BAB I
PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
Mahluk hidup di dunia ini pasti memiliki sifa-sifat yang berbeda. Hal ini tergantung dari sifat induknya yang diwariskan. Kejadian ini sering disebut dengan pewarisan sifat ( hereditas ). Dalam mepelajari hereditas, pertama kali harus mempelajari substansi genetika berupa senyawa kimia DNA dan RNA sebagai pembawa informasi genetik. Selain itu perlu juga memelajari cara gen diekspresikan melalui proses sintetis genetik. Dasar-dasar pengetahuan ini akan digunakan mempelajari pola-pola hereditas. Dalam mempelajari hereditas, akan dibahas tentang pembelahan sel secara mitosis maupun meiosis.
Setelah mempelajari pola - pola hereditas yang mencangkup pewarisan pewarisan sifatinduk kepada keturunannya melalui gamet dengan aturan tertentu. Materi ini sangat menunjang dalam mempelajari materi tentang mutasi. Dalam hal ini akan membahas tentang perubahan yang terjadi pada bah genetis. Perubahan pada bahan genetis ini akan menyebabkan perubahan sifat mahluk hidup yang bersifa menurun. Perubahan sifat yang menurun itu secara umum disebut mutasi. Bentuk – bentuk perubahan yang terjadi sangatlah beragam.
2. RUMUSAN MASALAH
1) Apa yang dimaksud dengan pewarisan sifat ?
2) Apa yang dimaksud dengan reprduksi sel ?
3) Bagaimanakah proses terjadinya mitosis dan meiosis ?
4) Bagaimanakah perbandingan antara mitosis dengan meiosis ?
5) Apa yang dimaksud dengan mutasi ?
6) Bagaimanakah proses terjadinya mutasi ?
7) Bagaimanakah mutasi alami dapat terjadi ?
8) Bagaimanakah mutasi buatan dapat dilakukan ?
9) Apakah penyebabterjadinyamutasi ?
10) Apakah dampak dari mutasi ?
3. TUJUAN
Tujuan pembelajran ini adalah untuk memahami penerapan konsep dasar dan prinsip – prinsip hereditas dan mutasi serta implikasi di lingkungan. Pada kesempatan ini, pembelajaran harus memahami keterkaitan antara pembelahan sel dengan pewarisan sifat.



BAB II
ISI

PEWARISAN SIFAT (HEREDITAS)
Gregor Johann Mendel dikenal sebagiai bapak genetika mengemukakan dua hukum tentang pewarisan sifat (hereditas) yaitu hukum Mendel I dan hukum Mendel II.
a. Hukum Mendel I , menyatakan bahwa dalam pembentukan sel gamet pasangan alel akan memisah secara bebas, yaitu dari diploid menjadi haploid.
b. Hukum Mendel II, menyatakan bahwa setiap gen dapat berpasangan secara bebas dengan gen lain, namun gen untuk satu sifat tidak berpengaruh pada gen untuk sifat yang lain yang bukan alelnya.
Persilangan dua individu yang mempunyai sifat beda disebut hibrid. Ada lima macam persilangan yang dapat dijelaskan dengan hukum Mendel yaitu sebagai berikut:
a. Monohibrid ( Persilangan dengan satu sifat beda ), ada dua macam :
1) Monohibrid dominansi penuh, dengan perbandingan fenotipe F2 adalah 3 : 1, dan perbandingan genotype F2-nya adalah 1:2:1
2) Monohibrid intermediet, dengan perbandingan fenotipe F2 adalah 1:2:1, dan perbandingan genotype F2-nya adalah 1:2:1
b. Dihibrid ( Persilangan dengan dua sifat beda), dengan perbandingan fenotipe F2 adalah 9:3:3:1.
c. Backcross ( Persilangan balik ), dengan perbandingan fenotipe F2-nya adalah 1:1.
d. Testcross (Uji silang), dengan perbandingan fenotipe F2-nya adalah 1:1.
e. Persilangan Resiprok (persilangan dengan gamet jantan dan gamet betina dipertukarkan sehingga menghasilkan keturunan yang sama).
REPRODUKSI SEL
Reproduksi sel (pembelahan sel) dibedakan menjadi 3 macam yaitu:
1. Pembelahan Amitosis
Amitosis adalah pembelahan secara langsung dari satu sel menghasilkan dua sel anak yang identik tanpa melalui tahap-tahap pembelahan. Amitosis merupakan salah satu cara reproduksi aseksual pada organisme uniseluler.

2. Pembelahan Mitosis
Pembelahan mitosis terjadi pada proses perbanyakan sel-sel somatis ( sel tubuh).
Mitosis berlangsung dalam empat tahap yaitu:
a) Interfase
Interfase merupakan fase terpanjang dari siklus sel. Tahap – tahap interfase :
1) Fase G1 ( Gap1 ) merupakan fase terdiri atas proses Transkripsi RNA, tRNA, mRNA, dan sintesis berbagai jenis protein.
2) Fase S ( sintesis ) merupakan tahapan ketika sel mengalami replikasi dan duplikasi kromosom.
3) Fase G2 ( Gap 2),terbentuknya komponen sitoplasma berupa organel dan makromelekul.
Selama interfase inti berada dala keadaan utuh, jumlah DNA menjadi 2 kali lipat, terjadi akumulasi rRNA dan protein ribosom, serta terjadi pembesaran nukleolus. Akhirnya, ukuran selnya menjadi meningkat.
b) Profase
a) nucleus tidak terlihat.
b) Benang – benang kromatin mengalami pemendekan dan penebalan sehingga kromosom dalam nukleus tampak jelas.
c) Mebran inti menghilang.
d) Pementukan spindel oleh mikrotubul dalam sitoplasma.
e) Sentriol berpindah menuju kutub yang berlawaan
c) Metafase
a) Pasangan kromatid berada pada bidang ekuator.
b) Spindel menghubungkan sentromer dengan kutub pembelahan.
c) Kromosom bersusun pada bidang ekuator
d) Anafase
a) Kromatid yang berpasangan berpisah bersama sentromernya.
b) Kromatid menuju kutub pembelahan masing – masing.
e) Telofase
a) Gerakan kromatid berhenti, menuju kutub pembelahan.
b) Pada bidang pembelahan, terjadi penebalan plasma.
Setelah pada bidang pembelahan terjadi penebalan plasma, dilanjutkan dengan sitokinesis. Sitokinesis adalah proses pemisahan sitoplasma pada pembentukan dua sel anak. Pada bidang ekuatorial terdapat mikrotubul dan bercampur pada gelembung yang dinamakan lapisan pemisah. Selanjutnya akan membentuk sel baru. Tujuan pembelahan mitosis pada mahluk hidup adalah :
1. Membantu sel dalam memelihara ukurannya.
2. Keseimbangan jumlah DNA dan RNA.
3. Menganti sel yang rusak atau mati.
4. Membantu organism dalam reproduksi aseksual

3. Pembelahan Meiosis
Pembelahan meiosis merupakan sel yang menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom induknya. Meiosis terjadi pada pembentukan sel-sel kelamin ( gametogenesis ). Meiosis terjadi dalam 2 tahap,yaitu:


1) Pembelahan meiosis I
a) Profase I
Terbagi atas beberapa fase :
1) Liptoten
2) Zigoten
3) Pakiten
4) Diploten
5) Diakinesis
b) Metafase I
Inti tidak tampak lagi. Kromosom homolog berderet di bidang ekuator.
c) Anafase I
Kromosom yang terpisah menuju kutub yang berlawanan. Pada fase ini terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom.
d) Telofase I
Nukleolus tampak kembali dan dalam satu sel terbentuk dua inti yang lengkap (kariokinesis). Setelah kariokinesis, terjadi sitokinesis sehingga terbentuk 2 sel anak yang haploid.

2) Pembelahan meiosis II
a) Profase II
Diawali dengan pembelahan dua buah setriol menjadi dua pasang sentriol. Setiap sentriol menuju kutub berlawanan. Mikrotubul membentuk spindel dan mebran inti. Nucleolus lenyap dan kromosom menjadi kromatid.
b) Metafase II
Pada fase ini spindel menghubung sentromer dengan kutub pembelahan. Kromatid berada di bidang ekuator.
c) Anafase II
Sentromer berpisah dan kromatid menuju kutub yang berlawanan.


d) Telofase II
Kromatid mencapai kutub pembelahan. Kemudian, mikrotubul membentuk membran inti baru. Setelah itu terjadi sitokinesis dan terbentuk empat sel yang haploid.
Meiosis pada sel hewan dan manusia terjadi pada peristiwa spermatogenesis dan oogenesis. Sedangkan pada tumbuhan angiospermae, meiosis terjadi pada peristiwa mikrosporogenesis ( tumbuhan jantan ) dan megasporogenesis ( tumbuhan betina ). Tujuan pembelahan meiosis yaitu :
1) Untuk memelihara jumlah kromosom mahluk hidup.
2) Adanya pindah silang yang memungkinkan timbulnya variasi genetik
Perbandingan antara Mitosis dan Meiosis
A. Mitosis
1. Terjadi dalam sel somatis
2. Terjadi dalam satu rangkaian fase pembelahan
3. Waktunya relatif singkat
4. Tidak terjadi pindah silang
5. Saat anafase sentromer langsung memisah pada bidang ekuator
6. Satu sel induk diploid menghasilkan dua sel anak diploid
7. Jumlah sel anak sama dengan sel induk
B. Meiosis
1. Terjadi dalam sel germinal (kelamin)
2. Terjadi dalam dua rangkaian fase pembelahan
3. Waktunya relatif panjang
4. Dapat terjadi pindah silang
5. Pada meiosis I tidak terjadi pemisahan sentromer, namun pada meiosis II terjadi pemisahan sentromer
6. Satu sel induk diploid menghasilkan empat sel anak yang haploid
7. Jumlah kromosom pada sel anakan setengah dari sel induk.

MUTASI
Mutasi adalah perubahan materi genetik (gen dan kromosom) dari suatu individu yang bersifat menurun. Peristiwa terjadinya mutasi disebut mutagenesis, sedangkan organisme yang mengalami mutasi disebut mutan, dan faktor penyebab mutasi disebut mutagen. Mutasi pada umumnya bersifat merugikan.
Mutasi dibedakan menjadi 2 tingkatan yaitu:
a. Mutasi gen ( mutasi kecil / mutasi titik / point mutation )
Mutasi sen adalah perubahan yang hanya terjadi pada susunan DNA dan lokusnya tidak mengalami perubahan. Gen terdiri atas DNA. DNA tersusun atas nukleotida. Setiap nukleotida terdidi atas fosfat, basa nitrogen, dan gula deoksiribosa. Basa nitrogen terdiri dari atas 4 macam, yaitu adenin ( A ), Guanin ( G ), sitosin ( S ), dan timin ( T ). Perbrdaan jumlah dan jenis basa nitrogen menimbulkan perbedaan jenis DNA.
Pada umumnya, mutasi dapat terjadi akibat adanya mutagen yang akan meningkatkan resiko perubahan DNA yang diwariskan. Walaupun tidak ada mutagen, mutasi dapat muncul pada sel ( mutasi spontan ). Mutasi spontan dapat disebakan oleh aktivitas gen pengubah urutan. Elemen DNA yang seperti itu dapat berpindah dari lokasi yang satu ke lokasi yang lainnya pada melekul DNA yang sama atau berbeda. Ketika elemen tersebut menyisip, gen tertentu menjadi tidak aktif sehingga akan menyebakan perubahan fenotipe. Perubahan hasi aktivasi gen ini akan diturunkan.
b. Mutasi kromosom ( mutasi besar / gross mutation )
Mutasi pada kromosom dapat dibedakan menjadi perubahan set kromosm dan kerusakan kromosom.



1. Perubahan set kromosom
Perubahan pada jumlah n-nya. Perubahan set kromosom pada mahluk hidup terjadi karena mutagen tertentu. Variasi yang menyangkut jumlah kromosom dapat dibedakan menjadi euplodi dan aneuplodi.

1) Euplodi
Euplodi adalah individu yang variasi kromosomnya berhubungan dengan seluruh set kromosom. Individu euplodi memliki set kromsom yang lengkap. Tipe euplodi adalah monoplodi, diploid, poliplodi.
2) Aneuplodi
Aneuplodi adalah individu yang memiliki kekurangan atau kelebihan kromosom dibandingkan dengan jumlah kromosom diploid dari suatu individu. Beberapa tipe aneuplodi adalah monosomi, nullisomi, dan polisomi. Aneuplodi terjadi karena beberpa hal. Diantaranya sebagai berikut,
a. Anafase lag
Tidak melekatnya salah satu kromatid pada serat gelendong yang terjadi ketika meiosis I.
b. Nondisjunction
Tidak terpisahnya kromatid atau kromosom homolog menuju kutub berlawanan ketika meiosis tahap anaphase.
Berikut ini contoh kelainan pada pada peristiwa aneuplodi :
1. Sindroma turner
2. Sindroma klinifelter
3. Sindroma down
4. Sindroma Edwards
5. Sindroma patau

2. Kerusakan kromosom
1) Delesi ( kehilangan kromosom )
2) Duplikasi ( penambahan ukuran kromosom )
3) Translokasi ( perpindahan patahan kromosom )
4) Isokromosom ( kesalahan arah pembelahan )
5) Inversi ( perubahan susunan kromosom )
Macam-macam mutasi berdasarkan kejadiannya
1. Mutasi alami
Mutasi alami adalah perubahan yang terjadi dengan sendirinya akibat adanya faktor alam yang mempengaruhinya. Faktor alami tersebut antara lain sinar ultraviolet dan sinar radioaktif. Mutasi alami juga disebut mutasi spontan. Mutasi alami berlangsung sangat lambat dan jarang terjadi dengan penyebab yang belum diketahui secara pasti. Pada mutasi alami, urutan DNA berubah tanpa alasan yang jelas dan biasanya berhubungan dengan kesalahan replikasai DNA. Mutasi yang terjadi secara alami biasanya merugikan individu yang mengalami dan keturunannyakarena mutasi ini dapa diwariskan ke generasi berikutnya. Walaupun kemungkinan terjadinya sangan kecil, mutasi alami merupakan salah satu faktor penting yang memberi peluang terjadinya proses evolusi biologi.
2. Mutasi buatan
Mutasi buatan adalah peristiwa perubahan materi genetik yang disengaja dilakukan oleh manusia dengan tujuan tertentu untuk kepetingan manusia. Sebutan mutasi buatan biasanya mutasi induksi. Pada mutasi induksi, urutan DNA berubah sebagai akibat terpapar oleh mutagen. Kerusakan akibat mutagen fisik dan kimia dapat digolongkan sebagai berikut.
a. Kerusakan fisiologis
b. Perubahan gen
c. Perubahan kromosom
Faktor-faktor penyebab mutasi
1. Mutagen kimia
Mutagen kimia pertama kali ditemukan saat perang dunia I dan II. Saat itu penggunaan komponen gas mustard beracun yang menyebabkan mutasi pada sel-sel. Sejak saat itu banya mutagen kimia yang diidentifikasi.

2. Mutagen fisika
Mutagen fisika umumnya berupa radiasi. Radiasi merupakan agen mutagenik pertama yang ditemukan pada dekade 1890-an. Sumber-sumber alami radiasi meliputi sinar kosmik dari matahari dan luar angkasa, elemen-elemen radioaktif di tanah dan produk-produk terestrial serta di atmosfer. Sebagai tambahan, manusia dapat menciptakan radiasi-radiasi buatan, diantaranya adalah tes-tes medis, tes nuklir, dan bermacam-macam produk lainnya.
3. Mutagen biologi
Mutagen biologis umumnya berupa bahan genetik, yaitu asam nukleat. Bahan yang dibawa oleh virus atau bakteri. Bahan genetik yang dibawa oleh virus atau bakteri tersebut memiliki kemampuan untuk mengubah kondisi DNA sel atau organisme.
Dampak mutasi
1. Resstensi antibiotik pada bakteri
Mutasi pada bakteri sering kali menghasilkan resistensi (kekebalan) terhadap obat-obatan antibiotik.
2. Pembentukan produsen antibiotik yang lebih efektif
Melalui proses mutasi, kapang dan mikroba dapat diubah menjadi produsen bahan-bahan berguna, seperti antibiotik yang lebih efektif.
3. Resistensi sel sabit terhadap malaria
Alel sel sabit menyebabkan sel darah merah yang normalnya berbentuk bulat bikonkav menjadi berbentuk sabit. Secara umum, hal itu merupakan suatu mutasi yang tidak diinginkan karena sel-sel sabit kurang efisien dibandingkan sel darah merah normal. Di daerah yang terjangkit malaria, mutasi tersebut merupakan suatu keuntungan karena orang-orang dengan sel-sel darah berbentuk sabit lebih dikit yang tertular malaria dari nyamuk.
4. Meningkatkan keanekaagaman genetik
Mutasi merupakan suatu cara untuk memasukan alel-alel baru ke dalam suatu populasi. Itu berarti mutasi meningkatkan keanekaragaman genetik suatu populasi.
BAB III
PENUTUP
1. KESIMPULAN
Reproduksi seksual maupun reproduksi aseksual bergantung pada pembelahan sel. Pembelahan sel terbagi atas tiga, yaitu amitosis ( langsung), mitosis dan meiosis ( tidak langsung). Masing-masing pembelahan tersebut memiliki fase-fase selain pembelahan amitosis. Pebelahan mitosis terdiri dari satu rangkaian fase dan menghasilkan dua sel anak diploid dari satu sel induk diploid, sedangkan pembelahan meiosis terdiri dari dua rangkaian fase dan menghasilkan empat sel anak haploid dari satu sel induk diploid.
Mutasi adalah perubahan fisik yang terjadi pad bahan-bahan genetik. Mutasi erdiri dari dua macam yaitu mutasi gen dan mutasi kromosom. Dari proses terjadinya mutasi terbagi menadi dua yaitu mutasi alami dan mutasi buatan.


DAFTAR PUSTAKA

Karmana, Oman.2008.Cerdas Belajar Biologi Kelas XII.Bandung:Grafindo Media Pertama
Pujiyanto, Sri.2004.Khazanah Pengetahuan Biologi Kelas 3B.Solo:Tiga Serangkai