MAKALAH GENETIKA LANJUT Ekspresi Kelamin Pada Makhluk Hidup

MAKALAH

GENETIKA LANJUT

Ekspresi Kelamin Pada Makhluk Hidup

 

 

 

 

 

   Disusun oleh:

         Kelompok IV

 

1.      Bunga Adeliana Lestari (190104002)

2.      Sudianto (190104013)

3.      Amalia Anisa Erfan (190104021)

 

 

JURUSAN PENDIDIKAN IPA BIOLOGI

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN (FTK)

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)

MATARAM

2022

PEMBAHASAN

 

A.      Definisi Perkelaminan Pada Makhluk Hidup

Pada makhluk hidup ditemukan berbagai cara reproduksi, tetapi pada dasarnya ada dua macam, yaitu aseksual dan seksual. Ada organisme yang selama hidupnya hanya menggunakan satu cara reproduksi, ada pula yang melakukan pergiliran cara reproduksi. Contoh reproduksi aseksual adalah pembelahan sel dan pembentukan tunas, sedang contoh cara reproduksi secara seksual adalah penyerbukan dan perkawinan. Reproduksi aseksual akan menghasilkan individu baru yang secara genetik sama dengan individu induk karena semua materi genetik berasal dari sel induk yang sama, perbedaan hanya terjadi bila ada mutasi. Pada reproduksi seksual individu baru menerima informasi genetik dari dua individu yang berbeda, secara genetik lebih menarik untuk dibahas sebab akan muncul kombinasi genotip baru yang menyebabkan munculnya variasi fenotip.

Pada organisme yang melakukan reproduksi seksual dikenal adanya perbedaan jenis kelamin yang secara umum disebut jantan dan betina, atau lelaki dan perempuan. Munculnya individu dengan jenis kelamin yang berbeda disebabkan oleh berbagai faktor seperti faktor genetik, dan faktor lingkungan. Perbedaan jenis kelamin secara genetik dapat disebabkan oleh setidaknya dua hal, yaitu adanya kromosom yang berbeda, atau ada gen yang berbeda. Kromosom yang berbeda (heteromorfik) antar jenis kelamin seperti misalnya pasangan kromosom X dan Y biasanya disebut kromosom kelamin, sedangkan kromosom yang sama terdapat pada setiap jenis kelamin disebut autosom. Munculnya jenis kelamin tertentu selain disebabkan oleh adanya kromosom kelamin pada beberapa organisme juga disebabkan oleh gen (atau gen-gen) yang terdapat pada autosom atau interaksi antar keduanya.

Kromosom adalah molekul seperti benang yang membawa informasi herediter untuk segala hal mulai dari tinggi badan hingga warna mata. Kromosom dibuat dari protein dan satu molekul DNA yang berisi instruksi genetik suatu organisme yang diturunkan dari orang tua. Pada manusia, hewan, dan tumbuhan, sebagian besar kromosom diatur berpasangan di dalam inti sel. Manusia memiliki 22 pasang kromosom ini, yang disebut autosom.

Fungsi kromosom salah satunya adalah berperan penting dalam proses sel membelah diri. Tujuannya untuk mengganti sel lama yang rusak dengan yang baru. Selama proses pembelahan sel ini, penting agar DNA tetap utuh dan merata di antara sel-sel. Di sinilah peran penting dalam kromosom.

Materi genetik memegang peranan penting dalam proses pewarisan sifat. warna kulit, bentuk hidung, atau bahkan jenis penyakit yang dimiliki tidak serta-merta hadir di dalam tubuh. Materi genetik dari ayah dan ibu akan bergabung dalam proses fertilisasi. Oleh karena adanya penggabungan materi genetik inilah muncul karakteristik yang mirip dengan ayah dan karakteristik yang mirip dengan ibu. Materi genetik tersebut yaitu, kromososm, gen, DNA, dan RNA.

B.       Terbentuknya Kromosom X dan Y

Perkembangan kelamin pada Mammalia terbagi menjadi dua proses, yaitu diferensiasi kelamin somatis atau sekunder dan diferensiasi kelamin pada sel germinal. Konstitusi kromosom dalam inti adalah yang pertama kali menentukan diferensiasi kelamin dari gonad awal. Apabila kemudian terbentuk testis, maka akan disekresikan hormon testosteron. Apabila ovarium yang terbentuk, maka tidak adanya testosteron memungkinkan sel-sel somatik berkembang dalam jalur betina. Pembentukan testis dikendalikan gen-gen yang terdapat pada kromosom Y sehingga jenis kelamin Mammalia ditentukan oleh kromosom Y.

Saat ini pada kromosom Y dari tikus (mice) sudah ditemukan gen atau perangkat gen yang mengendalikan suatu ciri dominan yang disebut Sex-reversed (Sxr) trait yang menyebabkan zigot tikus bergenotip AAXX tumbuh dan berkembang menjadi individu tikus berfenotip kelamin jantan lengkap dengan testis, sekalipun tidak mengalami spermatogenesis.

Berkenaan dengan perkembangan testis, pada kromosom Y manusia terdapat gen TDF (Testis Determining Factor) yang bertanggung jawab terhadap perkembangan testis dan diketahui mengkode semacam protein yang diduga mengatur ekspresi gen lain. Gen lain yang juga dinyatakan ikut bertanggung jawab yaitu gen H-Y yang terpaut kromosom kelamin Y dan dinyatakan ikut bertanggung jawab terhadap diferensiasi testis maupun spermatogenesis. Selain itu, gen Tfm+ yang terpaut pada kromosom kelamin X (Individu jantan) mengendalikan pembentukan suatu protein pengikat testosteron pada sitoplasma dari semua sel (jantan maupun betina).

Pada tahun 1891 H. Henking menemukan bahwa suatu struktur inti tertentu dapat ditemukan (dilacak) selama spermatogenesis serangga tertentu. Separuhnya sperma menerima struktrur tersebut sedangkangkan separuhnya tidak menerimanya dan struktur tersebut diidentifikasi sebagai “X-body”. Pada tahun 1902 C. E. McClung membenarkan observasi Henking atas dasar obserasi sitologis terhadap berbagai spesies belalang, dan ditemukan pula bahwa sel-sel soma pada indivudu jantan berbeda dengan sel-sel soma pada individu betina. Kemudian pada awal abad ke 20 E. B. Wilson dkk., menyatakan bahwa X body yang dilaporkan oleh Henking merupakan suatu kromosom yang menentukan kelamin. Sejak saat itu X body tersebut dikenal dengan kromosom kelamin atau kromosom X.

E. B Wilson menemukan bahwa susunan kromosom yang lain pada Lygaeus turcicus. Pada serangga ini jemlah kromosom yang sama ditemukan pada sel-sel dari kedua macam kelamin. Akan tetapi, kromosom homolog dari nkromosom X ternyata lebih kecil ukurannya dan disebut kromosom Y. Zigot XX akan menjadi individu betina, sedangkan zigot XY akan menjadi individu jantan.

Asal mula evolusioner kromosom kelamin primitif berkaitan erat dengan evolusi kelamin terpisah yang berlatarbelakang genetik. Pola transisi paling sederhana, dari keadaan kelamin tergabung menuju kepada suatu keadaan kelamin terpisah sempurna, adalah melalui kejadian mutasi pada dua lokus. Salah satu lokus itu adalah f, yang mengontrol fungsi betina dan m yang mengatur lokus jantan. Mekanisme pada dua lokus diikuti dengan roses seleksi dan pengurangan rekombinasi akan memunculkan kromosom proto X maupun kromosom proto Y. Setelah itu akan terjadi proses seleksi lebih lanjut yang berkenaan dengan seleksi alela-alela yang menguntungkan pada individu jantan tetapi merugikan individu betina, yang akan mengarah pada diferensiasi genetic selanjutnya antara kedua kromosom kelamin.

C.      Ekspresi Kelamin pada Makhluk Hidup

Pada dasarnya pengontrol segala ekspresi kelamin dan yang menentukan jenis kelamin adalah gen. Pengaturan gen ini dilakukan melalui interaksi gen-gen oleh satu buah, satu pasang, maupun banyak pasangan gen, gen tergolong alela ganda maupun non ganda yang berada dalam kromosom kelamin Y maupun bukan, untuk mempengaruhi baik genotip maupun fenotip ekspresi kelamin. Ekspresi gen apapun dalam perkelaminan juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan terutama dalam interaksi gen-gen yang bertanggung jawab pada fenotip kelamin pada makhluk hidup.

Ekspresi kelamin tidak hanya dimiliki oleh organisme eukariotik saja namun juga organisme prokariotik. Ekspresi kelamin pada organisme prokariotik misalnya pada bakteri Escheria coli. Perkelaminan pada prokariotik, sel-sel kelamin jantan dan betina tidak didasarkan pada karakter morfologi namun dari ada tidaknya kromososm kelamin yang tidak lazim atau faktor F yang merupakan DNA untaian ganda sirkuler. Jika E. coli memiliki faktor F (F+) maka berkelamin jantan, sedangkan jika tidak memiliki faktor F (F–) maka berkelamin betina. Sel berkelamin jantan (F+) akan mentransferkan gen kedalam sel berkelamin betina (F–) melalui proses konjugasi, transfer ini menyebabkan terjadi pindahnya satu untaian DNA ke sel berkelamin betina dan berreplikasi melalui Rolling circle replication. Sel berkelamin jantan (F+) yang faktor F-nya terintegrasi dengan kromosom utama disebut sel Hfr (High frequency of recombination). Sehingga sel berkelamin betina bisa saja berubah berkelamin jantan.

Sedangkan ekspresi kelamin pada organisme eukariotik di antaranya sebagai berikut:

No.	Jenis	Kontrol jenis dan ekspresi kelamin
1.	Tumbuhan tingkat rendah: Chlamydomonas	Secara genetik dibedakan kelamin/mating type + dan – yang ada pada suatu kontrol gen. Sifat jantan dan betina ini relatif dan bersangkut paut dengan kerja hormon.
2.	Khamir: Saccharomyces dan Neurospora	Kelamin dibedakan menjadi tipe + dan – atau mating a (spesifikasi alel MAT α dan α (spesifikasi MAT α). Kelamin ini termanifestasi bila salah satu alela menempati lokus MAT.
3.	Jamur: Basidiometes	Hetrotalitik kelamin dipengaruhi oleh 1 pasang faktor Aa dan 2 pasang faktor AaBb pada kromosm yang berbeda.
4.	Lumut: Marchantia polimorpha	Kromosom X dan Y terpisah meiospora, X menjadi gamet betina dan Y menjadi gamet jantan. Dan XY menjadi sporofit
5.	Tumbuhan berumah satu dan dua	Pada jagung terdapat gen mutan ba dan ts, bila homozigot baba jagung jantan, bila homozigot tsts jagung betina. Hal ini dikendalikan oleh 2 gen pada lokus yang berlainan.   Pada tumbuhan berumah dua secara genetik kelamin dikendalikan oleh gen pada satu lokus saja misalnya ditentukan oleh kombinasi pasangan 3 alela aD, a+, ad
6.	Marga Melandrium	Jenis kelamin juga bersangkut paut dengan adanya kromosom kelamin yaitu dengan keseimbangan antara kromosom X, Y dan autosom. Kromosom X dan autosom betina, kromosom Y jantan.
7.	Hewan invertebrata: Paramecium bursaria	Punya 8 kelamin dengan kemampuan berkonjugasi dengan satu dari ke 7 tipe lain
8.	Ophryotrocha	Kelamin terpisah, tipe kelamin ditentukan oleh ukuran, ketika masih kecil berkelamin jantan, dan ketika tumbuh besar berkelamin betina karena perubahan lingkungan gonad
9.	Cacing tanah	Hermafrodit, terdapat 2 gonad yang terpisah segmen
10.	Helix	Hermafrodit, terdapat 1 gonad penghasil telur/sperma
11.	Crepidula	Kelamin bertahap, tahap jantan à tahap perantara à tahap betina
12.	Lygaeus turcicus	Punya kromosom kelamin X dan Y, XX maka betina, XY maka jantan
13.	Hymenoptera	Telur dibuahi individu berkelamin betina diploid. Sedangkan telur tidak dibuahi berkelamin jantan haploid. Pola ekspresi ini adalah haplo-diploidy, tidak diperankan oleh kromosom. Terdapat pula gynandromorph.
14.	Drosophila melanogaster	Kromosom X dan Y. Memiliki mekanisme perimbangan kromosom X, Y dan A (autosom). Jika rasio AA>XY maka jantan, AA<XX maka betina, AA=XX maka intersex. Selain itu juga melalui ekspresi beberapa gen yaitu gen Sx1 (Sex lethal), gen dsx (double sex), dan gen tra (transformer). 1.      Kromosom X memicu gen Sx1 betina 2.      Kromosom autosom àmemicu gen Sx1 jantan 3.      Gen dsx: mengubah jantan/betina menjadi intersex 4.      Gen tra: mengubah betina menjadi individu jantan steril. Gen ini dipengaruhi suhu.
15.	Hewan Vertebrata: Pisces	a.       Perkelaminan gonochoristik yaitu ada gonad yang belum berdiferensiasi (sebagian menjadi ovarium-sebagian testis) dan ada yang sudah berdiferensiasi (menjadi ovarium/testis). b.      Ada tipe hermaproditisma (sinkronous, protogynous, protandrous) c.       Ekspresi kelamin kromosom ZZ-ZW pada kelompok ikan yang komposisi telurnya menentukan kelamin turunan d.      Kromosom-kromosom heteromorfik. Jantan berupa XO, XY dan XXY sedangkan betina berupa ZW.
16.	Amphibia	a.       Kromosom kelamin tipe XX-XY (heterogami jantan) atau ZZ-ZW (heterogami betina) b.      Ada yang tidak memiliki kromosom kelamin.
17.	Reptilia	a.       Heterogametik betina (ZW) dan heterogametik jantan (ZZ). b.      Ekspresi kelamin beberapa reptil dipengaruhi suhu. Suhu tinggi betina, suhu rendah jantan.
18.	Aves	Kromosom kelamin XX atau ZZ aves jantan dan XO, ZW, ZO betina. Hal ini bergantung keseimbangan.
19.	Mamalia	Secara genetik penentuan kelamin melalui: a.       Differensiasi kelamin sekunder oleh gonad b.      Differensiasi kelamin primer oleh gonad Beberapa gen yang berperan dalam ekspresi kelamin: Gen Sxr (Sex-reversed trait), gen TDF (Testis Determining Factors) untuk perkembangan testis, Gen HY yang terpaut kromosom Y untuk spermatogenesis, gen Tfm terpaut kromosom X

Kromosom pada dasarnya bukanlah yang menentukan jenis kelamin terwujud pada makhluk hidup. Yang benar adalah bahwa gen atau perangkat gen pada kromosom kelamin Y yang menentukan jenis kelamin manusia. Kromosom kelamin sama saja dengan autosom, sama-sama membawa faktor keturunan. Ekspresi kelamin makhluk hidup dikendalikan oleh gen-gen yang saling berinteraksi. Keseimbangan tertentu dalam interaksi gen itu bertanggung jawab atas ekspresi kelamin makhluk hidup. Ekspresi gen-gen yang interaksinya bertanggung jawab atas fenotip kelamin makhluk hidup, dipengaruhi juga oleh faktor lingkungan. Ekspresi gen-gen itu tidak bebas dari faktor lingkungan (fisikokimiawi) internal maupun eksternal.

DAFTAR PUSTAKA

Corebima, A. D. 2013.  Genetika Kelamin. Surabaya: Airlangga Univesity Press

Irawan, Bambang. 2019. Genetika. Surabaya: Airlangga Univesity Press

Suryo. 2016. Genetika Manusia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press