Bagaimana kemiripan susunan biokimia dapat digunakan sebagai bukti teori evolusi

Evolusi adalah perubahan secara bertahap dalam waktu yang lama akibat seleksi alam pada variasi gen dalam suatu individu spesies yang menghasilkan perkembangan spesies baru. Segala makhluk hidup yang sekarang ditemukan adalah hasil perkembangan berangsur-angsur pada masa silam.Di dunia ini banyak sekali ragam hewan dan tumbuh-tumbuhan yang diperkirakan ada dua juta spesies. Keadaan tersebut mendorong para ahli biologi berusaha mengetahui penyebab terjadinya keanekaragaman spesies tersebut Sejak abad keenarn sebelum masehi, para ahli sudah mencoba mengemukakan pendapatnya tentang alam. Setelah bermunculan pendapat dari para ahli biologi. Para ahli biologi menyatakan bahwa makhluk hidup senantiasa mengalami perubahan secara berangsur-angsur dalam waktu yang sangat lama. Perubahan-perubahan itu mengakibatkan munculnya sifat-sifat baru, sifat-sifat yang dimiliki oleh nenek moyangnya. Tetapi kemudian pada generasi selanjutnya, penyimpangan-penyimpangan itu semakin banyak sehingga timbullah spesies baru.Namun, meski demikian banyak bukti menyebutkan adanya kekerabatan antar makhluk hidup.

Berdasarkan kemajuan dunia pengetahuan dan teknologi, kekerabatan tidak hanya dibuktikan dengan kesamaan struktur, tetapi sudah sampai kesamaan penyusun biokimia makhluk hidup.Diketahui semua spesies mempunyai campuran sifat-sifat nenek moyangnya dan sifat-sifat baru. Jenis dan jumlah sifat yang sama merupakan petunjuk jauh dekatnya hubungan kekerabatan. Pewarisan sifat biokimia melalui DNA pada tiap spesies mengandung instruksi untuk sintesis RNA dan protein yang penting untuk menghasilkan individu baru. Perbandingan DNA, RNA, atau protein pada spesies yang berbeda merupakan cara lain untuk mengevaluasi hubungan evolusi diantara spesies.

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah evolusi.Membahas mengenai bukti tak langsung evolusi dari bidang biokimia.

A.     TINJAUAN PUSTAKA

1. 1.      MATERI GENETIK
   1. a.      DNA (Deoxyribo Nucleic Acid)

DNA merupakan molekul kimia yang tersusun atas dua untaian polinukleotida yang berpilin (double helix). Polinukleotida adalah untaian molekul kimia yang tersusun atas gula, fosfat, dan basa nitrogen. Komponen dasar penyusun DNA adalah sebagai berikut: gugus gula (deoksiribosa/pentosa), gugus fosfat, basa nitrogen yang terdiri dari purin dan pirimidin. Basa nitrogen purin terdiri atas adenin (A) dan guanin (G) sedangkan, purimidin terdiri atas sitosin (S) dan timin (T).

Purin atau pirimidin yang berikatan dengan gugus gula akan membentuk suatu molekul yang disebut nukleosida. Nukleosida yang berikatan dengan fosfat akan membentuk nukleotida atau deoksiribonukleotida. Pasangan basa nitrogen pada DNA yaitu adenin (A) dengan timin (T) sedangkan, guanin (G) dengan sitosin (S). Basa nitrogen yang saling berikatan dihubungkan oleh ikatan hidrogen.

DNA memiliki sifat unik dan menarik. Jumlah basa nitrogen yang berpasangan adalah sama. Jumlah adenin sama dengan jumlah timin, jumlah guanin sama dengan sitosin. Keunikan lainnya adalah jumlah dan susunan (urutan) basa nitrogen pada setiap makhluk hidup berbeda. DNA bersifat stabil dan tidak mudah terurai. Sifat ini membuat DNA mampu mempertahankan sifat sel yang mantap.

Keunikan lain dari DNA adalah kemampuannya melakukan penggandaan diri (replikasi). Replikasi merupakan peristiwa sintesis DNA yang terjadi karena adanya sintesis rantai nukleotida baru dari rantai nukleotida lama. Pada beberapa organism seluler, replikasi DNA terjadi di dalam inti sel. Proses ini terjadi sebelum sel membelah. Beberapa cara replikasi DNA yaitu, semikonservatif, konservatif, dan dispersif.

1. b.      RNA (Ribo  Nukleic Acid)

RNA terdiri dari dua macam yaitu RNA genetik dan RNA nongenetik. RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yaitu sebagai pembawa keterangan genetik. RNA genetik hanya ditemukan pada makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, misalnya virus. Dalam hal ini fungsi RNA menjadi sama dengan DNA, baik sebagai materi genetik maupun dalam mengatur aktivitas sel.

RNA berbentuk rantai tunggal yang merupakan hasil dari sintesis DNA melalui  proses transkripsi. Komponen penyusun RNA adalah, gugus gula (ribosa), gugus fosfat, basa nitrogen yang terdiri dari purin dan pirimidin. Basa purin meliputi adenin (A) dan guanin (G) sedangkan basa pirimidin meliputi sitosin (S) dan urasil (U). Pasangan basa nitrogen pada RNA adalah adenin (A) dengan urasil (U) sedangkan sitosin (S) dengan guanin (G).

RNA non-genetik tidak berperan sebagai pembawa keterangan genetik sehingga RNA jenis ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup yang juga memiliki DNA. Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi mRNA, tRNA, dan rRNA.

1)      mRNA (messenger RNA) atau RNAd (RNA duta), mengandung kode-kode genetik yang harus diterjemahkan.

2)      tRNA (transfer RNA) berfungsi menerjemahkan kode genetik dan membawa asam amino.

3)      rRNA (ribosomal RNA) berfungsi menyusun asam amino menjadi rangkaian polipeptida sesuai dengan susunan kode genetiknya. rRNAterdapat dalam ribosom.

Fungsi Materi Genetik

Setelah terbukti bahwa DNA merupakan materi genetik pada sebagian besar organisme,  fungsi DNA sebagai materi genetik harus diketahui. Dalam beberapa dasawarsa pertama semenjak gen dikemukakan sebagai faktor yang diwariskan dari generasi ke generasi, sifat-sifat molekulernya baru sedikit sekali terungkap. Meskipun demikan, ketika itu telah disepakati bahwa gen sebagai materi genetik, yang sekarang ternyata adalah DNA, harus dapat menjalankan tiga fungsi pokok berikut ini.

1. Materi genetik mampu menyimpan informasi genetik dan dengan tepat dapat meneruskan informasi tersebut dari tetua kepada keturunannya, dari generasi ke generasi. Fungsi ini merupakan fungsi genotipe, yang dilaksanakan melalui replikasi. Bagian setelah ini akan membahas replikasi DNA.
2. Materi genetik mengatur perkembangan fenotipe organisme. Artinya, materi genetik harus mengarahkan pertumbuhan dan diferensiasi organisme mulai dari zigot hingga individu dewasa. Fungsi ini merupakan fungsi fenotipe, yang dilaksanakan melalui ekspresi gen.
3. Materi genetik dapat mengalami perubahan sehingga organisme yang bersangkutan akan mampu beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang berubah. Tanpa perubahan semacam ini, evolusi tidak akan pernah berlangsung. Fungsi ini merupakan fungsi evolusioner, yang dilaksanakan melalui peristiwa mutasi.

Sebuah kode adalah suatu aturan untuk mengubah sebagian informasi (misalnya, huruf, kata, frase, atau gerakan) menjadi bentuk atau representasi lain (salah satu tanda ke tanda lain), belum tentu dari jenis yang sama (sumber) dengan kata lain, kode memungkinkan transfer informasi antara dua bahasa yang berbeda.

Pada tahun 1966, para ilmuwan mengumumkan kepada dunia bahwa mereka telah selesai menguraikan sistem aturan dari kode genetik standar. Pada saat itu, mereka terkejut menemukan sistem yang tepat sama tentang kerja kode genetik di organisme yang beragam seperti manusia (Homo sapiens), bakteri Escherichia coli dan Saccharomyces cerevisiae. Kita sekarang tahu bahwa banyak variasi kecil memang ada di beberapa sistem hidup alami (kode genetik non-standar), namun kode genetik standar memang bekerja di sebagian besar diketahui hidup di planet kita.

Karakteristik mendasar kode genetik adalah sebagai berikut:

1. Semua kodon terdiri dari 3 nukleotida
2. Empat nukleotida hadir dalam RNA (A, C, G dan U), ini memungkinkan 4 x 4 x 4 = 64 kemungkinan kodon
3. Setiap kodon tersebut diterjemahkan menjadi tepat 20 amino Acid, makna A-21 yang berarti STOP adalah satu-satunya tanda baca dalam kode genetik yaitu UAA, UAG dan UGG
4. Kode genetik standar diilustrasikan di bawah ini, dengan menggunakan singkatan 3 huruf standar untuk setiap asam amino

Meskipun benar bahwa sebagian besar organisme menggunakan alfabet standar yaitu hanya 20 asam amino untuk tujuan genetik coding, tetapi organisme menggunakan ratusan, atau mungkin ribuan asam amino dalam proses metabolisme.

Banyak bukti dari berbagai sumber menunjukkan bahwa banyak asam amino lain yang mungkin, baik pada awal kehidupan dan selama evolusi awal kehidupan. Penelitian terbaru telah menemukan asam amino 21 dan 22 yang digunakan dalam pengkodean genetik di beberapa garis keturunan ini telah ditambahkan sejak zaman kode genetik standar.

Evolusi molekuler merupakan merupakan proses evolusi yang terjadi pada skala DNA, RNA, dan protein. Secara garis besar, evolusi molekuler ini membahas mengenai RNA, DNA, analisis filogenik, dan evolusi eukariot. Evolusi molekuler muncul sebagai bidang ilmu pengetahuan pada tahun 1960-an ketika peneliti dari bidang biologi molekuler, biologi evolusi, dan genetika populasi berusaha memahami stuktur dan fungsi asam nukleat dan protein yang baru ditemukan.Evolusi molekuler pada dasarnya menjelaskan dinamika perubahan evolusi pada tingkat molekuler, bahasan pada evolusi molekuler itu meliputi perubahan materi genetik (urutan DNA atau RNA) dan produknya serta rata-rata dan pola perubahannya serta mengkaji pula sejarah evolusi organisme dan makromolekul yang didukung data-data molekuler (filogeni molekuler).

Di samping kesamaan yang ditemukan pada struktur-struktur anatomi, para ahli biokimia juga menemukan banyak kesamaan pada tingkatan molekuler. Kenyataannya semua organsime hidup memiliki materi genetik (DNA) yang hampir sama, mengunakan kode-kode genetik yang sama, dan memiliki molekul berenergi tinggi (ATP). Sebagai materi genetik, DNA berfungsi mulai dari perkembangan awal setiap organisme. Sejak diketahui bahwa transfer sifat-sifat keturunan dan kontrol genetik melalui DNA, memberi kemajuan yang efektif dan efisien, dan terjadi perubahan dimana seleksi alam tidak banyak lagi disukai, tetapi beralih ke mekanisme hereditas.

Semua organisme hidup tersusun oleh kode genetik (DNA=Dioksiribonukleotid Acid) yang sama. Kode genetik makhluk hidup tersusun oleh gula ribosa, pospat, dan empat basa nitrogen yang saling berkombinasi menghasilkan sifat-sifat fenotif yang berbeda.Kode genetik ini bersifat universal. Melalui proses transkripsi dan tranlasi kode-kode genetik ini diterjemahkan menjadi asam amino-asam amino yang menyusun protein. Secara universal protein seluruh makhluk hidup tersusun oleh kombinasi 20 asam amino.

Kesamaan struktur protein menjadi perhatian khusus para ilmuan dalam mem-pelajari evolusi.Para ahli biokimiawi menemukan urutan asam amino dari molekul protein.Dari informasi ini, gen-gen dapat disusun karena diketahui bahwa asam amino dalam protein, berhubungan dengan nukleotida-nukleotida yang terdapat dalam molekul DNA. Hal ini memungkinkan studi genetik dilakukan untuk mengkaji proses evolusi.   Penelitian-penelitian di bidang molekuler sangat menunjang perkembangan pengetahuan evolusi.Kajian-kajian evolusi dewasa ini lebih banyak ditinjau dari segi biokimiawi, genetika, dan molekuler.

Dalam tinjauan molekuler,  evolusi  merupakan perubahan susunan genetik pada generasi yang berurutan. Untuk mengetahui evolusi, sangat baik untuk mengetahui tentang  genetika dari populasi (population genetic). Penelitian selama 30 tahun yang dilakukan oleh R.A. Fisher di Inggris dan S. Wright di Amerika memperlihatkan bahwa evolusi tidak mengenai sebuah gen atau suatu individu, tetapi melaui sekelompok gen atau sekumpulan individu yang disebut populasi (Sidharta, 1995). Genetika individu selalu menyangkut konsep genotipe yakni konstitusi genetika pada individu.Dan jika kita katakan bahwa evolusi adalah perubahan dalam komposisi genetis dari populasi, maka yang diartikan adalah suatu perubahan dari frekuensi genetis di dalam seluruh gen (termasuk plasmagen) yang dimiliki semua individu dalam populasi tersebut (Waluyo, 2005).

Penelitian yang dilakukan oleh Lynn Margulis di University of Massachusetts mendukung hipotesis bahwa dua invasi terpisah yang saling menguntungkan dari sel prokariot menghasilkan mitokondria modern dan kloroplas sebagai organel eukariotik. Dalam model ini, leluhur mitokondria adalah heterotrof kecil yang mampu menggunakan oksigen untuk melakukan respirasi sel dan  menciptakan energi yang berguna. Mereka menjadi sel dengan invasi langsung sebagai parasit internal atau sebagai sumber makanan yang tidak dicerna. Kemudian, invasi kedua membawa leluhur kloroplas, yang dianggap kecil yaitu cyanobacteria fotosintesis. Bukti pendukung modern untuk endosimbiosis menunjukkan bahwa baik mitokondria dan kloroplas memiliki gen mereka sendiri, DNA dan RNA melingkar, dan berkembang biak dengan pembelahan biner independen dari siklus sel inang. Oleh karena itu mereka tampak lebih mirip dengan prokariota dibandingkan eukariota.

Pelipatan kedalam membram

Invasi dari sel prokariota inang mungkin berhasil karena membran sel inang melipat kedalam  mengelilingi kedua sel prokariota penyerang dan dengan demikian membantu mengangkut mereka ke dalam sel. Membran tidak larut tapi tetap utuh, dan dengan demikian menciptakan membran kedua sekitar protomitochondria dan protochloroplast.

Hal ini juga diketahui bahwa pada eukariota modern membran dalam kedua mitokondria dan kloroplas mengandung struktur yang lebih mirip dengan prokariota dibandingkan eukariota, sedangkan membran luar mempertahankan karakteristik eukariot! Hal ini juga menyarankan bahwa membran lanjutan melipat kedalam menciptakan sistem endomembran. Dapat dikatakan bahwa mungkin yang pertama jenis sel eukariotik secara ajaib lahir dari prokariotik, simbiosis, interaksi multicel.

Bukti bahwa mitokondria dan plastida muncul dari bakteri adalah sebagai berikut:

1. Dalam beberapa ganggang, seperti Euglena, plastida dapat dihancurkan oleh bahan kimia tertentu atau tidak adanya berkepanjangan cahaya tanpa sebaliknya mempengaruhi sel. Dalam kasus seperti itu, plastida tidak akan beregenerasi. Hal ini menunjukkan bahwa regenerasi plastid bergantung pada sumber ekstraseluler, seperti dari pembelahan sel atau endosimbiosis.
2. Mereka dikelilingi oleh dua atau lebih membran, dan terdalam menunjukkan perbedaan-perbedaan dalam komposisi dari membran lain dari sel.
3. Kedua mitokondria dan plastida mengandung DNA yang berbeda dari inti sel dan yang mirip dengan bakteri (baik dalam ukuran dan bentuk melingkar).
4. Analisis urutan DNA dan perkiraan filogenetik menunjukkan bahwa DNA inti mengandung gen yang mungkin datang dari plastida.
5. Ribosom ini organel ‘seperti yang ditemukan pada bakteri (70S).
6. Sebagian besar struktur internal dan biokimia plastida, misalnya kehadiran tilakoid dan klorofil tertentu, sangat mirip dengan cyanobacteria.
7. Mitokondria memiliki beberapa enzim dan sistem transportasi mirip dengan bakteri.

1. A.     PEMBAHASAN
2. 1.      PERCOBAAN STANLEY MILLER DAN HAROLD UREY

Miller adalah murid Harold Urey yang juga tertarik terhadap masalah asal usul kehidupan.Didasarkan informasi tentang keadaan planet bumi saat awal terbentuknya, yakni tentang keadaan suhu, gas-gas yang terdapat pada atmosfer waktu itu, dia mendesain model alat laboratorium sederhana yang dapat digunakan untuk membuktikan hipotesis Harold Urey. Ke dalam alat yang diciptakannya, Miller memasukan gas Hidrogen, Metana, Amonia, dan Air. Alat tersebut juaga dipanasi selama seminggu, sehingga gas-gas tersebut dapat bercampur didalamnya.Sebagai pengganti energi listrik halilintar, Miller mengaliri perangkat alat tersebut dengan loncatan listrik bertegangan tinggi.Adanya aliran listrik bertegangan tinggi tersebut menyebabkan gas-gas dalam alat Miller bereaksi membentuk suatu zat baru.Kedalam perangkat juga dilakukan pendingin, sehingga gas-gas hasil reaksi dapat mengembun.

Akhir minggu, hasil pemeriksaan terhadap air yang tertampung dalam perangkap embun dianalisis secara kosmografi. Ternyata air tersebut mengandung senyawa organik sederhana, seperti asam amino, adenine, dan gula sederhana seperti ribose. Eksperimen Miller ini dicoba beberapa pakar lain, ternyata hasilnya sama. Bila dalam perangkat eksperimen tersebut dimasukkan senyawa fosfat, ternyata zat-zat yang dihasilkan mengandung ATP, yakni suatu senyawa yang berkaitan dengan transfer energi dalam kehidupan.Nukleotida adalah suatu senyawa penyusun utama ADN (Asam Deoksiribose Nukleat) dan ARN (Asam Ribose Nukleat), yaitu senyawa khas dalam inti sel yang mengendalikan aktivitas sel dan pewarisan sifat.

Eksperimen Miller dapat memberiakan petunjuk bahwa satuan- satuan kompleks didalam sistem kehidupan seperti Lipida, Karbohidrat, Asam Amino, Protein, Mukleotida dan lain-lainnya dapat terbentuk dalam kondisi abiotik. Hasil dari percobaan ini adalah senyawa organik dapat terbentuk secara bertahap, yakni dimulai dari bereaksinya gas-gas diatmosfer purba dengan energi listrik halilintar.Selanjutnya semua senyawa tersebut bereaksi membentuk senyawa yang lebih kompleks dan terkurung dilautan.Akhirnya membentuk senyawa yang merupakan komponen sel. Eksperimen Miller berusaha membuktikan bahwa asam amino dapat terbentuk dengan sendirinya dalam kondisi bumi purba. Namun, eksperimen ini tidak konsisten dalam sejumlah hal:

1. Dengan menggunakan mekanisme cold trap, Miller mengisolasi asam-asam amino dari lingkungannya segera setelah mereka terbentuk. Jika dia tidak melakukannya, kondisi lingkungan tempat asam amino terbentuk akan segera menghancurkan molekul ini.
2. Bumi teradiasi ultra-violet 10.000 kali lebih besar daripada perkiraan evolusionis. Radiasi ultra-violet yang intens ini membebaskan oksigen dengan cara menguraikan uap air dan karbon dioksida dalam atmosfir. Situasi ini secara telak membantah eksperimen Miller yang sama sekali mengabaikan oksigen. Jika oksigen digunakan dalam eksperimen tersebut, metan akan terurai menjadi karbon dioksida dan air, dan amonia menjadi nitrogen dan air. Selain itu, dalam lingkungan tanpa oksigen, juga tidak akan ada lapisan ozon. Tanpa perlindungan lapisan ozon, asam-asam amino akan segera hancur oleh sinar ultraviolet yang sangat intens. Dapat dikatakan, dengan atau tanpa oksigen di bumi purba, hasilnya sama, lingkungan yang sangat destruktif bagi asam amino.
3. Pada akhir eksperimen Miller, terbentuk banyak asam organik yang bersifat merusak struktur dan fungsi makhluk hidup. Jika asam amino tidak diisolasi dan tetap berada di dalam lingkungan yang sama dengan senyawa-senyawa ini, reaksi kimia yang terjadi akan menghancurkan atau mengubah asam amino menjadi senyawa lain.

Akhir eksperimen ini terbentuk sejumlah besar asam amino Dextro. Keberadaan asam amino ini dengan sendirinya menyangkal teori evolusi, karena asam amino Dextro tidak berfungsi dalam pembentukan sel makhluk hidup. Kesimpulannya, kondisi-kondisi di mana asam amino terbentuk dalam eksperimen Miller, tidak cocok bagi kehidupan. Kenyataannya, medium ini merupakan campuran asam yang meng-hancurkan dan mengoksidasi molekul-molekul berguna yang diperoleh.Semua fakta ini menunjukkan satu hal yang jelas: eksperimen Miller tidak dapat digunakan sebagai bukti bahwa makhluk hidup terbentuk secara kebetulan dalam kondisi bumi purba. Keseluruhan eksperimen ini tidak lebih dari sebuah eksperimen laboratorium yang terkontrol dan terarah untuk mensintesis asam amino.Namun bagaimanapun, hal ini merupakan dasar bukti evolusi dari bidang biokimia.

1. 1.      BUKTI PERBANDINGAN BIOKIMIA MAKHLUK HIDUP

Bila membandingkan makhluk hidup pada tingkat biokimia, ternyata hasilnya mendukung teori evolusi.Sebagai contoh, Hb manusia lebih mirip dengan simpanse atau gorilla daripada dengan anjing atau cacing tanah.Tingkat kemiripan ini menunjukkan manusia lebih dekat kekerabatannya dengan simpanse atau gorilla daripada dengan anjing atau cacing tanah.

Saat spesies-spesies yang berkerabat memisah dari leluhur bersama, akumulasi perbedaan mutasi mereka cenderung terjadi dengan laju teratur yang dapat dikalibrasi.Dengan memanfaatkan metode laboratorium tertentu, spesies-spesies hidup dengan catatan fosil atau biogeografis yang cukup lengkap dapat ditelaah perbedaan molekulernya.Laju evolusi molekuler selanjutnya diperkirakan dengan membagi nilai perbedaan molekuler yang bersangkutan dengan jarak waktu dari leluhur bersama (sebagaimana yang didapat dari bukti biogeografis atau fosil yang independen).

a.      Uji Presipitin

Kekerabatan antara berbagai jenis makhluk hidup dapat diuji secara biokimia.Salah satu percobaan biokimia yang dapat digunakan untuk mengetahui tingkat kekerabatan berbagai organisme adalah uji presipitin oleh Natael.Dasar percobaan ini adalah adanya presipitin atau endapan pada suatu reaksi antigen-antibodi.Banyak sedikitnya endapan yang terbentuk dapat digunakan untuk menentukan jauh dekatnya kekerabatan antara suatu organisme yang satu dengan organisme yang lainnya.

Percobaan tersebut adalah sebagai berikut : kelinci disuntik dengan serum manusia berulang kali. Selang beberapa waktu kemudian, serum kelinci diambil dan dianalisis.Ternyata telah mengandung zat anti ini terbentuk karena adanya antigen yang masuk, yaitu serum darah manusia.

Serum kelinci yang telah mengandung zat anti disuntikkan ke dalam berbagai jenis makhluk hidup, berturut-turut manusia, gorila, orang hutan, babon, kucing, anjing, banteng, dan lain-lain.Selang beberapa waktu, darah manusia dan hewan-hewan yang disuntik dengan serum kelinci dianalisis ternyata mengandung presipitin yang berbeda-beda kadarnya.Banyaknya endapan ditentukan oleh jauh dekatnya kerabat antara kelinci dengan makhluk-makhluk tersebut.Makin jauh kekerabatannya makin banyak presipitinnya. Lihat Tabel 1.

Tabel 1.  Data Kecenderungan Biokimia Mengenai Evolusi (Yusuf, F., 2006)

b.      Perbandingan Genom

Genom dalam genenetika dan biologi molekular  modern, adalah keseluruhan informasi genetik yang dimiliki suatu sel atau organisme, atau khususnya keseluruhan asam nukleat yang memuat informasi tersebut. Secara fisik, genom dapat terbagi menjadi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom atau plasmid), sementara secara fungsi, genom dapat terbagi menjadi gen-gen. Istilah genom diperkenalkan oleh  Hans Winkler dari Universitas Hamburg, Jerman, pada tahun 1920.

Setiap organisme memiliki genom yang mengandung informasi biologis yang diperlukan untuk membangun tubuhnya dan mempertahankan hidupnya serta diwariskan ke generasi berikutnya.Dengan sejumlah interaksi kompleks, urutan nukleotida komponen penyusun asam nukleat digunakan untuk membuat semuaprotein pada suatu organisme pada waktu dan tempat yang sesuai.Protein ini menjadi komponen pembentuk tubuh organisme atau memiliki kemampuan membuat komponen pembentuk tubuh tersebut atau mendorong reaksi metabolism yang diperlukan untuk hidup.Kebanyakan genom, termasuk milik manusia dan makhluk hidup bersel lainnya, terbuat dari DNA (asam deoksiribonukleat), namun sejumlah virus memiliki genomRNA (asam ribonukleat).

Perbandingan genomik adalah penelitian di bidang biologi yang membandingkan urutan genom dari spesies yang berbeda, contohnya manusia, tikus, dan berbagai macam organisme lain dari bakteri sampai simpanse. Dengan membandingkan urutan-urutan genom organisme yang berbeda, peneliti dapat mengerti perbedaan berbagai bentuk kehidupan dari oganisme tersebut satu sama lain pada tingkat molekuler. Perbandingan genomik juga merupakan cara yang efektif untuk mempelajari evolusi pada organisme, membantu mengidentifikasi gen yang umum dimiliki antara spesies, serta gen dengan karakteristik khusus.

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 coliberukuran 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.

Gambar menunjukkan perbandingan tingkat kromosom antara genom manusia dan tikus yang menunjukkan tingkat synteny antara keduanya. Synteny adalah situasi di mana gen disusun dalam blok serupa dalam spesies yang berbeda. Sifat dan tingkat kesamaansynteny berbeda secara substansial antar kromosom. Perbandingan diskrit segmen genom ini juga mungkin dengan menyelaraskan DNA homolog dari spesies yang berbeda. Contohnya seperti ditunjukkan pada Gambar 5, dimana gen manusia (piruvat kinase: PKLR) dan PKLRhomolog yang sesuai dari kera, anjing, tikus, ayam, dan ikan zebra diselaraskan. Daerah kemiripan urutan DNA yang tinggi dengan manusia di seluruh wilayah 12-kilobase gen PKLR dipetakan untuk setiap organisme. Terlihat tingginya urutan kesamaan antara manusia dan kera (dua primata) di kedua PKLR ekson (biru) serta intron (merah) dan daerah yang tidak diterjemahkan (cahaya biru) pada gen. Sebaliknya, kekerabatan ayam dan ikan zebra dengan manusia hanya menunjukkan kesamaan urutan dalam pengkodean ekson; sementara seluruh urutan yang lain tidak dapat lagi diandalkan sejajar dengan urutan DNA manusia.

Gambar 5. Perbandingan daerah piruvat kinase pada gen manusia dengan genom kera, anjing, tikus, ayam, danikan zebra. Angka pada sumbu vertikal mewakili proporsi nukleotida identik dan angka-angka pada sumbu horizontal menunjukkan posisi nukleotida dari awal urutan genom manusia 12-kilobase.

1. a.      Fakta Bahwa Adanya Suatu Protein Sering Kali Bersifat Universal

Fakta menunjukan bahwa adanya suatu protein sering kali bersifat universal. Misalnya enzim Laktat dehidroginase ditemukan pada semua vertebrata. Kesamaan tersebur bukan saja dari fungsinya, tetapi juga bentuk proteinnya.Lebih dekat hubungan kekerabatan dua organisme, lebih mirip pula struktur biokimiawinya.Kesamaan ini dapat pula ditelusuri hingga pada DNAnya.Kalau kesamaan itu hanya diantara dua organisme berlainan jenis, dapat dikatakan sebagai kebetulan.Tetapi kesamaan yang dapat ditemui adalah pada semua organisme. Contoh lain adalah misalnya protein histon yang terdapat pada kacang kapri dan sapi hanya berbeda dalam dua asama amino (Iskandar, 2001).

KESIMPULAN

1. Kesamaan struktur asam amino menunjukkan adanya kekerabatan makhluk hidup
2. Uji presipitin merupakan percobaan biokimia yang dapat digunakan untuk mengetahui tingkat kekerabatan berbagai organism

DAFTAR PUSTAKA

http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/SponsorPendamping/Praweda/Biologi/0131%20Bio%203-3c.htm

http://blog.dhani.org/2007/12/seberapa-mirip-manusia-dengan-kera/

http://www.infoplease.com/cig/biology/eukaryote-evolution.html

http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/comparative-genomics-13239404

Iskandar T. Djoko.2001. Evolusi. Departemen Biologi. Bandung : ITB