Kromosom, Kromatin dan Kariotipe

Kromosom ditemukan oleh seorang embryologist Jerman Walther Fleming pada tahun 1882 ketika sedang meneliti tentang kecepatan pembelahan sel pada larva salamander. Walther Fleming mengobsevasi sel larva salamander menggunakan mikroskop. Ketika melihat inti sel Walther Fleming terlihat adanya benang panjang yang membelah kemudian dia memberikan nama pada proses pembelahan itu dengan nama Mitosis. Kata “ mitosis” berasal dari Bahasa Yunani yang artinya adalah “benang”. Sejak penemuan itu, berbagai penelitian tentang kromosom banyak dilakukan oleh para ahli. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah kromosom pada tiap-tiap spesies berbeda-beda. Beberapa spesies seperti semut Myrmecia, Haplopappus gracilis dan Penicillium mempunyai 1 pasang kromosom sementara beberapa spesies pakis memiliki hingga 500 pasang kromosom.

Pada manusia, setiap sel memiliki 46 kromosom, terdiri dari 23 pasang. Setiap kromosom menyimpan ribuan gen yang penyandikan berbagai protein penting dalam tubuh. Kromosom memegang peran penting dalam kelangsungan hidup suatu spesies. Terbukti pada manusia, kekurangan 1 kromosom (monosomi) atau kelebihan 1 kromosom (trisomi) berakibat sangat fatal, bahkan tidak dapat bertahan hidup saat masih tahap perkembangan embrio. Namun jika dapat bertahan hidup akan mengalami beberapa kelainan, seperti ketika kelebihan kromosom no 21 seseorang akan mengalami perkembangan yang lambat dan keterbelangan mental. 

Penampakan kromosom manuisa pada perbesaran 950 kali

Kromosom tersusun dari kromatin. Kromatin adalah suatu kompleks yang tersusun dari 60% protein dan 40% DNA. DNA pada sebuah kromosom merupakan DNA yang double stranded dan

sangat panjang, jika direntangkan panjang DNA pada kromosom bisa mencapai 2 meter. DNA pada kromosom manusia terdiri dari 140 juta nukleotida. Jika digambarkan sebagai tulisan, 1 nukleotida diasumsikan sebagai 1 kata, maka informasi genetik yang dibawa oleh 1 kromosom membutuhkan 280 buku yang masing masing buku terdiri dai 100 halaman dengan 500 kata untuk menuliskannya. 

Setiap 200 nukleotida, DNA tergulung pada 8 protein yang disebut dengan protein histonmembentuk kompleks yang disebut dengan nukleosom. Tidak seberti kebanyakan protein yang bermuatan negarif, nukleosom memiliki muatan positif karena mempunyai banyak asam amino arginin dan lisin sehingga menyebabkan terjadi tarik menarik antara nukleosom dan gugus fosfat pada DNA yang bermuatan negatif. Antar nukleosom juga salang menempel membentuk struktur yang sangat mampat (supercoil) membentuk kromatin.

Kromatin ada 2 macam, yaitu heterochromatin dan euchromatin. Heterochromatin adalah kromatin yang terus menerus dalam bentuk termampatkan (supercoil) sehingga DNA (gen) di dalamnya tidak pernah diekspresikan Sedangkan euchromatin adalah kromatin yang hanya termampatkan (supercoil)  membentuk kromosom pada saat terjadi pembelahan sel. Selain pada saat pembelahan sel, DNA pada euchromatin terurai dalam bentuk DNA double helix sehingga dapat terekspresi.

Kromosom tersusun dari benang benang-benang kromatin  kromatin

Kromosom satu dengan yang lain di dalam satu sel memiliki bentuk yang berbeda-beda baik dalam segi ukuran, sifat pewarnaan, lokasi sentromer dan panjang kedua lengannya. Gambaran kromosom dari suatu individu atau spesies disebut dengan kariotipe (Karyotypes). Untuk membuat kariotipe, contohnya kariotipe manusia, seorang peneliti harus mengambil sampel dari darah, cairan ketuban, atau jaringan lain kemudian ditambahkan bahan kimia untuk menginduksi sel pada sampel untuk membelah, Setelah kromosom dalam keadaan paling mampat, ditambahkan bahan kimia lain untuk menghentikan pembelaham sel. Sel kemudian dilisiskan/dipecah agar organel-organel sel keluar termasuk kromosom. Kromosom dilihat dengan mikroskop lalu difoto dan disusun. 

Kariotipe kromosom manusia: Kromosom manusia pada sel somatik terdiri dari 23 tipe kromosom yang berbeda dan masing-masing terdiri dari 2 copy, sehingga total jumlah kromosom adalah 46.

            Ketika membahas kromosom, kita sering mendengar istilah diploid (2n) dan haploid (1n). Diploid (2n) adalah jika sel mempunyai 2 copy kromosom yang identik untuk tiap tipe kromosom. Sedangkan haploid (1n) adalah jika sel hanya mempunyai 1 copy untuk tiap tipe kromosom. Sebagai contoh pada sel somatik  manusia mempunyai kromosom diploid yaitu 23 tipe kromosom yang berbeda dan masing-masing terdiri dari 2 copy, sehingga total jumlah kromosom adalah 46. Namun sel gamet manusia (sel sperma dan sel telur) mempunyai kromosom yang haploid yaitu terdiri dari 23 kromosom dan tiap kromosom hanya terdiri dari satu copy. Dua copy kromosom yang identik disebut dengan kromosom homolog. Dalam tiap-tiap tahap pembelahan sel, kromosom membelah memjadi dua membentuk sister chromatid yang keduanya terhubung disentromer.

Sister kromatid dan kromosom homolog