar, kemudian berdasarkan letaknya dalam tubuh ada rangka internal, dan rangka eksternal. Tiap ikan mempunyai bentuk rangka yang berbeda-beda, hal tersebut juga sebagai salah satu bentuk adaptasi terhadap lingkungannya.

3.2 Saran
Makalah yang kami susun ini mungkin masih banyak kekurangan dalam pembuatannya. Untuk itu akan lebih baik pula jika ada saran demi kebaikan dalam pembuatan makalah ini. Semoga makalah ini bermanfaat bagi pembaca.













DAFTAR PUSTAKA

Omar, S. 2011. Buku Ajar Iktiologi. Makassar : Universitas Hasanuddin
Rahardjo, M. dkk. 2011. Iktiologi. Bandung: Lubuk Agung

Helfman, G.S., B.B. Collete & D.E. Facey. 1997. The Diversity of Fishes.             Blackwell Science, Inc. USA.

Memahami Gen, DNA, RNA

PENGANTAR BIOTEKNOLOGI
GEN


MAKALAH
Memenuhi Tugas Mata Kuliah
Pengantar Bioteknologi
yang dibina Ibu Dr. Yuni Kilawati, S.Pi., M.Si

Oleh
Sayang Ananda Fitri            (135080500111044)
Hanifah Dwi Cahyani           (135080500111039)
Moh Ali Hasan                     (135080500111037)
Radzuan Muhammad H.     (125080500111065)





BUDIDAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG
November 2014



BAB I
PENDAHULUAN


2.1        Latar Belakang
Alam memperlihatkan mekanisme hayati untuk mempertahankan ciri khas makhluk hidup dari satu generasi ke generasi berikutnya. Mekanisme ini terjadi pada semua tingkat makhluk hidup, dari yang paling rendah sampai paling komplek. Ciri atau sifat khas makhluk hidup tampak dari ciri morfologis, ciri anatomi maupun ciri tingkah laku yang dapat diamati dan diukur. Kehidupan yang ada pada bumi berkesinambungan dan membawa faktor keturunan dari suatu generasi ke generasi berikutnya. Tanpa kita sadari bahwa setiap generasi baru memiliki kemiripan sifat baik secara fisik maupun secara tingkah laku dengan generasi asalnya. Dalam hal ini salah satu faktornya adalah tentang genetika pada sebuah spesies yang menurun kepada generasi yang dilahirkan.
Genetika adalah cabang ilmu biologi tentang pewarisan sifat organisme dengan bidang kajian dari tingkat molekuler hingga tingkat populasi. Genetika dipelajari sebagai material pembawa informasi untuk diwariskan, bagaimana informasi itu diekspresikan dan bagaimana informasi itu dipindahkan dari individu satu ke individu lain. Dalam genetika terdapat materi genetik seperti DNA, gen, dan kromosom. Gen adalah informasi genetik yang tersusun dalam kromosom. Secara sturktur, gen merupakan seberkas fragmen dari DNA yang mengekspresikan sifat tertentu organisme (Robert, 1995).
Seperti yang diketahui bahwa sifat itu dikendalikan oleh gen. Gen mengawasi berkembangnnya sifat tersebut. Gen terdapat pada kromosom. Gen-gen diwariskan dari induk kepada keturunan pada saat fertilisasi antara sel telur dengan sel sperma. Sifat dari induk betina akan dibawa oleh gen-gen yang terdapat pada sel telur sedangkan sifat dari induk jantan akan dibawa oleh gen-gen yang terdapat pada sel sperma. Dengan demikian zigot yang terbentuk sebagai hasil fertilisasi akan menerima sifat dari induk betina dan sifat dari induk jantan. Oleh sebab itu peristiwa fertilisasi memegang peranan penting dalam pewarisan sifat dari induk kepada turunannya (Suryo, 1992).

2.2    Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada makalah ini adalah sebagai berikut:
1         Apakah yang dimaksud gen?
2         Apakah yang dimaksud dengan DNA dan RNA?
3         Bagaimanakah proses terjadinya transkripsi?
4         Bagaimanakah proses terjadinya translasi?

2.3    Tujuan
Tujuan dari makalah ini adalah:
1         Untuk mengetahui definisi gen
2         Untuk mengetahui DNA dan RNA
3         Untuk mengetahui proses terjadinya transkripsi
4         Untuk mengetahui terjadinya translasi




BAB II
PEMBAHASAN

2.1    Definisi Gen
Menurut Yatim (2003), genetika disebut juga ilmu keturunan. Berasal dari bahasa latin, kata genos atinya suku-bangsa atau asal usul. Dalam ilmu ini dipelajari bahaimana sifat keturunan (hereditas) iru diwariskan kepada anak cucu, serta variasi yang mungkin timbul didalamnya.
Gen adalah unit informasi yang mengarahkan aktivitas sel atau organsime selama masa hidupnya. Gen meneruskan pesannya kepada turunan yang dihasilkan ketika sel atau organisme membelah atau bereproduksi, sehingga gen juga merupakan unit pewarisan sifat. Dalam percobaan klasik yang dilakukan oleh George Beadle dan Edward Tatum (1940), ditunjukkan kalau gen membawa informasi yang diperlukan untuk membuat satu enzim tunggal, atau berdasarkan modifikasi itu kemudian, untuk membuat satu protein tunggal. Sebenarnya satu gen tunggal membawa informasi bagi sintesis hanya rantai polipeptida tunggal, sedangkan banyak protein mengandung sejumlah rantai polipeptida (struktur kuartener) ( Fried dan Hademenos, 1999).
Di dalam setiap sel terdapat faktor pembawaan sifat keturunan (materi genetis), misalnya pada sel tulang, sel darah, dan sel gamet. Substansi genetis tersebut terdapat di dalam inti sel (nukleus), yaitu pada kromosom yang mengandung gen. Gen merupakan substansi hereditas yang terdiri atas senyawa kimia tertentu, yang menentukan sifat individu. Gen mempunyai peranan penting dalam mengatur pertumbuhan sifat-sifat keturunan. Misalnya pertumbuhan bentuk dan warna rambut, susunan darah, kulit, dan sebagainya.
Morgan, seorang ahli genetika dari Amerika menemukan bahwa faktor-faktor keturunan yang dinamakan gen tersimpan di dalam lokus yang khas di dalam kromosom. Gen-gen terletak pada kromosom secara teratur dalam satu deretan secara linier dan lurus berurutan. Dengan menggunakan simbol, kromosom dapat digambarkan sebagai garis panjang vertikal dan gen-gen sebagai garis pendek horizontal pada garis vertikal tersebut. Karena letak gen yang linier dan lurus berurutan, maka secara simbolik dapat dilukiskan pula garis-garis pendek horizontal (gen-gen) tersebut berderetan.


Gen-gen yang menampakkan senyawa kimia sebagai substansi hereditas mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
1. Sebagai zarah tersendiri yang terdapat dalam kromosom.
2. Mengandung informasi genetik.
3. Dapat menduplikasi diri saat terjadi pembelahan sel.
4. Mempunyai tugas khusus sesuai fungsinya.
5. Kerjanya ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogennya.
Gen merupakan substansi hereditas yang memiliki fungsi seperti berikut:
1. Menyampaikan informasi genetika dari generasi ke generasi.
2. Mengontrol dan mengatur metabolisme dan perkembangan tubuh.
Proses reaksi kimia dalam tubuh dapat terjadi secara berurutan. Pada setiap tahap reaksinya diperlukan enzim. Pembentukan dan pengontrolan kerja enzim tersebut dilakukan oleh gen. Pada proses perkembangan yang memerlukan hormon juga diatur oleh gen.
3. Menentukan sifat-sifat pada keturunannya. Seperti dicontohkan pada fakta di depan. Sifat-sifat tersebut dapat berupa warna kulit, bentuk rambut, bentuk badan, dan lain-lain.

2.2    DNA dan RNA
Sejak ditemukannya struktur molekul DNA (Deoxyribonucleic Acid) oleh Watson dan Crick pada tahun 1953, perkembangan biologi molekuler yang secara umum mencakup manipulasi DNA dan RNA (Ribonucleic Acid) telah merambah ke berbagai bidang kehidupan dalam aplikasinya.
a.     DNA
DNA (asam deoksiribonukleat) merupakan materi genetik dari sebagian besar organisme. Tiap kromosom adalah suatu molekul DNA yang sangat panjang. Molekul kimia penyusun DNA dinamakan nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari satu molekul gula dan satu molekul fosfat yang terkait pada salah satu basa DNA, yaitu Timin, Adenin, Guanin dan Sitosin (Brookes, 2005).
Bentuk molekul DNA menyerupai tangga spiral atau dikenal secara ilmiah dengan sebutan “Heliks Ganda”. Molekul tersebut memiliki dua untai yang salin berpilin denga penghubung-penghubung di antara kedua untai tersebut sehingga membentuk anak tangga. Meskpiun sangat panjang, DNA sebenarnya merupakan molekul yang cukup sederhana. Tiap untai terdiri dari deretan linier unit-unit kimia dasar yang disebut dengan nukelotida. Ada empat macam nukleotida yang diwakili oleh huruf A, G, C, dan T dimana keempat huruf tersebut membentuk pasangan yang saling melengkapi. A selalu berpasangan dengan T, dan G selalu berpasangan dengan C.
Menurut Watson dan Crick, susunan DNA adalah:
a. Setiap DNA terdiri dari 2 rantai polinukleotida yang berpilin (double heliks).
b. Setiap nukleotida terletak pada bidang datar yang tegak lurus seakan-akan membentuk anak tangga, sedangkan phospat membentuk ibu tangganya.
c. Antara 2 rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan hidrogen pada masing-masing pasangan basa nitrogennya.
d. Basa purin selalu berkaitan dengan basa pirimidin, dengan pasangan yang selalu tetap.





·     Replikasi DNA
DNA mempunyai kemampuan heterokatalik, yaitu mampu membentuk molekul kimia lain dari sebagian rantainya dan autokatalik, yaitu mampu memperbanyak diri. Kemampuan untuk memperbanya diri inilah yang disebut dengan replikasi DNA. Ketika terjadi pembelahan mitosis, pita kembar yang berpilin pada DNA akan dilepas sebagian oleh enzim DNA polimerase pada ikatan hidrogen antara purin dan pirimidin. Ikatan tersebut lemah, sehingga mudah pecah dibandingkan dengan ikatan kovalen antara fosfat dan deoksiribosa.

Replikasi DNA diatur oleh kumpulan aturan pokok:
a. Konservatif. Replikasi konservatif ini melalui cara, yaitu pita double heliks DNA induk tetap tidak berubah, kemudian digunakan untuk mencetak dua pita double heliks DNA yang baru.
b. Semikonservatif. Replikasi semikonservatif ini melalui cara, yaitu pita double heliks DNA
induk terpisah, kemudian mensintesis pita DNA yang baru dengan cara melengkapi (komplementasi) pada masing-masing pita DNA induk tersebut.
c. Dispersif. Dispersif ini melalui cara, yaitu kedua pita double heliks induk terputus membentuk segmen-segmen pita DNA yang baru, kemudian segmen pita DNA induk akan disambung dengan segmen pita DNA baru. Sehingga pada peristiwa ini hasil akhirnya adalah segmen pita DNA induk dengan segmen pita DNA yang baru yang tersebar pada pita double
heliks DNA yang terbentuk.

·     Fungsi DNA
Menurut Budiyanto (2014), dari materi yang sudah disampaikan dapat diketahui bahwa DNA merupakan struktur yang sangat kompleks yang tersusun dari polinukleotida. Fungsi atau peranan DNA ini sebenarnya tidak sekadar sebagai pembawa materi genetik, melainkan juga menjalankan fungsi yang sangat kompleks pula, antara lain:
a.   DNA berfungsi sebagai pembawa materi genetika dari generasi ke generasi berikutnya.
b.   Fungsi DNA untuk mengontrol aktivitas hidup secara langsung maupun tidak langsung.
c.   Fungsi DNA berikutnya adalah melakukan sintesis protein.
d.   DNA dapat pula berfungsi sebagai autokatalis, yaitu kemampuan DNA untuk menggandakan diri (replikasi).
e.   Fungsi DNA sebagai heterokatalis, yaitu kemampuan DNA untuk dapat mensintesis senyawa lain.

b.     RNA
RNA adalah rangkaian nukleotida yang saling terikat seperti rantai. Satu nukleotida RNA terdiri dari 3 senyawa yaitu gula ribosa, gugus fosfat, dan basa nitrogen. Ada 4 jenis basa nitrogen yang menyusun RNA yaitu Adenin (A), Sitosin (C), Guanin (G), dan Urasil (U).


·     Tipe dan Fungsi RNA
Pada dasarnya, terdapat dua kelompok utama RNA yang menyusun makhluk hidup, yaitu RNA genetik dan RNA non genetik.
a.   RNA Genetik
Hanya terdapat di makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, misalnya virus. RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yakni merupakan molekul genetik yang secara keseluruhan bertanggung jawab dalam membawa segala materi genetis dan mengatur aktivitas sel.
b.   RNA Nongenetik
RNA nongenetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA. RNA nongenetik dimilik oleh makhluk hidup yang materi genetiknya diatur oleh DNA. Pada makhluk hidup kelompok ini, di dalam di dalam selnya terdapat DNA dan RNA. RNA nongenetik dibedakan menjadi tiga macam, yakni RNA duta, RNA ribosom, dan RNA transfer.
-      RNA duta atau “messenger RNA” (mRNA) merupakan asam nukleat yang berbentuk pita tunggal dan merupakan RNA terbesar atau terpanjang yang bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA di inti sel menuju ke ribosom di sitoplasma. mRNA juga berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis protein.
-      RNA transfer (tRNA) merupakan RNA terpendek yang bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA. Selain itu, tRNA berfungsi mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Pada tRNA terdapat bagian yang berhubungan dengan kodon yang dibuat antikodon dan bagian yang berfungsi sebagai pengikat asam amino.
-      RNA ribosom (rRNA) merupakan RNA dengan jumlah terbanyak dan penyusun ribosom. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, dan fleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi rRNA sampai sekarang masih belum banyak diketahui, tetapi diduga memiliki peranan penting dalam proses sintesis protein.

·     Perbedaan DNA dengan RNA
DNA (Deoxyribo Nukleat Acid)
RNA (Ribo Nukleat Acid)
- Letak
Dalam inti sel, mitokondria, kloroplas, senriol.
Dalam inti sel (m-RNA), sitoplasma (t-RNA) dan ribosom (r-RNA)
- Bentuk
Polinukleotida panjang  ganda berpilin (double helix)
Polinukleotida tunggal dan pendek
- Gula
Deoxyribosa
Ribosa
- Basa
Golongan purin : adenine dan guanine

Golongan pirimidin : cytosine dan timin
Golongan purin : adenine dan guanine

Golongan pirimidin : cytosine dan urasil
- Fungsi
- mengontrol sifat yang menurun
- sintesis protein
- sintesis RNA
- sintesis protein
- Kadar
Tidak dipengaruhi sintesis protein.

Letak basa nitrogen dari kedua pita ADN saling berhadapan dengan pasangan yang tetap yaitu Adenin selalu berpasangan dengan Timin, Cytosin dengan Guanin. Kedua pita itu diikatkan oleh ikatan hidrogen.
Dipengaruhi sintesis protein.

Macam ARN :
ARN duta
ARN ribosom
ARN transfer



2.3 Proses Terjadinya Transkripsi
               Transkripsi adalah proses pemindahan informasi genetika dari ruas DNA ke dalam molekul RNA. Transkripsi dilakukan dengan cara pembentukan mRNA oleh DNA. Utas DNA digunakan sebagai cetakan atau pola sintesis. Proses tersebut terjadi di dalam nucleus dan dibantu oleh katalisator berupa enzim polymerase RNA yang berperan sebagai enzim transcriptase. Enzim polymerase RNA berfungsi untuk membuka pilinan heliks ganda DNA pada titik awal transkripsi dan memulihkan kembali pilinan heliks ganda (Sudjadi dan Laila, 2007).
            Menurut Karmana (2007), pada proses transkripsi hampir sama dengan replikasi DNA, tetapi terjadinya sintesis RNA dua kali lebih cepat dari pada sintesis DNA. Seperti halnya pada replikasi DNA, RNA akan disintesis mulai dari ujung ke 5’ ke ujung 3’ sehingga rantai RNA komplementer (yang merupakan pasangan DNA template) dibentuk secara antipararel terhadap ranta DNA. Enzim yang berperan dalam transkripsi adalah RNA polymerase.
            Transkripsi terjadi dalam tiga tahap, yakni inisiasi, elongasi dan terminasi. Pada tahap inisiasi, RNA polymerase menempel pada promoter yakni urutan basa nitrogen khusus pada DNA yang dapat memberikan sinyal inisiasi transkripsi. Rantai DNA yang digunakan pada proses perekaman gen hanya satu buah, dinamakan rantai sense. Sementara rantai lainnya merupakan rantai noncoding atau antisense (tidak digunakan dalam transkripsi). Hal ini dikenali dengan adanya promoter pada rantai sense. Umumnya promoter memiliki urutan gen TATAAT dan TTGASA dan rantai sense mengandung komplementernya (ATATTA dan AASTGT) yang tidak akan dikenali oleh RNA polymerase.
            Tahap elongasi ditunjukkan oleh aktivitas RNA polymerase yang bergerak sepanjang rantai DNA sehingga dihasilkan rantai RNA yang di dalamnya mengandung urutan basa nitrogen pertama sebagai hasil perekam (leader squence). Setelah hasil perekaman basa nitrogen berjumlah tiga puluh buah, suatu senyawa kimia akan berikatan dengan unjung 5’RNA. Senyawa kimia tersebut berfungsi  sebagai penutup (chemical cap) yang akan memberikan sinyal inisiasi tahap translasi dan berfungsi mencegah terjadinya degradasi RNA.
            Ketika memasuki tahap terminasi, proses perekaman (transkripsi) berhenti dan molekul RNA yang baru akan terpisah dari DNA template. Segera setelah molekul RNA terpisah, sebanyak 100-200 molekul asam adenilat berikatan pada ujung 3’RNA. Penambahan senyawa kimia tersebut menghasilkan urutan nukleotida adenine dalam jumlah yang banyak pada ujung 3’RNA. Akhirnya dihasilkan produk transkripsi yang lengkap dinamakan messenger RNA (mRNA).



2.4 Proses Terjadinya Translasi
        Menurut Santoso (2007), translasi merupakan proses penerjemahan kode yang ada pada mRNA oleh tRNA yang membawa asam amino untuk dirakit menjadi  polipeptida (protein). Sama halnya dengan transkripsi, translasi dibagi menjadi tiga tahapan, yakni inisiasi (pemulaan), elongasi (pemanjangan) dan terminasi (penghentian) mRNA yang telah terbentuk pada tahap transkripsi akan bergerak menuju sitoplasma untuk selanjutnya menjalani tahap inisiasi translasi.
a.      Inisiasi
Inisiasi translasi ditandai dengan menempelnya ribosom subunit kecil pada molekul mRNA. Tempat menempelnyaribosom subunit kecil pada mRNA terletak sebelum kodon inisiasi dari gen yang akan disalin. Penempelan ini dibantu oleh suatu protein yang disebut faktor inisiasi. Setelah terikat pada tempatnya, ribosom bergerak kearah 3’ hingga bertemu dengan kodon AUG. kodon inilah yang menjadi kodon inisiasi pada proses penerjemahan. Kodon (kode genetik) merupakan urutan nukleotida yang terdiri atas 3 nukleotida berurutan (sehingga sering disebut sebagai triplet codon) yang menyadi suatu asam amino tertentu, misalnya urutan ATG (AUG pada mRNA) mengkode asam amino metionin. Kodon inisiasi ranslasi merupakan kodon untuk asam amino metionin yang mengawali struktur suatu polipeptida (protein).
Penerjemahan dimulai ketika tRNA yang membawa asam amino berpasangan dengan kodon inisiasi yang teletak pada subunit kecil ribosom.  Asam amino yang dibawa tRNA ini adalah mmetionin karena dikode oleh AUG. dengan penerjemahan ini, terbentuk struktur yang terdiri atas mRNA, ribosom subunit kecil dan tRNA yang membawa metionin disebut kompleks inisiasi. Selain kompleks inisiasi, proses penerjemahan melibatkan beberapa jenis protein yang disebut dengan faktor inisiasi (IF) dan guanosin trifosfat (GTP) sebagai energi.
b.     Elongasi
Setelah kompleks inisiasi terbentuk, ribosom subunit besar menempel pada ribosom subunit kecil. Penempelan ini membutuhkan energi dai GTP yang berada pada kompleks inisiasi dan menghasilkan dua tempat, yaitu tempat peptidil (P) yang ditempati metionin dan tempat aminoasil (A) yang terletak pada kodon kedua dari gen dan masih kosong. Pemanjangan dimulai apabila tRNA yang mengikat asam amino masuk ke tempat A dan berpasangan dengan kodon yang kedua. Proses ini membutuhkan GTP sebagai sumber dan protein faktor elongasi.
Ketika kedua tempat di ribosom terisi oleh tRNA yang mengikat asam amino, terjadilah ikatan peptide antara asam amino pertama (metionin) dan yang kedua dengan bantuan enzim peptidil transferase, yang diikuti pemutusan antara tRNA dengan asam amino pertama (metionin) oleh enzim deasilase-tRNA. Hasil proses ini adalah dipeptide yang terikat pada tRNA yang berada di tempat A. selanjutnya, ribosom bergeser sepanjang mRNA sehingga aa-aa-tRNA berada di tempat P dan tempat A kosong lagi. tRNA yang membawa asam amino ketiga masuk ke tempat A, dan mengulang kegiatan sebelumnya. Setiap pemanjangan asam amino membutuhkan faktor inisiasi dan GTP sebagai sumber energi.
c.      Terminas
Pemberhentian penerjemahan terjadi ketika tempat A ribosom berada tepat di kodon terminas (kodon stop) pada mRNA, yaitu UAA, UAG dan UGA. Pada saat itu, masuklah faktor pembebas (releasing factor=RF) yang menempati tempat A dan bersama-sama GTP melepas rantai polipeptida yang sudah terbentuk. Ribosom mengalami disosiasi (lepas) menjadi subunit besar dan subunit kecil serta kembali ke sitosol untuk siap memulai translasi berikutnya:
(1)    Inisiasi: subunit kecil ribosom menempel pada kodon AUG
(2)    Met-tRNA terikat pada kodon AUG di sisi P
(3)    Elongasi:tRNA untuk kodon kedua terikat pada ribosom di sisi A
(4)    Ikatan antara met-tRNA dan metionin terputus, met-tRNA meninggalkan sisi P. ribosom bergerak ke kanan membawa tRNA yang akan menerjemahkan berikutnya di sisi A
(5)    Terminas: ribosom mencapai kodon UAG. Rantai polipeptida dilepaskan
(6)    Subunit ribosom terpisah kembali


















BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
-   Gen adalah unit informasi yang mengarahkan aktivitas sel atau organsime selama masa hidupnya. Gen meneruskan pesannya kepada turunan yang dihasilkan ketika sel atau organisme membelah atau bereproduksi, sehingga gen juga merupakan unit pewarisan sifat. Dalam percobaan klasik yang dilakukan oleh George Beadle dan Edward Tatum (1940), ditunjukkan kalau gen membawa informasi yang diperlukan untuk membuat satu enzim tunggal, atau berdasarkan modifikasi itu kemudian, untuk membuat satu protein tunggal. Sebenarnya satu gen tunggal membawa informasi bagi sintesis hanya rantai polipeptida tunggal, sedangkan banyak protein mengandung sejumlah rantai polipeptida (struktur kuartener).
-      DNA (asam deoksiribonukleat) merupakan materi genetik dari sebagian besar organisme. Tiap kromosom adalah suatu molekul DNA yang sangat panjang. Molekul kimia penyusun DNA dinamakan nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari satu molekul gula dan satu molekul fosfat yang terkait pada salah satu basa DNA, yaitu Timin, Adenin, Guanin dan Sitosin.
-        RNA adalah rangkaian nukleotida yang saling terikat seperti rantai. Satu nukleotida RNA terdiri dari 3 senyawa yaitu gula ribosa, gugus fosfat, dan basa nitrogen. Ada 4 jenis basa nitrogen yang menyusun RNA yaitu Adenin (A), Sitosin (C), Guanin (G), dan Urasil (U).
-      Transkripsi adalah proses pemindahan informasi genetika dari ruas DNA ke dalam molekul RNA. Transkripsi dilakukan dengan cara pembentukan mRNA oleh DNA. Utas DNA digunakan sebagai cetakan atau pola sintesis. Proses tersebut terjadi di dalam nucleus dan dibantu oleh katalisator berupa enzim polymerase RNA yang berperan sebagai enzim transcriptase. Enzim polymerase RNA berfungsi untuk membuka pilinan heliks ganda DNA pada titik awal transkripsi dan memulihkan kembali pilinan heliks ganda
-        Translasi merupakan proses penerjemahan kode yang ada pada mRNA oleh tRNA yang membawa asam amino untuk dirakit menjadi  polipeptida (protein). Sama halnya dengan transkripsi, translasi dibagi menjadi tiga tahapan, yakni inisiasi (pemulaan), elongasi (pemanjangan) dan terminasi (penghentian) mRNA yang telah terbentuk pada tahap transkripsi akan bergerak menuju sitoplasma untuk selanjutnya menjalani tahap inisiasi translasi.


3.2 Saran
            Saran yang diberikan pada mata kuliah pengantar bioteknologi materi Gen adalah sebaiknya mahasiswa mencari sumber informasi atau referensi maupun bahan bacaan lain mengenai gen, dna, rna dan replikasinya di samping penjelasan dari dosen dan presentasi mahasiswa lainya. Referensi bisa didapatkan baik itu dari buku cetak, buku elektronik, jurnal, teks book dan internet agar memperluas wawasan mengenai materi ini sehingga mendapat manfaat yang lebih banyak.


DAFTAR PUSTAKA

Brookes, M. 2005. Bengkel Ilmu Gentika. Jakarta: Erlangga
Budiyanto. 2014. Fungsi atau Peranan DNA (http://budisma.web.id/fungsi-atau-peranan-dna/), diakses pada 10 Nopember 2014.
Fried, G.H. dan Hademenos, G.J. 1999. Biologi Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga
Karmana, O. 2007. Biologi: untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Grafindo Media Pratama
Robert, J.A.F. 1995. Pengantar Genetika Kedokteran. Edisi delapan. Alih Bahasa Dr. Hartono. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Santoso, B. 2007. Biologi: Pelajaran Biologi Untuk SMA/MA. Jakarta: Interplus
Sudjadi, S dan S. Laila. 2007. Biologi Sains dalam Kehidupan. Yudhistira
Suryo. 1992. Genetika. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada Press.
Yatim, W. 2003. Genetika. Bandung: Tarsito.