BAB 1
Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
A. PENDAHULUAN
Pertumbuhan adalah proses pertambahan volume yang irreversible (tidak dapat balik) karena adanya
pembelahan mitosis atau pembesaran sel; dapat pula disebabkan oleh keduanya.
Perkembangan adalah terspesialisasinya sel-sel
menjadi struktur dan fungsi tertentu.
Perkembangan awal suatu tumbuhan
secara garis besar melalui tiga tahap, yaitu pembelahan sel, morfogenesis, dan diferensiasi seluler.
B. PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN
Tumbuhan bertambah
tinggi dan besar disebabkan oleh dua hal berikut ini.
J.
pertambahan jumlah sel sebagai hasil pembelahan mitosis pada meristem (titik
tumbuh) di titik tumbuh primer dan sekunder.
J.
pertambahan komponen-komponen seluler dan adanya diferensiasi sel.
1. Perkecambahan
Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman
keci dari dalam biji).
a. Proses
perkecambahan
1) Proses
fisika
Proses fisika, yaitu penyerapan air.
2) Proses
kimia
Proses kimia, yaitu aktivitas enzim.
b. Macam
perkecambahan
1) Epigeal
Perkecambahan disebut
epigeal jika kotiledonnya terangkat ke atas permukaan tanah.
2) Hipogeal
Perkecambahan disebut
hypogeal jika kotiledonnya tetap berada di bawah permukaan tanah.
Biji berkecambah
jika mendapat air, suhu, udara, dan cahaya yang cukup.
Perkecambahan biji
melibatkan proses penyerapan air, pelepasan hormon, dan kerja enzim.
|
c. Pertumbuhan akar
Empat
daerah pertumbuhan akar, yaitu:
1) Tudung
akar
Tudung akar merupakan daerah akar yang
paling ujung.
2) Daerah
meristem
Daerah meristem terletak di belakang
tudung akar, yang meliputi meristem apikal (daerah pusat pembelahan sel) dan derivatnya.
3) Daerah
pemanjangan
Daerah pemanjangan sel terletak di
belakang daerah meristem. sel-selnya relative lebih tahan terhadap kerusakan
yang disebabkan radiasi dan bahan kimia beracun dibandingkan daerah lain. Sel
di daerah pemanjangan ini juga berfungsi sebagai penyimpan makanan.
4) Daerah
diferensiasi
Daerah diferensiasi terletak di bagian
akhir akar, bercampur dengan daerah pemanjangan. Di daerah diferensiasi
terdapat tiga sistem jaringan jaringan yang dihasilkan dari sel-sel meristem,
yaitu protoderma,
meristem dasar, dan prokambium.
2. Pertumbuhan dan Perkembangan Organ Tumbuhan
Bagian akar yang
mengalami pertumbuhan paling cepat adalah daerah meristem di belakang ujung
akar.
Bagian batang yang
mengalamai pertumbuhan paling cepat adalah ujung batang.
|
C. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN DAN
PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN
1. Faktor Luar
Faktor luar yang mempengaruhi
pertumbuhan pada tumbuhan adalah makanan, air, suhu, kelembapan, dan cahaya.
2. Faktor Dalam
Faktor dalam yang mempengaruhi
pertumbuhan pada tumbuhan adalah gen dan hormon.
Cahaya menghambat
pertumbuhan memanjang (tinggi) tanaman dengan menguraikan auksin di meristem
ujung akar.
|
Jenis-Jenis Hormon
Tumbuhan dan Pengaruhnya pada Tumbuhan
Hormon
|
Pengaruh
|
Tempat Produksi
|
Auksin, misalnya
IAA
|
Mendorong
pemanjangan batang, pertumbuhan akar, diferensiasi sel dan percabangan,
pertumbuhan buah, dominansi apikal, fototropisme, dan geotropism.
|
Dihasilkan pada
embrio dalam biji, meristem batang, dan daun-daun muda.
|
Sitokinin, misalnya
zeatin
|
Mempengaruhi
pertumbuhan akar dan diferensiasi akar; mendorong pembelahan, pertumbuhan
sel, perkecambahan dan pembungaan; menghambat penuaan.
|
Disintesis pada
akar dan diangkut ke organ lain.
|
Giberelin, misalnya
GA3
|
Mendorong
perkecambahan biji dan tunas, pemanjangan batang, pertumbuhan daun,
pembungaan, dan perkembangan buah; mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi
akar.
|
Diproduksi dalam
meristem batang, meristem akar, daun muda, dan embrio.
|
Asam absisat
|
Menghambat
pertumbuhan, menutup stomata selama kekurangan air, menunda pertumbuhan
(dormansi).
|
Disintesis pada
daun, batang, buah, dan biji.
|
Gas etilen
|
Mendorong pemasakan
buah, menyebabkan batang tumbuh menjadi tebal.
|
Diproduksi di
jaringan buah masak, di ruas batang, dan di daun tua.
|
BAB 2
Metabolisme
Metabolisme adalah proses penyusunan (anabolisme) dan
pembongkaran (katabolisme) zat-zat dalam tubuh organisme.
A.
Enzim Reaksi metabolisme merupakan reaksi enzimatis yang melibatkan enzim. Sifat-sifatnya sbb:
- merupakan protein.
- biokatalisator (katalisator hidup yang mempercepat reaksi kimia tetapi tidak berubah setelah selesai reaksi.
- mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi.
- tidak mengubah keseimbangan reaksi.
- bekerja sangat spesifik, yaitu satu substrat, satu enzim.
- memiliki sisi aktif atau sisi katalistik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombionasi.
- substrat “asing” berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.
Faktor-faktor yang mempengaruhi
kerja enzim:
- konsentrasi substrat,
- konsentrasi enzim,
- temperatur,
- prubahan pH.
B. Respirasi Aerob dan Anaerob
Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali
untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.
1. Respirasi aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan
oksigen bebas.
2. Respirasi anaerob, yaitu respirasi yang tidak
membutuhkan oksigen bebas.
Respirasi
sel secara aerob berlangsung melalui empat tahap, yaitu:
1. Glikolisis
1. Glikolisis
- berlangsung di sitoplasma,
- berlangsung secara anaerob,
- mengubah satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat,
- dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa.
2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat
- berlangsung pada matriks mitokondria,
- mengubah asam piruvat menjadi Asetil Koenzim A,
- dihasilkan 1 NADH dan CO2 untuk setiap pengubahan molekul asam piruvat menjadi Asetil Koenzim A.
3. Siklus Kreb’s
- berlangsung pada matriks mitokondria,
- mengubah Asetil Koenzim A menjadi CO2,
- untuk tiap molekul senyawa Asetil Koenzim A dihasilkan 1 ATP, 1 FADH, dan 3 NADH.
4. Rantai Transpor Elektron
- NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen,
- melalui rantai respirasi, hidrogen dari NADH dan FADH yang dihasilkan pada proses glikolisis. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dan siklus kreb’s dilepaskan ke oksigen (sebagai senyawa penerima hidrogen terakhir), untuk membentuk H20 dengan melepaskan energi secara bertahap,
- satu molekul NADH akan menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan menghasilkan 2 ATP.
Pada
respirasi anaerob jalur yang ditempuh meliputi:
- glikolisis
- pembentukkan alhokol
(fermentasi alkohol) atau pembentukkan asam laktat (fermentasi asam
laktat).
∞ Contoh organisme yang melakukan fermentasi alkohol adalah ragi.
Reaksi fermentasi adalah:
C6H12O6 (glukosa) → 2 CH3-CH2-OH (etanol) + 2 CO2 + E
∞ contoh organisme yang melakukan fermentasi asam susu adalah bakteri asam susu yang menyebabkan asamnya susu.
C. Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses pembentukkan bahan organik dari bahan
organik dengan bantuan cahaya dan kloroplas. Proses fotosintesis terjadi
pada kloroplas dengan dua tahap reaksi, yaitu:
1. Reaksi Terang
- terjadi pada tilakoid (grana) kloroplas,
- terjadi proses fotolisis air sehingga dihasilkan oksigen. Jadi, oksigen dihasilkan dari H2O,
- reaksi tergantung pada cahaya untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia berupa ATP dan NADPH.
2. Reaksi Gelap
- terjadi pada stroma kloroplas,
- reaksi yang dapat (bukan harus) berlangsung dalam gelap karena enzim-enzim untuk fiksasi CO2 pada stroma kloroplas tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan ATP dan NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang,
- menggunakan daur Calvin (daur reduksi
karbon, daur C-3) yang terdiri atas tiga bagian utama, yaitu:
®. karboksilasi adalah penambahan CO2 ke RuBp (Ribulosa Bi Pospat) membentuk dua molekul APG (Asam Pospo Gliserat) dengan bantuan enzim karboksilase,
®. reduksi adalah perubahan gugus karboksil dalam APG menjadi gugus aldehid dalam PGAL (Pospo Gliserat Aldehid),
®. regenerasi adalah pembentukkan kembali RuBp yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 yang berdifusi ke dalam daun melalui stomata.
D. Kemosintesis
Kemosintesis adalah asimilasi karbon yang energinya berasal dari
reaksi-reaksi kimia dan tidak diperlukan klorofil. Umumnya dilakukan oleh
mikroorganisme, misalnya bakteri. Organismenya disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi
senyawa-senyawa tertentu dan energi yang timbul digunakan untuk asimilasi
karbon.
- contoh bakteri nitrit: Nitrosomonas, Nitrosococcus
- contoh bakteri nitrat: Nitrobacter
- contoh bakteri belerang: Thiobacillus, Begiatoa
E. Percobaan Tentang Fotosintesa dan
Respirasi
1. Ingenhouz
- tujuan: membuktikan pada fotosintesis dilepaskan oksigen,
- obyek: tanaman air Hydrilla verticillata,
- hasil: tanaman air yang ditutup dengan corong terbalik dan ditempatkan di bawah sinar matahari maka timbullah gelembung-gelembung gas (oksigen).
2. Engelmann
- tujuan: membuktikan pada fotosintesis mutlak diperlukan klorofil,
- obyek: ganggang Spyrogira dan bakteri oksigen,
- hasil: hanya kloroplas yang terkena sinar yang melepaskan oksigen, hal ini terbukti dengan berkerumunnya bakteri oksigen di sekitar tempat yang terkena sinar.
3. Sachs
- tujuan: membuktikan bahwa pada fotosintesis dihasilkan amilum,
- obyek: daun yang sebagian ditutup dan reagent Yodium,
- hasil: daun yang menjadi obyek dimasukkan ke air panas kemudian ke alkohol dan kemudian ke reagent Yodium. Hasilnya adalah daun yang tidak ditutup berwarna hitam dan yang ditutup tidak berwarna.
4. Percobaan Respirasi pada Hewan
- tujuan: mempelajari respirasi pada hewan, melihatfaktor-faktor yang mempengaruhi jumlah kebutuhan oksigen pada hewan saat bernafas.
BAB 3
HEREDITASA.
HEREDITASA.
A. PENDAHULUAN
Hereditas
berarti penurunan sifat-sifat genetik dari orang tua ke anak.
Ilmu yang mempelajarihereditas disebut genetika. Teori pewarisan sifat atau hukum-hukum
hereditas pertama kalidicetuskan oleh Gregor Johann Mendel (1822-1884), anak seorang
petani kecil di Moravia Utara. Mendel berpendapat bahwa sifat-sifat dapat
diturunkan dari generasi ke generasi melalui faktorpenentu.Pada saat pendapat
beliau diakui kebenarannya, beliau sudah wafat. Hal itu dikarenakan pada waktu
diterbitkannya buku yang memuat pendapat beliau pada tahun 1866, dunia
ilmupengetahuan belum dapat menunjukkan bentuk maupun susunan sifat keturunan
yang olehMendel disebut sebagai faktor penentu. Pendapat Mendel barn ditengok
kembali pada tahun1900 oleh Hugo De Vries (Belanda), Carl Correns (Jerman), dan
Erich von Tschermak (Austria)yang melakukan analisis secara lebih mendalam.
B. MATERI GENETIK
Asam nukleat ini terdapat di dalam nukleoplasma. Nukleoplasma adalah
plasma yang terdapat didalam nukleus (inti sel). Nukleoplasma mengandung
berma-cam-macam bahan kimia, seperti larutan fosfat, gula ribosa, protein,
nukleotida, asam nukleat, serta garam-garam mineral. Selainzat-zat tersebut,
bahan dasar nukleus adalah protein yang khas yang disebut protein inti
ataunukleoprotein. Nukleo-protein dibangun oleh senyawa protein dan
asam nukleat. Dari beberapa macam asam nukleat, yang ada sangkut pautnya dengan
hereditas ada dua, yaitu DNA dan RNA. DNA
(deoxyribonucleic acid = asam deoksiri bonukleat) dan RNA (ribonucleic acid = asamribonukleat) bertanggung
jawab membentuk protein serta mengontrol sifat sifat keturunan. Jadi,gen yang
disebut faktor penentu di zaman Mendel itu, akhirnya dapat diketahui
strukturkimianya, dan disebut DNA. DNA, RNA,
gen, dan kromosom disebut materi genetik karenabertanggung jawab terhadap
pewarisan sifat-sifat genetik dari induk kepada keturunannya. Percobaan
transformasi pada bakteri Diplococcus pneumoniae yang dilakukan oleh Griffith padatahun 1928, telah memberikan
keyakinan bahwa DNA benar-benar merupakan bahan genetik.
1. DNA
a. Struktur dan Penemu DNA dan RNA adalah seorang ahli kimia berkebangsaaan Jerman,
Friederich Miescher(1869), yang menyelidiki susunan kimia dari nukleus. Zat
yang mengandung fosfor sangat tinggi dalam nukleus mula-mula disebut nuklein.
Richard Altmann kemudian mengubah nama nukleinmenjadi asam nukleat karena
nuklein bersifat seperti asam. Jadi, nukleosida adalah
nukleotidatanpa fosfat, sedangkan nukleotida adalah
nukleosida dengan fosfat.
Asam
deoksiribonukleat merupakan molekul kompleks yang dibentuk oleh 3 macam
molekul,yaitu:
1)
gula pentosa (deoksiribosa)
2)
fosfat (PO4-)
3)
basa nitrogen,
terdiri dari: a) purin: guanin (G) dan adenin (A)b)pirimidin: timin
(T) dan sitosin (C).Jadi, suatu molekul nukleotida yang terdiri dari ikatan
gula basa dan fosfat yang menyusun DNAdapat berbentuk:1) adenin nukleotida =
adenin deoksiri bosa fosfat2) guanin nukleotida = guanin deoksiri bosa fosfat3)
sitosin nukleotida sitosin deoksiribo sa fosfat4) timin nukleotida timin deoksiribosa
fosfat.Berdasarkan hasil penelitian Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins pada
DNA denganmenggunakan sinar-X, James Watson dan Francis Crick (1953)
menge-mukakan suatu modelgen yang terkenal dengan nama double helix (tangga
tali berpilin ganda).Struktur kimia gen (DNA) menurut Watson-Crick yang berupa
tangga berpilin tersusun atas:1) gula dan fosfat sebagai induk/ibu tangga2)
basa nitrogen, dengan pasangan tetapnya sebagai anak tangga:G dengan C
dihubungkan oleh ikatan lemah 3 atom H (hidrogen). T dengan Adihubungkan oleh
ikatan lemah 2 atom H (hidrogen).
b. Replikasi DNA
Kemampuan
DNA untuk membentuk DNA baru yang sama persis dengan DNA asal (replikasi) disebut
kemampuan
autoka-talitik. Sedangkan kemampuan DNA membentuk molekul kimia
laindari salah satu atau sebagian rantainya disebut kemampuan heterokatalitik.Ada tiga
hipotesis tentang terjadinya replikasi DNA, yaitu sebagai berikut.
1) Teori konservatiL menyatakan bahwa double helix yang lama tetap (tidak berubah), danlangsung terbentuk dou-ble helix yang baru.
1) Teori konservatiL menyatakan bahwa double helix yang lama tetap (tidak berubah), danlangsung terbentuk dou-ble helix yang baru.
2)
Teori dispersif menyatakan bahwa double
helix yang lama terputus-putus. Lalupotongan-potongan tersebut memisah dan
membentuk potongan-potongan baru yangakan bersambungan dengan potongan-potongan
lama; sehingga kembali menjadi duaDNA baru yang sama persis.3) Teori
semikonservatit menyatakan bahwa dua pita dari double helix memisahkan diri
danmasing-masing pita yang lama mendapatkan pasangan pita baru seperti
pasangannyayang lama, sehingga terbentuklah dua DNA baru yang sama
persis.Peristiwa replikasi DNA pertama kah diselicliki pada tahun 1957 oleh Taylor clan
kawan-kawandengan menggunakan nitro-gen radioaktif N15 yang
dilabelkan dalam timidin. Timidin ialah senyawa antara timin dan
deoksiribosa. Percobaan Taylor dan kawan-kawan ini diperkuat oleh penelitian
Matthew Meselson dan Franklin Stahl (1958). Replikasi berlangsung pada
sel-selmuda saat interface pada pembelahan mi-tosis. Proses ryplikasi DNA ini melibatkan
beberapaenzim, antara lain :
1) helikase, untuk mempermudah mem buka rantai ganda DNA menjadi dua buah rantai tunggal
2) polimerase, untuk menggabungkan deoksiribonukleosida trifosfat3) ligase, untuk menyambung bagian-bagian rantai tunggal DNA yang baru terbentuk.
1) helikase, untuk mempermudah mem buka rantai ganda DNA menjadi dua buah rantai tunggal
2) polimerase, untuk menggabungkan deoksiribonukleosida trifosfat3) ligase, untuk menyambung bagian-bagian rantai tunggal DNA yang baru terbentuk.
2. RNA
Seperti
halnya DNA, RNA mempunyai daya absorpsi maksimum terhadap sinar violet
denganpanjang gelombang ±260 milimikron, serta menyerap warna yang bersifat
basa. Menurut peranan dan tempat terdapatnya, ada macam-macam
RNA, antara laina.
J. RNA duta, disebut juga mRNA (messenger RNA), dibentuk oleh DNA di dalam nukleus,berperan membawa kode genetika dari DNAb.
J. RNA ribosom (rRNA) dibentuk oleh DNA, banyak terdapat di dalam ribosomc.
J. RNA transfer (tRNAI, dibentuk oleh DNA, berada dalam sitoplasma, berperan mengikatasam amino.
J. RNA duta, disebut juga mRNA (messenger RNA), dibentuk oleh DNA di dalam nukleus,berperan membawa kode genetika dari DNAb.
J. RNA ribosom (rRNA) dibentuk oleh DNA, banyak terdapat di dalam ribosomc.
J. RNA transfer (tRNAI, dibentuk oleh DNA, berada dalam sitoplasma, berperan mengikatasam amino.
3. Peran DNA dan RNA dalam Sintesis Protein
Sintesis
protein membutuhkan bahan dasar asam amino, dan berlangsung di dalam inti sel
danribosom. Secara garis besar, sintesis protein berlangsung melaluui dua tahap
yaitu transkripsi dantranlasi. Sintesis ini melibatkan DNA, RNA, dan ribosom.
BAB 4 EVOLUSI
A. Teori Evolusi
Saat ini, kehidupan masa lampau itu hanya dapat ditemukan bukti-buktinya, yang berupa fosil. Pernahkah Anda melihat film-film tentang kehidupan dinosaurus atau kingkong? Film-film tersebut berusaha untuk memberikan gambaran tentang kehidupan masa lampau. Semua makhluk hidup berasal dari mahkluk hidup sebelumnya yang dapat muncul dengan variasi baru sehingga menyebabkan terjadinya keanekaragaman makhluk hidup. Adanya variasi-variasi tersebut dapat menyebabkan spesies baru. Peristiwa ini dikenal dengan istilah evolusi.
Jadi,evolusi adalah proses kompleks pewarisan sifat organisme yang berubah dari generasi ke generasi dalam kurun waktu jutaan tahun. Teori tentang evolusi merupakan teori yang tetap hangat dipertentangkan sampai saat ini. Banyak tokoh yang berpendapat tentang hal ini, tetapi belum ada satu teori yang dapat menjawab semua fakta dan kejadian tentang sejarah perkembangan makhluk hidup.
Beberapa teori dari para ahli yang menjadi dasar dari teori evolusi, di antaranya sebagai berikut.
1. teori evolusi Aristoteles (384-322 SM).
Aristoteles adalah seorang filosof yang berasal dari Yunani, yang mencetuskan teori evolusi. Ia mengatakan bahwa evolusi yang terjadi berdasarkan metafisika alam, maksudnya metafisika alam dapat mengubah organisme dan habitatnya dari bentuk sederhana ke bentuk yang lebih kompleks.
2. teori evolusi Anaximander (500 SM0.
Anaximander juga merupakan seorang filosof yang berasal dari Yunani. Ia berpendapat bahwa manusia berawal dari makhluk akuatik mirip ikan dan mengalami proses evolusi.
3. teori evolusi Empedoclas (495-435 SM).
Empedoclas adalah seorang filosof Yunani. Ia mengemukakan teori bahwa kehidupan berasal dari lumpur hitam yang mendapat sinar dari matahari dan berubah menjadi makhluk hidup. Evolusi terjadi dengan dimulainya makhluk hidup yang sederhana kemudian berkembang menjadi sempurna dan akhirnya menjadi beraneka ragam seperti sekarang ini.
4. teori evolusi Erasmus Darwin (1731-1802).
Erasmus Darwin adalah kakek dariCharles Robert Darwin, seorang tokoh evolusi berkebangsaan Inggris. Teorinya adalah bahwa evolusi terjadi karena bagian fungsional terhadap stimulasi adalah diwariskan. Ia menyusun buku yang berjudul Zoonamia yang menentang teori evolusi dari Lamarck.
5. teori evolusi Count de Buffon (1707-1788).
Buffon berpendapat bahwa variasi-variasi yang terjadi karena pengaruh alam sekitar diwariskan sehingga terjadi penimbunan variasi.
6. teori evolusi Sir Charles Lyell (1797-1875).
Lyell adalah seorang ilmuwan yang berasal dari Skotlandia dengan bukunya yang terkenal berjudul Principles of Geology. Di dalam bukunya tersebut Lyell berpendapat bahwa permukaan bumi terbentuk melalui proses bertahap dalam jangka waktu yang lama.
7. teori evolusi Jean Baptise de Lamarck.
Jean Baptise de Lamarck (1744 – 1829) seorang ahli biologi kebangsaan Perancis, memiliki suatu gagasan dan menuliskannya dalam bukunya berjudul “Philoshopic”. Dalam bukunya tersebut Lamarck mengatakan sebagai berikut. ‘’Lingkungan mempunyai pengaruh pada ciri-ciri dan sifat-sifat yang diwariskan melalui proses adaptasi lingkungan. Ciri dan sifat yang terbentuk akan diwariskan kepada keturunannya. Organ yang sering digunakan akan berkembang dan tumbuh membesar, sedangkan organ yang tidak digunakan akan mengalami pemendekan atau penyusutan, bahkan akan menghilang’’.
Contoh yang dapat digunakan oleh Lamarck adalah jerapah. Menurut Lamarck, pada awalnya jerapah memiliki leher pendek. Karena makanannya berupa daun-daun yang tinggi, maka jerapah berusaha untuk dapat menjangkaunya. Karena terbiasa dengan hal ini maka semakin lama, leher jerapah menjadi semakin panjang dan pada generasi berikutnya akan lebih panjang lagi.
Teori Lamarck ditentang oleh Erasmus Darwin (kakek dari Charles Darwin) yang mengatakan bahwa populasi jerapah adalah heterogen, ada yang berleher pendek dan ada yang berleher panjang. Jerapah-jerapah tersebut berkompetisi untuk mendapatkan makanan. Dari persaingan tersebut jerapah berleher panjang akan menang dan akan tetap hidup, sifat ini akan diwariskan kepada keturunannya. Jerapah yang berleher pendek akan mati dan perlahan-lahan mengalami kepunahan.
Saat ini, kehidupan masa lampau itu hanya dapat ditemukan bukti-buktinya, yang berupa fosil. Pernahkah Anda melihat film-film tentang kehidupan dinosaurus atau kingkong? Film-film tersebut berusaha untuk memberikan gambaran tentang kehidupan masa lampau. Semua makhluk hidup berasal dari mahkluk hidup sebelumnya yang dapat muncul dengan variasi baru sehingga menyebabkan terjadinya keanekaragaman makhluk hidup. Adanya variasi-variasi tersebut dapat menyebabkan spesies baru. Peristiwa ini dikenal dengan istilah evolusi.
Jadi,evolusi adalah proses kompleks pewarisan sifat organisme yang berubah dari generasi ke generasi dalam kurun waktu jutaan tahun. Teori tentang evolusi merupakan teori yang tetap hangat dipertentangkan sampai saat ini. Banyak tokoh yang berpendapat tentang hal ini, tetapi belum ada satu teori yang dapat menjawab semua fakta dan kejadian tentang sejarah perkembangan makhluk hidup.
Beberapa teori dari para ahli yang menjadi dasar dari teori evolusi, di antaranya sebagai berikut.
1. teori evolusi Aristoteles (384-322 SM).
Aristoteles adalah seorang filosof yang berasal dari Yunani, yang mencetuskan teori evolusi. Ia mengatakan bahwa evolusi yang terjadi berdasarkan metafisika alam, maksudnya metafisika alam dapat mengubah organisme dan habitatnya dari bentuk sederhana ke bentuk yang lebih kompleks.
2. teori evolusi Anaximander (500 SM0.
Anaximander juga merupakan seorang filosof yang berasal dari Yunani. Ia berpendapat bahwa manusia berawal dari makhluk akuatik mirip ikan dan mengalami proses evolusi.
3. teori evolusi Empedoclas (495-435 SM).
Empedoclas adalah seorang filosof Yunani. Ia mengemukakan teori bahwa kehidupan berasal dari lumpur hitam yang mendapat sinar dari matahari dan berubah menjadi makhluk hidup. Evolusi terjadi dengan dimulainya makhluk hidup yang sederhana kemudian berkembang menjadi sempurna dan akhirnya menjadi beraneka ragam seperti sekarang ini.
4. teori evolusi Erasmus Darwin (1731-1802).
Erasmus Darwin adalah kakek dariCharles Robert Darwin, seorang tokoh evolusi berkebangsaan Inggris. Teorinya adalah bahwa evolusi terjadi karena bagian fungsional terhadap stimulasi adalah diwariskan. Ia menyusun buku yang berjudul Zoonamia yang menentang teori evolusi dari Lamarck.
5. teori evolusi Count de Buffon (1707-1788).
Buffon berpendapat bahwa variasi-variasi yang terjadi karena pengaruh alam sekitar diwariskan sehingga terjadi penimbunan variasi.
6. teori evolusi Sir Charles Lyell (1797-1875).
Lyell adalah seorang ilmuwan yang berasal dari Skotlandia dengan bukunya yang terkenal berjudul Principles of Geology. Di dalam bukunya tersebut Lyell berpendapat bahwa permukaan bumi terbentuk melalui proses bertahap dalam jangka waktu yang lama.
7. teori evolusi Jean Baptise de Lamarck.
Jean Baptise de Lamarck (1744 – 1829) seorang ahli biologi kebangsaan Perancis, memiliki suatu gagasan dan menuliskannya dalam bukunya berjudul “Philoshopic”. Dalam bukunya tersebut Lamarck mengatakan sebagai berikut. ‘’Lingkungan mempunyai pengaruh pada ciri-ciri dan sifat-sifat yang diwariskan melalui proses adaptasi lingkungan. Ciri dan sifat yang terbentuk akan diwariskan kepada keturunannya. Organ yang sering digunakan akan berkembang dan tumbuh membesar, sedangkan organ yang tidak digunakan akan mengalami pemendekan atau penyusutan, bahkan akan menghilang’’.
Contoh yang dapat digunakan oleh Lamarck adalah jerapah. Menurut Lamarck, pada awalnya jerapah memiliki leher pendek. Karena makanannya berupa daun-daun yang tinggi, maka jerapah berusaha untuk dapat menjangkaunya. Karena terbiasa dengan hal ini maka semakin lama, leher jerapah menjadi semakin panjang dan pada generasi berikutnya akan lebih panjang lagi.
Teori Lamarck ditentang oleh Erasmus Darwin (kakek dari Charles Darwin) yang mengatakan bahwa populasi jerapah adalah heterogen, ada yang berleher pendek dan ada yang berleher panjang. Jerapah-jerapah tersebut berkompetisi untuk mendapatkan makanan. Dari persaingan tersebut jerapah berleher panjang akan menang dan akan tetap hidup, sifat ini akan diwariskan kepada keturunannya. Jerapah yang berleher pendek akan mati dan perlahan-lahan mengalami kepunahan.
8. teori evolusi Charles
Robert Darwin (1809–1882).
Charles Robert Darwin adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris yang melakukan pelayaran pada tahum 1831. Dengan menggunakan kapal HMS Beagel, ia melakukan pelayaran menuju ke Kepulauan Galapagos, yang merupakan kepulauan terpencil kurang lebih 1050 km dari dari daratan utama Amerika Serikat. Dalam pelayarannya hingga sampai di Kepulauan Galapagos tersebut Charles Darwin menemukan dan mengamati berbagai macam burung Finch yang memiliki berbagai macam bentuk paruh. Perbedaan morfologi tersebut ternyata menunjukkan adanya hubungan kekerabatan dengan burung yang ada di Amerika Serikat.
Charles Robert Darwin adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris yang melakukan pelayaran pada tahum 1831. Dengan menggunakan kapal HMS Beagel, ia melakukan pelayaran menuju ke Kepulauan Galapagos, yang merupakan kepulauan terpencil kurang lebih 1050 km dari dari daratan utama Amerika Serikat. Dalam pelayarannya hingga sampai di Kepulauan Galapagos tersebut Charles Darwin menemukan dan mengamati berbagai macam burung Finch yang memiliki berbagai macam bentuk paruh. Perbedaan morfologi tersebut ternyata menunjukkan adanya hubungan kekerabatan dengan burung yang ada di Amerika Serikat.
Pada abad ke-18 seorang ahli ekonomi Thomas Robert Malthus seorang berkebangsaan Inggris (1766 – 1834) mengemukakan pendapatnya dalam bukunya yang berjudul ‘’An Essay on the Principle of Population’’. Malthus menyimpulkan bahwa jumlah penduduk naik seperti deret ukur (1, 2, 4, 8, 16, …) sedangkan bahan makanan yang tersedia naik seperti deret hitung (1, 2, 3, 4, 5, …).
Dari teori tersebut dapat disimpulkan bahwa jumlah kenaikan penduduk lebih cepat daripada kenaikan produksi pangan. Fenomena ini mengakibatkan makhluk hidup harus melakukan perjuangan agar terus bertahan. Sifat-sifat yang mendukung akan dipertahankan, sedangkan sifat-sifat yang tidak mendukung akan hilang. Makhluk hidup yang mampu bertahan hidup dan mampu beradaptasi dengan lingkungannya akan lolos dari seleksi alam.
Alfred Russel Wallace (1823-1913) mengadakan pengamatan tentang adanya penyebaran flora dan fauna di wilayah oriental yaitu Sumatera, Jawa, dan Kalimantan yang ternyata mempunyai banyak persamaan dengan wilayah Australia dan Maluku serta Sulawesi sebagai daerah transisi.
Dengan gagasan dan teori kedua tokoh yaitu, Malthus dan Wallace, maka Darwin menggunakan teori evolusinya lebih lanjut. Ide-ide Darwin berdasarkan hasil observasinya antara lain seperti berikut. Tidak ada individu yang sama. Antara individu satu dengan yang lainnya mempunyai perbedaan atau variasi walaupun dalam satu spesies dan variasi tersebut bersifat menurun.
Setiap populasi cenderung bertambah banyak karena mempunyai kemampuan untuk bereproduksi. Bertambahnya populasi tidak akan berjalan terus-menerus, tetapi kenaikan populasi akan dipengaruhi oleh faktor-faktor pembatas. Jumlah individu yang dilahirkan lebih banyak daripada individu yang dapat bertahan hidup. Individu-individu akan mengadakan persaingan untuk mendapatkan makanan agar dapat mempertahankan hidupnya.
Adanya seleksi alam akan mengakibatkan individu harus beradaptasi dengan lingkungannya. Individu yang dapat beradaptasi akan dapat terus hidup dan akan mewariskan sifat-sifatnya pada keturunannya. Dalam perkembangannya, individu tersebut akan mengalami perubahan-perubahan secara berangsur-angsur dari generasi ke generasi yang mengarah pada terbentuknya spesies baru, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan mati dan punah.
Ide Darwin tersebut dituangkan dalam bukunya yang berjudul ‘’On The Origin Spesies By Means Of Natural Selection’’, yang berarti terjadinya spesies baru melalui proses seleksi alam, dan ‘’The Preservation Of Favored Races In The Strunggla For Live’’ yang berarti, setiap individu harus berusaha mendapatkan kebutuhan untuk kelangsungan hidup. Dari berbagai teori Darwin yang dijelaskan di atas, maka dapat ditarik kesimpulan seperti berikut.
Spesies yang ada sekarang berasal dari spesies yang hidup di masa lampau. Evolusi yang terjadi melalui proses seleksi alam. Proses evolusi dipengaruhi oleh lingkungan. Bukti evolusi tersebut dapat ditemukan pada kupu-kupu Biston betularia. Spesies kupu-kupu ini hidup pada waktu sebelum revolusi industri di Inggris, hewan ini kebanyakan berwarna putih atau cerah, tetapi setelah terjadi revolusi industri, kupu-kupu yang banyak ditemukan adalah berwarna hitam atau gelap. Coba Anda pikirkan mengapa demikian! Coba Anda kaitkan dengan teori-teori yang sudah dijelaskan sebelumnya.
9. August Weismann (1934 – 1914).
Weismann berpendapat bahwa sel-sel tubuh tidak dipengaruhi oleh lingkungan dalam penurunannya, melainkan berdasarkan pada prinsip genetika. Weismann melakukan percobaan untuk membuktikan teorinya tersebut. Perlakuan diberikan kepada dua tikus yang dipotong ekornya dan kemudian kedua tikus tersebut dikawinkan. Hasilnya adalah generasi keturunannya masih berekor panjang sampai generasi ke-21.
Dari percobaan yang dilakukan tersebut maka akhirnya Weismann menarik kesimpulan seperti berikut. Perubahan sel tubuh karena pengaruh lingkungan tidak diwariskan kepada generasi berikutnya. Evolusi merupakan masalah genetika, artinya evolusi adalah gejala seleksi alam terhadap faktor-faktor genetika.
B. Macam-macam Evolusi.
Berbagai macam
teori evolusi yang dicetuskan oleh para tokoh tersebut, akan menjadi dasar
pemikiran tentang evolusi selanjutnya.
Proses evolusi dapat dibedakan atas dasar faktor-faktor berikut.
1. Evolusi berdasarkan arahnya.
Berdasarkan arahnya evolusi dibedakan menjadi dua.
a. Evolusi progresif => evolusi menuju pada kemungkinan yang dapat bertahan hidup (survival). Proses ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada burung Finch.
b. Evolusi regresif => proses menuju pada kemungkinan kepunahan. Hal ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada hewan dinosaurus.
2. Evolusi berdasarkan pada skala perubahannya.
Berdasarkan skala perubahannya, evolusi dapat dibedakan menjadi dua.
a. Makro evolusi => perubahan evolusi yang dapat mengakibatkan perubahan dalam skala besar. Adanya makroevolusi dapat mengarah kepada terbentuknya spesies baru.
b. Mikro evolusi. Berkebalikan dengan makroevolusi, mikroevolusi adalah proses evolusi yang hanya mengakibatkan perubahan dalam skala kecil. Mikroevolusi ini hanya mengarah kepada terjadinya perubahan pada frekuensi gen atau kromosom.
3. Evolusi berdasarkan hasil akhir.
Berdasarkan hasil akhir, evolusi dapat dibedakan menjadi dua.
a. Evolusi divergen => proses evolusi yang perubahannya berasal dari satu spesies menjadi banyak spesies baru. Evolusi divergen ditemukan pada peristiwa terdapatnya lima jari pada vertebrata yang berasal dari nenek moyang yang sama dan sekarang dimiliki oleh bangsa primata dan manusia.
b. Evolusi konvergen => proses evolusi yang perubahannya didasarkan pada adanya kesamaan struktur antara dua organ atau organisme pada garis sama dari nenek moyang yang sama. Hal ini dapat ditemukan pada hiu dan lumba-lumba. Ikan hiu dan lumba-lumba terlihat sama seperti organisme yang berkerabat dekat, tetapi ternyata hiu termasuk dalam pisces, sedangkan ikan lumba-lumba termasuk dalam mamalia.
C. Mekanisme Evolusi.
Proses evolusi dapat terjadi karena variasi genetik dan seleksi alam. Adanya variasi genetik akan memunculkan sifat-sifat baru yang akan diturunkan. Variasi genetik ini disebabkan karena adanya mutasi gen. Seleksi alam juga merupakan mekanisme evolusi. Individu-indivu akan beradaptasi dan berjuang untuk mempertahankan hidupnya, sehingga individu akan mengalami perubahan morfologi, fisiologi, dan tingkah laku.
Faktor-faktor yang berpengaruh di dalam mekanisme evolusi antara lain seperti berikut.
a. Evolusi. Peristiwa mutasi akan mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi gen, sehingga akan mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Mutasi dapat bersifat menguntungkan dan merugikan. Sifat menguntungkan maupun merugikan tersebut terjadi jika: dapat menghasilkan sifat baru yang lebih menguntungkan, dapat menghasilkan spesies yang adaptif, memiliki peningkatan daya fertilitas dan viabilitas. Selain menguntungkan, ada kemungkinan mutasi bersifat merugikan yaitu menghasilkan sifat-sifat yang berkebalikan dengan sifat-sifat di atas.
b. Seleksi alam dan adaptasi. Proses adaptasi akan diikuti dengan proses seleksi. Individu yang memiliki adaptasi yang baik akan dapat mempertahankan hidupnya, memiliki resistensi yang tinggi dan dapat melanjutkan keturunannya. Sedangkan individu yang tidak dapat beradaptasi akan mati selanjutnya akan punah. Untuk memahami adaptasi dan seleksi alam.
c. Aliran gen. Dengan adanya aliran gen maka akan terjadi perpindahan alel di antara populasi-populasi melalui migrasi dan individu yang kawin.
d. Perkawinan yang tidak acak. Perkawinan tak acak dapat mengakibatkan alel yang membawa sifat lebih disukai akan menjadi lebih sering dijumpai dalam populasi, sedangkan alel dengan sifat yang tidak disukai akan berkurang dan mungkin akan hilang dari populasi. Perkawinan yang terjadi antar keluarga dekat dapat mengakibatkan frekuensi gen abnormal atau gen resesif.
e. Genetik drift. Genetik Drift merupakan perubahan secara acak pada frekuensi gen dari populasi kecil yang terisolasi. Keadaan ini dapat Anda jumpai pada populasi terisolir kaum Amish di Amerika, ternyata ada yang membawa alel yang menyebabkan sifat cebol satu dari setiap seribu kelahiran. Hasil perkawinan secara acak tidak akan mengubah populasi tertentu. Penghitungan populasi secara acak tersebut dapat ditentukan dengan hukum Hardy Weinberg.
Hukum Hardy Weinberg menyatakan bahwa frekuensi gen dalam populasi dapat tetap distabilkan dan tetap berada dalam keseimbangan dari satu generasi. Syarat terjadinya prinsip ini adalah: perkawinan secara acak, tidak ada seleksi alam, jumlah populai besar, tidak terjadinya mutasi maju atau surut, tidak ada migrasi. Secara umum, hukum Hardy Weinberg dapat dirumuskan sebagai berikut. Bila frekuensi alel A di dalam populasi diumpamakan p Frekuensi alel a diumpamakan q Hasil perkawinan heterozigote antara Aa × Aa akan diperoleh hasil sebagai berikut:
1) Homozigot dominan AA = p × p = p2
2) Heterozigot 2 Aa = 2p × q = 2pq
3) Homozigot resesif = aa = q × q = q2 Sehingga persamaan rumusnya adalah: p2 (AA) + 2 pq (Aa) + q2 (aa) karena (p + q)2 = 1, maka p + q = 1, sehingga p = 1 – q D. Spesiasi. Makhluk hidup selalu mengalami perubahan secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama. Perubahan yang terjadi sedikit demi sedikit dapat menghasilkan struktur yang menyimpang dari aslinya, dan akhirnya terbentuk spesies baru. Proses terbentuknya spesies baru disebut spesiasi.
Hal-hal yang mempengaruhi terbentuknya spesies baru antara lain sebagai berikut.
Proses evolusi dapat dibedakan atas dasar faktor-faktor berikut.
1. Evolusi berdasarkan arahnya.
Berdasarkan arahnya evolusi dibedakan menjadi dua.
a. Evolusi progresif => evolusi menuju pada kemungkinan yang dapat bertahan hidup (survival). Proses ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada burung Finch.
b. Evolusi regresif => proses menuju pada kemungkinan kepunahan. Hal ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada hewan dinosaurus.
2. Evolusi berdasarkan pada skala perubahannya.
Berdasarkan skala perubahannya, evolusi dapat dibedakan menjadi dua.
a. Makro evolusi => perubahan evolusi yang dapat mengakibatkan perubahan dalam skala besar. Adanya makroevolusi dapat mengarah kepada terbentuknya spesies baru.
b. Mikro evolusi. Berkebalikan dengan makroevolusi, mikroevolusi adalah proses evolusi yang hanya mengakibatkan perubahan dalam skala kecil. Mikroevolusi ini hanya mengarah kepada terjadinya perubahan pada frekuensi gen atau kromosom.
3. Evolusi berdasarkan hasil akhir.
Berdasarkan hasil akhir, evolusi dapat dibedakan menjadi dua.
a. Evolusi divergen => proses evolusi yang perubahannya berasal dari satu spesies menjadi banyak spesies baru. Evolusi divergen ditemukan pada peristiwa terdapatnya lima jari pada vertebrata yang berasal dari nenek moyang yang sama dan sekarang dimiliki oleh bangsa primata dan manusia.
b. Evolusi konvergen => proses evolusi yang perubahannya didasarkan pada adanya kesamaan struktur antara dua organ atau organisme pada garis sama dari nenek moyang yang sama. Hal ini dapat ditemukan pada hiu dan lumba-lumba. Ikan hiu dan lumba-lumba terlihat sama seperti organisme yang berkerabat dekat, tetapi ternyata hiu termasuk dalam pisces, sedangkan ikan lumba-lumba termasuk dalam mamalia.
C. Mekanisme Evolusi.
Proses evolusi dapat terjadi karena variasi genetik dan seleksi alam. Adanya variasi genetik akan memunculkan sifat-sifat baru yang akan diturunkan. Variasi genetik ini disebabkan karena adanya mutasi gen. Seleksi alam juga merupakan mekanisme evolusi. Individu-indivu akan beradaptasi dan berjuang untuk mempertahankan hidupnya, sehingga individu akan mengalami perubahan morfologi, fisiologi, dan tingkah laku.
Faktor-faktor yang berpengaruh di dalam mekanisme evolusi antara lain seperti berikut.
a. Evolusi. Peristiwa mutasi akan mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi gen, sehingga akan mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Mutasi dapat bersifat menguntungkan dan merugikan. Sifat menguntungkan maupun merugikan tersebut terjadi jika: dapat menghasilkan sifat baru yang lebih menguntungkan, dapat menghasilkan spesies yang adaptif, memiliki peningkatan daya fertilitas dan viabilitas. Selain menguntungkan, ada kemungkinan mutasi bersifat merugikan yaitu menghasilkan sifat-sifat yang berkebalikan dengan sifat-sifat di atas.
b. Seleksi alam dan adaptasi. Proses adaptasi akan diikuti dengan proses seleksi. Individu yang memiliki adaptasi yang baik akan dapat mempertahankan hidupnya, memiliki resistensi yang tinggi dan dapat melanjutkan keturunannya. Sedangkan individu yang tidak dapat beradaptasi akan mati selanjutnya akan punah. Untuk memahami adaptasi dan seleksi alam.
c. Aliran gen. Dengan adanya aliran gen maka akan terjadi perpindahan alel di antara populasi-populasi melalui migrasi dan individu yang kawin.
d. Perkawinan yang tidak acak. Perkawinan tak acak dapat mengakibatkan alel yang membawa sifat lebih disukai akan menjadi lebih sering dijumpai dalam populasi, sedangkan alel dengan sifat yang tidak disukai akan berkurang dan mungkin akan hilang dari populasi. Perkawinan yang terjadi antar keluarga dekat dapat mengakibatkan frekuensi gen abnormal atau gen resesif.
e. Genetik drift. Genetik Drift merupakan perubahan secara acak pada frekuensi gen dari populasi kecil yang terisolasi. Keadaan ini dapat Anda jumpai pada populasi terisolir kaum Amish di Amerika, ternyata ada yang membawa alel yang menyebabkan sifat cebol satu dari setiap seribu kelahiran. Hasil perkawinan secara acak tidak akan mengubah populasi tertentu. Penghitungan populasi secara acak tersebut dapat ditentukan dengan hukum Hardy Weinberg.
Hukum Hardy Weinberg menyatakan bahwa frekuensi gen dalam populasi dapat tetap distabilkan dan tetap berada dalam keseimbangan dari satu generasi. Syarat terjadinya prinsip ini adalah: perkawinan secara acak, tidak ada seleksi alam, jumlah populai besar, tidak terjadinya mutasi maju atau surut, tidak ada migrasi. Secara umum, hukum Hardy Weinberg dapat dirumuskan sebagai berikut. Bila frekuensi alel A di dalam populasi diumpamakan p Frekuensi alel a diumpamakan q Hasil perkawinan heterozigote antara Aa × Aa akan diperoleh hasil sebagai berikut:
1) Homozigot dominan AA = p × p = p2
2) Heterozigot 2 Aa = 2p × q = 2pq
3) Homozigot resesif = aa = q × q = q2 Sehingga persamaan rumusnya adalah: p2 (AA) + 2 pq (Aa) + q2 (aa) karena (p + q)2 = 1, maka p + q = 1, sehingga p = 1 – q D. Spesiasi. Makhluk hidup selalu mengalami perubahan secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama. Perubahan yang terjadi sedikit demi sedikit dapat menghasilkan struktur yang menyimpang dari aslinya, dan akhirnya terbentuk spesies baru. Proses terbentuknya spesies baru disebut spesiasi.
Hal-hal yang mempengaruhi terbentuknya spesies baru antara lain sebagai berikut.
1. Domestikasi. Domestikasi merupakan bagian dari usaha pemuliaan tanaman dan hewan. Usaha yang dilakukan yaitu dengan cara membudidayakan tumbuhan dan hewan yang liar untuk dijinakkan. Misalnya budidaya ayam hutan dengan cara dikawinkan dengan ayam kampung akan menghasilkan ayam bekisar. Ayam bekisar merupakan pembentukan spesies baru yang sifatnya mandul. Pada proses domestikasi, tumbuhan dan hewan dapat memiliki sifat yang menyimpang dari jenis aslinya sehingga akan terbentuk spesies yang baru.
2. Poliploidi. Coba Anda ingat pengertian poliploid pada bab 6 tentang mutasi! Poliploid merupakan peristiwa penggandaan jumlah kormosom yang melebihi aslinya, misalnya dari 2n menjadi 3n. Poliploid dapat terjadi melalui dua cara antara lain seperti berikut.
a. Autopoliploidi Peristiwa ini terjadi pada kromosom homolog atau terjadi dengan sendirinya, mungkin disebabkan karena faktor alam. Faktor-faktor yang menyebabkan autopoliploid antara lain radiasi alam, sinar ultraviolet matahari, dan lain-lain. Adanya faktor-faktor alami tersebut dapat menyebabkan kromosom gagal berpisah. Misalnya bunga Oenthera lamarchiaus yang memiliki kromosom 24 kemudian mengalami poliploid menjadi spesies yang baru yaitu Oenathera gigas yang memiliki kromosom berjumlah 28. Spesies baru yang dihasilkan bersifat mandul.
b. Allopoliploid Peristiwa ini terjadi pada kromosom nonhomolog yang merupakan peristiwa penggandaan jumlah kromosom akibat peristiwa persilangan. Misalnya semangka dengan kromosom 2n disilangkan dengan semangka yang berkromosom 4n, akan dihasilkan spesies baru yang memiliki kromosom 3n yang bersifat mandul (tidak menghasilkan biji).
3. Mekanisme isolasi. Mekanisme isolasi merupakan proses pembentukan individu baru dengan batasan-batas tertentu. Faktor-faktor yang menjadi pembatas adalah habitat yang berbeda, iklim yang berbeda, gunung yang tinggi, pematangan sel kelamin yang tidak bersama. Mekanisme isolasi dibedakan menjadi tiga.
a. Mekanisme yang mencegah terbentuknya hibrida. Penyebab tidak terbentuknya hibrida antara lain tidak dimungkinkannya adanya pembuahan karena sel sperma tidak dapat mencapai sel telur. Dalam hal ini harus dilakukan pembuahan dengan inseminasi buatan. Peristiwa ini dapat Anda temui pada tanaman tembakau. Kegagalan terbentuknya hibrid juga disebabkan karena embrio yang tidak dapat tumbuh, misalnya pada Rana pipiens.
b. Mekanisme yang mencegah terjadinya perkawinan. Faktor-faktor yang menyebabkan gagal mengadakan perkawinan antara lain seperti berikut.
1) Populasi terpisah secara fisik, misalnya dipisahkan gunung, laut, padang pasir, dan lain-lain. Individu yang spesiesnya sama apabila terpisah habitatnya dan memiliki lingkungan yang berbeda maka akan menghalangi terjadinya perkawinan secara alamiah.
2) Mengalami iklim yang berbeda. Apabila pematangan sel kelamin dari dua individu tidak bersamaan maka hal ini menyebabkan gagal kawin secara alami. Misalnya pada tumbuhan Pinus radiata yang berbunga setiap bulan Februari dan Pinus muricata yang berbunga pada bulan April.
3) Perbedaan perilaku pada spesies mengakibatkan dua spesies terpisah sehingga tidak dapat saling melakukan perkawinan.
Bab 5
Bioteknologi
Bioteknologi
Pengertian Bioteknologi
Bioteknologi
merupakan teknologi yang memanfaatkan organisme atau bagian-bagiannya untuk
mendapatkan barang dan jasa. Dalam perkembangan lebih lanjut, bioteknologi
didefinisikan sebagai pemanfaatan prinsip-prinsip dan rekayasa terhadap
organisme, sistem atau proses biologis untuk manghasilkan atau meningkatkan
potensi organisme maupun menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup
manusia.
Jenis Bioteknologi
1. Bioteknologi
Konvensional
Bioteknologi konvensional merupakan
bioteknologi sederhana yang menerapkan ilmu biologi, biokimia. Rekayasa yang
terjadi masih dalam tingkat yang terbatas. Bioteknologi konvensional
menggunakan jasad hidup secara utuh. Proses biokimia dan proses genetik terjadi
secara alami. Manipulasi yang dilakukan dalam bioteknologi ini hanya sebatas
manipulasi pada lingkungan dan media tumbuh serta tidak sampai pada tahap
rekayasa genetika. Seandainya ad, rekayasa yang berlangsu
ng bersifat sederhana dan perubahan yang terjadi tidak tepat
sasaran. Biotektologi
konvensioanal tidak dipakai untuk
pembuatan produk secara mahal dan menggunakan biaya yang relatif rendah, selain
itu ilmu yang digunakan pun biasanya diwariskan secara turun-temurun.
2. Bioteknologi
Modern
Bioteknologi modern
telah menggunakan teknik rekayasa tingkat tinggi dan terarah sehingga hasilnya
dapat dikendalikan dengan baik. Teknik yang sering digunakan adalah dengan melakukan
manipulasi genetik pada suatu jasad hidup secara terarah sehingga diperoleh
hasil sesuai dengan yang diinginkan.
Teknik yang digunakan
dalam bioteknologi modern adalah teknik manipulasi bahan genetik (DNA) secara
in vitro, yaitu proses biologi yang berlangsung di luar sel atau organisme,
misalnya dalam tabung percobaan. Oleh karena itu, bioteknologi modern juga
dikenal dengan rekayasa genetika, yaitu proses yang ditujukan untuk
menghasilkan organism transgenik. Organisme transgenik adalah organisme yang
urutan informasi genetik dalam kromosomnya telah diubah sehingga mempunyai
sifat menguntungkan yang dikehendaki.
Berbeda dengan bioteknologi konvensional,bioteknologi modern sudah
memanfaatkan metode-metode mutakhir, yaitu :
1.) Kultur Jaringan Tumbuhan
Kultur jaringan tumbuhan merupakan teknik menumbuhkembangakan bagian
tanaman, baik berupa sel, jaringan, atau organ dalam kondisi aseptik secara in
vitro. Kultur jaringan dapat dilakukan karena adanya sifat totipotensi, yaitu
kemampuan setiap sel tanaman untuk tumbuh menjadi individu baru bila berada
dalam lingkungan yang sesuai. Teori ini pertama kali dikemukakan oleh G.
Haberlandt (ahlli fisiologi Jerman pada tahun 1898). Teori kemudian diuji ulang
oleh F.C. Steward pada tahun 1969 dengan menggunakan satu sel emplur wortel.
lihat gambar berikut
lihat gambar berikut
Dalam percobaannya, Steward dapat menumbuhkan satu sel empulur tersebut
menjadi satu individu wortel.
Dalam kultur
jaringan, tanaman yang akan dikulturkan sebiknya berupa jaringan muda yang
sedang tumbuh, misalnya akar, daun muda, dan tunas. Bagian tumbuhan yang akan
dikultur disebut sebagai eksplan.
a) Teknik Kultur Jaringan
Tanaman dengan teknik kultur jaringan dapat diperoleh dengan empat tahap
sebagai berikut.
1. Tahap inisiasi adalah tahap penanaman eksplan ke dalam media.
Media yang digunakan adalah media cair yang terdiri dari zat nutrisi dan zat
pengatur tumbuh.
2. Tahap multiplikasi (perbanyakan kultur), eksplan akan tumbuh
menjadi jaringan seperti kalus berwarna putih disebut protocorm like body
(PLB).
3. Tahap menghasilkan plantlet, PLB berkembang menjadi tanaman kecil
yang disebut plantlet.
4. Tahap aklimatiasi, plantlet dipisah-pisahkan dan dikultur dalam
media padat. Setelah plantlet tumbuh menjadi tanaman yang sempurna, maka
tanaman tersebut dipindah ke polybag.
Kultur jaringan akan berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang
diperlukan terpenuhi. Syarat-syarat tersebut antara lain, yaitu :
1. Pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukan kalus.
2. Penggunaan medium yang cocok.
3. Keadaan aseptik.
4. Pengaturan udara yang baik.
b) Manfaat dan Kelemahan Kultur Jaringan
Dengan melakukan kultur jaringan tumbuhan dapat diperoleh manfaat sebagai
berikut.
1. Mendapat bibik banyak dalam waktu singkat yang identik dengan
induknya.
2. Bibit terhindar dari hama dan penyakit.
3. Menghasilkan varietas baru seperti yang dikehendaki.
4. Mendapat hasil metabolisme tumbuhan (metabolit sekunder), misalnya
karet, resin, tanpa areal tanaman yang luas dan tidak perlu menunggu tumbuhan
dewasa.
5. Melestarikan tanaman-tanaman yang hampir punah.
Selain memiliki manfaat, kultur jaringan juga memiliki kelemahan-kelemahan
yaitu sebagai berikut.
1. Diperlukan biaya yang relatif tinggi.
2. Hanya mampu dilakukan oleh orang-orang tertentu saja, karena
memiliki keahlian khusus.
3. Bibit hasil kultur jaringan memerlukan proses aklimatiasi, karena
terbiasa dalam kondisi lembap dan aseptik.
2.) Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika adalah suatu proses perubahan gen-gen dalam tubuh makhluk
hidup. Rekayasa genetika dilakukan dengan cara mengisolasi dan mengidentifikasi
serta memperbanyak gen yang dikehendaki.
Berbagai teknik rekayasa genetika berkembang dimungkinkan karena
ditemukannya :
a) Enzim restriksi endonuklease yang dapat memotong benang DNA.
b) Enzim ligase yang dapat menyambung kembali benang DNA.
c) Plasmid yang dapat digunakan sbagai wahana memindahkan
potongan benang DNA tertentu ke dalam sel mikroorganisme.
contohnya:
Teknik rekayasa genetika dapat dilakukan melalui :
1. Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses penyambung 2 DNA dari organisme yang berbeda.
Hasil penggabungan DNA dari individu yang tidak sama inj disebut dengan DNA
rekombinan. Gen dari satu individu yang disisipi atau digabungkan pada gen
individu yang lain disebut transgen, individunya disebut transgenik.
Rekombinasi DNA dapat terjadi secara alami dan buatan. Secara alami dapat
terjadi dengan cara :
a) Pindah silang, yaitu tukar menukar kromatid pada kromosom homolog sehingga DNA terputus dan tersambungkan secara silang.
b) Transduksi,yaitu bersambungnya DNA bakteri yang satu dengan
bakteri yang lain dengan prantara virus.
c) Tranformasi, yaitu pemindahan sifat-sifat dari satu mikroba ke
mikroba lainnya melalui bagian-bagian DNA tertentu dari mikroba pertama.
Rekombinasi DNA secara buatan dilakukan dengan penyambungan DNA secara in
vitro. Alas an dilakukan rekombinasi DNA ini adalah :
a) Strutur DNA semua spesies sama.
b) DNA dapat disambung-sambungkan.
c) Ditemukan enzim pemotong dan penyambung.
d) Gen dapat terekspresi di sel apapun.
Teknologi rekombinasi DNA memerlukan suatu prantara atau vektor untuk
memasukkan gen ke dalam sel target berupa plasmid bakteri, sehingga merupakan
bentuk teknologi plasmid. Plasmid adalah lingkaran kecil DNA bakteri atau
eukariota bersel satu yang dapat bereplikasi. Alasan dipilihnya plasmid bakteri
adalah :
a) Memiliki kemampuan memperbanyak diri melalui proses replikasi dan
mudah disisipi gen lain.
b) Pasmid dapat dipindah ke sel bakteri lain.
c) Sifat plasmid pada keturan bakteri sama dengan induknya
karena plasmid tidak terikat dengan kromosom inti.
d) Merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu.
Metode rekombinasi DNA adalah :
a) Identifikasi gen yang diinginkan, dilakukan pada gen donor.
b) Isolasi gen donor, dilakukan dengan cara memotong gen donor dari
DNA sekitar yang mengelilinginya.
c) Ekstrasi plasmid (cincin DNA) dari sel bakteri.
d) Membuka plasmid dan menyisipkan potongan DNA pembawa informasi yang
dikehendaki.
e) Memasukkan plasmid berisi DNA rekombinan ke dalam sel bakteri.
f) Membiakkan bakteri yang telah direkayasa di dalam tabung
fermentasi.
Contoh rekombinasi DNA pada bakteri adalah pada pembuatan insulin oleh
bakteri E. coli.
2. Teknik Hibridoma/Fusi Sel.
Teknik hibridoma adalah penggabungan 2 sel dari organisme berbeda ataupun
sama (fusi sel) sehingga menghasilkan sel tunggal berupa sel hybrid (hibridoma)
yang memiliki kombinasi sifat dari kedua sel tersebut. Proses penggabungan sel
menggunakan tenaga listrik, sehingga prosesnya disebut elektrofusi.
Hal-hal yang diperlukan dalam teknik hibridoma, yaitu :
a) Sel umber gen adalah sel-sel yang memiliki sifat yang diinginkan.
b) Sel wadah adalah sel yang mampu membelah dengan cepat (misalnya
sel mieloma).
c) Fusi gen adalahza-zat yang mempercepat fusi sel (misalnya NaNO3).
Teknik hibridoma dapat dimanfaatkan untuk pembuatan produk penting,
misalnya antibodi monoclonal, pembentukan spesies baru, dan pemetaan kromosom.
3. Kloning
Kloning berasal
dari bahasa inggris clonning yang berarti suatu usaha untuk menciptakan
duplikat suatu organisme melalui proses aseksual. Tujuan utama kloning adalah
untuk mengisolasi gen yang diinginkan dari seluruh gen yang ada (kromoson) pada
organisme donor. Untuk mencapai tujuan tersebut, kloning dapat dilakukan dengan
kloning embrio dan transfer inti. Kloning embrio dilakukan dengan fertilisasi
in vitro, misalnya kloning pada sapi yang secara genetik identik untuk
memproduksi hewan ternak.
Sedangkan kloning dengan tanspfer inti yaitu pemindahan inti sel yang
satu ke sel lain sehingga diperoleh individu baru yang memiliki sifat baru
sesuai inti yang diterimanya. Kloning dengan transfer inti dilakukan dengan
menggunakan sel somatis sebagai sumber gen. Contoh kloning dengan transfer inti
adalah domba Dolly.
Penerapan Bioteknologi pada Beberapa Bidang
1. Penerapan
Bioteknologi dalam Bidang Medis dan Kesehatan
Penerapan ini disebut
sebagai bioteknologi merah, diawali dengan tahap analisa atau diagnosa suatu
penyakit dan pengobatan sebuah penyakit. Beberapa contoh bioteknologi di bidang
medis dan kesahatan misalnya penggunaan mikroorganisme pada antibiotik atau
vaksin, penggunaan mikroorganisme pada hormon pada penyakit diabetes mellitus,
bayi tabung, Antibodi Monoklonal, penggunaan sel intuk untuk pengibatan
penyakit sroke, dan terapi gen untuk penyembuhan penyakit genetis.
2. Penerapan
Bioteknologi dalam Bidang Pertanian dan Peternakan
Bioteknologi ini
bioteknologi hijau, dilakukan dengan memodifikasi genetik dan rekayasa genetika
untuk memperoleh varietas unggul, produksi tinggi, kandungan gizi tinggi, tahan
hama, patogen, dan herbisida. Hal ini memberikan sumbangan besar terhadap
kemajuan ilmu pemuliaan tanaman (plant breeding) dan kehidupan manusia bahkan
berdampak pada kemajuan ekonomi manusia itu sendiri.
3. Penerapan
Bioteknologi dalam bidang pertambangan (biometalurgi)
Di bidang pertambangan berkembang bioteknologi untuk memisahkan logam dari
bijihnya yaitu dengan pemanfaatan bakteri Thiobacillus ferroxidans. Bakteri ini
merupakan bakteri kemolitotrof yang mampu memisahkan logam dari bijihnya.
Energy yang digunakan Thiobacillus ferroxidans dalam memisahkan logam dari
bijihnya berasal dari hasil oksidasi senyawa anorganik khususnya senyawa besi
dan belerang. Asam sulfat dari besi sulfat melarutkan logam dari bijihnya.
Berikut ini adalah tahapan bakteri dalam memisahkan tembaga dari bijihnya,
yaitu :
a. Bakteri bereaksi dengan melarutkan senyawa belerang dan besi dalam
batuan. Selanjutnya, bakteri mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+.
b. Unsure S dalam FeS2 bereakasi dengan ion hydrogen dan
molekul oksigen membentuk H2SO4.
c. Ion Fe3+ pada bijih yang mengandung CuSO4 mengoksidasi
ion Cu+ menjadi Cu2+ dan bereaksi dengan SO42-
dari H2SO4 sehingga membentuk CuSO4.
d. Reaksi selanjutnya adalah sebagai berikut :
CuSO4 + 2Fe + H2SO4 → 2FeSO4 + Cu + 2H+
4. Penerapan Bioteknologi dalam Bidang Lingkungan (Biromediasi)
a. Pengolahan Limbah Cair
Limbah cair organic dapat diuraikan oleh bakteri anaerob menghasilkan bahan
bakar alternative (biogas). Limbah cair yang mengandung protein, lemak, dan
karbohidrat difermentasikan oleh metanobakterium
secara anaerob sehingga mampu menghasilkan biogas.
b. Pengolahan Sampah/Limbah padat
Pengolahan sampah dengan bantuan mikroba adalah dengan cara pengomposan
sampah-sampah organic. Pengomposan dapat dilakukan dengan aerobic maupun
anaerobik.
c. Plastik Biodegradable
Salah satu usaha untuk mengurangi limbah plastic yang menimbulkan
pencemaran adalah dengan cara memproduksi plastic yang mudah terurai
(biodegradable) melalui bioteknologi. Mikroba yang mampu membuat plastic
biodegradable antara lain Alxaligenes eutrophus. Plastic biodegradable lainnya
adalah pululan yang diproduksi oleh Aureobasidium pullulans.
d. Pengolahan Limbah Minyak
Mikroorganisme yang berperan dalam mengatasi limbah minyak, yaitu :
1) Pseudomonas hasil
rekayasa genetika oleh Dr. Chakrabarty mampu
membersihkan senyawa hodrokarbon dalam tumpahan minyak bumi dengan cara memecah
ikatan hidrokarbon minyak.
2) Acinetobacter calcoacetinius
mampu memproduksi emulsan yang menyebabkan minyak bercampur dengan air
sehinggga dapat dipecah oleh mikroba.
3) Zhantomonas campestris dapat
mengumpulkan tumpahan minyak setelah sebelumnya minyak diberi gum xanthan untuk
mengentalkan.
Dampak Bioteknologi dan Cara Pencegahan Terhadap Dampak Negatif
Bioteknologi
Bioteknologi memiliki dampak positif dan juga dampak negatif.
1. Dampak Positif Bioteknologi
Dampak positif dari bioteknologi adalah dihasilkannya produk-produk yang
bermanfaat bagi peningkatan kesejahtraan manusia.
a. Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas,
kompos, dan lumpur aktif.
b. Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan,
antar lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan interferon
c. Bioteknologi dapat meningkatkan variasi dan hasil pertanian
melalui kultur jaringan, fiksasi nitrogen pengendalian hama tanaman, dan
pemberian hormon tumbuhan.
d. Bioteknologi dapat menghasilkan bahan bakar dengan pengelolahan
biommasa menjadi etanol (cair) dan metana (gas)
e. Bioteknologi di bidang industri dapat menghasilkan makanan dan
minuman, antara lain pembuatan roti, nata decoco, brem, mentega, yoghurt,
tempe, kecap, bir dan anggur
2. Dampak negatif bioteknologi
a. Menimbulkan penyakit pada manusia
Gen-gen yang mengkode untuk pembentukan antibiotic dapat saja mengalami
kecelakaan di dalam tubuh bakteri sehingga menyebabkan penyakit pada manusia.
b. Menimbulkan reaksi alergi
Timbulnya alergi yang disebabkan karena mengkomsumsi produk transgenic.
c. Mengancam kelestarian alam
- Jagung hasil rekayasa genetik dapat membunuh ulat yang tidak berbahaya.
- Rekayasa genetika dapat menghasilkan gluma-gluma super.
- Tanaman rekayasa genetika dapat membahayakan burung yang memakannya.
- Menyebabkan kepunahan sebagian plasma nuftah asli karena yang dikembangkan sekarang hanya produk rekayasa genetika saja.
d. Berpotensi digunakan sebagai alat perang
Beberapa orang mungkin dengan sengaja menciptakan kombinasi gen-gen baru
untuk kepentingan perang (semacam senjata kimia dan senjata biologi).
Bab
Bioteknologi
Bioteknologi ialah pemanfaatan mikroba untuk membuat
berbagai barang dan jasa yang diperlukan manusia.
TUJUAN BIOTEKNOLOGI
1.
Menghasilkan
produk dan jasa
2.
Meningkatkan nilai
tambah bahan mentah dengan memanfaatkan kemampuan mikroorganisme atau bagian‑bagiannya.
KARAKTER BIOTEKNOLOGI
1.
Adanya
agen biologi
2.
Adanya
penggunaan tehnologi (aplikasi penemuan ilmu)
3.
Menghasilkan
produk dan jasa
Bioteknologi untuk terlaksananya membutuhkan bantuan,
1.
Mikrobiologi
2.
Biokimia
3.
Rekayasa
Genetika
4.
Genetika
5.
Sitologi
MANFAAT BIOTEKNOLOGI
1.
Sebagai
pembuatan bahan pangan seperti,
Yoghurt
dengan Lactobacillus bulgaricus
Keju
Swiss dengan Lactobacillus bulgaricus
Mentega
susu dengan Streptococcus lactis
Sayur
asin dengan ragi
Asam
sitrat dengan Aspergillus niger
Asam
amino untuk MSG dengan Corynebacterium glutamicum
2.
Sebagai
protein sel tunggal (PST) sebagai bahan makanan
3.
Sebagai
obat
Antibiotika
Penisilin dengan Penicillium notatum, P. chrysogenum.
Hasil
temuan Alexander Flemming tahun 1929.
Antibodi
monoklonal sebagai obat anti kanker
Dengan
ciri:
a.
Monospesifik
b. Cepat bereaksi
c.
Membentuk
antibodi yang tepat dan spesifik
4.
Sebagai
pembasmi hama, menghasilkan bioinsektisida yaitu Bacillus thuringiensis
untuk larva Lepidoptera dan larva Coleoptera.
5.
Sebagai
pengolah pencemaran dengan Pseudomonas yang mengkonsumsi hidrokarbon.
6.
Sebagai
pengolah limbah
7.
Sebagai
biohidrometalurgi
Bioteknologi produksi pangan
Tape – tempe –brem bali – bir – anggur – cuka – keju –
yoghurt – roti
Bioteknologi produksi bahan organik
Etanol – asam asetat – asam laktat – asam sitrat –
butanol / aseton – gliserol – pengolahan limbah – pembuatan kompos padat
Bioteknologi produksi-produk steril
Penisilin – streptomisin – tetrasiklin – vitamin B12 –
giberelin – kortison – steroid – asam amino (asam glutamat) - enzim
REAKSI DALAM PROSES BIOTEKNOLOGI
1.
Dapat
sebagai reaksi Katabolik
2.
Dapat
sebagai reaksi Anabolik
KEUNGGULAN PROTEIN SEL TUNGGAL
1.
Pembiakannnya
yang sangat cepat
2.
Dapat
dibiakkan pada berbagai medium tumbuh
3.
Pembiakannya
tidak dipengaruhi iklim dan medium
4.
Mempunyai
kandungan protein yang tinggi ( 80 %)
Spirullina adalah alga biru yang merupakan sumber makanan
baru dengan kadar protein 45-49%. Spirullina termasuk Divisio Cyanophyta
dan Class Cyanobacter.
KULTUR
JARINGAN/KULTUR SEL
Yaitu proses perbanyakan vegetatif sel/jaringan tubuh
tanaman menjadi tanaman baru dengan sifat yang sama dengan tanaman asalnya.
SYARAT‑SYARAT KULTUR JARINGAN
1.
Pengaturan
udara yang baik
2.
Penggunaan
medium yang cocok
3.
Pemilihan
eksplan (bagian tanaman) yang akan di kultur yang baik yaitu jaringan meristem
MANFAAT KULTUR JARINGAN
1.
Menghasilkan
keturunan baru sesuai keinginan manusia misalnya nilai ekonomis yang tinggi
dsbnya.
2.
Mendapatkan benih
yang banyak dalam waktu yang singkat dan identik semuanya.
KRITERIA EKSPLAN YANG BAIK UNTUK KULTUR JARINGAN
Bagian yang selnya aktif membelah yaitu sel yang
meristematis.
TUJUAN PEMANFAATAN SIFAT TOTIPOTENSI TANAMAN
1.
Untuk
memperoleh anakan yang SERAGAM
2.
Untuk
memperoleh anakan dalam jumlah BESAR
3.
Untuk
memperoleh anakan dengan CEPAT
REKAYASA
GENETIKA/ REKOMBINAN DNA
Yaitu penggunaan tehnik biologi yang teliti untuk menata
kembali gen‑gen dengan cara menyisipkan, menambahkan, mentransfer gen dari satu
individu ke individu yang lain.
Untuk dapat berlangsungnya rekayasa genetika dibutuhkan
DNA sebagai satuan terkecil dari gen (pembawa sifat).
LANGKAH‑LANGKAH
REKAYASA GENETIKA/TEKNOLOGI PLASMID SECARA SEDERHANA
1.
Identifikasi
gen yang diinginkan (misal gen untuk insulin pada manusia).
2.
Pemotongan
kromosom dengan menggunakan enzim khusus untuk melepaskan gen
3.
Ekstraksi
plasmid dari sel bakteri
4.
Pembukaan
plasmid dengan menggunakan enzim lain
5.
Pemasangan
gen ke dalam cincin plasmid
6.
Pemasukan
plasmid ke dalam sel bakteri
7.
Menumbuhkembangkan
sel bakteri
8.
Pembentukan
duplikat plasmid yang mengandung gen yang dipasang baru dan menghasilkan produk
yang diharapkan seperti insulin.
FAKTOR UTAMA PENYISIPAN GEN
1.
Adanya
vektor (pembawa)
2.
Adanya
sel bakteri
3.
Adanya
enzim yang berfungsi untuk memotong dan menyambung