Ukuran genom, jumlah gen

MATERI KULIAH BIOTEKNOLOGI PETERNAKAN

Oleh: Dr. Ir. Sutopo, M.Sc

Ukuran genom, jumlah gen

            Ukuran genom adalah jumlah total pasangan basa DNA dalam satu salinan genom haploid. Ukuran genom berkorelasi positif dengan kompleksitas morfologi antara prokariota dan eukariota yang lebih rendah. Secara umum, terdapat perbedaan ukuran genom, jumlah gen, dan densitas gen antara prokariota dan eukariota. Prokariota memiliki genom yang lebih kecil dengan jumlah gen lebih sedikit dan densitas gen lebih besar bila dibandingkan dengan eukariota. Bakteria dan arkea umumnya memiliki genom berukuran sekitar 1–6 juta pasangan basa (Mb) yang mengandung 1.500–7.500 gen. Misalnya, genom bakteri Escherichia coli berukuran 4,6 Mb dan mengandung sekitar 4.300 gen. Sebaliknya, eukariota memiliki genom lebih besar dengan jumlah gen lebih banyak. Genom khamir bersel tunggal Saccharomyces cerevisiae (tergolong fungi), misalnya, berukuran sekitar 12 Mb, sedangkan kebanyakan tumbuhan dan hewan multisel memiliki genom lebih dari 100 Mb. Sementara itu, jumlah gen dalam genom eukariota dapat mencapai 5.000 pada fungi bersel tunggal sampai dengan 40.000 pada makhluk multiselular. Selain itu, eukariota secara umum memiliki jumlah gen yang lebih sedikit per pasangan basa dibandingkan dengan prokariota, yaitu densitas gennya lebih rendah. Misalnya, manusia memiliki genom dengan ukuran ratusan sampai ribuan kali lebih besar daripada bakteri, tetapi jumlah gennya hanya 5 sampai 15 kali lebih banyak. Analogi genom manusia yang tersimpan di DNA adalah bahwa instruksi disimpan dalam sebuah buku:

“Satu Buku (genom) akan berisi 23 bab (yang kita umpamakan kromosom); Setiap bab berisi 48-250000000 huruf (terdiri dari A, C,G, T) tanpa spasi; Oleh karena itu, buku ini berisi lebih dari 3,2 miliar huruf  Buku ini cocok menjadi inti sel. Setidaknya satu salinan dari buku (semua 23 bab) yang terkandung/ada di sebagian besar sel-sel tubuh kita”.

DNA adalah molekul materi herediter dalam semua sel hidup. Gen terbuat dari DNA, dan begitu juga genom itu sendiri. Gen terdiri dari DNA. DNA sangat panjang dan kurus, yang berisi semua informasi yang diperlukan untuk membangun sebuah organisme hidup. Dalam arti yang sangat nyata, DNA adalah sumber informasi. 

DNA terbuat dari apa., DNA adalah molekul yang sangat besar, terdiri dari unit yang lebih kecil yang disebut nukleotida yang dirangkai dalam satu baris, Setiap nukleotida memiliki tiga bagian: sebuah molekul gula, molekul fosfat, dan struktur yang disebut basa nitrogen. Basa nitrogen adalah bagian dari nukleotida yang membawa informasi genetik, sehingga kata-kata "nukleotida" dan "dasar" sering digunakan secara bergantian. Dasar yang ditemukan dalam DNA berasal dalam empat macam: adenin, sitosin, guanin, dan timin-sering disingkat sebagai A, C, G, dan T, huruf-huruf alfabet genetik.

        Sangat sedikit orang berpikir bahwa DNA bisa menjadi bahan herediter. Studi awal DNA keliru bahwa molekul terdiri dari urutan yang sama dari empat basa berulang-ulang-ACGTACGTACGT ... misalnya. Tidak ada yang bisa membayangkan bagaimana sebuah molekul monoton sederhana bisa berisi informasi yang diperlukan untuk membangun sebuah organisme hidup. Tetapi selama tahun 1930-an dan 1940-an, percobaan baru mulai menunjukkan bahwa DNA, menjadi penting. Ternyata strain yang berbeda dari bakteri dapat bertukar DNA dan bahwa ketika mereka melakukan sifat-sifat tertentu, seperti kemampuan untuk menyebabkan penyakit pada manusia, dapat ditularkan dari satu strain bakteri yang lain. Para ilmuwan juga belajar bahwa ketika virus menginfeksi sel itu menyuntikkan DNA-nya ke dalam sel, yang kemudian menghasilkan banyak salinan virus, menunjukkan bahwa DNA berisi petunjuk untuk membangun virus. Dan mereka menemukan bahwa spesies yang berbeda dari organisme memiliki proporsi yang berbeda dari basa dalam DNA-satu spesies mereka mungkin memiliki DNA yang 30 persen A, 20 persen C, 20 persen G, dan 30 persen T, sementara yang lain mungkin memiliki 20 persen A, 30 persen C, 30 persen G, dan 20 persen T. orang-orang mulai berpikir bahwa informasi genetik mungkin ditulis dalam perbedaan antara dasar DNA dari spesies yang berbeda.