[#2] Materi Biologi (Kelas 12) : Hereditas pada Manusia, Mutasi, dan Bioteknologi (+ Video Pembelajaran) [#BelajarDiRumah]

Di dalam inti sel terdapat kromatin yang berupa benang-benang halus. Benang-benang halus ini dipintal menjadi kromosom ketika sel siap membelah. Kromosom merupakan struktur padat yang terdiri dari dua molekul, yaitu protein dan DNA. Kromosom dibedakan atas dua jenis, yaitu gonosom atau kromosom seks (kromosom jenis kelamin) dan autosom atau kromosom tubuh. Pada struktur heliks ganda DNA tertulis informasi pembuatan protein yang disebut gen. Silakan Anda perhatikan gambar di bawah ini.

Selain itu, ada cara-cara yang dapat dilakukan para calon orang tua untuk mencegah penyakit dan kelainan pada keturunannya kelak. Cara-cara pencegahan tersebut akan dibahas pada bab materi Hereditas pada Manusia ini.

Sifat-sifat yang dimiliki orang tua diturunkan pada anaknya melalui pola pewarisan tertentu. Salah satu metode mempelajari penurunan sifat manusia yang banyak digunakan adalah dengan metode asal usul atau silsilah dalam bentuk Pedigree (Peta Silsilah).

Simbol-simbol umum yang digunakan pada pedigree sebagai berikut.

Untuk memahami lebih lanjut tentang peta silsilah, perhatikanlah animasi peta silsilah penyakit hemofilia pada Kerajaan Inggris berikut.

Dalam hereditas pada manusia, ada beberapa cara menentukan golongan darah. Sistem pertama yang biasa digunakan adalah sistem ABO. Menurut sistem ABO, golongan darah manusia dikontrol oleh 3 macam alel, yaitu alel IA, IB, dan IO. 

Alel IA dan alel IB memiliki sifat dominan, sementara alel IO sifatnya resesif. Nah, karena sifat alel A dan B dominan, sementara O resesif, kombinasi golongan darah manusia jadi ada 4 macam, yaitu A, B, AB, dan O.

Orang yang memiliki golongan darah A memungkinkan menghasilkan dua genotip, yaitu Homozigot IA IA atau Heterozigot IA IO. Karena IO resesif, orang yang memiliki genotip IA IO akan memiliki golongan darah A. 

Orang dengan golongan darah B juga bisa memiliki dua kemungkinan genotip, yaitu homozigot IB IB atau heterozigot IB IO. Kalau golongan darah kamu AB, berarti kamu memiliki genotip IA IB. Golongan darah O harus memiliki genotip homozigot IO IO supaya fenotipnya O.

Contoh sistem ABO dalam menentukan golongan darah misalnya seperti ini, seorang ayah memiliki golongan darah heterozigot A, IA IO, sementara seorang ibu memiliki golongan darah yang juga heterozigot A, IA IO, maka anak mereka bisa memiliki dua kemungkinan golongan darah. 

Kalau sang anak mewarisi IA dari ayahnya dan IA dari ibunya, ia akan memiliki genotip yang homozigot. Sang anak pasti akan memiliki golongan darah A. Sedangkan kalau sang anak mewarisi IA dan IO dari orang tuanya, genotipnya akan jadi heterozigot, tapi anak ini akan tetap memiliki golongan darah A. 

Nah, kalau sang anak mewarisi IO IO, baik dari ayah atau ibunya, sang anak akan memiliki golongan darah O. Jadi, dari orangtua yang memiliki golongan darah A heterozigot, bisa memiliki anak dengan perbandingan genotip 3 golongan darah dan 1 golongan darah O.

Sistem ABO memiliki protein pembeda. Letak protein pembeda ini ada di membran sel darah merah atau eritrosit yang disebut antigen. Golongan darah A eritrositnya memiliki protein yang bernama antigen A. Golongan darah B memiliki antigen B. Golongan darah AB memiliki dua jenis antigen, ada A dan B. Sementara golongan darah O etidak punya antigen sama sekali. 

Jadi, penggolongan darah sistem ABO ini berdasarkan ada atau etidaknya antigen tadi. Antigen ini memiliki kaitan dengan sistem imunitas seseorang. Sistem ini tidak ada hubungannya dengan sifat seseorang yang membahas karakter manusia berdasarkan golongan darahnya. 

Selain karena kepribadian manusia itu kompleks, sifat manusia juga dipengaruhi kombinasi antara faktor gen, juga neurotransmitter otaknya yang mengatur Emosi, Level Hormon, dan juga Pengaruh Lingkungan. 

Makanya kalau kamu baca buku-buku tentang karakter manusia berdasarkan golongan darah, kamu jangan langsung percaya. Kalau buat seru-seruan saja sih tidak apa-apa. Anggap saja kamu sedang membaca horoskop atau iseng bermain ramalan cinta. 

Karena, saat mendonorkan darah, golongan darah pendonor dan penerima donor harus sama. Jadi, kalau kamu mau donorkan darah A, ya harus ke orang yang golongan darahnya A.

Kalau darah A didonorkan ke orang dengan golongan darah B, tubuh orang yang bergolongan darah B tersebut akan mendeteksi kalau ada antigen A dari golongan darah A. Darah B akan memproduksi antibodi A atau anti-A untuk menghancurkan sel darah A. Kalau udah begini, transfusinya akan sia-sia. 

Namun, hereditas pada manusia membuat golongan darah cukup unik. Misalnya khusus untuk golongan darah AB. AB kan memiliki eritrosit yang mengandung antigen A dan antigen B, jadi orang yang memiliki golongan darah AB ini bisa menerima golongan darah apa saja. 

Dia bisa menerima golongan darah apa saja karena tubuhnya tidak akan memproduksi antibodi untuk menghancurkan darah lain. Makanya, golongan darah AB ini disebut sebagai resipien universal. Wah, enak banget ya?

Berbeda ceritanya sama orang dengan golongan darah O. Orang dengan golongan darah O malah disebut pendonor universal karena eritrositnya tidak punya antigen. Jadi kalau orang dengan golongan darah O mendonorkan darahnya ke orang dengan golongan darah A, B, atau AB, darahnya bisa diterima dan tidak akan menimbulkan reaksi pembentukan antibodi bagi si penerima. 

Pada Tahun 1939 ada pembekuan darah saat transfusi, padahal prosedurnya sudah sesuai aturan dari sistem ABO. Darah yang didonorkan justru membeku alias mengalami penggumpalan dan tidak diterima oleh tubuh pasien. 

Terus di tahun 1940, seorang ahli fisiologi Austria bernama Karl Landsteiner dan Weiner Phillip menemukan kalau sistem penggolongan darah ini tidak bisa berdasar dari sistem ABO saja. Mereka menemukan sistem golongan darah bernama sistem rhesus atau Rh.

Sistem Rhesus ini adalah pembagian golongan darah berdasarkan faktor rhesus, alias antigen lain yang ada di eritrosit. Orang yang punya faktor rhesus ini digolongkan ke kelompok orang dengan rhesus positif. 

Rhesus positif ini memiliki sifat dominan alias memiliki genotip R dan h. Sementara orang yang tidak punya faktor rhesus, digolongkan ke kelompok orang dengan rhesus negatif. Rhesus negatif ini memiliki sifat resesif dengan genotip r dan h.

Orang dengan rhesus positif hanya bisa menerima darah yang sama dari pendonor rhesus positif juga. Demikian sebaliknya dengan orang dengan rhesus negatif, hanya bisa menerima darah dari pendonor rhesus negatif juga. Kalau rhesusnya beda, akan terjadi pembekuan darah karena antigennya akan melawan darah yang bukan jenisnya.

Adanya penemuan perbedaan rhesus tadi bukan hanya memecahkan kasus pembekuan darah pada transfusi darah lho, penemuan ini bahkan memecahkan kasus berkurangnya sel-sel darah pada janin atau yang sering disebut sebagai hemolitik janin. Dalam kasus ini, janin yang memiliki Rhesus berbeda dengan ibunya, bisa mengalami kematian.

Bayi bisa memiliki Rhesus yang berbeda dari ibunya kalau sang ibu memiliki rhesus negatif dan ayahnya memiliki Rhesus Positif. Karena Rhesus Positif dari sang ayah ini dominan, sang anak pasti rhesusnya positif juga. 

Setelah ditemukannya antigen A dan B pada golongan darah A, B, O, dan faktor rhesus pada rhesus positif-negatif, ternyata ada antigen lain lagi di membran eritrosit. Antigen ini bernama antigen M dan N yang dikenal dengan sistem golongan darah M, N dan MN. Kalau di sistem ABO alelnya menggunakan lambang I, pada sistem MN ini digunakan lambang L. 

Jadi, jika eritrositnya memiliki alel LM, golongan darahnya M. Kalau eritrositnya memiliki alel LN, golongan darahnya N. Nah, kalau eritrositnya memiliki alel LM dan LN, golongan darahnya MN. 

Uniknya, melalaui cara menentukan golongan darah pada sistem MN ini, plasma darah tidak akan memproduksi antibodi. Jadi, walaupun punya golongan darah yang berbeda, transfusi bisa tetap dilakukan. Tapi, tetep sebelum transfusi harus memperhatikan dua sistem lainnya, yaitu sistem ABO dan sistem rhesus.

Sistem MN ini biasanya digunakan untuk menentukan keturunan seseorang. Misalnya, ada dua bayi yang tertukar di rumah sakit dengan golongan darah dan rhesus yang sama, maka cara untuk mengetahui siapa orang tua masing-masing bayi tersebut adalah dengan menggunakan sistem MN.

Yang dimaksud dengan mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik, baik DNA maupun RNA. Perubahan tersebut bisa terjadi pada taraf urutan gen (disebut juga mutasi titik) maupun pada taraf urutan Kromosom yang disebut aberasi. Peluang terjadinya mutasi di alam adalah sebanyak 1:10.000 Individu. Wah, rendah sekali ya ternyata!

Nah, ternyata, mutasi juga sudah banyak dimanfaatkan di berbagai bidang, khususnya di bidang Biologi. Salah satu contohnya antara lain pembuatan buah tanpa Biji, misalnya semangka tanpa Biji. Selain itu, produksi bibit unggul, pembuatan tanaman hias, dan pembentukan antibiotik juga bisa dilakukan dengan memanfaatkan mutasi.

Selain memiliki beberapa manfaat, Mutasi juga memiliki dampak negatif, lho. Dampak negatif Mutasi antara lain berdampak bagi manusia, yaitu timbulnya penyakit seperti Sindrom Turner, Klinefelter, Sindrom Jacob, Sindrom Patau, Sindrom Edward, Metafemale, dan Anemia Sel Sabit. Adapun pada saat Pandemi COVID-19 ini, adanya Mutasi pada Virus Corona varian baru ini juga akan berdampak dan berkaibat fatal yang bisa menyebabkan lebih banyak korban jiwa.

Mutasi terjadi sebagai akibat dari perubahan materi genetik (DNA) dan kromosom yang akan

diwariskan pada keturunannya, akan tetapi mutasi juga dapat terjadi secara :

Zat-zat yang menyebabkan terjadinya Mutasi (Mutagen) :

1. Mutagen bahan Kimia : Aminopurpurin, Antibiotik, Alkohol, Asam nitrat, dan Kolkisin

2. Mutagen bahan Fisika

3. Mutagen bahan Biologi : Bakteri dan Virus

Mutasi gen adalah perubahan pada materi genetik yang terjadi disebabkan oleh subsitusi basa N mahluk

hidup. Ada beberapa jenis mutasi gen, yaitu :

1. Mutasi tidak bermakna / nonsense mutation : Terjadinya perubahan pada triplet basa (kodon) tetapi tidak menyebabkan kesalahan pada pembentukkan protein.

2. Mutasi ganda / triple mutation : Perubahan yang terjadi secara bersama-sama karena adanya pengurangan

atau penambahan tiga basa.

3. Mutasi bingkai/ frame shift mutation : terjadinya delesi (pengurangan basa nitrogen dan duplikasi (penambahan basa nitrogen).

4. Mutasi penggantian basa : terjadinya transisi (basa purin tersubstitusi oleh basa purin lainnya) dan tranversi (basa purin tersubstitusi oleh basa pirimidin)

Mutasi kromosom adalah perubahan atau kesalahan yang terjadi pada suatu kromosom berupa perubahan struktur atau jumlah segmen kromosom.

Beberapa kelainan yang terjadi akibat mutasi :

Oh iya, Fermentasi memiliki beberapa prinsip yang harus kamu ketahui. Dengan melakukan proses fermentasi, akan terjadi perubahan sifat subtrat dan senyawa kompleks terpecah menjadi senyawa yang lebih sederhana. Selain itu, fermentasi juga menghasilkan senyawa asam dan gas, lho! 

Bioteknologi Konvensional juga memiliki kelebihan dan kekurangan, lho! Bioteknologi konvensional menggunakan bahan yang harganya relatif murah dan mudah didapat. Teknologi yang  digunakan juga tergolong sederhana dan tidak memiliki dampak negatif jangka panjang serta bisa meningkatkan nilai gizi makanan. Lalu, kekurangannya apa, dong?

Kekurangan Bioteknologi konvensional adalah tidak adanya perbaikan masalah genetik dan tidak bisa mengatasi masalah genetik yang sudah ada sebelumnya. Selain itu, proses bioteknologi juga sangat mudah dipengaruhi oleh kondisi alam, antara lain suhu dan hama di lingkungan tersebut.  

Supaya semakin mengenal Bioteknologi modern, kita mulai dari mengenal ciri-cirinya dulu. Bioteknologi modern dilakukan dengan peralatan yang sudah jauh lebih canggih dibanding dengan bioteknologi konvensional. Oleh karena itu, bioteknologi modern bisa memproduksi hasil dalam jumlah yang lebih banyak pula. Selain itu, ada proses sterilisasi yang terlibat di dalam proses bioteknologi modern ini. Proses ini hanya memanfaatkan sedikit bagian dari Organisme dan menggunakan Prinsip Ilmiah dengan Teknik Kulturinitro dan Rekayasa Genetika.

Berikut adalah beberapa manfaat penerapan Bioteknologi dalam bidang Pertanian :

Berikut adalah beberapa contoh dari Bioteknologi Pertanian :

Bioteknologi industri merupakan penerapan bioteknologi untuk keperluan industri seperti pencegahan polusi atau dampak terhadap lingkungan, konservasi sumber daya, atau pemrosesan dan produksi berkelanjutan produk dan bahan kimia.

Bioteknologi lingkungan adalah teknologi yang digunakan dalam pengolahan limbah dan pencegahan polusi yang dapat secara lebih efisien membersihkan banyak limbah dibandingkan dengan metode konvensional dan secara signifikan mengurangi ketergantungan pada metode pembuangan berbasis lahan. Contoh dari bioteknologi lingkungan yaitu bioremediasi. Bioremdiasi adalah merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi polutan di lingkungan.

Demikianlah semoga membantu khususnya untuk menjawab soal Ujian Akhir Tahun (PAT) Mata Pelajaran Biologi Kelas 12. 

Mohon maaf apabila ada sedikit Kesalahan, baik itu Salah Kata, ataupun Gambar yang kurang jelas.Terima Kasih 😀👍 :)

Wassalammu‘alaikum wr. wb.