SISTEM
MEMBRAN SITOPLASMIK
PEWARISAN SITOPLASMIK
Sebegitu jauh
pembicaraan kita tentang pewarisan sifat pada eukariot selalu dikaitkan dengan
gen-gen yang terletak di dalam kromosom/nukleus. Kenyataannya gen-gen
kromosomal ini memang memegang peranan utama di dalam pewarisan sebagian besar
sifat genetik. Meskipun demikian, sesekali pernah pula dilaporkan bahwa ada
sejumlah sifat genetik pada eukariot yang pewarisannya diatur oleh unsur-unsur
di luar nukleus. Pewarisan ekstranukleus, atau dikenal pula sebagai pewarisan
sitoplasmik, ini tidak mengikuti pola Mendel.
Pewarisan sifat
sitoplasmik diatur oleh materi genetik yang terdapat di dalam organel-organel
seperti mitokondria, kloroplas (pada tumbuhan), dan beberapa komponen
sitoplasmik lainnya. Begitu juga virus dan partikel mirip bakteri dapat
bertindak sebagai pembawa sifat herediter sitoplasmik. Pada Bab VIII ini akan
dibahas berbagai contoh kasus yang termasuk dalam pewarisan sitoplasmik. Di
bagian akhir dibicarakan pula suatu fenomena lain yang masih ada sangkut
pautnya dengan pewarisan sitoplasmik.
Kriteria
Pewarisan Sitoplasmik
Sebenarnya tidak
ada kriteria yang dapat berlaku universal untuk membedakan pewarisan
sitoplasmik dengan pewarisan gen-gen kromosomal. Namun, setidak-tidaknya lima
hal di bawah ini dapat digunakan untuk keperluan tersebut.
1. Perbedaan hasil perkawinan resiprok merupakan penyimpangan dari pola
Mendel. Sebagai contoh, hasil persilangan antara betina A dan jantan B tidak
sama dengan hasil persilangan antara betina B dan jantan A. Jika dalam hal ini
pengaruh rangkai kelamin (Bab VI) dikesampingkan, maka perbedaan hasil
perkawinan resiprok tersebut menunjukkan bahwa salah satu tetua (biasanya
betina) memberikan pengaruh lebih besar daripada pengaruh tetua lainnya dalam
pewarisan suatu sifat tertentu.
2. Sel kelamin betina biasanya membawa sitoplasma dan organel sitoplasmik
dalam jumlah lebih besar daripada sel kelamin jantan. Organel dan simbion di
dalam sitoplasma dimungkinkan untuk diisolasi dan dianalisis untuk mendukung
pembuktian tentang adanya transmisi maternal dalam pewarisan sifat. Jika materi
sitoplasmik terbukti berkaitan dengan pewarisan sifat tertentu, maka dapat dipastikan
bahwa pewarisan sifat tersebut merupakan pewarisan sitoplasmik.
3. Gen-gen kromosomal menempati loki tertentu dengan jarak satu sama lain
yang tertentu pula sehingga dapat membentuk kelompok berangkai (Bab V). Oleh
karena itu, jika ada suatu materi penentu sifat tidak dapat dipetakan ke dalam
kelompok-kelompok berangkai yang ada, sangat dimungkinkan bahwa materi genetik
tersebut terdapat di dalam sitoplasma
4. Tidak adanya nisbah segregasi Mendel menunjukkan bahwa pewarisan sifat
tidak diatur oleh gen-gen kromosomal tetapi oleh materi sitoplasmik.
5. Substitusi nukleus dapat memperjelas pengaruh relatif nukleus dan
sitoplasma. Jika pewarisan suatu sifat berlangsung tanpa adanya pewarisan
gen-gen kromosomal, maka pewarisan tersebut terjadi karena pengaruh materi
sitoplasmik.
Di dalam
sitoplasma antara lain terdapat organel-organel seperti mitokondria dan
kloroplas, yang memiliki molekul DNA (lihat Bab IX) dan dapat melakukan
replikasi subseluler sendiri. Oleh karena itu, kedua organel ini sering kali
disebut sebagai organel otonom. Beberapa hasil penelitian memberikan petunjuk bahwa
mitokondria dan kloroplas pada awalnya masing-masing merupakan bakteri dan alga
yang hidup bebas. Dalam kurun waktu yang sangat panjang mereka kemudian
membangun simbiosis turun-temurun dengan sel inang eukariotnya dan akhirnya
berkembang menjadi organel yang menetap di dalam sel.
Mitokondria,
yang dijumpai pada semua jenis organisme eukariot, diduga membawa hingga lebih
kurang 50 gen di dalam molekul DNAnya. Gen-gen ini di antaranya bertanggung
jawab atas struktur mitokondria itu sendiri dan juga pengaturan berbagai bentuk
metabolisme energi. Enzim-enzim untuk keperluan respirasi sel dan produksi
energi terdapat di dalam mitokondria. Begitu juga bahan makanan akan dioksidasi
di dalam organel ini untuk menghasilkan senyawa adenosin trifosfat (ATP), yang
merupakan bahan bakar bagi berbagai reaksi biokomia.
Sementara
itu, kloroplas sebagai organel fotosintetik pada tumbuhan dan beberapa
mikroorganisme membawa sejumlah materi genetik yang diperlukan bagi struktur
dan fungsinya dalam melaksanakan proses fotosintesis. Klorofil beserta
kelengkapan untuk sintesisnya telah dirakit ketika kloroplas masih dalam bentuk
alga yang hidup bebas. Pada alga hijau plastida diduga membawa mekanisme
genetik lainnya, misalnya mekanisme ketahanan terhadap antibiotik streptomisin
pada Chlamydomonas, yang nanti
akan dibicarakan pada bagian lain bab ini.
Pada suatu
penelitian menggunakan khamir Saccharomyces cerevisae B. Ephrusi menemukan
sejumlah koloni berukuran sangat kecil yang kadang-kadang terlihat ketika sel
ditumbuhkan pada medium padat. Koloni-koloni ini dinamakan mutan petit (petite
mutant). Hasil pengamatan mikroskopis menunjukkan bahwa sel-sel pada koloni
tersebut berukuran normal. Namun, hasil studi fisiologi menunjukkan bahwa
sel-sel tersebut mengalami petumbuhan yang sangat lambat karena adanya kelainan
dalam metabolisme senyawa karbon. Mutan petit melakukan metabolisme karbon
bukan dengan respirasi menggunakan oksigen, melainkan melalui fermentasi
glukosa secara anaerob yang jelas jauh kurang efisien bila dibandingkan dengan
respirasi aerob.
0 komentar:
Posting Komentar