Contoh Makalah Biologi Tentang Molekuler (Lengkap)

Contoh Makalah Biologi Tentang Molekuler

Contoh Makalah Biologi Tentang Molekuler (Lengkap)

MakalahkitaContoh Makalah Biologi Tentang Molekuler (Lengkap) yang saya bagikan ini sebagai bahan informasi referensi dalam pembuatan makalah yang benar. Merunut pada ulasan contoh makalah, saya berharap ini menjadi referensi kawan-kawan pelajar dalam memenuhi tugas makalah siswa dan tugas makalah mahasiswa. Seperti yang saya alami ketika mengenyam bangku pendidikan di beri tugas untuk membuat makalah, namun saya agak kesulitan karena waktu dulu saya cari referensi hanya dari buku dan itu pun terbatas. Berikut Contoh Makalah yang saya sajikan untuk semua:

Sebelumnya, untuk Ukuran Margin, Font, dan Spasi Makalah Yang Benar adalah Sebagai Berikut:

  1. Margin : Top 4, Left 4, Botton 3 dan Right 3 ( cm)
  2. Font : Times New Roman Ukuran 12
  3. Kertas : Size A4
  4. Spasi : 1.5

Makalahkita.com sebagai bahan referensi kebutuhan karya tulis makalah pendidikan, ekonomi, islam, filsafat, agama, bahasa indonesia, biologi, hukum, kesehatan, kewarganegaraan, kewirausahaan, olahraga, sains, sejarah dan tips makalah.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Dalam kehidupan sehari – hari perkembangan dapat didefinisikan sebagai suatu perubahan teratur dan berkembang, seringkali menuju suatu keadaan yang lebih tinggi, lebih teratur atau lebih kompleks atau dapat pula dikatakan sebagai suatu seri perubahan pada organisme yang terjadi selama daur hidupnya yang meliputi pertumbuhan dan diferensiasi. Perkembangan dapat terjadi tanpa pertumbuhan dan demikian juga halnya pertumbuhan dapat terjadi tanpa adanya perkembangan, akan tetapi kedua proses ini sering bergabung dalam satu proses.Perkembangan dari segi molekuler merupakan hasil gabungan interaksi proses genetik dengan lingkungan. Genetik merupakan sumber informasi yang dimiliki oleh sel dari suatu organisme, yang mengotrol aktivitas fisiologi dan biokimia sejalan dengan arah perkembangannya. Tetapi potensi genetik ini hanya akan berkembang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok yang memberikan fasilitas kepada organisme dalam melaksanakan aktivitasnya. Jadi karakteristik yang ditampilkan oleh tumbuhan, ditentukan baik oleh genetic maupun lingkungan secara bersama – sama.

Dalam perkembangan molekuler ini merupakan gabungan interaksi genetic dengan lingkungan. Jadi dalam perkembangan molekuler akan membahas adanya RNA. RNA merupakan satu dari tiga makromelukul utama ( bersama DNA dan protein ) yang berperan penting dalam segala kehidupan. RNA berperan sebagai pembawa bahan genetic dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetic.  Dalam adanya RNA dapat terjadi yang namanya differensiasi. Diferensiasi adalah proses yang lazim pada makhluk dewasa terpisah dan menciptakan sel anak yang terdiferensiasi sepenuhnya selama perbaikan jaringan dan perputaran sel normal.

Setiap sel hidup pada tumbuhan akan memperoleh kelengkapan genetik yang diturunkan dari induknya dan merupakan sumber informasi untuk melaksanakan kegiatan pertumbuhan dan perkembangan. Sumber-sumber informasi ini berada dalam inti sel dan setiap sel hidup menerima kelengkapan informasi genetik yang asli yang diterimanya pada saat proses pembelahan pembelahan sel terjadi. Jacob dan Monod telah menggambarkan mekanisme pengontrolan sintesis protein, diatur oleh gen pengatur (regulator gene), gen operator (operator gene), dan gen struktur (struktural gene). Kombinasi gen operator dengan gen struktur disebut operon.

Dalam makalah mata kuliah perkembangan tumbuhan ini, akan membahas lebih jelas  mengenai  apa perkembangan dari segi molekuler itu yang berkaitan dengan asam ribonukleat ( RNA ), diferensiasi serta system operan yang dikembangkan oleh ilmuwan dari Francis F. Jacob dan J. Monod.

1.2  Rumusan masalah

1)      Perkembangan segi molekuler  ?

2)      Apakah RNA itu ?

3)      Bagaimana struktur RNA?

4)      Jenis – jenis dari asam ribonukleat ( RNA )?

5)      Apakah diferensiasi itu ?

6)      System operan menurut Jacob dan Monod ?

1.3  Tujuan

Pembuatan makalah perkembangan tumbuhan ini yang menyangkut mengenai perkembangan dari segi molekuler, RNA, serta diferensiasi dan siste operan yang dikembangkan oleh Ilmuwan dari Francis Jacob dan Monod, bertujuan :

1)      Dapat mengetahui apakah perkembangan segi molekuler itu.

2)      Dapat mengetahui bagaimanakah mekanisme perkembangan itu.

3)      Mengetahui apakah asam ribonukleat ( RNA ) beserta fungsi dan strukturnya.

4)      Mengetahui peranan asam ribonukleat ( RNA ) dalam kehidupan makhluk hidup.

5)     Mengetahui apa differensiasi itu.untuk mengetahui bagaimana system operan yang dikemukakan oleh Ilmuwan dari Francis F. Jacob dan J. Monod.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Perkembangan molekuler

2.1.1 Pengertian perkembangan

Perkembangan dari segi molekuler merupakan hasil gabungan interaksi proses genetik dengan lingkungan. Genetik merupakan sumber informasi yang dimiliki oleh sel dari suatu organisme, yang mengotrol aktivitas fisiologi dan biokimia sejalan dengan arah perkembangannya. Tetapi potensi genetik ini hanya akan berkembang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok yang memberikan fasilitas kepada organisme dalam melaksanakan aktivitasnya. Jadi karakteristik yang ditampilkan oleh tumbuhan, ditentukan baik oleh genetic maupun lingkungan secara bersama – sama. Sebagai contoh misalnya hilangnya klorofil dari tumbuhan yang disebabkan oleh factor genetic maupun lingkungan. Biarpun secara genetic tumbukzhan mampu mensintesis klorofil, tetapi apabila lingkungannya tidak menunjang, misalnya tidak ada cahaya atau tidak menyediakan mineral yang diperlukan untuk pembentukan klorofil, maka klorofil tadi tidak akan terbentuk. Sebaliknya meskipun lingkungan telah menyediakan segala kebutuhan untuk sintesis klorofil ( cahaya, mineral ), tetapi secara genetic tumbuhan tersebut tidak mampu membentuk klorofil ( misalnya jamur ), maka klorofil tersebut tidak akan terbentuk. Genetic mengontrol pembentukan enzim – enzim yang diperlukan dalam mensintesis klorofil.

Dalam proses perkembangan tumbuhan memiliki 2 aspek yang dapat kita kaji, diantaranya :

a) Aspek morfologi dan anatomi

b) Aspek fisiologi dan biokimia

Pada aspek morfologi dan anatomi kita dapat mengkaji perubahan – perubahan struktur yang terjadi selama proses perkembangan tumbuhan. Kita tidak akan dapat memahami proses perkembangan tumbuhan tanpa mempelajari proses fisiologi dan biokimia. Proses fisiologi dan biokimia ini sangat menentukan perubahan morfologi suatu organism sehingga aspek fisiologi dan biokimia merupakan subyek utama dalam mempelajari perkembangan ilmu ini, yang sekarang lebih dikenal istilah morfogenesis.

2.1.2 Mekanisme perkembangan molekul

Selama paruh kedua abad ke-21 macam-macam molekul yang terlibat dalam perkembangan embrio diidentifikasikan. Faktor turunan merupakan regulator kunci dari yang gen ditampakkan dalam sel. Kontrol turunan dalam bermacam-macam tipe sel yang berbeda membuat setiap tipe sel (epitel, otot, neuron, dan sebagainya ) menunjukkan jumlah berbeda dari protein yang mungkin terjadi. Faktor turunan diatur oleh jalan kecil transduksi sinyal yang menyampaikan sinyal dari luar sel ke nukleus sel. Jalan kecil transduksi sinyal sering melibatkan reseptor, enzim, dan lain – lain,  seperti protein kinase. 1 kelas gen kunci yang secara berbeda diatur oleh faktor turunan dalam macam-macam sel yang berbeda ialah gen untuk protein adhesi sel. Protein adhesi sel di antara pengatur morfogenesis kunci.

Setiap tumbuhan, selama siklus hidupnya melalui 3 fase perkembangan, embriogenesis, perkembangan vegetatif dan perkembangan reproduktif. Secara alami, ketiga fase tersebut secara bergantian berjalan sangat teratur dan terus menerus. Pada tanaman dan organisme multiselular lainnya, proses pengaturan perkembangan tersebut terjadi karena adanya interaksi dan koordinasi diantara ribuan gen yang terdapat pada genomnya. Gen bekerja sesuai perannya, secara spasial dan temporal, membentuk networking yang akan menghasilkan perkembangan khas pada setiap tahapan perrkembangan tanaman. Aktivasi dan inaktivasi gen (switch ON/OFF suatu gen atau sekelompok gen) menjadi mekanisme dasar genetika molekular pembentukan organ dan proses fisiologi dalam perkembangan tanaman. Oleh karena itu untuk memahami struktur dan perkembangan tanaman dapat dilakukan dengan mengisolasi, karakterisasi dan analisis fungsi dari gen-gen kunci pada tanaman. Pada tahun 2002-2004, dengan biaya Proyek RUT IX telah dilakukan uji fungsional gen KNAT I (KNOTTED1-homeobox Arabidopsis thaliana), gen kunci pertumbuhan meristem ujung batang pada tanaman Arabidopsis, yang ternyata menyebabkan variasi perubahan bentuk daun dan pertumbuhan multitunas (30-60 tunas tumbuh dari 1 protokorm/embrio anggrek) pada tanaman anggrek transgenik 35S::KNAT1. Gen homolog dari KNAT1I tersebut telah diisolasi dari pustaka cDNA seedling tanaman anggrek bulan alam Phalaenopsis amabilis (L.) Bl., dan masih dalam tahap karakterisasi.

2.2  RNA ( asam ribonukleat )

2.2.1 Pengertian asam ribonukleat ( RNA )  

Asam ribonukleat (bahasa Inggris: ribonucleic acid, RNA) adalah satu dari tiga makromolekul utama (bersama dengan DNA dan protein) yang berperan penting dalam segala bentuk kehidupan. Jadi Asam ribonukleat (RNA)adalah jenis molekul biologis penting yang terdiri dari rantai panjang unit nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari basa   nitrogen, gula ribosa, dan fosfat. Asam ribonukleat berperan sebagai pembawa bahan genetik dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetik. RNA terletak didalam sitoplasma, terutama di dalam ribosom dan nucleus. Dalam dogma pokok (central dogma) genetika molekular, RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein. RNA sangat mirip dengan DNA, tetapi berbeda dalam beberapa rincian struktural penting: di dalam sel, RNA beruntai tunggal biasanya, sementara DNA biasanya beruntai ganda; nukleotida RNA mengandung ribosa sementara DNA mengandung deoksiribosa (sejenis ribosa yang tidak memiliki satu atom oksigen); dan RNA memiliki urasil dasar daripada timin yang hadir dalam DNA.

2.2.2. Fungsi dari RNA

Pada sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik. Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimana DNA pada organisme hidup lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru. Namun demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk ‘triplet’, tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam amino (kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein.

2.2.3 Struktur dari asam ribonukleat ( RNA )

Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus pentosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan guguspentosa dari nukleotida yang lain. Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil cincin gulapentosa, sehingga dinamakan ribosa, sedangkan gugus pentosa pada DNA disebut deoksiribosa. Basa  nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basatimina pada DNA diganti dengan urasil pada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenina, guanina, sitosina, atau urasil untuk suatunukleotida.Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya.

Setiap nukleotida dalam RNA berisi ribosa gula, dengan karbon yang nomor 1′ melalui 5′. Basa yang menempel 1′ posisi, umumnya adenin (A), Sitosina (C), guanina (G) atau urasil (U). Adenina dan guanina merupakan purina, Sitosina dan urasil pirimidina. Gugus fosfat dilampirkan ke 3′ posisi satu ribosa dan 5′ posisi berikutnya. Gugus fosfat telah negatif biaya masing-masing pada fisiologis pH, membuat RNA molekul bermuatan (polyanion). Dasar dapat membentuk ikatan hidrogen antara Sitosina, dan guanina, antara adenina dan urasil dan antara guanina dan urasil.

Fitur penting struktural RNA yang membedakannya dari DNA adalah keberadaan gugus hidroksil pada 2′ posisi ribosa gula. Keberadaan Gugus ini menyebabkan helix untuk mengadopsi A-bentuk geometri daripada bentuk-B umumnya diamati dalam DNA. Hal ini menyebabkan sangat mendalam dan sempit groove utama dan dangkal dan lebar kecil groove. Akibatnya kedua kehadiran 2′-gugus hidroksil adalah bahwa di daerah conformationally fleksibel RNA molekul (yang, tidak terlibat dalam pembentukan beruntai ganda), dapat kimiawi menyerang dekat phosphodiester ikatan untuk tulang punggung.

RNA ditranskripsikan dengan hanya empat basa (adenina, Sitosina, dan guanina urasil), tetapi ada banyak basa yang dimodifikasi dan gula dalam RNA dewasa. Pseudouridina (Ψ), di mana hubungan antara urasil dan ribosa berubah dari ikatan C–N C–C bond, dan ribotimidina (T), yang ditemukan di berbagai tempat (terutama di TΨC loop tRNA). Lain terkenal adalah Hipoxantina, basa adenina deaminated nukleosida yang disebut inosina (I). Inosina memainkan peran kunci dalam hipotesis menggigil kode genetik. Ada hampir 100 lainnya alami diubah nukleosida, yang pseudouridina dan nukleosida dengan 2’methylribose – O – adalah yang paling umum. Peran tertentu banyak modifikasi ini pada RNA belum sepenuhnya dipahami. Namun, sangat penting bahwa pada ribosomal RNA, banyak modifikasi post-transcriptional terjadi di daerah yang sangat fungsional, seperti pusat transferase peptidyl dan antarmuka subunit, menyiratkan bahwa mereka penting untuk fungsi normal. Bentuk fungsional terdampar RNA molekul tunggal, seperti protein, sering membutuhkan struktur tersier. Perancah untuk struktur ini disediakan oleh sekunder elemen-elemen struktural yang ikatan hidrogen dalam molekul. Hal ini menyebabkan beberapa dikenali “domain” struktur sekunder seperti hairpin loop, tonjolan dan internal loop. Karena RNA diisi, ion logam seperti Mg2 + yang diperlukan untuk menstabilkan banyak bangunan sekunder dan tersier. Adapun struktur – struktur dari RNA adalah :

2.2.4  Macam – macam tipe asam ribonukleat ( RNA )

RNA hadir di alam dalam berbagai macam/tipe. Sebagai bahan genetik, RNA berwujud sepasang pita (Inggris double-stranded RNA, dsRNA). Genetika molekular klasik mengajarkan, pada eukariota terdapat tiga tipe RNA yang terlibat dalam proses sintesis protein, yaitu :

1)      RNA duta ( RNA-d ) atau messenger RNA ( mRNA ), merupakan RNA terbesar atau terpanjang yang disintesis dalam nucleus, berfungsi sebagai pembawa kode genetic dari DNA ke ribosom dan sebagai pola cetakan dalam membentuk polipeptida. RNA duta juga merupakan RNA yang urutan basanya berpasangan dengan salah satu urutan basa rantai DNA.  RNA duta dibentuk oleh DNA didalam inti sel, akan tetapi RNA duta ini dibentuk bila diperlukan dan jika tugasnya selesai, maka akan dihancurkan dalam plasma. Rantai tunggal RNA duta cukup panjang

2)      RNA ribosom ( RNA-r ), merupakan komponen penyusun ribosom yang jumlahnya paling banyak dan membantu dalam proses sintesis protein. RNA ribosom dibentuk oleh DNA dan tedapat didalam ribosom. Fungsi dari RNA ribosom adalah sebagai mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah sepanjang RNA duta. Didalam ribosom molekul rRNA ini mencapai 30 – 46 %.

3)      RNA transfer (RNA- t ), merupakan RNA yang rantainya terpendek, berfungsi menerjemahkan kode – kode yang dibawa oleh RNA-d ke dalam urutan basa polipeptida dan membawa asam – asam amino ke ribosom untuk disusun menjadi protein. Karena RNA-t  merupakan penerjemah kode / kodon, maka sering disebut antikodon. RNA transfer dibentuk oleh DNA dan terletak di dalam sitoplasma.

2.2.5 Peran RNA dalam mempertahankan keberadaan makhluk hidup

Asam ribonukleat  atau yang lazim disebut  RNA adalah jenis molekul biologis penting yang terdiri dari rantai panjang unit nukleotida. Setiap nukleotida ( molekul  yang tersusun dari  gugus basa heterosiklik   ( senyawa organik)  gula dan satu atau lebih gugus  fosfat  yang dalam kimia sering disebut  Ortofofat yang terdiri  dari basa nitrogen, gula ribosa, dan fosfat. RNA sangat mirip dengan DNA, tetapi berbeda dalam beberapa rincian struktural penting dalam sel, RNA beruntai tunggal biasanya, sementara DNA biasanya beruntai ganda nukleotida RNA mengandung ribosa sementara DNA mengandung deoksiribosa (sejenis ribosa yang tidak memiliki satu atom oksigen) dan RNA memiliki urasil dasar daripada timin yang hadir dalam DNA. RNA ditranskripsi dari DNA oleh enzim yang disebut RNA polimerase dan umumnya selanjutnya diproses oleh enzim lainnya. RNA merupakan pusat sintesis protein. Di sini, jenis RNA disebut RNA membawa informasi dari DNA ke struktur yang disebut ribosom. Ribosom ini terbuat dari protein dan RNA ribosom, yang datang bersama untuk membentuk sebuah mesin molekuler yang dapat membaca dan menerjemahkan messenger RNA informasi yang mereka bawa menjadi protein.

RNA dan DNA kedua asam nukleat, tetapi berbeda dalam tiga cara utama. Pertama, tidak seperti DNA yang beruntai ganda, RNA adalah sebuah molekul untai tunggal di sebagian besar peran biologis dan memiliki rantai lebih pendek dari nukleotida. Kedua, sementara DNA berisi deoksiribosa, RNA berisi ribosa (tidak ada kelompok hidroksil yang menempel pada cincin pentosa pada posisi 2 ‘dalam DNA). Kelompok-kelompok hidroksil membuat RNA dari DNA kurang stabil karena lebih rentan terhadap hidrolisis. Ketiga, basis pelengkap untuk adenin tidak timin, karena dalam DNA, melainkan urasil, yang merupakan bentuk unmethylated timin. Sebagai contoh, penentuan struktur dari enzim-ribosom suatu yang mengkatalisis pembentukan ikatan peptida mengungkapkan bahwa situs aktif adalah seluruhnya terdiri dari RNA.

Selama ini orang cenderung lebih mengenal yang namanya DNA. Bahkan selama beberapa dekade, DNA telah menjadi bintang dalam biologi molekuler. Tetapi sekarang RNA yang selama ini dipandang sebagai duplikat dari gen yang dikodekan dalam heliks ganda, semakin menjadi terkenal sejak ahli biologi menemukan banyak hal mengenai RNA.  Jika dipandang dari sudut RNA, DNA hanya kumpulan informasi pasif, seperti buku telepon yang tebal dan RNA lah yang mencari nomor lalu menghubungkan saluran dan menentukan seberapa lama panggilan berlangsung.

Menurut Susan Gottesman  dari National Cancer Institute salah seorang pakar biologi dalam paparan di salam satu symposium  di Cold Spring Harbour Labolatory  bahwa Idealnya apa yang dapat dilakukan DNA juga dapat dilakukan oleh RNA dengan baik. Pada masa lalu, RNA tidak memperoleh banyak perhatian. Lalu muncul dogma biologi yang manyatakan bahwa DNA membua RNA kurir. RNA kurir membuat protein, dan protein melakukan segala sesuatu yang diperlukan dalam sel kehidupan. Meskipun  masih berlaku, namun lambat laun dogma dinilai kurang lengkap sejak adanya penemuan RNA pengatur.

RNA pengatur adalah merupakan pemeran utama dalam kebanyakan aktifitas utama sel. RNA pengatur juga mampu menjaga kesatuan DNA dalam sel telur dan sperma yang akan mewariskan informasi turunan ke generasi berikutnya. Selain itu RNA pengatur juga akan membantu menentukan gen apa yang dapat diakses oleh tiap tipe sel. Peran pengatur RNA mulai diketahui kurang lebih 15 tahun lalu sejak peneliti menemukan kelas dari melokul DNA pendek yang disebut silencing RNA dan kelas kedua disebut micro RNA. Kedua kelas tersebut memiliki banyak fitur yang sama. Keduanya terbuat dari gen pendek  atau potongan DNA dalam genom. Genom adalah adalah keseluruhan  bahan genetik yang membawa semua informasi pendukung kehidupan pada suatu makhluk hidup, baik yang merupakan gen atau bukan. Kemudian para peneliti menemukan bahwa keduanya mengikuti jalur yang berbeda dari RNA kurir.

Pada RNA pengatur, transkrip gen RNA dir poses oleh enzim yang disebut Dicer Slicer dan Argonaute, hasil akhirnya adalah potongan  kecil sel RNA dengan panjang sekitar 20 cm. Meskipun ringkas potongan RNA ini cukup panjang untuk disesuaikan dengan urutan RNA spesifik dalam sel berbagai jenis RNA kurir.  Bila potongan RNA menemukan RNA kurir yang sesuai, maka mikro RNA akan mengekang aktifitas RNA kurir dan silencing RNA akan menghancurkan target RNA kurir. Hal ini berarti lebih sedikit atau tidak ada protein yang diproduksi dalam sel.

Peranan penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk ‘triplet’, tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Penelitian mutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori ‘dunia RNA’, yang menyatakan bahwa pada awal proses evolusi, RNA merupakan bahan genetik universal sebelum organisme hidup memakai DNA.

2.3 Diferensiasi

2.3.1  Pengertian diferensiasi

Diferensiasi sel adalah proses ketika sel kurang khusus menjadi  jenis sel  yang lebih khusus. Diferensiasi terjadi beberapa kali selama perkembangan organisme multiselular ketika organisme berubah dari zigot sederhana menjadi suatu sistem jaringan dan jenis sel yang rumit. Diferensiasi adalah proses yang lazim pada makhluk dewasa terpisah dan menciptakan sel anak yang terdiferensiasi sepenuhnya selama perbaikan jaringan dan perputaran sel normal. Diferensiasi secara dramatis mengubah ukuran, bentuk potensial membran, dan ketanggapan sel terhadap sinyal. Perubahan-perubahan itu sebagian besar diakibatkan oleh modifikasi ekspresi gen yang sangat terkontrol. Dengan sejumlah pengecualian, diferensiasi sel hampir tidak pernah mengubah urutan DNA-nya sendiri. Karena itu, beberapa sel bisa memiliki ciri-ciri khas fisik yang sangat berbeda meski memiliki genom yang sama. Sebuah sel yang mampu mendiferensiasikan dirinya ke semua jenis sel organisme dewasa disebut pluripoten. Sel-sel seperti itu disebut sel meristem pada tumbuhan yang lebih tinggi. Sebuah sel yang mampu mendiferensiasikan diri ke semua jenis sel, termasuk jaringan plasenta disebut totipoten. Pada tumbuhan, banyak sel diferensiasi yang menjadi totipoten melalui serangkaian tekhnik laboratorium sederhana.  Sel di dalam kultur sel dapat kehilangan ciri-ciri aslinya, seperti ekspresi protein atau berubah bentuk. Proses ini tergolong diferensiasi.

2.4 Sistem operan

Setiap sel hidup pada tumbuhan akan memperoleh kelengkapan genetik yang diturunkan dari induknya dan merupakan sumber informasi untuk melaksanakan kegiatan pertumbuhan dan perkembangan. Sumber-sumber informasi ini berada dalam inti sel dan setiap sel hidup menerima kelengkapan informasi genetik yang asli yang diterimanya pada saat proses pembelahan pembelahan sel terjadi. Informasi genetik yang tepat perlu diterima oleh setiap sel, sehingga setiap organ pada tumbuhan dapat berkembang pada jalur yang tepat. Dalam perjalanan proses perkembangan menuju terbentuknya suatu individu tumbuhan yang utuh dan lengkap, setiap informasi genetik yang tidak relevan atau tidak dibutuhkan akan ditahan atau disimpan dan tidak digunakan. Dalam pemanfaatan informasi genetik dalam kaitannya dengan perkembangan akan menyangkut proses pengaktifan gen, selanjutnya mRNA akan ditranskripsi. mRNA yang diturunkan dari DNA pada gen ini telah terpolakan susunan asam amino yang akan membentuk protein enzim tertentu, yang selanjutnya akan digunakan dalam kegiatan metabolisme dalam sel yangs sesuai dengan arah perkembangannya.

Aktif dan inaktifnya gen ditentukan oleh bekerja tidaknya represor. Represoe ini akan menghambat kerja gen operator, sehingga gen struktural tidak dapat bekerja. Disini terlihat bahwa faktor genetik akan menentukan gen struktural mana yang bekerja dan protein dan enzim mana yang dibentuk. Yang mampu menghilangkan hambatan represor adalah efektor yang dapat berupa substrat yag harus dipecah oleh enzim. Dapat ditarik analogikan bahwa lingkungan dapat menentukan protein apa atau gen mana yang aktif bekerja sehingga terjadi diferensiasi. Senyawa yang dihasilkan oleh aktivitas gen dapat pula menghambat kerja gen, karena senyawa itu dapat mengaktifkan represor sehingga memblokir kerja gen operator. Hambatan kerja gen dapat terjadi kerena histon salah satu protein penyusun DNA. Sebagai bagian dari protein struktural histon dapat menghambat aktivitas gen diseluruh kromosom atau bagian kromosom tertentu saja, atau histon itu menghambat aktivitas gen tertentu saja.

Proses pengaktifan gen-gen tersebut harus berjalan dalam urutan yang tepat, artinya tahap pengaktifan akan merupakan prasyarat untuk pengaktifan berikutnya. Secara umum, bagaimana mekanisme proses pengaktifan tersebut dilaksanakan, telah diusulkan oleh ilmuwan Prancis F. Jacob dan J. Monod seperti terlihat pada gambar yang dikenal dengan nama sistem operon berikut ini.

Jacob dan Monod menggambarkan mekanisme pengontrolan sintesis protein, diatur oleh gen pengatur (regulator gene), gen operator (operator gene), dan gen struktur (struktural gene). Kombinasi gen operator dengan gen struktur disebut operon. Mekanisme kerja operon ini dikatakan bahwa gen struktur yang memprogram mRNA untuk enzim yang lebih spesifik, berada dalam kelompok atau sendirian, masing-masing berkombinasi dengan suatu gen operator yang berfungsi mengatur gen struktur menjadi aktif atau dalam keadaan terbuka, dan menjadi tidak aktif atau dalam keadaan tertutup. Gen pengatur yang letaknya terpisah (bukan bagian dari operon) membentuk suatu molekul pengatur (suatu protein) yang disebut repressor yang menjaga gen operator dalam keadaan tertutup, sehingga operon berada dalam keadaan tidak aktif. Hadirnya atau penambahan suatu molekul yang disebut induser, yang bergabung dengan atau mentidakaktifkan “repressor”, memberi kesempatan kepada gen operator untuk berada dalam keadaan terbuka, sehingga operon diaktifkan.

Beberapa molekul lain yang disebut korepresor dapat bertindak menutup gen, dengan cara mengaktifkan represor kembali sehingga operon menjadi tertutup dan menjadi tidak aktif. Molekul-molekul induser dan korepressor dapat merupakann metyabolit sederhana yang terlibat dalam urutan reaksi atau metabolisme. Tidaklah sukar untuk membayangkan bahwa beberapa aktivitas metabolisme sel berkaitan dengan pertumbuhan (misalnya sintesis dinding sel), menghasilkan molekul yang disamping sebagai senyawa antara dalam sintesis dinding sel, dapat pula bertindak sebagai induser operon yang memprogram pembentukan mRNA yang akan mensintesis enzim sitoplasmik.

Senyawa-senyawa ini lebih lanjut dapat menghasilkan senyawa antara yang akan merangsang sintesis komponen-komponen struktur dan lain-lain. Pada beberapa tahap, beberapa senyawa antara atau produk aktivitas metabolisme dapat pula bertindak sebagai korepresor operon sebelumnya, sesuai dengan urutannya. Proses pengaktifan satu atau kelompok operon yang spesifik akan selalu mengarah pada satu pola perkembangan. Arah perkembangan pada satu tingkat perkembangan (juvenile) dapat sangat berbeda dengan arah perkembangan pada tingkat yang lain (dewasa), meskipun kedua-duanya dikontrol oleh operon yang sama. Pada gambar dibawah ini merupakan model hipotetik pada sel yang sama.

Perbedaan susunan genetiik merupakan salah satu fakor penyebab keragaman penampilan tanaman. Biji yang diperoleh dari penyerbukan silang antara tanaman dari jenis yang berbeda akan mempunyai susunan genetik yang berbeda. Program genetic  – suatu untaian susunan genetic  yang akan diekspresikan pada suatu fase atau keseluruhan fase pertumbuhan – yang berbeda dapat diekspresikan pada berbagai sifat tanaman yang mencakup bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keragaman pertumbuhan tanaman. Pada tanaman yang menyerbuk sendiri pun, susunan genetic  dapat berbeda di antara biji yang berasal dari tanaman berbeda bahkan mungkin tanaman yang sama. Mutasi, fenomena yang menggambarkan peristiwa perubahan bahan genetic secara tiba-tiba dan dapat diwariskan, sudah umum dikenal. Mutasi dapat terjadi karena kekeliruan dalam pemindahan informasi genetic dari suatu generasi ke generasi berikutnya. Sekalipun replikasi DNA terjadi melalui dua system koreksi yaitu oleh DNA itu sendiri dan enzim DNA polymerase.

Mutasi dapat juga terjadi karena pengaruh factor luar yang dikenal dengan istilah mutagen seperti radiasi sinar tertentu dan bahan kimia. Kerusakan DNA yang dapat menghasilkan susunan genetic  yang berbeda dapat terjadi pada biji selama penyimpanan. Ini berhubungan dengan terbentuknya radikal(gugus) bebas yaitu molekul yang mengandung electron  yang tidak berpasangan. Zat ini yang sangat reaktif, membiak sendiri dan berada dalam berbagai produksi biologis – dapat mengakibatkan gangguan metabolism termasuk kerusakan DNA. Sebagai contoh, radikal bebas oksigen terlibat dalam kerusakan DNA melalui pengrusakan basa dan gugusan fosfat gula. Reaksi biokimia yang dapat membawa pembentukan radikal bebas mencakup proses metabolism  penting seperti transfer elektron, oksidasi substrat, metabolism lemak dan mekanisme pertahanan patologi. Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetic  selalu mungkin terjadi sekalipun bahan tanam yang digunakan berasal dari jenis tanaman yang sama.

Namun perlu diingat bahwa susunan genetic  yang berbeda tidak selalu seluruhnya diekspresikan, hanya diekspresikan sebagian yang mungkin mengakibatkan hanya sedikit perubahan penampilan tanaman. Oleh karena itu suatu pertanyaan dapat timbul tentang besaran sumbangan factor genetic terhadap total keragaman penampilan tanaman. Apabila bahan tanam yang yang sama, maka keragaman tanaman yang muncul dapat dihubungkan dengan perbedaan susunan susunan genetic dengan catatan bahwa factor  lain dapat berpengaruh mempunyai susunan genetic  yang berbeda ditanam pada kondisi lingkungan konstan. Pengaruh suatu susunan genetic  terhadap keragaman tanaman dapat ditafsirkan dengan melibatkan keadaan lingkungan yang berbeda. Dalam keadaan demikian, suatu perbandingan relative  dapat dibuat antara pengaruh genetic  dan lingkungan terhadap keragaman tanaman. Salah satu analisis yang umum digunakan untuk mengevaluasi sumbangan perbedaan genetic  terhadap keragaman penampilan tanaman adalah heritabilitas, yaitu suatu ukuran tingkat pengaruh genetic  terhadap fenotip.

h2 = V(P) –  (V(E) : V ( P ) )

Dimana :

a) V( P ) = keragaman individu dalam suatu populasi, akibat perbedaan genetic dan perbedaan lingkungan.

b) V( E ) = keragaman lingkungan.

Akan tetapi tanaman tingkat tinggi bukanlah suatu organism yang ideal untuk menyelesaikan suatu siklus cukup panjang. Tanaman tahunan misalnya dapat membutuhkan waktu bertahun – tahun untuk kelangsungan hidupnya. Dalam suatu percobaan, bahan tanam seperti biji atau vegetative selalu berasal dari varietas yang sama kecuali untuk tujuan pengujian spesies atau varietas. Sehingga perbedaan genetic sebagai sumber keragaman dapat dihilangkan, sekalipun ini tidak berarti bahwa factor ini dapat diabaikan begitu saja, bahkan harus diingat setiap saat melaksanakan penelitian agar sikap hati – hati tetap dilakukan untuk menekan keragaman yang bersumber dari perbedaan genetic.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Perkembangan dari segi molekuler merupakan hasil gabungan interaksi proses dengan lingkungan. Genetik merupakan sumber informasi yang dimiliki oleh sel dari suatu organisme, yang mengotrol aktivitas fisiologi dan biokimia sejalan dengan arah perkembangannya. Tetapi potensi genetic  ini hanya akan berkembang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok yang memberikan fasilitas kepada organisme dalam melaksanakan aktivitasnya. Jadi karakteristik yang ditampilkan oleh tumbuhan, ditentukan baik oleh genetic maupun lingkungan secara bersama – sama.  Asam ribonukleat (RNA) adalah jenis molekul biologis penting yang terdiri dari rantai panjang unit nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari basa   nitrogen, gula ribosa, dan fosfat.  Asam ribonukleat berperan sebagai pembawa bahan genetik dan memainkan peran utama dalamekspresi genetik.  RNA terletak didalam sitoplasma, terutama di dalam ribosom dan nucleus.

RNA merupakan bahan genetik Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetic,  sebagaimana DNA pada organisme hidup lain. RNA memiliki beberapa tipe yaitu RNAd, rRNA, dan tRNA.  Diferensiasi sel adalah proses ketika sel kurang khusus menjadi  jenis sel  yang lebih khusus. Diferensiasi terjadi beberapa kali selama perkembangan organism  multiselular ketika organism  berubah dari zigot sederhana menjadi suatu system  jaringan dan jenis sel yang rumit.  Jacob dan Monod menggambarkan mekanisme pengontrolan sintesis protein, diatur oleh gen pengatur (regulator gene), gen operator (operator gene), dan gen struktur ( structural gene). Kombinasi gen operator dengan gen struktur disebut operon.  Mekanisme kerja operon ini dikatakan bahwa gen struktur yang memprogram mRNA untuk enzim yang lebih spesifik, berada dalam kelompok atau sendirian, masing-masing berkombinasi dengan suatu gen operator yang berfungsi mengatur gen struktur menjadi aktif atau dalam keadaan terbuka, dan menjadi tidak aktif atau dalam keadaan tertutup.

3.2  Saran

Semoga dengan adanya makalah mengenai perkembangan tumbuhan ini dalam hal perkembangan segi molekuler, RNA, diferensisi, serta system operan menurut Jacob dan Monod dapat member  nuansa dan gairah baru terhadap pemahaman mengenai perkembangan tumbuhan  yang sering kita temui dalam kehidupan sehari – hari. Kamipun menyadari bahwa makalah ini masih ada kekurangan. Untuk itu kritik dan saran dari semua pihak merupakan suatu hal yang kami  harapkan agar menjadikan makalah ini lebih baik. Kami minta maaf apabila ada kesalahan dalam pembuatan makalah mata kuliah perkembangan tumbuhan  ini. Semoga segala ikhtiyar kita diridhoi Allah SWT. Amin…

DAFTAR PUSTAKA

  • Sasmitamihardja, Darjat.dkk. 1995. Dasar – dasar Fisiologi Tumbuhan. Bandung : Institut Teknologi Bnadung ( ITB )
  • Yuwono, Tribowo. 2002. Biologi Molekuler . Jakarta : Erlangga.
  • Franklin, P. Gardner, R. Brent. Pearce. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya.Jakarta : Universitas Indonesia ( UI – Press )
  • Fried, George. 2005 . Biologi. Jakarta : Erlangga.
  • Salisburry, Frank B. dan Cleon W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid III.Bandung : ITB
  • Nugroho, L. Hartanto, Purnomo, Issirep Sumardi. 2005. Sruktur dan Perkembangan Tumbuhan.  Jakarta : Penebar Swadaya.
  • Dwijoseputro. 1997. Pengantar Genetika . Jakarta : Bharata.
  • B, Albert. 1994. Biologi Molekul Sel Edisi Kedua. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.

Be the first to comment

Leave a Reply

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.


*