Pengertian Gen Beserta Struktur Dan Sejarahnya

Pengertian Gen – “Gen” adalah singkatan dari “generasi”. Istilah ini digunakan untuk mengacu pada kelompok individu yang lahir dalam rentang waktu yang relatif sama atau memiliki karakteristik yang serupa karena faktor-faktor seperti waktu kelahiran, pengalaman bersama, atau tren yang dominan pada periode tersebut. Dalam konteks yang lebih luas, “gen” juga dapat merujuk pada unit warisan genetik yang diturunkan dari generasi ke generasi dalam suatu populasi organisme.

Contents

Pengertian Gen

Pengertian Gen merupakan bagian integral dari kromosom atau unit kimia (DNA) dalam kromosom, terletak pada lokus yang mengendalikan ciri-ciri genetis dari suatu makhluk hidup. Pewarisan gen dilakukan melalui proses reproduksi, dimana individu mengalirkan gen kepada keturunannya, memastikan keberlangsungan dan keutuhan fungsi organisme. Adanya pasangan gen dalam satu lokus pada kromosom homolog memperkuat keragaman genetik. Setiap pasangan gen memiliki alel, yang dapat membawa ciri-ciri sifat yang sama atau berbeda, seperti contohnya sifat panjang atau pendeknya tangkai tanaman.

Gen sendiri merupakan sebuah unit pewarisan dalam organisme hidup, yang memiliki bentuk fisik berupa urutan DNA yang mengkodekan protein, polipeptida, atau RNA yang berperan dalam fungsi organisme tersebut. Definisi modern gen mencakup lokasi spesifik pada genom yang terkait dengan pewarisan sifat dan berfungsi sebagai regulator, peran fungsional, atau target transkripsi lainnya.

Penggunaan istilah “gen cerdasan” atau “gen warna rambut” dalam percakapan sehari-hari merujuk pada variasi alel yang ada dalam suatu gen. Meskipun alel dapat serupa, istilah alel sering digunakan untuk menggambarkan ekspresi fenotipik gen yang berbeda. Melalui proses reproduksi, gen diwariskan dari satu individu kepada keturunannya bersama dengan DNA yang membawanya, sehingga memastikan integritas dan fungsi kehidupan organisme terjaga dengan baik.

Sejarah Gen

Gregor Mendel telah mengusulkan keberadaan suatu substansi yang terkait dengan karakter atau sifat di dalam tubuh individu yang dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya, yang ia sebut sebagai ‘faktor’. Hugo de Vries, pada bukunya yang berjudul “Intracellular Pangenesis” (terbit 1889), menggunakan konsep yang sama dan menyebutnya sebagai “pan-gen”. Sebelum membaca tulisan model, de Vries mendefinisikan pangen sebagai “partikel terkecil yang mewakili satu ciri terwariskan”. Wilhelm Johannsen kemudian memendekkannya menjadi “gen” dua puluh tahun kemudian.

Pada tahun 1910, Thomas Hunt Morgan menunjukkan bahwa gen terletak di dalam kromosom. Ini memicu perlombaan seru untuk menemukan substansi yang merupakan gen, yang pada akhirnya banyak memperoleh penghargaan Nobel bagi peneliti yang terlibat dalam subjek ini.

Meskipun DNA telah ditemukan dan diketahui berada di dalam kromosom sejak tahun 1869, orang belum menyadari bahwa DNA terkait dengan gen. Melalui penelitian Oswald Avery terhadap bakteri Pneumococcus (1943), dan Alfred Hershey dan Martha Chase dengan virus bakteriofag T2 (publikasi 1953), orang mengetahui bahwa DNA adalah materi genetik.

Pada tahun 1940-an, George Beadle dan Edward Tatum melakukan percobaan dengan Neurospora crassa. Dari percobaan tersebut, Beadle dan Tatum menyimpulkan bahwa gen mengodekan enzim, dan mereka menyimpulkan bahwa satu gen menyintesis satu enzim (teori satu gen-satu enzim).

Beberapa puluh tahun kemudian, ditemukan bahwa gen mengodekan protein yang tidak hanya berfungsi sebagai enzim saja, dan bahwa sejumlah protein tersusun dari dua atau lebih polipeptida. Dengan penemuan-penemuan ini, pandangan Beadle dan Tatum dalam teori satu gen-satu enzim dimodifikasi menjadi teori satu gen-satu polipeptida.

Struktur Gen

Pada sel eukariot, gen terdiri dari beberapa bagian:

Domain regulasi inisiasi transkripsi, yang meliputi deret GCCACACCC, ATGCAAAT, kotak GC, kotak CCAAT, dan kotak TATA.
Intron, bagian yang terdapat di dalam gen namun tidak mengkode protein.
Ekson, merupakan bagian dari gen yang mengkode protein dan dapat ditranskripsi secara overlapping atau nonoverlapping. Sebagai contoh, dalam kode dengan tiga nukleotida (kodon triplet) AUU GCU CAG, dapat dibaca nonoverlapping sebagai AUU GCU CAG atau overlapping sebagai AUU UUG UGC GCU CUC CAG. Meskipun pada sekitar tahun 1961 telah diketahui bahwa asam amino dikodekan oleh kodon secara nonoverlapping, namun telah ditemukan protein yang berbeda hasil transkripsi dengan adanya pergeseran overlapping kodon.
Domain regulasi akhir transkripsi, yang mengatur proses akhir transkripsi gen.

Ekspresi Gen

Ekspresi gen adalah proses di mana informasi genetik yang terdapat pada gen diubah menjadi protein-protein yang berfungsi di dalam sel. Proses ini terdiri dari dua tahap utama:

Transkripsi, yaitu pembuatan salinan RNA dari untai DNA.
Translasi, proses sintesis polipeptida yang khusus dilakukan di dalam ribosom.

Proses transkripsi DNA menjadi mRNA, dan translasi mRNA menjadi polipeptida, disebut sebagai dogma sentral. Dogma ini berlaku untuk kedua jenis sel, baik prokariot maupun eukariot. Namun, pada eukariot terdapat tahapan tambahan yang disebut tahap pre-mRNA.

Tahap pre-mRNA bertujuan untuk menyeleksi mRNA yang akan keluar dari nukleus untuk kemudian ditranslasikan di ribosom. mRNA yang mengandung ekson akan keluar dari nukleus untuk ditranslasikan, sementara mRNA yang mengandung intron akan tetap berada di dalam nukleus karena kemungkinan akan membentuk protein yang tidak berfungsi jika ditranslasikan. Intron kemudian akan dihilangkan untuk membentuk rantai mRNA yang lengkap. Perlu dicatat bahwa proses ekspresi gen ini rentan terhadap kesalahan yang disebut mutasi.

Pengertian Gen

Fungsi Gen dan Sifat Gen

Gen-gen merupakan substansi hereditas yang memegang peran penting dalam berbagai fungsi tubuh, antara lain:

Menyampaikan informasi genetika dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Mengontrol dan mengatur metabolisme serta perkembangan tubuh.
Menentukan sifat-sifat yang diturunkan kepada keturunannya, seperti bentuk rambut, bentuk tubuh, warna kulit, dan lain sebagainya.
Mengatur proses reaksi kimia di dalam tubuh secara berurutan, dimana setiap tahap reaksi membutuhkan enzim. Pembentukan dan pengaturan kerja enzim ini juga dilakukan oleh gen. Bahkan proses perkembangan yang melibatkan hormon juga diatur oleh gen.

Gen, sebagai substansi hereditas, memiliki sifat-sifat berikut: