Makalah ini membahas tentang struktur dan organisasi genetik pada sel, dengan fokus pada struktur dan fungsi nukleus serta organisasi genom pada eukariot dan prokariot. Nukleus berperan mengendalikan aktivitas sel dan menyimpan materi genetik dalam bentuk DNA. Organisasi genom berbeda antara eukariot dan prokariot, namun keduanya menyimpan informasi genetik untuk mengatur fungsi sel.

1. 1 | P a g e
BIOTEKNOLOGI
Judul
“Sel dan organisasi bahan genetik: struktur dan komponen sel, Genom”.
MAKALAH
Diajukan Untuk Memenuhi salah satu tugas
Mata Kuliah : Bioteknologi
Dosen Pengampu : Dr. Liswara Neneng, M.Si
Dr. Suatma, M.Biomed.
Oleh :
Kelompok I : SRI WIDODIANTO
REDIE
UNIVERSITAS PALANGKA RAYA
PROGRAM PASCA SARJANA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
TAHUN 2014

2. 2 | P a g e
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
berkat rahmat, taufik serta hidayah-Nya jualah sehingga makalah mata kuliah
Bioteknologi dengan materi “Sel dan organisasi bahan genetik: struktur dan
komponen sel, Genom” ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya.
Makalah ini dibuat dan disusun dalam rangka memenuhi tugas dan
tanggung jawab penulis kepada dosen pengampu mata kuliah Bioteknologi.
Dalam kesempatan ini tidak lupa kami menyampaikan ucapan terima kasih atas
segala bantuan yang telah diberikan kepada teman-teman dan semua pihak yang
terkait dalam penyusunan makalah.
Akhirnya, semoga Tuhan Yang Maha Esa senantiasa melimpahkan taufik
serta hidayah-Nya kepada kita semua, dan semoga makalah ini dapat bermanfaat
bagi kita semua. Amin.
Palangka raya, 27 Pebruari 2014
Penulis,
Kelompok I

3. 3 | P a g e
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL......................................................................................................... i
KATA PENGANTAR.................................................................................... ii
DAFTAR ISI .................................................................................................. iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah................................................................................ 1
1.3 Tujuan Makalah ................................................................................... 1
1.4 Manfaat Makalah ................................................................................. 2
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Struktur dan Komponen Sel................................................................. 3
2.2 Nukleus ................................................................................................ 5
2.3 Materi Genetik (Genom)……………………...................................... 9
2.4 Manfaat Organisasi Genom dalam Biotekhnologi…………………... 15
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan .......................................................................................... 19
3.2 Saran..................................................................................................... 19
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 20

4. 4 | P a g e
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sel merupakan unit struktur dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel
terbagi menjadi dua kelompok utama, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.
Kedua jenis sel tersebut sama- sama mempunyai membran plasma dan sitoplasma.
Dibandingkan sel eukariotik, sel prokariotik tidak mempunyai nucleus, melainkan
nukleolid (inti sel sederhana tanpa selaput inti) dan kehilangan beberapa macam
organel. Di dalam sel terdapat sejumlah organel yang berfungsi untuk metabolism
sel. Salah satu organel tersebut adalah inti sel (nucleus), organel ini berperan
sebagai pengendali sel dan menyimpan materi genetic sel. Materi genetic yang
dimaksud berupa untaian DNA, didalam untaian DNA ini terdapat gen yang
berfungsi sebagai tempat informasi fenotip individu. Dalam makalah ini akan
dibahas tentang bagaimana struktur sel dan bagaimana organisasi genom didalam
sel.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada makalah ini adalah :
1. Bagaimanakah struktur dan fungsi nucleus dalam organisasi gen?
2. Bagaimanakah struktur organisasi genom pada eukariot dan prokariot?
3. Bagaimanakah manfaat organisasi genom dalam biotekhnologi?
1.3 Tujuan Makalah
1. Memahami tentang struktur dan fungsi nucleus dalam organisasi gen.
2. Memahami penjelasan tentang struktur organisasi genom pada eukariot
dan prokariot.
3. Memahami manfaat organisasi genom dalam biotekhnologi

5. 5 | P a g e
1.4 Manfaat Makalah
1 Untuk melengkapi referensi para peneliti dalam melakukan penelitian
tentang sel dan organisasi gen.
2 Dapat memotivasi para penulis dalam meningkatkan kemampuan,
kreativitas, nalar, minat, rasa keingintahuan dalam pembelajaran
biotekhnologi.
3 Sebagai bahan referensi bagi penulis yang akan mengangkat judul makalah
sejenis atau yang berkaitan.

6. 6 | P a g e
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Struktur dan Komponen Sel
2.1.1. Pengertian Sel
Sel berasal dari kata latin cella yang berarti ruangan kecil. ukuran sel
bermacam-macam dan bentuk sel juga bermacam-macam . meskipun ukuran sel
sangat kecil, strukturnya sangat rumit dan masing-masing bagian sel memiliki
fungsi khusus. Sel merupakan unit terkecil dari makhluk hidup, yang dapat
melaksanakan kehidupan. sel disebut sebagai unit terkecil karena sudah tidak bisa
dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecilyang berdiri sendiri. sel dapat
melakukan proses kehidupan seperti melakukan respirasi, perombakan,
penyusunan, reproduksi melalui pembelahan sel, dan terhadap rangsangan. sel
disebut satuan struktural makhluk hidup. sel juga disebut sebagai satuan
fungsional makhluk hidup. perkembangbiakan dilakukan melalui pembelahan sel,
pembelahan sel dilakukan baik oleh organisme bersel satu mengadakan
pembelahan secara langsung sedangkan sel-sel pada organisme bersel banyak
mengalami pembelahan secara mitosis.
sel mengandung materi genetic,yaitu materi penentun sifat-sifat makhluk
hidup. dengan adanya materi genetik, sifat makhluk hidup dapat diwariskan
kepada keturunannya.
Gambar 1.1 Sel

7. 7 | P a g e
2.1.2 Struktur Sel
struktur sel dibagi menjadi struktuk sel prokariotik dan eukariotik.
1. struktur sel prokariotik
semua sel prokariotik mempunyai membram plasma, nukleoid (berupa
DNA dan RNA), dan sitoplasma yang mengandung ribosom. sel prokariotik tidak
memiliki membram inti. karena tidak mempunyai membram inti maka bahan inti
yang berada di dalam sel mengadakan kontak langsung dengan protoplasma.ciri
lain dari sel prokariotik adalah tidak memiliki sistem endomembram (membram
dalam),sepert reticulum endoplasma dan komplek golgi.selain itu, sel prokariotik
juga tidak memiliki mitokondria dan kloropas, namun mempunyai struktur yang
berfungsi sama, yaitu mesosom dan kromatofor.
Gambar 1.2 Sel prokariotik
2. Struktur sel eukariotik
Perbedaan pokok antara sel prokariotik dan eukariotik adalah sel
eukariotik memiliki membram inti, sedangkan sel prokariotik tidak. selain itu sel,
eukariotik memiliki sistem endomembram, yakni memiliki organel-organel
bermembram seperti retikulum endoplasma, komplek Golgi, mitokondria, dan
lisosom. sel eukariotik juga memiliki sentriol, sedangkan sel prokariotik tidak.

8. 8 | P a g e
Gambar 1.3 Sel Eukariotik
2.2 Nukleus
2.2.1 Pengertian Nukleus
Menurut (yuwono Tri Wibowo : 2010) bahwa nukleus sering kita kenal
dengan nama inti sel Nukleus pertama kali dikenalkan oleh Brown pada tahun 1831
yang mengamati sel-sel tumbuhan. Struktur nucleus seltumbuhan (eukariot)
mempunyai inti sel yang jelas ketika diamati, karena bahan-bahan inti yang ada di
dalam nucleus dibatasi oleh membran inti (karyotheca), yaitu struktur membran
phospolipid bilayer mirip dengan struktur membran plasma Nukleus memiliki peran
yang sangat vital dalam kehidupan sebuah sel. Peranan nucleus dalam hal ini
adalah untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas kehidupan sel serta
membawa informasi genetik yang diturunkan ke generasi berikutnya. Informasi
genetik ini disimpan dalam suatu molekul polinukleutida yang disebuh DNA
(Deoxyribonucleicacid). DNA pada umumnya tersebar di dalam nucleus sebagai
matriks seperti benang yang disebut kromatin. Ketika sel akan memulai membelah,
kromatin akanberkondensasi membentuk struktur yang lebih padat dan memendek
yang selanjutnya disebut kromosom. Kromosom tersusun atas molekul DNA dan
protein histon. Struktur di dalam nucleus yang merupakan tempat
berkonsentrasinya molekul DNA adalah nucleolus (anak inti.). Nucleolus berperan
sebagai tempat terjadinya sintesis molekul RNA (Ribonucleic acid) dan ribosom.
RNA merupakan hasil salinan DNA yang akan ditransfer ke sitoplasma untuk
diterjemahkan menjadi rantai asam amino yang disebut protein. Nukleus adalah

9. 9 | P a g e
organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel yang mengandung sebagian
besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linearpa njang yang
membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen
didalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Nukleus
sering kita kenal dengan nama inti sel. Nukleus pertama kali dikenalkan oleh
Brown pada tahun 1831 yang mengamati sel-sel tumbuhan. Struktur nucleus
seltumbuhan (eukariot) mempunyai inti sel yang jelas ketika diamati, karena
bahan-bahan inti yang ada di dalam nucleus dibatasi oleh membran inti
(karyotheca), yaitu struktur membran phospolipid bilayer mirip dengan struktur
membraneplasma.
Gambar1.4 Nukleus
2.2.2 Fungsi Nukleus
Nukleus memiliki peran atau fungsi yang sangat penting diantaranya
sebagai berikut:
1. Mengendalikan seluruh kegiatan sel
2. Mengeluarkan RNA dan subunit ribosom ke sitoplasma
3. Mengatur pembelahan sel
4. Membawa informasi genetic
Menurut (Campbell : 2000) Fungsi Nukleus memiliki peran yang
sangat vital dalam kehidupan sebuah sel. Peranan nucleus dalam hal ini adalah
untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas kehidupan sel serta
membawainformasi genetik yang diturunkan ke generasi berikutnya. Informasi

10. 10 | P a g e
genetik ini disimpan dalam suatu molekul polinukleutida yang disebut DNA
(Deoxyribonucleic acid). DNA pada umumnya tersebar di dalam nucleus sebagai
matriks seperti benang yang disebut kromatin. Ketika sel akan memulai
membelah, kromatin akan berkondensasi membentuk struktur yang lebih padat
dan memendek yang selanjutnya disebut kromosom. Kromosom tersusun atas
molekul DNA dan protein histon. Struktur di dalam nucleus yang merupakan
tempat berkonsentrasinya molekul DNA adalah nucleolus (anak inti.). Nucleolus
berperan sebagai tempat terjadinya sintesis molekul RNA (Ribonucleic acid) dan
ribosom. RNA merupakan hasil salinan DNA yang akan ditransfer ke sitoplasma
untuk diterjemahkan menjadi rantai asam amino yang disebut protein. Nukleus
bertugas mengontrol kegiatan yang terjadi di sitoplasma. DNA yang terdapat di
dalam kromosom merupakan cetak biru bagi pembentukan
berbagai protein (terutama enzim). Enzim diperlukan dalam menjalankan berbagai
fungsi di sitoplasma. Bagian-bagian Nukleus Nukleolus (anak inti), didalam
nucleolus sintesis berbagai macam molekul RNA (Asam Ribonukleat) terjadi. RNA ini
nantinyadigunakanuntukperakitanribosom.
Setelah di sintesis molekul RNA ini akan menuju sitoplasma melaluipori
membrane inti, kemudian semuanya bergabungmembentuk ribosom. Nukleolus bentuknya
membulat hamper menyerupai bola, jika diamati melalui mikroskop electron,
nucleolus ini tampak sebagai suatu massa yang terdiri dari butiran dan serabut
berwarna pekat yang menempel pada bagian kromatin.. Nukleoplasma (cairan inti) protein
adalah komponen penyusun utama cairaninti. Butiran kromatin, yang terdapat di dalam
nukleoplasma. Butiran ini akan tampak jelas pada saat sel tidak membelah. Ketika
terjadi pembelahan sel, butiran kromatin akan menebal menjadi seperti benang
yang disebut kromosom. Didalam kromosom ini terdapat DNA
(Asam Deoksiribonukleat) yang berfungsi sebagai pembawa informasi genetic melalui
proses sintesis protein. Inti sel Berperan dalam proses pembelahan sesecara umum,
Nukleus bertugas mengontrol serta mengendalikan seluruh kegiatan yang terjadi di
sitoplasma. DNA yang terdapat di dalam kromosom merupakan cetak biru bagi pembentukan
berbagai protein (terutama enzim).Enzim diperlukan dalam menjalankan berbagai
fungsi di sitoplasma. Di dalam nukleus juga ditemui nukleolus. Nukleolus (anak

11. 11 | P a g e
inti),berfungsi mensintesis berbagai macam molekul RNA (asam ribonukleat)yang
digunakan dalam perakitan ribosom. Molekul RNA yang disintesis dilewatkan
melalui porinukleus ke sitoplasma, kemudian semuanya bergabung membentuk
ribosom. Nukleolus berbentuk seperti bola, dan memalui mikroskop elektron
nukleolus ini tampak sebagai suatu massa yang terdiri dari butiran dan serabut
berwarna pekat yang menempel pada bagian kromatin Nukleoplasma (cairan
inti)merupakan zat yang tersusun dari protein. Butiran kromatin, yang terdapat di
dalam nukleoplasma. Tampak jelas pada saat sel tidakmembelah. Pada saat sel
membelah butiran kromatin menebal menjadi struktur seperti benangyang disebut
kromosom.
Kromosom mengandung DNA (asam dioksiribonukleat) yang
berfungsimenyampaikan informasi genetik melalui sintesis protein. Nukleous
sebagai bagian dari NukleusStruktur nucleolus (anak inti) akan terlihat di bawah
pengamatan mikroskop electron sebagaisebuah atau lebih bangunan basofil yang
berukuran lebih besar daripada ukuran butir-butirkromatin. Nukleolus merupakan
tempat berlangsungnya transkripsi gen yang dari prosestersebut didapatkan
molekul rRNA. rRNA adalah salah satu jenis RNA yang merupakan
materipenyusun ribosom. Molekul rRNA yang baru terbentuk segera dikemas
bersama protein ribosomuntuk dikeluarkan dari inti sel. Transkripsi molekul rRNA
di dalam nucleolus menjaminterbentuknya molekul ribosom yang ada di dalam
sitoplasma. Untuk kebutuhan tersebut, makadi dalam anak inti terdapat sejumlah
potongan-potongan DNA (rDNA) yang ditranskripsimenjadi rRNA secara
berulang-ulang dan berjalan sangat cepat dengan bantuan enzim RNApolymerase I.
Potongan-potongan DNA tersebut dinamakan nucleolarorganizer.

12. 12 | P a g e
Gambar 1.5 Materi Genetik Sel
2.3 Materi Genetik (Genom)
2.3.1 Pengertian Genom
Menurut (Triwibowo Yuwono:2005) Secara keseluruhan kumpulan gen-
gen yang terdapat di dalam setiap sel individu organisme disebut sebagai genom.
Dengan perkataan lain, genom suatu organisme adalah kumpulan semua gen yang
dimiliki oleh organisme tersebut pada setiap selnya. Genom terdiri dari satu set
lengkap kromosom yang diturunkan dari tetuanya. Banyaknya gen yang terdapat
dalam suatu genom berbeda antar organisme. Semakin rumit suatu organisme,
semakin banyak gen yang dikandung di dalam genomnya.
Gambar 1.6 Genom

13. 13 | P a g e
2.3.2 Gambaran Umum Genom
1. Genom Eukariot
Genom eukaryot mempunyai organisasi yang lebih kompleks
dibangdingkan dengan genom prokaryot. Molekul DNA utama pada eukaryot
berupa molekul untai ganda dengan struktur linear. Ukuran genom eukaryot,
khususnya eukaryot tingkat tinggi, jauh lebih besar dibandingkan dengan ukuran
genom prokaryot. Bahan genetik utama jasad eukaryot terletak di dalam inti sel
(nucleus) dan dikemas sedemikian rupa membentuk struktur yang disebut
kromosom. Jumlah kromosom pada kelompok jasad eukaryot sangat bervariasi,
mulai dari dua buah pada khamir Schizosaccharomyces pombe, sampai mencapai
250 buah pada sejenis kepiting (hermit crab). Selain kromosom, beberapa sel
eukaryot juga mempunyai DNA di luar kromosom yaitu DNA pada mitokondria
dan pada kloroplas (pada sel tumbuhan hijau). Beberapa sel eukaryot juga
mempunyai plasmid alami yang disebut plasmid 2 µm. DNA mitokondria dan
pada kloroplas berupa molekul DNA lingkar dan replikasinya berlangsung secara
indeenden, tidak tergantung pada replikasi kromosom. Organisasi gen pada
mitokondria lebih mirip organisasi gen pada bakteri sehingga diduga mitokondria
merupakan jasad prokaryot endosimbion yang dalam proses evolusi berkembang
menjadi bagian struktur sel eukaryot seperti yang dikenal sekarang(Triwibowo,
2010).
Informasi genetik pada eukaryot dapat terletak pada kedua untaian ganda
DNA, artinya masing-masing untaian DNA dapat berfungsi sebagai bagian yang
mengkode sesuatu (coding region) maupu yang tidak membawa informasi (non-
coding region). Seperti halnya pada prokaryot ukuran molekul DNA yang
menyusun kromosom eukaryot jauh lebih panjang dibandingkan ukuran selnya.
Sebagai contoh jika molekul DNA kromosom pada satu sel manusia disambung
secara linear maka dapat encapai panjang sekitar 1,74 m, sedangkan ukuran sel
manusia hanya beberapa micron. Kromosom sel manusia mempunyai kandungan
nukleotida yang berkisar antara 48 juta pasangan basa sampai sekitar 240 juta

14. 14 | P a g e
pasangan basa pada kromosom terbesar, yaitu 1, 2, dan 3. Oleh karena itu, DNA
utama pada sel eukaryot ikemas dengan sistem yang sangat efisien dan kompak.
Dimana DNA pada sel eukaryot dikemas oleh dengan menngunakan protein
histon.
Menurut Triwibowo (2010), gen pada jasad eukaryot dapat
dikelompokkan menjadi tiga kelas, yaitu :
1. Gen kelas I, yaitu gen-gen yang mengkode rRNA5,85, rRNA 18S, dan rRNA
28S. Ketiga molekul rRNA tersebut digunakan dalam pembentukan ribosom.
2. Gen kelas II, yaitu gen-gen yang mengkode sintesis semua molekul protein.
Gen-gen tersebut lebih dahulu akan disalin (ditranskripsi) menjadi molekul
mRNA, selanjutnyamRNA akan ditanslasi menjadi rangkaian asam amino
yang menyusun suatu protein.
3. Gen kelas III, yaitu gen-gen yang mengkode pembentukan molekul tRENA,
dan rRNA 5S. Molekul tRNA digunakan untuk membawa asram amino yang
akan disambungkanmenjadi molekul protein dalam protein translasi.
Menurut Triwibowo (2010), pada eukaryot ada beberapa hal utama yang
merupakn ciri umum pada semua gen yang terinterupsi (mengandung interon)
adalah : Urutan bagianbagian gen yang terinterupsi dalam genom adalah sama
dengan urutan pada produk RNA hasil transkripsi. Gen yang terinterupsi
mempunyai struktur yang sama pada semua jaringan, baik berekspresikan maupun
tidak. Intron dalam gen-gen inti sel pada umumnya mempunyai kodon terminasi
dalam semua kerangka baca (reading frame).
2. Anatomi Genom Prokariot
a. Organisasi Genom pada Prokaryot
Bahan genetic utama jasad prokaryot pada umumnya terdiri atas satu unit
molekul DNA untai-ganda (double-stranded) dengan struktur lingkar (circular).
Oleh karena itu, jasad prokaryot bersifat monoploid karena hanya ada satu bahan

15. 15 | P a g e
genetic utama. Bahan genetic pada jasad prokaryot tidak dikemas di dalam suatu
sturktur yang jelas karena sel prokaryot tidak terdapat inti sel (nucleus). Bahan
genetic utama jasad prokaryot diketahui terikat pada membrane sel sebelah dalam
yang diduga berperanan dalam proses pemisahan DNA pada waktu terjadi
pembelahan sel. Oleh karena struktur bahan genetic utama jasad prokaryot berupa
molekul lingkar, molekul tersebut tidak ada bagian ujungnya.
Ada beberapa bakteri yang struktur bahan genetic utamanya berupa
molekul DNA linear, misalnya pada bakteri Borrelia burgdorferi dan
Streptomyces lividans. Ujung molekul kromosom S. lividans diketahui berikatan
secara kovalen dengan suatu protein. Protein diujung kromosom seperti ini
mempunyai fungsi yang sangat penting dalam proses inisiasi replikasi DNA.
Selain itu juga diketahui ada bakteri yang mempunyai 2 molekul kromosom yaitu
bakteri Rhodobacter sphaeroides.
Selain bahan genetik utama, jasad prokaryot seringkali juga mempunyai
bahan genetic tambahan yang disebut sebagai plasmid. Plasmid pada jasad
prokaryot berupa DNA untai-ganda dengan struktur lingkar. Pada umumnya
plasmid tidak dibutuhkan oleh sel untuk pertumbuhan meskipun seringkali
plasmid membawa gen-gen tertentu yang memberikan keuntungan tambahan bagi
sel dalam keadaan tertentu, misalnya gen ketahanan terhadap antibiotic. Oleh
karena itu, dalam keadaan normal plasmid dapat dihilangkan dengan metode
curing tanpa mengganggu pertumbuhan selnya. Ukuran plasmid sangat bervariasi
tetapi umumnya lebih kecil dari ukuran bahan genetic utama sel prokaryot.
b. Pengemasan DNA pada Sel Prokaryot
Jika direntangkan sebagai molekul linear maka molekul DNA utama pada
prokaryot mempunyai ukuran yang lebih panjang dibandingkan dengan ukuran
selnya itu sendiri. Sebagai contoh, panjang molekul DNA utama pada E. coli
adalah sekitar 1,2 mm sedangkan ukuran selnya sendiri kurang dari 1 mm.
Dengan demikian ada mekanisme tertentu di dalam sel yang ukurannya jauh lebih
kecil. Pada E. coli diketahui bahwa mekanisme pengemasan dilakukan dengan

16. 16 | P a g e
membuat mokekul DNA tersebut terkondensasi membentuk rangkaian „butiran”
(beads) seperti tasbih. Setiap butiran tersusun atas molekul DNA dalam keadaan
berpilin (supercolied) yang berikatan dengan suatu protein (DNA-binding protein)
dan molekul-molekul poliamin. Diameter setiap butiran sekitar 12 mm. Dalam
setiap butiran ada sekitar 200-250 bp DNA. Butiran satu dengan butiran yang lain
dipisahkan oleh molekul DNA yang tidak berikatan dengan molekul molekul
protein maupun poliamin, yang disebut sebagai DNA penghubung (linker DNA).
Rangkaian butiran tersebut kemudian membentuk struktur lengkung (loop)
sehingga molekul DNA yang panjang tersebut dapat dikemas dalam struktur yang
kompak.
c. Organisasi Gen dalam Genom Prokaryot
Secara umum struktur lengkap gen pada bakteri terdiri atas tiga bagian
utama yaitu : (1) promoter, (2) bagian structural (coding region), dan (3)
terminator. Promoter adalah bagian gen yang berfungsi sebagai pengatur proses
ekspresi genetic (transkripsi) bagian structural. Bagian ini adalah bagian yang
dikenali pertama kali oleh RNA polymerase dan protein regulator sebelum proses
transkripsi dimulai. Bagian structural adalah bagian gen yang membawa kode-
kode genetic yang akan ditranskripsi dan kemudian ditranslasi atau hanya
ditranskripsi saja. Bagian terminator adalah bagian gen yang berperanan dalam
proses penghentian transkripsi.
Salah satu perbedaan utama antara organisasi gen pada prokaryot dengan
eukaryote adalah bahwa bagian structural gen prokaryot tidak mengandung
intron. Intron adalah sekuens nukleotida yang tidak ditemukan “terjemahannya”
di dalam rangkaian asam amino protein yang dikode oleh suatu gen. Intron akan
ditranskripsi tetapi kemudian mengalami pemotongan sehingga tidak akan
menhgalami translasi. Sekuens nukleotida yang diterjemahkan disebut ekson
(exon, berasal dari expressed).
Pada Jasad prokaryot diketahui ada tiga kelompok utama organisasi gen
yaitu : (1) gen independen, (2) unit transkripsi, (3) kelompok gen (gene cluster),

17. 17 | P a g e
dan (4) operon. Gen independen adalah gen yang ekspresinya tidak tergantung
pada ekspresi gen lain, sehingga gen tersebut akan diekspresikan terus-menerus
(disebut sebagai ekspresi konstitutif) selama selnya masih tumbuh. Unit
transkripsi adalah kelompok gen yang secara fisik terletak berdekatan dan
diekspresikan bersama-sama karena produk ekspresi gen-gen tersebut diperlukan
dalam suatu rangkaian proses fisiologi yang sama. Kelompok gen adalah beberapa
gen yang secara fisik terletak pada lokus yang berdekatan dan produk ekspresi
gen-gen tersebut diperlukan dalam rangkaian proses fisiologi yang sama,
meskipun masing-masing gen tersebut dikendalikan secara independen, misalnya
kelompok gen yang berperanan dalam proses penambatan nitrogen pada bakteri
Rhizobium sp. Operon adalah sekelompok gen structural yang terletak berdekatan
dan ekspresinya dikendalikan oleh satu promoter yang sama. Masing-masing
structural tersebut mengkode protein yang berbeda.
Gambar 1.7 Perbedaan Genom

18. 18 | P a g e
2.4 Manfaat Organisasi Genom dalam Biotekhnologi
Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk
menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa
genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa
genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu
karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga
dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat
makhluk hidup secara turun-temurun.
2.4.1 Rekayasa Genetika
Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme,
mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga
tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di
bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan,
kedokteran hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik
lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-
masing.
Ilmu terapan ini dapat dianggap sebagai cabang biologi maupun sebagai
ilmu-ilmu rekayasa (keteknikan). Dapat dianggap, awal mulanya adalah dari
usaha-usaha yang dilakukan untuk menyingkap material yang diwariskan dari satu
generasi ke generasi yang lain. Ketika orang mengetahui bahwa kromosom adalah
material yang membawa bahan terwariskan itu (disebut gen) maka itulah awal
mula ilmu ini. Tentu saja, penemuan struktur DNA menjadi titik yang paling
pokok karena dari sinilah orang kemudian dapat menentukan bagaimana sifat
dapat diubah dengan mengubah komposisi DNA, yang adalah suatu polimer
bervariasi.
Tahap-tahap penting berikutnya adalah serangkaian penemuan enzim
restriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) DNA (diawali dari
penemuan operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi

19. 19 | P a g e
genetik, teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi
terarah (seperti Tilling). Sejalan dengan penemuan-penemuan penting itu,
perkembangan di bidang biostatistika, bioinformatika dan robotika/automasi
memainkan peranan penting dalam kemajuan dan efisiensi kerja bidang ini.
Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya
melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.
Rekayasa genetika merupakan salah satu penerapan dari bioteknologi yang paling
banyak dimanfaatkan manusia.
Gambar 1.8 gambar gen
2.4.2 Transplantasi inti
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain
agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya.
Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan
adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut
dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti

20. 20 | P a g e
diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali
sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula.
Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan
diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti
yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak.
Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan
jenis kelamin yang sama.
2.4.3 Fusi sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun
berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh
pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami)
dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan
kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di
dalam fusi sel diperlukan adanya:
1. sel sumber gen (sumber sifat ideal)
2. sel wadah (sel yang mampu membelah cepat)
3. fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel)
2.4.4 Teknologi plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri
atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antara lain:
1. merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu;
2. dapat beraplikasi diri;
3. dapat berpindah ke sel bakteri lain;
4. sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk. Karena
sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah
gen ke dalam sel target.

21. 21 | P a g e
2.4.5 Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA-DNA dari sumber
yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menyambungkan gen yang ada di
dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi DNA disebut juga rekombinasi gen.
Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena alasan-alasan sebagai berikut.
1. Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama.
2. DNA dapat disambungkan.

22. 22 | P a g e
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari pembahasan yang telah dikemukakan dapat disimpulkan bahwa :
1. Peranan nucleus adalah untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas
kehidupan sel serta membawa informasi genetik yang diturunkan ke generasi
berikutnya. Informasi genetik ini disimpan dalam suatu molekul polinukleutida
yang disebuh DNA (Deoxyribonucleicacid). DNA pada umumnya tersebar di
dalam nucleus sebagai matriks seperti benang yang disebut kromatin.
2. Genom eukaryot mempunyai organisasi yang lebih kompleks dibangdingkan
dengan genom prokaryot. Molekul DNA utama pada eukaryot berupa molekul
untai ganda dengan struktur linear. Ukuran genom eukaryot, khususnya
eukaryot tingkat tinggi, jauh lebih besar dibandingkan dengan ukuran genom
prokaryot. Bahan genetik utama jasad eukaryot terletak di dalam inti sel
(nucleus) dan dikemas sedemikian rupa membentuk struktur yang disebut
kromosom. Jumlah kromosom pada kelompok jasad eukaryot sangat
bervariasi, mulai dari dua buah pada khamir Schizosaccharomyces pombe,
sampai mencapai 250 buah pada sejenis kepiting (hermit crab).
3. Manfaat organisasi genom dalam sel salah satunya ialah rekayasa genetika.
Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk
menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan
3.2 Saran
Perlu diadakan pembahasan materi yang lebih mendalam mengenai materi
struktur sel dan organisasi genom untuk menghasilkan pengetahuan baru dalam
dunia biotekhnologi.

23. 23 | P a g e
Daftar Pustaka
Campbell, N. A dkk, Biologi Edisi kelima Jilid 1, Jakarta : Erlangga, 2002.
Elrod, Susan dan William Stansfield. 2007. Genetika Edisi Keempat. Erlangga.
Jakarta.
Yuwono, Tribowo. 2010. Biologi Molekuler. Jakarta : Erlangga.