Materi kelas 12 semester 2 BAB MUTASI dan TEORI ASAL-USUL KEHIDUPAN

-->

Rangkuman biologi SMA kelas 12 semester 2

A.  PENGERTIAN MUTASI

Mutasi merupakan perubahan bentuk kualitas atau sifat yang terjadi secara mendadak pada kromosom, atau perubahan mendadak pada bentuk dan susunan dalam kromosom makhluk yang menghasilkan protein dan enzim yang bermodifikasi.

Hugo de Vries adalah orang pertama yang menggunakan istilah mutasi. Istilah ini digunakan Hugo de Vries untuk mengemukakan adanya perubahan fenotipe yang mendadak pada bunga Oenothera lamarckiana dan bersifat menurun. Setelah diselidiki, perubahan tersebut terjadi karena penyimpangan dari kromosomnya.

Morgan (1910) juga melakukan penelitian tentang mutasi dengan menggunakan lalat buah (Drosophlia melanogaster). Ia menemukan lalat buah jantan bermata putih di antara sejumlah besar lalat buah jantan bermata merah.

Sifat baru tersebut muncul karena perubahan struktur genetik, karena sifat baru diturunkan pada generasi berikutnya.

Peristiwa terjadinya mutasi disebut mutagenesis, makhluk hidup yang mengalami mutasi dinamakan mutan, sedangkan faktor yang menyebabkan mutasi disebut mutagen.

1. Macam Mutasi
Berdasarkan ukuran atau jumlah nukleotida ADN yang berubah, mutasi dapat dibedakan menjadi:

a.    Mutasi Gen (Mutasi Titik)
Mutasi titik (point mutation) terjadi akibat perubahan pada satupasang basa ADN suatu gen. Mutasi ini hanya terjadi di dalam gen.

Macam-macam mutasi gen antara lain:
1. Nonsense mutations (mutasi tak bermakna)

Pada peristiwa ini terjadi perubahan kodon (triplet) dari kode basa N asam amino tetapi tidak mengakibatkan perubahan pembentukan protein. Contoh: UUU (fenilalanin) diganti UUC (fenilalanin)
2. Triplet mutations (mutasi ganda tiga)

Mutasi ini terjadi karena adanya penambahan atau penggunaan tiga basa secara bersama-sama.
3.  Frameshift mutations (mutasi bingkai)

Terjadi karena adanya penambahan sekaligus pengurangan satu atau beberapa pasangan basa secara bersama-sama.

b.    Mutasi Kromosom

a.    Mutasi kromosom terjadi karena perubahan jumlah kromosom (ploidi)

1) Aneuploidi

Aneuploidi terjadi karena kehilangan atau penambahan perangkat kromosom (genom) makhluk hidup normal, umumnya bersifat diploid (mempunyai dua perangkat kromosom/dua genom). Pada aneuploid dikenal individu monoploidi (mempunyai satu perangkat kromosom) dan poliploid (mempunyai banyak perangkat kromosom), yaitu triploidi (3), tetraploidi (4), heksaploidi (6).

            Poliploidi pada tumbuhan, misalnya apel dan tebu. Sedangkan pada hewan, misalnya Rana esculenta dan Ascaris.

2) Aneusomi

Individu aneusomi memiliki kekurangan atau kelebihan kromosom
dibanding dengan jumlah kromosom diploidi dari individu (misal 2n-1,
2n-2, 2n+1, 2n+2, dan sebagainya.

Aneusomi dalam populasi manusia dapat menyebabkan terjadinya macam-macam sindroma.

b.  Mutasi kromosom yang terjadi karena perubahan struktur kromosom (aberasi)

Struktur kromosom yang normal dengan perlakuan sinar X, radiasinatau zat-zat kimia tertentu dapat menimbulkan perubahan struktur pada kromosom.
Perubahan struktur kromosom biasanya disebut “aberasi kromosom” yang dapat dibedakan atas beberapa peristiwa.

1)    Delesi (defisiensi)

Yaitu hilangnya suatu segmen dari sebuah kromosom, karena kromosom patah dan potonganhilang.

2)   Duplikasi
Yaitu peristiwa suatu segmen dari kromosom yang mempunyai susunan (gen-gen) yang berulang-ulang.

3)   Translokasi
Yaitu menempelnya potongan suatu kromosom pada potongan kromosom lainnya yang bukanhomolognya.

 4) Inversi

Suatu bagian dari sebuah kromosom memiliki ukuran gen yang terbalik.

B.  PENYEBAB MUTASI

Mutasi dapat terjadi baik secara spontan ataupun rangsangan dari luar. Mutasi spontan terjadi karena kesalahan acak dalam proses replikasi atau saat pembelahan sel. Penyebab mutasi yang terjadi secara spontan misalnya kesalahan mitosis dan meiosis, saat sitokinesis sel tidak terbagi menjadi dua sel baru sehingga kromosom yang telah digandakan tetap berada dalam satu sel. Contoh lain adalah rekombinasi, yaitu perubahan akibat masuknya gen-gen atau segmen DNA dari molekul DNA (kromosom) lain ke dalam suatu molekul DNA.

Mutasi yang terjadi akibat rangsangan dari luar bisa bersifat alami maupun buatan. Mutasi yang bersifat alami terjadi secara kebetulan di alam dan biasanya jarang terjadi. Contoh mutagen alam adalah sinar kosmis, radioaktif alam, sinar ultraviolet.

Mutasi buatan, yaitu mutasi yang terjadi karena campur tangan manusia. Mutasi buatan ini banyak dilakukan terhadap tanaman, misalnya tomat, anggur, jambu dan sebagainya. Dipandang dari sudut manusia mutasi buatan ini sangat menguntungkan karena dapat memberikan hasil produksi yang cukup tinggi. Melalui mutasi buatan ini buah yang dihasilkan besar-besar dan tidak memiliki biji. Tanaman ini, umumya menjadi poliploid yaitu kromosom menjadi bertambah banyak. Akan tetapi dipandang dari segi tumbuhan itu sendiri, mutasi buatan yang menyebabkan poliploidi adalah tidak menguntungkan karena tanaman poliploid umumnya gagal. Untuk menyebabkan tanaman poliploidi harus dilakukan pembibitan secara terus-menerus. Pada sayuran, mutasi buatan biasa dilakukan pada tanaman kubis (kol).

Bahan-bahan yang dapat menyebabkan mutasi disebut mutagen. Mutagen dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu:

1.    Mutagen Kimia

Bahan-bahan yang dapat menyebabkan mutasi antara lain formaldehida, kolkisin, akridin, etil metan sulfat (EMS), etil etan sulfanoat (EES), asam nitrit, hidrogen peroksida, kafein, bahan pengawet, dan lainlain.

2.    Mutagen Fisika

Bahan-bahan fisika yang dapat menyebabkan mutasi antara lain suhu, sinar ultraviolet, sinar x, sinar gamma, partikel a dan b, neutron, dan radiasi kosmis.

3.    Mutagen Biologi

Bahan-bahan biologi yang dapat menyebabkan mutasi antara lain virus dan bakteri. Selain itu ada mutagen biologi yang sering menyebabkan. yaitu elemen loncat adalah rangkaian nukleotida atau DNA yang dapat berpindah tempat.

C.   DAMPAK MUTASI BAGI KEHIDUPAN

Mutasi menyebabkan banyak sekali dampak baik negatif maupun positif.
1. Dampak Negatif

Mutasi menyebabkan timbulnya beragam jenis penyakit berbahaya seperti sindrom, kanker.
2. Dampak Positif

Walaupun mutasi bersifat merugikan tetapi dalam beberapa hal juga berguna bagi manusia, misalnya:

a.    Dapat meningkatkan hasil panen produksi pangan (gandum, tomat, kacang tanah, kelapa poliploidi, kol poliploidi).

b.    Dapat meningkatkan hasil antibiotika (mutan Penicillium).

c.    Dapat memeriksa proses biologi (transpor elektron pada fotosintesis, fiksasi nitrogen pada bakteri).

d.    Proses penting untuk evolusi dan variasi genetik.

e.    Dapat menambah keanekaragaman.

D.  TEORI ASAL USUL KEHIDUPAN.

Menurut Biogenesis dan Abiogenesis. Teori asal usul kehidupan adalah sebuah teori yang masih berbentuk hipotesa tanpa kesimpulan yang pasti. Teori ini hanyalah sebuah percobaan untuk menjawab keingintahuan manusia tentang asal usul kehidupan. Keingin tahuan manusia tentang asal-susul kehidupan telah memotivasi para ahli Biologi untuk meneliti asal-usul dari kehidupan itu. Mereka berusaha mencari jawabannya dengan segala macam eksperimen yang dilakukan, meski hasil akhirnya tetap penuh dengan ketidak pastian, karena tidak seorangpun yang sudah mengalami dan menjadi saksi awal pertama kehidupan dimulai namun setidaknya telah memunculkan 3 teori tentang asal usul kehidupan, yaitu

Teori Asal Usul Kehidupan

1. Teori Abiogenesis

Teori ini mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati (Generatio Spontanea). Teori Abiogenesis dicetuskan pertama kali oleh Aristoteles (384 – 322 SM), yang merupakan tokoh ilmu pengetahuan dari Yunani Kuno. Aristoteles melakukan pengamatan ikan-ikan di sungai. Ia berpendapat bahwa ada sebagian ikan-ikan di sungai tersebut yang berasal dari lumpur. Teori Abiogenesis ini didukung pula oleh seorang ilmuwan Inggris pada tahun 1700 yang bernama Nedhan. Ia mencoba melakukan penelitian dengan menggunakan rebusan kaldu. Hasil rebusan kaldu kemudian dimasukkan ke dalam botol dan ditutup dengan gabus. Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu tersebut ditumbuhi bakteri. Akhirnya Nedhan menyimpulkan bahwa bakteri berasal dari air kaldu. Teori ini gugur karena pada abad ke-17,Antonie van Leeuwenhoek berhasil membuat mikroskop. Penemuan mikroskop inilah yang mengawali berbagai macam percobaan untuk menguji teori-teori Abiogenesis. Leeuwenhoekmencoba mengamati air rendaman jerami dengan menggunakan mikroskop temuannya. Ternyata terlihat bahwa di dalam setetes air rendaman jerami tersebut terdapat benda-benda aneh yang sangat renik.

2. Teori Biogenesis.

Teori biogenesis adalah suatu teori yang mengemukakan bahwa asal kehidupan suatu makhluk hidup berasal dari makhluk hidup pula. Semboyan teori Biogenesis adalah “omne vivum ex ovo” (makhluk hidup berasal dari telur) “omne vivum ex vivo” (makhluk hidup berasal dari makhluk hidup yang telah ada). Teori biogenesis ini didukung oleh tokoh-tokoh Biologi lain, seperti berikut.

1.    Francisco Redi adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Italia, ia merupakan orang pertama yang membantah teori Generatio Spontanea. Ia melakukan eksperimen untuk mendapat fakta yang benar. Ia menggunakan daging segar yang diletakkan di dalam tiga tabung. Perlakuan tabung I ditutup rapat, tabung II ditutup kain kasa dan tabung III tidak ditutup dan dibiarkan terbuka. Setelah beberapa hari Francisco Redi mendapatkan hasil eksperimen. Ternyata botol tabung I tidak ada mikroba, tabung II terdapat sedikit mikroba, dan tabung III terdapat banyak mikroba. Dari hasil eksperimen ini Francisco Redi kemudian membuat kesimpulan bahwa mikroba yang berupa belatung yang terdapat pada daging tersebut berasal dari telur-telur lalat yang ditinggalkan pada saat lalat tersebut mengerumuni daging yang membusuk. Dari hal ini maka teori Abiogenesis runtuh diganti dengan teori Biogenesis yaitu bahwa makhluk hidup tidak begitu saja terbentuk dari benda-benda mati, melainkan dari makhluk hidup juga.

2.    Spallanzani adalah seorang tokoh ilmuwan dari Italia. Ia melakukan kegiatan eksperimen pada tahun 1765, untuk menentang teori Nedham. Spallanzani mengadakan pembuktian dengan air kaldu  dan hasil percobaannya sama dengan Francisco Redi yaitu makhluk hidup berasal dari sesuatu yang hidup. Spallanzani menjelaskan bahwa kegagalan percobaan Nedham karena Nedham tidak merebus tabung cukup lama sampai semua organisme terbunuh dan Nedham juga tidak menutup leher tabung dengan rapat sehingga masih ada organisme yang masuk dan tumbuh.

3.    Louis Pasteur melakukan percobaan pada tahun 1864. Tujuan percobaan Pasteur adalah untuk menguji dan memperbaiki percobaan dari Redi dan Spallanzani. Pasteur membuat labu berleher angsa, yang agak tertutup namun masih dapat berhubungan dengan udara. Percobaan yang dilakukan oleh Pasteur adalah merebus kaldu hingga mendidih kemudian kaldu tersebut didiamkannya beberapa saat di dalam tabung leher angsa. Setelah beberapa hari, bakteri tidak tumbuh pada kaldu tersebut, tetapi beberapa hari kemudian air kaldu sudah ditumbuhi bakteri. Dari teori Pasteur inilah maka teori abiogenesis (Generatio spontanea) tumbang. Sehingga disimpulkan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup pula.