Neurosains, kajian psikogenomik by Tauhid Nur Azhar

Psikologi Genomik adalah istilah yang diperkenalkan untuk menggambarkan sebuah pendekatan baru dalam ranah biopsikologi. Kata genom berasal dari pengertian tentang gen sebagai bagian dari asam nukleat yang terangkai dalam utas ganda DNA dan tersusun sempurna di dalam struktur kromosom. Fungsi utama gen adalah sebagai material sandi yang dipergunakan untuk mengekspresikan protein yang dibutuhkan tubuh. Sifat gen ini kemudian diwariskan, diturunkan, dan berubah, serta beradaptasi dengan lingkungan. Dalam pendekatan psikologi, genom berperan dalam setiap proses mental yang diproduksi oleh sistem kesadaran manusia. Sikap, perilaku ( behavior), dan kemampuan beradaptasi dengan tekanan ( stressor), serta kecerdasan intelektual memiliki asosiasi dan korelasi dengan sekumpulan gen yang turut berperan sebagai salah satu faktor kausatif. Untuk itu di dalam buku ini dipelajari hubungan yang unik antara gen dan psikologi.

KATA PENGANTAR

Segala puji

hanyalah milik Allah SWT, sang Maha Pencipta dan Pencinta.

Alhamdulillahirobbilalamin pada akhirnya buku ini dapat diselesaikan. Naskah yang saat ini berada di tangan pembaca adalah sebuah naskah hasil pengembangan materi perkuliahan biopsikologi dan psikofisiologi yang penulis sampaikan di fakultas psikologi Universitas Islam Bandung dan Universitas Kristen Maranatha. Kajian dalam buku ini tergolong sebagai kajian yang masih jarang dibahas secara akademik di ranah ilmu psikologi. Tetapi mengingat saat ini perkembangan biologi molekuler, bioteknologi, dan neurosains berlangsung dengan sangat cepat, maka besar harapan penulis buku ini bisa menjembatani laju perkembangan sains hayati itu dengan ilmu-ilmu berbasis psikologi. Meski penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak sekali kekurangan yang terdapat di dalam buku ini, tetapi penulis berharap buku ini dapat menjadi referensi bantu bagi mereka yang tengah mendalami dan bergelut dengan ilmu psikologi dan biologi molekuler. Perkembangan ilmu psikologi dan biologi molekuler sendiri saat ini telah merambah ke hampir semua disiplin ilmu. Untuk itu buku ini dapat kiranya menjadi

acuan bagi mereka yang belajar di ranah sosial, psikologi, kesehatan, ilmu pengetahuan alam, sains terapan (khususnya sains hayati), dan juga ilmu hukum dan kriminologi. Mengingat saat ini banyak sekali penyimpangan psikologi dan pembuktian kasus-kasus hukum pidana yang harus dilakukan dengan menggunakan aplikasi biologi molekuler. Sebagai sebuah buku yang berisikan dasar-dasar pengetahuan, tentu saja bagi sebagian kalangan yang sudah terkategorisasi sebagai pakar akan menjumpai banyak hal yang belum termaktub ataupun belum dieksplorasi lebih mendalam di buku ini. Besar harapan penulis justru dengan hadirnya buku ini kelak akan marak hadir pula buku-buku sejenis yang dapat dikembangkan sebagai buku pegangan (text book). Mohon maaf atas segala kesalahan dan kekurangan yang mungkin terdapat dan termaktub di dalam buku ini, selamat membaca, dan selamat belajar.

Identitas Penulis : Tauhid Nur Azhar, lahir di Bandung 16 September 1970. Menempuh pendidikan tinggi strata sarjana di Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro (1994) dan pendidikan tinggi strata pascasarjana di bidang ilmu Biomedik dengan kekhususan Patobiologi di Program Pascasarjana Ilmu Biomedik Universitas Diponegoro (2000). Tugas akhir dikerjakan secara multicenter dengan Departemen Patologi Anatomik Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia. Sempat beraktivitas di Departemen Mikrobiologi dan Imunologi Fakulti Perubatan Universiti Kebangsaan Malaysia (2001). Peneliti dan konsultan biomedik dan biomolekuler. Anggota International Brain Research Organization (IBRO), konsultan tesis dan disertasi di beberapa perguruan tinggi negeri di Indonesia, dan tim pendiri Fakultas Kedokteran Universitas Islam Bandung. Saat ini menjadi pengajar Biopsikologi dan Psikofisiologi di fakultas Psikologi Universitas Islam Bandung dan Universitas Kristen Maranatha.

Kompetensi yang diharapkan setelah membaca buku ini : Mengenal Konsep Psikologi Genomik atau Psikologi Molekuler

Kompetensi Inti : Memanfaatkan pengetahuan terkini tentang dasar biologi molekuler untuk membantu proses analisis faktor-faktor penyebab terjadinya penyimpangan fungsi molekuler seperti mutasi dan gangguan ekspresi gen dalam ranah psikologi. Pengetahuan yang didapatkan diharapkan pula dapat membantu proses pemantauan tahapan perkembangan psikologi, biologi, dan fisiologi manusia dalam batas-batas yang normal. Mengaplikasikan pengetahuan genomik dalam proses memahami mata ajar-mata ajar dalam jenjang pendidikan psikologi . Komponen Kompetensi : Menerapkan prinsip-prinsip biologi molekuler untuk memahami sifat dasar biologis dan psikologis dalam proses karakterisasi perilaku, kepribadian, hubungannya dengan sistem biologis dan fisiologis yang terintegrasi di antara semua sistem tubuh yang meliputi sistem somatik dan germinal. Mengaplikasikan pengetahuan dasar biologi molekuler untuk menegakkan hipotesa tentang pengaruh lingkungan dan perilaku pengasuhan (nurture) terhadap pembentukan karakter biologis, fisiologis, dan psikologis Memanfaatkan pengetahuan dasar biologi molekuler dalam kasus-kasus patologi dan abnormalitas psikologi yang bersifat herediter Memanfaatkan pengetahuan dasar biologi molekuler dalam tahapan-tahapan perkembangan biologis dan psikologis dalam berbagai fase pertumbuhan

Sasaran Penunjang : Menerapkan pengetahuan dasar biologi molekuler yang meliputi sub topik bahasan dan variabel amatan sebagai berikut : 1. Pengenalan konsep dasar psikologi dan pemanfaatan biologi molekuler secara umum 2. Pengenalan kromosom dan pola pewarisan secara umum 3. Pengenalan struktur dan fungsi DNA (asam deoksiribosa nukleat) 4. Pengenalan konsep replikasi, transkripsi, dan translasi 5. Pengenalan konsep hubungan psikologi dan genom

BAB 1

PENDAHULUAN

Masyarakat adalah organisme yang hidup dan dapat mengalami kondisi patologis. Salah satu kondisi patologis yang dapat dialami oleh masyarakat adalah terjadinya ”degenerasi” atau kemunduran fungsional. Gejala yang teridentifikasi antara lain adalah kerap munculnya perilaku-perilaku irasional yang bahkan cenderung abnormal di tengah-tengah masyarakat yang sakit. -Allan White

Dalam sebuah film drama musikal yang mengisahkan perjuangan seorang anak untuk menemukan kembali orangtuanya, diungkap bahwa bakat musik seolah diturunkan dan bahkan dapat menjadikan anak tersebut jenius musik tanpa pendidikan formal. Di sisi lain dari kisah film tersebut terkuak pula bahwa “getaran musik” dapat membimbing tiga orang sekeluarga yang selama ini terpisah berkumpul kembali. Apakah pengaruh gen sekuat dan seindah itu ? Sementara marilah kita simak kasus lain seperti Sumanto ( si pemakan mayat), Ryan (Very Idham Henyansayah) pembunuh berantai yang motifnya diduga terkait dengan penyimpangan orientasi seksual, Hanibbal Lector si kanibal berskala global, Jack the Ripper pembunuh sadis dari Inggris, mahasiswa Korea pembunuh berdarah dingin di Virginia Tech University, siswa Amerika penembak masal di sekolahnya sendiri, anggota sekte David Koresh, istri aktivis masjid di Bandung yang membunuh 3 orang anaknya, Rio Bullo “Martil” yang menggodam kepala korban-korbannya, atau tokoh-tokoh koruptor “legendaris” Indonesia, apakah mereka memiliki gen yang mendorong mereka menjadi keji dan cenderung untuk berbuat mungkar ? Apakah gen mereka berbeda dengan kita ? Sebaliknya kita juga dapat mencermati Ashafa Powell, Ana Ivanovic, atau Lionel Messi yang sangat prestatif dalam olahraga, apakah mereka juga memiliki gen super ?

Demikian pula, apakah Whitney Houston, Sting, Bono U2, atau Meggy Z, seperti juga Beethoven dan Mozart dianggap memiliki karunia berupa gen jenius musik ? Stephen Hawking yang amat brilian dalam kajian fisika teori malah nyata-nyata mengalami kelumpuhan akibat multiple sclerosis (MS). Jika dikatakan gennya sempurna, maka asumsi kita keliru, karena ada sebagian gen beliau yang semestinya meregulasi kinerja fisiknya agar sempurna gagal berfungsi. Untuk itu ada baiknya kita sepintas mempelajari dahulu berbagai karakter manusia yang telah berhasil diidentifikasi oleh ilmu psikologi. Pengetahuan dasar tentang pendekatan fundamental aliran psikologi yang kini berkembang dan banyak diakui secara akademik akan menghantarkan kita kepada pemahaman tentang peran gen dan genom di dalamnya.

Psikologi dan Gen Selayang Pandang Dalam ilmu psikologi dikenal sekurangnya 3 aliran yang sangat berpengaruh di tingkat praktikal. Aliran itu adalah Psikoanalisis yang diinisiasi oleh Sigmund Freud, dimana penekanan amatannya adalah faktor internal yang melekat di manusia. Konsep psikoanalisis yang populer adalah pembagian id, ego, dan superego serta pembentukan kepribadian karena dorongan kekuatan yang tidak disadari dan bersifat irasional. Aliran ini tidak menafikan faktor lingkungan, tetapi lebih mengedepankan potensi internal sebagai variabel independen pembentukan tingkah laku manusia. Aliran besar (arus utama) lainnya adalah Behavioristik yang digulirkan oleh Skinner. Menurut aliran behavioristik manusia adalah makhluk yang fleksibel, peka terhadap perubahan lingkungan, dan dalam proses perkembangan kepribadiannya mendapat stimulus dari lingkungan (ekternal). Pendapat ini sejalan dengan hipotesa tabularasa dari John Locke yang menyatakan bahwa sesungguhnya pikiran manusia bagaikan kertas kosong yang siap ditulisi apa saja ketika berinteraksi dengan lingkungan. Aliran besar ketiga adalah Humanistik dengan Abraham Maslow sebagai tokohnya. Aliran ini meyakini bahwa pada dasarnya manusia adalah makhluk mulia yang cenderung pada kebajikan. Hal ini sesuai dengan konsep manusia di dalam kitab suci Al-Quran yang digambarkan bersifat â&#x20AC;?hanifâ&#x20AC;?.

Nilai kebaikan yang diyakini ini kemudian berusaha

diaktualisasikanmelalui berbagai proses interaksi yang terjadi di lingkungan. Menurut pendekatan humanistik, lingkungan dan potensi internal sama-sama memiliki peluang

untuk membentuk kepribadian dan perilaku seorang manusia. Potensi internal akan beradaptasi dengan lingkungan, dan lingkungan juga dapat menjadi faktor seleksi bagi sifat atau potensi dasar yang akan dimunculkan. Hal lain yang dapat menjadi konsekuensi dari pendekatan humanistik adalah, kemulian yang menjadi potensi manusia ini dapat menumbuhkan motivasi yang kuat untuk memanipulasi lingkungan dalam konteks kebaikan bersama. Semangat pembaharuan yang berorientasi pada kepentingan manusia, baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang. Bila ketiga aliran ini disarikan atau dipertimbangkan sebagai elemen-elemen yang tidak terpisahkan, dengan kata lain kita memggunakan bingkai â&#x20AC;?Gestaltâ&#x20AC;? yang berbicara tentang kesatuan dan saling berinteraksinya setip tahapan, lapisan, maupun subsistem dalam pembentukan karakter psikologi seseorang, maka akan didapatkan hipotesa bahwa sesungguhnya manusia memiliki potensi dasar yang melekat pada dirinya, mampu mengembangkan mekanisme interkasi, mampu membangung mekanisme defensif, dan mampu mengaktualisasikan nilai-nilai yang diyakininya dan dianggap mulia.

Kotak Skinner adalah alat tes untuk mengukur kemampuan seekor tikus dalam beradaptasi dengan lingkungan yang dikondisikan serta kemampuannya mengembangkan pola-pola cerdas yang menjamin terenuhinya kebutuhan dasar (nutrisonal) dan kenyamanan personal (personal comfort). Secara sederhana tikus percobaan akan mendapatkan makanan apabila tindakan yang dikalukannya benar, serta sebaliknya ia akan tersengat listrik apabila pilihannya salah. Kondisi semacam ini yang berlangsung secara berulang akan menjadi proses belajar yang dapat diakuisisi sebagai bagian dari pembentukan sikap dan perilaku. Sirkuit keputusan yang terbangun dimulai dari teraktivasinya sekelompok gen pengendali perilaku

Perilaku manusia digambarkan Millon dalam salah satu teori biologi sosial tentang polarisasi, yaitu senantiasa mengejar kesenangan dan menghindari kesakitan, lalu secara aktif memodifikasi lingkungan dan terkadang bersifat pasif atau akomodatif, semua itu didasari oleh orientasi pada diri sendiri atau berorientasi pada lingkungan terdekat. Apabila kita menyepakati bahwa semua keluaran (output) psikologis itu memiliki mekanisme dan proses dasar yang merupakan bagian integratif dari manusia selaku makhluk biologis yang istimewa, maka kita semestinya menelusuri dan

mengeksplorasinya sampai ketingkat kendali yang paling esensial. Saat ini tingkat kendali hayati yang dianggap paling fundamental adalah genom. Belum lama berselang Human Genome Project mengklaim telah berhasil menyusun basis data genom manusia. This is the outstanding achievement not only of our lifetime, but in terms of human history. I say this because the Human Genome Project does have the potential to impact the life of every person on this planet. Dr. Michael Dexter, director of The Wellcome Trust

Tahap berikutnya adalah memetakan dan mengasosiasikan setiap gen dengan ekspresi proteinnya beserta fungsi-fungsi yang diperankannya. Metoda DNA micro array sangat membantu dalam melacak ulang asal dari setiap protein yang terlibat dalam reaksi biokimiawi di tubuh manusia. Terobosan teknik laboratorium yang sangat brilian, dimana larutan pereaksi yang berisi mRNA berlabel (bisa zat warna atau kromogen, maupun fluoresens) direaksikan (dipertemukan) dengan untai DNA yang terbuka. Dengan demikian mRNA spesifik akan melekat dengan segmen DNA penyandinya. Demikianlah satu demi satu sifat biokimiawi manusia mulai dapat teridentifikasi. Ternyata mekanisme yang mengendalikan ekspresi sifat-sifat biokimiawi ini tidak sesederhana yang kita bayangkan. Untuk menghasilkan satu molekul protein yang akan berperan sebagai bagian dari sebuah neuropeptida otak misalnya, dibutuhkan beberapa tahapan inisiasi sampai DNA dapat disandi. Tahapan-tahapan ini amat ditentukan dan amat dipengaruhi oleh proses interaksi antara manusia dengan lingkungannya. Misal jika seseorang merasa lapar dan terstimulasi untuk mempertahankan kehidupan (respon defensif), maka DNA akan disandi untuk menghasilkan beberapa kelompok protein yang akan menjadi dasar reaksi proses mempertahankankan

kehidupan (survival). Otak

termotivasi, sistem sensoris lebih jeli, dan sistem kognisi menjadi lebih kreatif serta solutif. Pola-pola semacam inipun mewarnai setiap proses psikofisiologis yang setiap detik terjadi dalam kehidupan seorang manusia. Maka dengan mengenal konsep psikologi molekuler yang bertumpu kepada fungsi genomik manusia dan hubungannya dengan pembentukan sikap serta perilaku, kita akan terbantu untuk lebih dapat memahami konsep fitrah, potensi dasar, dan cara-cara mengoptimalkan serta mengendalikan potensi yang telah melekat sebagai bagian dari karakter genomik.

BAB 2

GEN DAN KROMOSOM SERTA MEKANISME KERJANYA In the deepest sense, DNAâ&#x20AC;&#x2122;s structure and function have become as much a part of our cultural heritage as Shakespeare, the sweep of history, or any of the things we expect an educated person to know. Microbiologist Ross L. Coppel, from his book with G.J.V. Nossal, Reshaping Life: Key Issues in Genetic Engineering (Melbourne, Australia: Melbourne University Publishing, 2002)

Apakah sesungguhnya gen itu ? Dan bagaimanakah sifat genetika dapat diwariskan ? Secara teori setiap sel tubuh manusia memiliki kandungan kromosom yang di dalamnya terdapat untaian asam nukleat yang disebut DNA. Secara struktural DNA terbagi atas daerah-daerah yang disebut dengan ekson dan intron. Ekson adalah daerah dimana urutan gen yang terdiri dari rangkaian nukleotida (pasangan basa) siap untuk diekspresikan. Bagaimana caranya ? Gen akan bertindak selaku cetakan atau resep yang siap untuk dikopi (digandakan) oleh RNA caraka (messenger RNA) melalui konsep anti sense. Sifat dasar DNA yang berbentuk utas rantai ganda (double helix) dengan pasangan adenin-timin dan guanin-sitosin, pada saat penyalinan atau proses transkripsi akan dikopi ke dalam bentuk proyeksinya (cerminan atau pasangannya). Hanya saja di RNA (ribonucleic acid) tidak terdapat nukleotida timin melainkan diganti urasil. Sehingga bila ada nukleotida adenin (A) di gen yang dikopi, maka RNA akan mencatatnya sebagai urasil (U). Proses pengkopian gen ini sudah terorganisasi sedemikian sehingga penggandaan akan terbagi dalam unit-unit kecil yang disebut kodon. Kodon terdiri atas 3 nukleotida yang disebut sebagai kesatuan triplet. Kode mereka bertiga inilah yang kemudian di tingkat ribosomal akan digunakan untuk merangkai asam-asam amino (baik yang esensial maupun non esensial) untuk membentuk protein. 1 kodon memiliki 1 asam amino, tetapi 1 asam amino dapat cocok dengan lebih dari 1 kodon.

Apakah proses transkripsi DNA sampai menghasilkan sebuah protein khusus sesederhana itu ? Tentu saja tidak ! Keputusan untuk memproduksi sebuah protein memiliki algoritme komando yang sangat rumit sekaligus sangat efektif. Sel memproduksi protein karena adanya â&#x20AC;?kebutuhanâ&#x20AC;?. Faktor kebutuhan itu antara lain kebutuhan untuk mengganti sel atau jaringan yang rusak (proses repair), tumbuh dan berkembang, serta menggantikan sel-sel yang mengalami penurunan kemampuan (degenerasi). Khusus proses repair atau pemeliharaan biologis, tidak hanya terjadi di tingkat sel saja, melainkan juga terjadi di tingkat DNA sendiri yang dalam kehidupan keseharian mengalami berbagai gerusan lingkungan. Ada satu nukleotida yang terhapus, atau ada juga satu bingkai nukleotida yang rusak dan berubah strukturnya. Demikianlah sistem repair dan maintenance hayati senantiasa mengembangkan kemampuan swakelolanya sehingga dapat menghadirkan keselarasan yang adaptif dengan alam semesta.

Salah satu keistimewaan pola pewarisan genetika pada manusia adalah tetap dapat dipertahankannya materi genetika (genotip) meski sel induknya membelah diri dalam proses mitosis untuk memperbanyak jumlah dan bertumbuh

Tahapan proses pemisahan dan penggandaan kromoson yang terjadi di saat sel-sel somatik bermitosis dan sel-sel germinal bermeosis. Pada mitosis sel anak akan bersifat diploid (memiliki kromosom lengkap), sedangkan pada meosis sel anak akan memiliki kromosom separuh (haploid)

Jika kita menyimak paparan di atas yang menggambarkan gen sebagai â&#x20AC;?molekul ajaibâ&#x20AC;? pembawa sifat dan pengatur hampir semua mekanisme dasar kehidupan, maka kita perlu memgupas gen lebih mendalam lagi, baik secara struktural, fungsional, maupun hirarkial, agar kita dapat mengorelasikannya dengan pembentukan sikap, perilaku dan karaktyer kepribadian (ranah psikologi). Gen sesungguhnya adalah unit fungsional yang bertindak selaku resep penghasil protein. Setiap sel di dalam tubuh manusia memiliki gen yang sama persis satu dan lainnya. Saat ini jumlah gen manusian yang telah teridentifikasi adalah sekitar 30.000. Gen tergabung di dalam struktur DNA atau asam deksiribosa yang terdiri dari gugus gula pentosa ( memiliki 5 atom C) yang salah satu atom Cnya kehilangan gugus â&#x20AC;&#x201C;O (sehingga gagal membentuk gugus hidroksil/OH). Dilengkapi gugus fosfat berupa PO4. Molekul fosfat ini berperan sebagai jembatan penghubung antara gugus gula. Dan bagian terakhir dari sebuah untai asam deoksiribosa adalah basa nitrogen yang terdiri dari kelompok purin ( Adenin dan Guanin) dan kelompok pirimidin yang terdiri dari Timin dan sitosin. Adenin akan berikatan dengan Timin dengan bantuan 2 atom hidrogen (ikatan hidrogen), dan guanin akan berikatan dengan sitosisn dengan bantuan 3 atom hidrogen.

Bagan struktur DNA yang terdiri dari rantai double helix yang tersusun dari gugus gula pentosa, fosfat, dan terhubung dengan ikatan hidrogen

Bentuk molekul DNA ini menyerupai pita spiral ganda yang saling berpilin (double helix). Model molekul ini ditemukan oleh Francis Crick dan James Watson pada tahun 1953 berdasar foto difraksi sinar X yang dibuat oleh Rosalind Franklin. Pemetaan genom dan kemajuan proses sekuensing telah membimbing manusia untuk mengenal setiap molekul dalam DNA dan perannya.

Di dalam DNA terdapat 3 milyar pasang

basa, tersusun sedemikian sempurna dan pada fase replikasi (pembelahan sel secara mitosis) Molekul DNA akan bergabung dengan protein histon dan non histon untuk membentuk nukleosom dan berpilin dalam bentukan yang lebih padat (lipatan solenoid). Selanjutnya lipatan solenoid ini akan bergabung dan membentuk kromatin.

Gambar struktural kromosom yang terdiri dari lengan p dan q yang didalamnya terdapat lokus-lokus berisi alela atau pasangan-pasangan gen yang siap diekspresikan ataupun diturunkan baik melalui mekanime meiosis ataupun mitosis

Selanjutnya terbentuk lengan-lengan kromatin dan jadilah kromosom. Kromosom ini dari asal kata krom (warna) dan soma (tubuh). Diamati pertama kali oleh Waldeyer pada tahun 18888, dan jumlahnya pada manusia diketahui 46 buah oleh Tjio (dari Sukabumi) dan Levan pada tahun 1956.

23 pasang kromosomautosomal dan seks yang berisi untaian DNA pembawa sifat hayati

Dalam menjalankan fungsinya sebagai penentu sifat, baik kromosom maupun DNA memiliki mekanisme pewarisan sifat yang dipelajari dalam ilmu genetika. Ilmu genetika ini dikembangkan oleh Gregor Johann Mendel (1822-1884) Dalam konsep genetika di setiap pasangan kromosom terdapat pasangan alel. Misal gen A memiliki alel atau pasangan di kromosom pasangannya a. Maka dalam konsep genotip (susunan pasangan gen) akan dikenal hukum Mendel I atau lebih dikenal sebagai â&#x20AC;?The Law of Segregation of Allelic Genesâ&#x20AC;?. Dimana dalam hukum segregasi ini alel dapat secara bebas memilih alel pasangannya. Misalkan genotip sebuah protein adalah Aa dan pasca pembuahan bergabung dengan kromosom yang juga memiliki genotif Aa, maka pada

filial atau keturunan ke-2nya tidak selalu A akan berpasangan dengan A lagi, atau setiap A berpasangan dengan a. Perhatikan kotak berikut :

Hukum Mendel ke II adalah hukum tentang pengelompokan gen secara bebas atau â&#x20AC;?The Law of Independent Assortment of Genesâ&#x20AC;?. Sifat atau protein terkadang memiliki proses pengaturan yang melibatkan sekelompok gen, misal sifat rambut yang lurus dan pirang diatur oleh kelompok gen AABB dan rambut keriting hitam diatur oleh aabb, maka di tingkat turunan pertama dapat terbentuk kelompok gen AaBb.

Mekanisme herediter atau penurunan sifat yang dirumuskan oleh Gregor Mendel menunjukkan rasio kemungkinan fenotip yang dapat dimunculkan. Pada kasus kepekaan indera pengecap (lidah) terhadap zat PTC (phenyltiocarbamide) yang bersifat dominan, kemungkinan seseorang untuuk tidak mampu merasakan (sifat resesif) memiliki probabilitas Âź pada filial pertama. Variansi, polimorfisme, dan juga keberagaman sifat genomik merupakan variabel independen yang mempengaruhi fenotip seseorang (termasuk bakat dan potensi)

Konsep genetika lainnya yang terkait erat dengan psikologi dan perilaku adalah pola-pola hereditas yang terkadang menyimpang dari hukum Mendel. Interaksi dari beberapa gen yang sumber gennya di tingkat induk tidak memunculkan fenotip (sifat fisik

hasil ekspresi gen), ternyata dapat memunculkan sifat baru di tingkat turunan. Contoh nyata adalah percobaan terkenal yang menyilangkan berbagai varietas ayam dengan jenis jenger berbeda. Pada saat ayam berjengger menyerupai bunga mawar (rose) disilangkan dengan ayam berjengger menyerupai bebijian (pea) maka yang didapatkan justru ayam berjengger seperti buah walnut (sejenis kenari). Secara genotip dapat disimulasikan demikian, bila jengger mawar disandi gen CCDD maka jengger biji disandi gen ccdd, keturunannya tentu CcDd yang ternyata berjengger kenari. Penyimpangan atau penulis lebih suka memaknainya sebagai bagian dari keragaman hayati dan mekanisme adaptasi terhadap kebutuhan faktual, yang juga sangat unik adalah mekanisme epistasis dan hipostasis. Pada mekanisme ini ada gen dominan yang mampu menutup atau menghambat fungsi ekspresif dari gen dominan lainnya. Gen yang mendominasi disebut epistasis dan yang terdominasi (terjajah) disebut hipostasis. Mekanisme ini menunjukkan kepada kita bahwa meski ada beberapa sifat orangtua yang dominan secara individual, tetapi ternyata bisa dikendalikan oleh gen dominan yang lain ketika sudah sampai di tingkat keturunan. Sifat hereditas lainnya yang sangat menarik adalah kriptometri. Mekanisme kriptometri adalah mekanisme pemunculan â&#x20AC;?bakatâ&#x20AC;? terpendam, ekspresi gen dominan yang tidak dapat muncul tanpa hadirnya sebuah atau sekelompok gen dominan lainnya. Contoh adalah perubahan warna pada bunga Linaria Maroccana yang amat sangat dipengaruhi lingkungan dan gen yang terkait dengan kondisi lingkungan. Linaria akan berwarna merah apabila terdapat aktivitas ekspresi dari gen antosianin ( gen A) dan alelnya dalam lingkungan basa (akan teraktifkan) gen b. Jadi genotip AAbb menjadikan Linaria berwarna merah, sedangkan genotip AABB (B adalah gen yang aktif dalam lingkungan asam)

akan menghasilkan warna ungu. Dan apabila tidak terdapat gen

dominan antosianin maka perbedaan lingkungan baik asam maupun basa tidak mempengaruhi ekspresi warna, bunga Linaria akan berwarna putih. Kondisi yang menyerupai dapat pula dijumpai pada spesies reptil seperti buaya. Perbedaan suhu (temperatur) pada saat proses pengeraman menjadi faktor penentu jenis kelamin anak buaya. Demikian pula pada keluarga cacing Bonellia, kondisi lingkungan yang ditempati larva Bonellia ( jatuh ke dalam tubuh Bonelia dewasa betina atau jatuh dan bersentuhan langsung dengan dasar lautan) akan menjadi faktor pembeda jenis

kelamin. Larva yang jatuh menimpa tubuh bonellia betina akan menjadi bonellia jantan, dan yang langsung bersentuhan dengan dasar samudera akan menjadi betina. Demikian pula pada keluarga lebah, kondisi lingkungan selama proses tumbuh kembang kelak akan mengaktifkan sekumpulan gen yang kemudian mendorong terjadinya proses diferensiasi profesi. Ada sekelompok lebah yang berkembang menjadi kelompok pekerja, ada yang menjadi penjaga dan pemelihara sarang, serta ada pula yang secara istimewa menjadi pemimpin (ratu). Pada kasus ikan anemon (lebih dikenal sebagai ikan Nemo atau ikan badut) regulator gen dalam penentuan jenis kelamin dikendalikan oleh tingkat kematangan beberapa organ yang terdapat di dalam sistem fisiologi ikan tersebut. Ikan baru menetas sampai usia dewasa muda menajdi ikan jantan, sementara ikan dewasa matang akan berubah menjadi ibu. Kelompok gen kelamin ikan ini bergeser dan berubah berdasarkan masukan dari berbagai proses interaksi yang etrjadi antara ikan dengan lingkungannya. Demikian pula pada ikan Angler Atlantik (Angler Fish), ikan yang pandai memancing mangsanya dengan memancarkan cahaya hasil proses bioluminensi yang dikatalisa oleh enzim lusiferase. Selain mampu menghasilkan cahaya, sebagai bagian dari proses adaptif tinggal di kedalaman yang gelap dan kebutuhan mencari makan, ikan Angler juga dikenal sebagai ikan dengan perbedaan struktur pada jantan dan betinanya. Ikan Angler berhasil mengoptimalkan semua potensi genetikanya, ia memancarkan cahaya â&#x20AC;?umpanâ&#x20AC;?, dan ikan jantannya menjadi entitas kecil yang masuk menyelip di tubuh ikan betina untuk menjalankan tugas utamanya : membuahi ! Sangat efisien dan indah. Sementara pada kasus ikan Lamprey (sejenis belut penghisap darah), yang merupakan parasit pada beberapa ikan yang jauh lebih besar, keistimewaaan yang mereka miliki adalah sangat fleksibelnya sistem imunitas mereka. Mengapa harus demikian ? Karena sumber nutrisinya adalah darah dari berbagai jenis ikan yang tentu saja mengandung beragam mikroba patogen, maka ia harus berhasil mengatasinya. Lamprey mengembangkan sistem imunitas berbeda dengan mamalia yang menggunakan gen RAG untuk membentuk antibodi spesifik melalui sel limfosit B. Sel limfosit B akan mengenali antigen, membentuk antibodi spesifik, dan mengingatnya sebagai bagian dari memori. Sedangkan pada Lamprey, prosesnya menjadi jauh lebih sederhana. Lamprey cukup mengubah-ubah pola pengenalan sel limfositnya saja, melalui sistem VLR atau

Variable Limphocyte Receptor , dimana setiap ada antigen baru limfositnya dapat langsung memproses dan memebrikan respon yang tepat. Keajaiban

genom

lainnya

adalah

kemampuan

beberapa

spesies

untuk

mengembalikan fungsi pluripotensialitasnya seperti kadal dan cicak yang dapat menumbuhkan ekornya kembali, atau bintang laut yang dapat menumbuhkan lengannya yang putus. Kuda laut atau hipokampus sp juga memiliki kemampuan pengekspresian gen yang memungkinkan seekor jantan memproduksi zat nutrisional yang dibutuhkan oleh anak-anak yang tinggal di kantung bagian depan perutnya. Demikian pula burung merpati jantan, dapat mengekspresikan gen hormon prolaktin sehingga dapat memberikan nutrisi serupa susu pada anak-anaknya. Sifat lainnya adalah polimeri, dimana satu gen dalam kelompok gen yang mempengaruhi sifat dapat mempengaruhi gen lainnya meski hadir secara parsial (sebagian). Fenomena lainnya yang dapat ditemui adalah terdapatnya kelompok gen dalam alel yang bertautan. Sehingga apabila diturunkan ( melalui proses meiosis) kelompok gen tersebut akan selalu bersama. Kondisi ini menyebabkan keragamannya (variasi genomnya) akan berkurang, karena gametnya terbatas dalam kelompok.

Mutasi Penyimpangan genetika yang juga kerapkali dijumpai adalah peristiwa mutasi. Acapkali mutasi dikaitkan dengan berbagai fenomena patologis, baik secara anatomifisiologis maupun secara psikologis. Mutasi adalah perubahan genom yang dapat terjadi di tingkat kromosomal maupun di asam nukleat (DNA).

Mutasi di tingkat

kromosom antara lain ditandai adanya penambahan jumlah kromosom akibat gagalnya kontrol pada proses meoisis, misal sindroma Klinefelter dimana terdapat penambahan 1 kromosom seks pada karyotipe XX (menjadi XXY). Mutasi di tingkat kromosomal yang melibatkan perubahan struktur DNA antara lain adalah : inversi, dimana krmosom berpilin dan urutan DNA jadi berubah. Delesi, terhapusnya sebagian urutan nukleotida basa dari DNA karena kerusakan struktur kromosom. Duplikasi, penambahan gen karena mengopi dari kromosom pasangannya, translokasi yang terjadi karena adanya pertukaran sebagaian segmen (bagian lengan kromatin) antar pasangan yang bukan homolognya.

Dan katenasi, yaitu menyatunya ekor kromosom (telomer) diantara pasangan kromosom yang homolog.

Peta genom di setiap kromosom yang menunjukkan lokasi-lokasi mutasi dan perubahan fungsi akibat kecacatan genetik yang diwariskan (trait)

Mutasi dapat terjadi karena adanya interaksi lingkungan dan intervensi gaya dan materi fisika seperti radiasi kosmis, radiasi pengion, radiasi elektromagnetik, sinar ultra violet, atau radiasi radioaktif. Sedangkan secara kimiawi dapat terjadi interferensi dengan zat-zat kimia yang bersifat destruiktif pada struktur asam nukleat seperti yang memiliki kemampuan mengalkilasi. Dan secara biologis mutasi dapat terjadi karena adanya pengaruh virus, bakteri, jamur, prion, dan juga yang sangat penting dalam ranah psikologi adalah interaksi hormonal dan molekul sinyal (bersifat aerosolik dan beredar di udara dengan konsentrasi tertentu seperti efek feromonik pada lebah) antara sesama makhluk hidup (manusia-manusia, manusia-tumbuhan, manusia-hewan, dan berbagai elemen alam lainnya). Dari berbagai pola hereditas di atas yang telah terpelajari, maka kita mendapatkan modal dasar untuk mengembangkan model matematika prediktor. Rumus Hardy Weinberg sebagai salah satu model untuk memetakan genotip di populasi memperlihatkan kepda kita bahwa sebaran gen dapat dilacak dan dipetakan. Tentunya hasil pemetaan ini kemudian akan dapat digunakan sebagai basis data dalam melakukan intervensi preventif, baik dalam hal perencanaan manipulasi positif, mengukur tingkat kondusifitas lingkungan bagi perkembangan hayati dan psikologis seseorang, serta dapat pula menjadi alat analisis untuk mengkaji perilaku komunitas. Sebagai contoh, jika kita

mengetahui sebaran gen tertentu yang dalam kondisi khusus berpotensi terekspresikan dan memicu terjadinya abnormalitas (patologis) maka kita akan dapat memprediksi seberapa banyak orang akan terdampak dan seberapa luas aspek destruksi yang akan terjadi. Andai kita mendapatkan data dasar tentang kasus psikopatik, maka dengan pemetaan gen dan pengetahuan yang komprehensif terhadap pola-pola hereditasnya (beserta penyimpangannya), kita akan dapat mengklasifikasikan masalah yang tentu saja akan berdampak sangat besar pada kemampuan kita untuk mengendalikannya. Apabila perilaku psikopatik atau sosiopatik diatur dan dikendalikan oleh sekumpulan gen yang memproduksi neuropeptida kendali, maka apabila seorang psikopatik memiliki genotip protein kendali aa, dan aa ditemukan sekitar 16% di populasi, maka fenotip normal yang 84% harus dicari frekuensi genotipnya agar dapat dicegah penurunan sifat patologisnya, mengingat kemunculan gen resesif dapat mengubah frekuensi psikopatik di masyarakat. Dengan rumus frekuensi aa (a2) adalah 0,16 maka a adalah 0,4. Rumus gen adalah A+a = 1 jadi A= 1-0,4. A=0,6. Rumus perbandingan frekuensi gen adalah AA+2Aa+aa= 1 sehingga 0,36+0,48+0,16=1. Jadi frekeunsi genotip normal bebas psikopatik adalah 0,36 dan kemungkinan carrier atau pembawa sifat psikopatik di masyarakat berkisar sekitar 0,48 atau 48%. Perhitungan ini bisa berubah apabila kemudian terjadi persilangan antara karier dan penderita (genotip aa).

Belajar dari Mikroba

Peran lingkungan dan kemampuan setiap individu untuk mengontrol dan menempatkan dirinya dalam habitat (ruang dan sistem hidup) dapat dilihat pada sistem adaptasi mikroba yang dikenal sebagai quorum sensing. Mikroba, dalam hal ini bakteri memiliki kemampuan untuk mengoptimalkan keberadaannya dengan membentuk koloni yang paling efisien. Salah satu mekanisme â&#x20AC;?pengukuranâ&#x20AC;? swalayan terhadap batas-batas

optimasi koloni dilakukan dengan saling bertukar informasi dan data akhir teman-teman satu koloninya. Mekanisme quorum sensing pada bakteri Vibrio Fisheri misalnya menggunakan mekanisme ekspresi acyl homoserine lactone (AHL) yang pada saat mencapai quorum (kuota seldalam koloni atau batas maksimal) akan menghasilkan efek bioluminensi. Caranya dengan mengaktifkan protein pengita yangakan mendorong faktor transkripsi gen-gen pembentuk cahaya teraktivasi. Salah satu enzim yang terlibat adalah lusiferase yang akan mengkatalisis substrat aldehida FMNH2 yang teroksidasi menjadi FMN dan asam lemak. Proses pembentukan asam lemak inilah yang menghasilkan cahaya. Sementara pada spesies Erwinia cortovora pada kondisi quorum akan mengaktifkan gen penghasil protein antibiotika karbapenem yang berfungsi untuk menghambat tumbuh kembang bakteri kompetitornya. Mekanisme komunikasi lainnya yang berperan sebagai penghubung antara berbagai spesies diperankan oleh furanosil borat diester. Sehingga apabila ada interaksi diantara bebrbagai koloni bakteri akan tercapai kesepakatan kuorum. Fakta yang bisa diamati di tingkat organisme sel tunggal seperti di keluarga bakteri menunjukkan kepada kita bahwa gen bersifat adaptif dan amat dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan. Tentu saja mekanisme perubahan dan mekanisme transkripsi yang akan menyandikan serta mengekspresikan protein tertentu haruslah melalui serangkaian prasyarat yang harus terpenuhi. Maka secara sederhana dapat kita simpulkan bahwa ekspresi gen yang kemudian terkait dengan pembentukan sifat serta perilaku memiliki faktor pengaruh yang sangat kompleks. Sebagai contoh, sekumpulan gen di sebuah sel dapat di â&#x20AC;?shutdownâ&#x20AC;? secara penuh dan tidak diekpresikan lagi karena sel yang ditempatinya telah terdiferensiasi dan memiliki sifat sel yang khusus. Sifat pluripotensial sel yang gennya lengkap dan bisa menjadi apa saja, dikendalikan oleh sekumpulan protein penghambat induksi yang membuatnya tidak dapat mengekspresikan sifat yang tidak cocok dengan tugas yang diembannya.

Ada pula beberapa gen yang secara umum senantiasa akan diekspresikan proteinnya meski dalam kadar terendah (basal). Kondisi ini dapat kita simak pada beberapa enzim regulator mekanisme transduksi di dalam sebuah sel. Faktor-faktor transduksi yang kemudian mengawali proses transkripsi, translasi, dan terlibat dalam pembentukan molekul reseptor hampir selalu diekspresikan oleh hampir semua sel.

Perbedaan ekspresi gen di setiap jaringan yang dicirikan dengan produksi protein dalam kapasitas yang berbeda, didasari oleh aktivitas dan mekanisme represi serta aktivasi yang diperankan oleh aksi sekelompok protein yang berikatan di daerah regulator (pengaturan) gen yang bersangkutan.

Regulasi Ekspresi Gen Aktivasi daerah pengaturan pada sebuah gen distimulasi oleh keberadaan reseptor yang berada di membran sel dan peka terhadap pengaruh hormon, hormon steroid, molekul sinyal, ataupun peptida faktor pertumbuhan (sitokin). Sinyal komunikasi antar

sel juga dapat terjadi dengan perantaraan nitric oxide dan enzim RPTK (tirosin kinase). DNA akan ditranskripsi atau disalin oleh mRNA dengan bantuan enzim RNA Polymerase II. Protein enzim ini harus berikatan dengan daerah pengatur (regulator) ekspresi gen yang disebut promoter. Promoter ini terdiri dari 8 pasang basa dan terletak di depan urutan gen yang akan diekpresikan. Daerah ini terdiri dari pengulangan basa timin dan adenin ( T dan A) sehingga disebut kotak TATA yang disekitarnya ditutup oleh untaian nukleotida guanin dan sitosin (G-C). Selain daerah promoter yang terdapat di area regulator elemen cisregulator . Pasangan transkripnya disebut elemen trans regulator yang biasanya berfungsi menyandikan gen lain. Apabila sebuah gen akan diekspresikan kotak TATA akan melakukan perlekatan dengan protein yang disebut pengikat TATA. Molekul protein inilah yang kemudian akan berinteraksi dengan RNA polimerase II. Proses ini akan dibantu oleh beberapa modul lain yang berada dekat daerah regulasi, antara lain kotak CAAT dan modul kaya G-S.

Regulator ekspresi DNA lainnya adalah area enhancer yang terletak jauh dari daerah gen yang akan disandi. Terdiri dari 7-20 pasang basa, daerah enhancer adalah daerah yang berfungsi sebagai daerah perlekatan bagi protein yang akan mengaktifkan gen yang akan disandi. Daerah enhancer yang menjadi tempat melekatnya protein regulator sel spesifik disebut sebagai respon elemen. Sebagai contoh adalah cyclic adenosin monofosfat respon elemen binding protein akan melekat di regio cAMP respon elemen yang terdiri dari sekuens ACGTCA. Ada beberapa gen yang memiliki regulator protein yang senantiasa terikat sehingga memungkinkan terjadinya proses transkripsi secara terus meneurs meskipun hanya terstimulasi dengan intensitas rendah (tingkat basal). Sebaliknya ada pula gen yang protein dan sistem regulatornya tidak tetap. Gen ini dapat dikondisikan, diinduksi ataupun ditekan dengan memanipulasi faktor transkripsinya.

Untuk menjalankan fungsi regulasi penyandian DNA oleh enzim RNA polimerase II suatui faktor transkripsi haruslah memiliki syarata sebagai berikut : 1. Memiliki daerah perikatan dengan DNA (DNA binding domain). Yang berfungsi untuk mengenal dan berikatan dengan segmen sekuens DNA yang spesifik. 2. Domain aktivator yang acapkali bersifat asam dan berfungsi untuk menghubungkan protein faktor transkripsi dengan mesin transkripsi basal (kotak TATA, protein pengikat, dan enzim RNA polimerase) serta mengaktifkannya. 3. Memiliki 1 atau lebih pengikat ligan atau daerah fosforilasi yang diperlukan untuk mengaktivasi faktor transkripsi. Untuk dapat menjalankan fungsinya maka faktor transkripsi haruslah memiliki struktur biokimiawi yang adaptif dan dapat diterima oleh DNA. Struktur molekul faktor transkripsi tergolong dalam 3 besar yaitu, : protein HtH (Helix turn Helix) yang m,emiliki sub unit protein alfa helix yang cocok dengan lekukan helix DNA target sehingga memungkinkan faktor transkripsi melekat di struktur DNA. Protein jemari Z (zinc finger) yang terdiri dari 23 asam amino yang memiliki struktur sistin dan histidin yang membntuk formasi jemari dengan bantuan ion zinc. Struktur khas ini dapat memudahkan masukknya ke dalam untai DNA melalui daerah lengkunag (loop). Dan bentukan terakhir adalah ampiphatic helical proteins yang terdiri dari HlH (Helix loop Helix) protein dan protein resleting leusin yang juga memudahkan faktor transkripsi untuk menyisip di utas ganda DNA.

Bab 3

PSIKOLOGI GENOMIK I think we will view this period as a very historic time, a new starting point. Craig Venter, founder of Celera Genomics

Peran dan mekanisme pengaturan ekspresi gen dapat dilihat, dipelajari, dan ditelusuri pada proses awal diferensiasi di antara fase morula menuju fase blastula. Secara embriologis proses perkembangan dan terbentuknya berbagai organ spesifik merupakan petunjuk penting tentang adanya mekanisme regulasi gen. Salah satu kelompok gen yang dianggap sebagai bagian dari regulator proses diferensiasi adalah kelompok gen Homeobox. Kelompok gen homeobox biasanya terdiri dari gen dengan panjang sekitar 180 pasang basa dan akan mengekspresikan faktor transkripsi. Lokasi gen ini tersebar di beberapa daerah yang termasuk dalam area promoter. Protein yang diekspresikan oleh gen homeobox akan berikatan dengan domain DNA sebagai pengatur proses transkripsi gen penentu dalam proses diferensiasi. Karena keberadaan sekumpulan gen regulator inilah maka pada tingkatan pasca diferensiasi atau spesialisasi akan terjadi proses shut down bagi beberapa gen yang fungsinya tidak diperlukan oleh sel yang bersangkutan dalam menjalankan perannya. Sebaliknya beberapa gen yang mendukung peran pasca

spesialisasi akan didorong untuk terus diekspresikan dan menjadi karakter atau ciri khusus sel yang bersangkutan.

Nama

Kromosom Gen

HOXA (atau

Kromosom

HOX1) - HOXA@ 7

HOXB - HOXB@

HOXC - HOXC@

HOXA1, HOXA2, HOXA3, HOXA4, HOXA5, HOXA6, HOXA7, HOXA9, HOXA10, HOXA11, HOXA13

Kromosom HOXB1, HOXB2, HOXB3, HOXB4, HOXB5, 17

HOXB6, HOXB7, HOXB8, HOXB9, HOXB13

Kromosom HOXC4, HOXC5, HOXC6, HOXC8, HOXC9, 12

HOXC10, HOXC11, HOXC12, HOXC13

HOXD - HOXD@ Kromosom HOXD1, HOXD3, HOXD4, HOXD8, HOXC9, 2

HOXD10, HOXD11, HOXD12, HOXD13

DLX

DLX1, DLX2,DLX3, DLX4, DLX5, dan DLX6

HESX

HESX1 Berbagai jenis gen homoebox yang terdapat di sistem genom manusia

Tahapan perkembangan embrionik yang memerlukan koordinasi genetik. Fungsi koordinasi ini dilakukan oleh kelompok gen Hox (homeobox).

Fakta ini menunjukkan bahwa sesungguhnya mekanisme pengekspresian sebuah gen memiliki banyak prasyarat yang harus dipenuhi, dan tidak sekedar dipengaruhi oleh faktor tunggal. Selama ini dalam bayangan kita sebuah promoter sudah mampu untuk mengaktifkan sebuah gen. Perlu kerjasama dari beberapa faktor sekaligus dan kesemua faktor itu harus memenuhi syarat ! Sebagai pengetahuan dalam proses pengekspresian sebuah atau sekumpulan gen dibutuhkan faktor-faktor transduksi, transkripsi, promoter, protein translasi, penudungan, metilasi, sampai proses penyempurnaan di badan golgi dan retikulum endoplasma ( 2 organela di dalam badan sel yang terlibat dalam proses sintesa protein). Pada kalimat di atas disebut sekumpulan gen, mengapa ? Karena untuk memproduksi sebuah protein yang sempurna secara struktur dan fungsional dibutuhkan beberapa gen sekaligus untuk membentuk sekumpulan asam amino. Selanjutnya dari sekumpulan asam amino inilah terbentuk molekul protein dengan tambahan gugus amin (-NH) di ujungnya.

Gambar di atas menunjukkan proses penyandian DNA yang disebut mekanisme transkripsi

Selain hormon yang dapat memicu terjadinya proses ekspresi sebuah gena, diperlukan juga kerjasama beberapa faktor transduksi yang â&#x20AC;?mengawalâ&#x20AC;? jalur-jalur khusus respon molekuler.

Secara diagramatik proses penyalinan oleh mRNA akan dilanjutkan dengan proses pembentukan rangkaian asam amino di ribosom

Selain faktor transduksi yang terkait dengan jalur informasi molekuler, sistem DNA yang menerima informasi tersebut juga akan mengembangkan

mekanisme

penapisan melalui serangkaian pengujian terhadap intensitas dan kecocokan stimulus dengan prasyarat dapat ditranskripsinya suatu segmen genom. Kondisi ini dalam terminologi populer dapat diasumsikan sebagai sebuah upaya optimasi fungsi genomik. Gen-gen yang terbaik dan nyata-nyata diperlukanlah yang akan diekspresikan. Lalu kuantitas serta kualitas protein hasil ekspresi gen-pun dipertimbangkan agar senantiasa sesuai dengan kebutuhan (misal menjadi enzim yang fungsional), dengan kadar yang mencukupi (intensitas).

Dalam sekali proses penyalinan gen dibutuhkan kerjasama beberapa molekul dan enzim nukleus.

Kapan proses optimasi itu dapat kita mulai ? Pertanyaan ini muncul karena saat ini ada beberapa buku atau literatur yang mengacu kepada fungsi DNA dan menjadikannya acuan dalam proses perubahan. Untuk literatur lokal Dr. Rhenald Kasali dari Universitas Indonesia telah mengangkat konsep DNA ini dalam konteks perubahan dan restrukturisasi motivasi. Dari sisi spiritualpun konsep DNA ini banyak diacu. Tetapi diantara beberapa literatur tersebut buku karya Dr. Kazuo Murakami

seorang ahli

biokimia Jepanglah yang paling akurat dan dapat memberikan gambaran tentang DNA yang sebenarnya. Dalam bukunya, Dr.Kazuo Murakami menerangkan dengan bahasa yang sangat mudah dimengerti bahwa ekspresi DNA dipengaruhi oleh beberapa faktor yang bersifat saling terkait. Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja DNA dapat berasal dari dalam tubuh maupun dari lingkungan. Kekuatan pikiran dan niat yang membaja ternyata dapat mempengaruhi ekspresi DNA. Pertanyaan berikutnya tentulah, melalui mekanisme apa ?

Salah satu hipotesa yang dapat dipertanggungjawabkan adalah melalui mekanisme komunikasi antar sel yang melibatkan peran hormon, sitokin, atau faktor pertumbuhan. Pikiran atau produk mental berhubungan dengan mekanisme kerja kelenjar hormon yang disebut hipotalamus, atau â&#x20AC;?indukâ&#x20AC;? dari seluruh kelenjar hormon yang ada di tubuh manusia. Tetapi untuk lebih jelasnya mari kita menjelajah dan mencermati tahapan perkembangan manusia dan peran DNA di dalamnya, secara lebih spesifik dan terkait dengan pendekatan biopsikologi adalah dengan mengamati perkembangan sel, jaringangan, organ, dan sistem syaraf.

Perkembangan manusia yang terprogram melalui aktifitas sekumpulan gen yang bersifat adaptif terhadap lingkungan embrionik (termasuk posisi dalam ruang atau spasial), menghantarkan manusia mampu menjadi makhluk yang sempurna. Courtessy of Carnegie Developmental Chart, UNSW 2007

Sistem syaraf adalah sistem faali penting yang memungkinkan kecerdasan dan intelektualitas tercipta. Sistem syaraf mulanya hanya berawal dari sebuah lapisan embrional sederhana yang disebut ektodermal. Lapisan ektodermal yang membentuk

sistem syaraf membentang dari nodus Hensen sampai dengan daerah kranial (kepala), selanjutnya lapisan itu menebal dan membentuk sebuah tuba atau pipa yang disebut tuba neuralis. Di sekeliling tuba itu berkumpullah sel-sel yang berkomitmen untuk menjadi bagian dari sistem syaraf. Kumpulan ini disebut neural kres. Bagaimana sebuah sel dapat berkomitmen ? Bagaimana sebuah sel tahu ia akan dan harus menjadi apa ?

Pada tahap berikutnya tuba neuralis berkembang menjadi susunan syaraf pusat yang terdiri dari serebrum (otak besar) dan medula spinalis. Sementara neural kres berkembang menjadi sistem syaraf tepi yang bertugas antara lain menghadirkan fungsi penerima rasa dan penghantar respon motorik melalui syaraf spinalis. Fungsi lain yang tak kalah penting adalah fungsi otonom, dimana organ-organ tubuh seorang manusia dapat meningkatkan dan mengurangi aktivitas biologisnya secara mandiri (simpatis dan parasimpatis). Kehebatan tarian lempeng neural ini belumlah terkuak

semuanya,

dengan

dahsyat

lempeng

ini

melekuk,

bergelung,

dan

menggelembung. Setiap perubahan volume selalu diikuti perubahan struktur, dan pada gilirannya akan diikuti perkembangan fungsi. Sebagai contoh, dari gelembung otak

primer yang hanyan terdiri dari 3 bagian (prosensefalon, mesensefalon, dan rhombensefalon), masing-masing areanya berkembang lagi secara tertata. Prosensefalon menjadi otak besar yang terdiri dari telensefalon dan diensefalon.

Diferensiasi fungsi otak didasari oleh pembentukan pola-pola genomik yang bersifat persisten. Sebagian gen yang dibutuhkan untuk membentuk bagian khusus otak akan terus menerus diekspresikan, sementara sebagian lain yang tidak diperlukan akan di â&#x20AC;?shut downâ&#x20AC;?.

Sementara itu mesensefalon (otak tengah, termasuk sistem limbik) hanya membesar tetapi tidak mengembangkan struktur. Dan rhombensefalon berkembang menjadi metensefalon dan mielensefalon (batang otak, pons, dan medula oblongata). Keajaiban sistem embriologi atau permudigahan manusia tidak berhenti sampai di sini, bayangkan sebuah kesatuan dan sinergi yang harmonis tercipta dari keterpaduan antara sistem syaraf dan pembuluh darah. Tanpa nutrisi dan suplai oksigen sebuah jaringan tidak saja akan gagal berkembang melainkan juga tidak akan dapat berfungsi secara maksimal. Pemandu pertumbuhan sel syaraf yang terdiri dari sistem reseptor

(penerima) ephrin B2 dan ephrin B4 ternyata juga peka terhadap stimulus VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) yang semestinya hanya kompatibel atau cocok dengan reseptor netrin yang disandi oleh gen UNC5B. Penemuan ini membawa implikasi ganda bahwa faktor pembentuk jaringan pembuluh darah juga dapat berperan membentuk jejaring sistem syaraf. Kenyataan berikutnya yang jauh lebih dahsyat adalah ternyata bahwa setiap sel yang berkembang dalam jaringan dan membentuk organ atau sistem tubuh memiliki mekanisme PEMANDUAN. Ada proses pengarahan (directing) dan pengaturan agar tercipta sebuah keselarasan struktur dan fungsi.

Proses tumbuh kembang dan penyempurnaan fungsi sebuah organ (e.g otak) diatur dan bergantung kepada stimulus yang akan mengaktifka kelompok gen yang sesuai dengan kebutuhan

Ekspresi gen di setiap sel amat ditentukan oleh prasyarat yang mendorong terjadinya proses transkripsi. Dalam ranah psikoneurosains misalnya, seseorang akan memproduksi katekolamin (serotonin atau dopamin) apabila jalur stimulusnya adekuat

(berintensitas konsisten) dan melampaui ambang batas (syarat minimal) yang dibutuhkan sistem transduksi untuk mendorong dimulainya proses transkripsi gen-gen penunjang. Tidak hanya itu saja, apabila neuropeptida atau neurohormon dapat diproduksi dengan baik, belum tentu dapat berfungsi dengan baik pula. Agar suatu hormon dapat bekerja dengan sempurna diperlukan kelengkapan lainnya seperti reseptor (penerima). Keberadaan reseptor ini (contoh reseptor protein tirosin kinase/ RPTK) akan mengaktifkan jalur enzim kinase yang bekerja secara hirarkial hingga mengaktifkan area promoter dari gen yang menjadi target (sasaran). Barulah proses transkripsi dimulai dan protein yang dibutuhkan akan ditranslasi dengan bantuan ribosom ( dengan ketersediaan asam amino). Kurangnya ekspresi DRD4 yang merupakan reseptor dopamin di sel otak akan menjadikan sel-sel otak (neuron) yang bersifat dopaminergik tidak dapat bekerja dengan sempurna. Akibatnya orang yang mengalaminya akan merasa â&#x20AC;?tertekanâ&#x20AC;?, kehilangan gairah, berubah moodnya, dan tidak mampu merasakan kegembiraan (gejala depresi).

Jejaring syaraf di organ otak yang dapat mengembangkan sirkuit-sirkuit fungsional berdasarkan ekspresi gen yang terjadi

Dapat dicermati pula proses pembentukan pola-pola mental yang secara neurobiologis terbentuk melalui serangkaian proses pembangunan sirkuit otak. Proses belajar, pembiasaan, pelatihan, dan mekanisme adaptasi sebagai bagian dari proses interaksi dengan lingkungan, akan membentuk jalur-jalur atau sirkuit fungsional yang disebut sirkuit neuronal. Secara anatomis ada beberapa sirkuit yang membentuk lempeng (misal Weber Loop yang menghubungkan antara jalur transmisi data optikus dari talamus ke pusat penglihatan dan juga melingkar ke pusat pendengaran), tetapi secara fisiologis sirkuit fungsional yang lebih rumit dan kompleks dapat terbentuk secara temporer (sementara) berdasarkan kondisi yang tengah dihadapi. Sirkuit sementara ini akan menjadi semi permanen bahkan permanen apabila stimulus yang diterima dan pola pengambilan keputusan kita bersifat persisten (dikondisikan menetap). Sifat malas adalah contohnya, tidak ada gen untuk sifat malas. Tetapi ada sekumpulan gen yang mampu menghasilkan protein-protein yang ”menunjang” munculnya sifat malas. Apabila sifat ini dikondisikan atau bahkan dipertahankan maka akan terbentuk ”sirkuit virtual” kemalasan. Akan terjadi hiper-ekspresi dari gen-gen penunjang kemalasan, meski seharusnya mereka hanya akan diekspresikan pada saat-saat diperlukan. Dengan kata lain potensi sifat malas itu ada dan melekat dengan diri kita, tetapi kapan akan diimplementasikan dan dipraktekkan, itu sepenuhnya bergantung kepada kita selaku pengendali tubuh dan pikiran kita. Kasus lain yang juga tidak kalah menariknya adalah ”bakat”. Sebagian ahli berpendapat bahwa bakat adalah sesuatu yang secara genetika sulit untuk dimanipulasi (diubah). Tetapi konsep biologi molekuler justru menunjukkan hal yang sebaliknya. Orang menjadi bodoh dan kalah berprestasi dalam suatu bidang dapat dianalogikan dengan adanya ”tingkat kesulitan” dalam mengekspresikan sekelompok gen tertentu. Ingat tidak ada orang normal baik fenotip maupun genotip yang kehilangan gen ! Kecuali terjadi proses delesi ataupun translokasi yang biasanya berakibat pada kecacatan permanen.

Kerabat Biologi Dekat Manusia yang Memiliki Kesamaan Genotip Melebihi 95%

Apabila seorang manusia dilahirkan dengan genotip dalam batas normal maka semua gen potensi ada dan lengkap, siap untuk digunakan. Apabila ada gen terhapus atau diturunkan kurang lengkap, maka fenotip sudah jelas akan jauh sekali berbeda, mengingat perbedaan genotip kita dengan simpanse saja hanya berkisar 0,6%. 99,4% gen kita identik dengan simpanse. Demikian pula dengan keluarga mencit (mus musculus sp) yang acapkali dijadikan hewan percobaan, dan alat uji obat karena kemiripan genetiknya dengan manusia.

Dengan demikian dapat disimpulkan secara sederhana bahwa

sesungguhnya setiap orang memiliki potensi dasar yang nyaris serupa. Perubahan yang terjadi karena proses mutasi ataupun cacat genetika lainnya adalah bagian dari keberagaman dan gejala patologi molekuler. Pada sel-jaringan-organ- dan sistem faali manusia kemudian dikembangkan sistem kendali operasi dan sistem organisasi yang efektif dan mampu menjawab kebutuhan secara tepat. Pola-pola komunikasi intra sel (transduksi, transkripsi, translasi),

antar sel (sitokin dan faktor pertumbuhan), antar jaringan dan organ (hormon, neurotransmiter atau neuropeptida), dan antar sistem tubuh (syaraf dan endokrin), terbangun secara sistematis dan adekuat. Berbagai pertimbangan dalam proses pengambilan keputusan biologis yang melibatkan aspek biokimiawi, ditentukan dan ditetapkan secara otonom dengan mempertimbangkan variabel-variabel pengaruh yang datang darimana saja. Semuanya menunjukkan kehebatan sebuah program yang bersifat antisipatif dan adaptif.

Gen yang terorganisasi dalam DNA dan kromosom manusia; diekspresikan melalui serangkaian proses biokimiawi dan komunikasi ekstra dan intra seluler

Fakta ini menunjukkan bahwa bakat dan potensi unggulan yang muncul, ataupun hendaya dan kendala hayati dan psikologi yang kerap pula dijumpai adalah bagian dari mekanisme pengekspresian dan pengendalian ekspresi gen. Sekumpulan gen mempengaruhi sifat dan perilaku seksual seseorang, bila kelompok gen penghasil protein reseptor tidak aktif, maka meski kelompok gen penghasil protein penghambat

diproduksi, mereka tidak akan dapat menjalankan mekanisme penghambatan (inhisi). Contoh lain, apabila kadar suatu neuropeptida bersifat amat fluktuatif atau naik turun secara ekstrem, dan tidak konsisten, maka hanya aktivitas-aktivitas mental tertentulah yang dapat mencapai ambang batas pengekspresian gennya. Hal ini menjelaskan berbagai fenomena kecanduan, baik pada obat terlarang, seks, rokok, maupun makanan atau minuman tertentu dan aktivitas tertentu (main game on-line, PS, dan berbagai gadget teknologi lainnya). Kondisi cepat naik dan cepat turun ini disebabkan aktivitas faktor transkripsiatau faktor regulator lainnya (termasuk promoter) yang terhabituasi untuk memiliki ambang batas sensitifitas yang relatif rendah.

Mekanisme Pengendalian Ekspresi Gen yang Diperankan oleh Beberapa Protein yang Tergolong dalam Sistem Regulator-Promoter

Hubungan Gen, Lingkungan, dan Perilaku GUSI 1A3

Penelitian pada monyet ( spesies Resus Makakus) menunjukkan bahwa anak-anak monyet yang dipisahkan dari induknya atau ditinggal mati induknya pada usia dini menunjukkan prubahan perilaku sosisl dan meningkatkan mekanisme menyamankan diri sendiri (self comforting) seperti menghisap ibu jari (regresi). Hal ini terjadi pada bayi monyet yang dipisahkan dari induknya pada usia 1 minggu. Kelompok lain yang dipisahkan dari induknya ketika berusia 1 bulan, menunjukkan bahwa mereka kelak ketika dewasa senantiasa mencari kenyamanan sosial (social comfort). Secara biologi molekuler kemudian dilakukan pengujian terhadap ekspresi protein, dalam hal ini kadar mRNA, di daerah lobus temporo medial kanan korpus amigdala dengan menggunakan metoda mikroarray DNA (Affymetrix U133A 2.0 array). Sebuah gen yang diduga bertanggung jawab terhadap pembentukan perilaku kenyamanan sosial dipetakan ekspresinya secara hibridisasi in-situ (Insitu hybridization). Gen itu adalah gen Guanilat Siklase 1 Alfa 3 (GUSI 1A3). Gen ini secara statistik memiliki korelasi yang kuat dengan proses pembentukan perilaku kenyamanan sosial akut dan jangka panjang. Pada monyet yang dibesarkan dalam lingkungan sosial normal gen ini ditemukan terekspresikan dengan baik. Ekspresi gen yang ditandai dengan terdeteksinya kadar mRNA GUSI 1A3 lebih dominan di daerah amigdala dibandingkan di area otak lain yang juga diuji. Kuat dugaan bahwa gen GUSI 1A3 ini merupakan salah satu gen yang berperan dalam mekanisme pembentukan perilaku sosial. Sabatini MJ, et al. Amygdala Gene Expression Correlates of Social Behavior in Monkeys Experiencing Maternal Separation. The Journal of Neuroscience. March 21, 2007

Gen 5-HTT Gen 5-HTT adalah gen yang mengekspresikan protein pemgangkut (transporter) serotonin. Keberadaan serotonin yang diproduksi di nukleus raphe dan protein 5-HTT mempengaruhi pembentukan dan pengendalian mood, emosi, sifat agresi, mekanisme tidur-bangun, dan kecemasan.Tugas dari protein 5-HTT adalah me"re-uptake"serotonin yang telah dirilis ke daerah presinaptik. Kekurangan protein ini akan berakibat pada berkurangnya fungsi-fungsi yang dijalankan oleh sel-sel syaraf yang bersifat serotoninergik.

Salah satu penyebab menurunnya kadar protein transporter serotonin 5-HTT adalah adanya polimofisme yang terjadi di regio regulator gen 5-HTT. Mutasi pada daerah regulator justru lebih berdampak negatif jika dibandingkan dengan mutasi yang terjadi di daerah gen koding ( Di Bella et. al, 1996). Pada kasus mutasi di regio regulator (VNTR) terjadi delesi (terhapusnya) 44 pasang basa yang berakibat pada menurunnya kadar protein serotonin transporter di membran sel syaraf, yang akan mengganggu proses pengambilan kembali (re-uptake) serotonin. Kurangnya akdar serotonin akan diikuti dengan terjadinya depresi. Tentu saja pembentukan mood ataupun depresi tidak hanya bergantung kepada peran gen 5-HTT saja, melainkan juga melibatkan sekumpulan gen lainnya yang memiliki kontribusi pada mekanisme pembentukan perilaku. Gen lain yang berkontribusi pada munculnya kondisi depresi dan gangguan mood antara lain adalah gen Monoamin oksidase A (MAOA) dan juga pengaruh dari beberapa neuropeptida, hormon otak, dan faktor-faktor transduksi.

Gen yang Terkait dengan Adiksi dan Penyimpangan Perilaku Gen penyandi Dopamin D2 Reseptor, sebagai salah satu penyandi reseptor dopamin juga telah diteliti hubungannya dengan kebiasaan merokok dan adiksi (kecanduan) nikotin (School of Medicine University of Pennsylvania). Gen lain yang juga mempengaruhi kecanduan merokok adalah gen Gamma Amino Butiric Acid-B Reseptor subunit 2 (GABAB2) di kromosom 9 dan GABA-A-Reseptor Associated Protein (GABARAP) di kromosom 17. (Ming Li, PhD, Virginia University). Sementara variansi (polimorfisme) gen DRD4 yang diteliti di 148 mahasiswa dan mahasiswi Universitas Hebrew dan Universitas Ben Gurion di Nejev Israel menunjukkan bahwa 30% penyimpangan gen DRD4 berkorelasi dengan tingginya dorongan seksual, dan variansi lainnya terkait dengan penurunan gairah seksual. Penelitian lain menunjukkan bahwa gen DRD4 juga berhubungan dengan kebisaan berjudi.(Dr.Richard Ebstein). Penyimpangan seksual juga dapat terjadi akibat adanya perubahan atau variansi pada kromosom X lengan p lokus 22.3. Kelainan yang sudah diteliti cukup mendalam adalah sindroma Kallman yang terjadi karena adanya mutasi pada gen yang seharusnya

memproduksi protein permukaan membran sel yang berperan sebagai pemandu proses migrasi sel-sel Gonadotropin Releasing Hormone (GnRH) dari area otak dekat bulbus olfaktorius (pusat penghiduan) ke kelenjar hipofise. Akibatnya fungsi hipofise yang seharusnya menstimulasi pembentukan hormon testosteron di kelenjar testis terganggu (Donald W Pfaff, Hormone Genes, and Behavior).

Gen MAOA Penelitian aktivitas enzim MAOA pada 500 probandus pria di tahun 2002 menunjukkan rendahnya kadar enzim MAOA akan memicu seseorang menjadi pribadi anti sosial ( anti social disorder), apabila orang tersebut mengalami perlakuan yang buruk di masa kecil. Sebaliknya pada orang-orang dengan kadar MAOA yang tinggi (atau gennya berpotensi mengekspresikan enzim MAOA) diketahui meski mendapat perawatan dan perlakuan buruk (maltreated) tidak menjadikannya pribadi anti sosial. Sedangkan pada kelompok yang memiliki potensi berkadar enzim rendah tetapi tidak mendapatkan perlakuan buruk di masa kecil, ternyata tidak pula menjadi pribadi anti sosial.

Mengenal Dopamin dan Gennya

Aktifitas transporter dopamin di otak orang normal, pecandu obat yang sudah berhenti 1 bulan, dan yang sudah berhenti 14 bulan

Dopamin adalah hadiah alami (natural reward) yang akan muncul pada saat seseorang melakukan atau akan melakukan aktivitas mental yang menyenangkan. Dalam

konsep adiksi, stimulasi peningkatan dopamin dihasilkan dari manipulasi obat. Apabila sirkuit untuk mempertahankan sensasi aktivitas yang menyenangkan ini terus diulang, maka dopamin akan mengalami desensitisasi atau ambang batas stimulansnya terus meningkat. Hal inilah yang antara lain kemudian mendorong terjadinya fenomena peningkatan dosis pada penggunaan obat terlarang. Peningkatan kadar dopamin semu ini diinternalisasi dan menjadi pola baku produksi dan disribusi (trnasportasi dopamin). Dengan demikian terjadi perubahan profil gen (terutama dalam hal ekspresinya) seiring dengan kebiasaan yang dilakukan seorang manusia. Ilustrasi di atas menggambarkan bahwa transportasi dopamin akan kembali pulih setelah jangka waktu tertentu. Dengan demikian gen meskipun rumus nukleotidanya tetap sama, tetapi dapat diekspresikan dengan kadar dan kualitas yang berbeda-beda. â&#x20AC;&#x153;law of effectâ&#x20AC;?nya Thorndike, dimana sebuah pengalaman yang mendatangkan kesenangan akan meningkatkan dan menjadi motivasi yang luar biasa kuatnya untuk mengulangi lagi perbuatan tersebut. Gen dopamin, gen reseptor dopamin, dan gen protein transporter dopamin akan teregulasi dan terekspresikan lagi dengan baik dengan umpan atau hadiah alamiah yang positif, misal dengan mekanisme ibadah, olahraga, kegiatan sosial, dan juga proses berkomunikasi di dalam keluarga. Bila kita perhatikan fakta di atas, dopamin dapat juga digolongkan sebagai protein â&#x20AC;?achievementâ&#x20AC;?. Capaian prestastif tentu merupakan â&#x20AC;?rewardâ&#x20AC;? yang sangat relevan dengan ekspresi keluarga dopamin.

Pembentukan Budaya Pikiran Secara umum seorang manusia dalam perspektif psikologi faal akan mengembangkan pola-pola mental berbasis kepada kenyamanan dan ketidaknyamanan yang akan didapat dari suatu proses yang tengah dilakukan. Apabila ada sebuah kesenangan atau kenyamanan yang dapat dicapai secara instan dan tidak memerlukan proses yang menyulitkan dan menguras tenaga atau pikiran, maka manusia akan cenderung untuk mereplikasi pola-polanya dengan jalan membangun sirkuit keputusan. Sirkuit keputusan ini dibangun dengan memanfaatkan ekspresi neuropeptida, neurotransmiter, dan sekumpulan sel syaraf. Sebagai contoh, fluktuasi hormon otak

tertentu dengan proporsi tertentu secara berulang akan direspon oleh sebagian jaringan otak sebagai jalur priorotas yang harus didahulukan dan bahkan dipertahankan.

Fluktuasi kadar hormon dan neuropeptida yang apabila berlangsung dalam jangka panjang dan senantiasa berulang akan mendorong gen dan jaringan syaraf mempertahankan pola dan sirkuit mental tertentu

Gray mengkategorikan berbagai kesenangan nirproses ini sebagai sistem penggerak perilaku atau “Behaviour Activation System”. Sebaliknya proses berliku-liku dan berbagai ketidaknyamanan yang menyertainya akan menjadi bagian utama dari “Behaviour Inhibition System”, dimana semuanya akan terekam di sistem limbik dan pusat produksi hormon-hormon otak. Akibatnya bahkan sebelum proses dimulai hormonhormon “penolakan” telah terlebih dahulu diproduksi !

Proses pembentukan sirkuit neuronal dapat terjadi karena sel-sel neuron bersifat plastis dan dapat bermigrasi serta dapat membangun sinap-sinap baru sesuai dengan kebutuhan

Perbedaan Sebagai Bagian dari Konsep Fitrah Perbedaan-perbedaan awal karena pola hereditas yang memungkinkan terjadinya kompromi di tingkat genom sesungguhnya dapat ditafsirkan sebagai mekanisme untuk mengembangkan karakter yang istimewa dari setiap individu. Contoh nyata dapat dilihat dari perbedaan genetika antara pria dan wanita. Perbedaan di tingkat kromosomal hanya terjadi di kromosom kelamin, yaitu X dan Y. Secara genom, saat ini terdeteksi 9 untai gen yang berbeda di antara kromosom X dan Y. Gen-gen itu terdeteksi antara lain melalui ekspresi protein-protein di jaringan otak. Penelitian mendetail dengan menggunakan teknik yang disebut RT-PCR (Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction) atau teknik penggandaan gen dan melihat asal-usul protein melalui pemanfaatan enzim transkriptasi terbalik, menunjukkan bahwa beberapa jenis protein otak pria dan wanita memang berbeda. Bila kita asumsikan bahwa perbedaan ini kemudian akan memandu pembentukan jalur-jalur sirkuit yang berbeda pula, maka kita akan mendapati perbedaan-perbedaan karakter fungsi luhur dan sikap mental pada pria dan wanita. Gen yang diamati adalah Usp9y, Ube1y, Smcy, Eif2s3y, Uty, dan Dby. Sementara di kromosom X terdapat 6 gen amatan yang terdiri dari : Usp9x, Ube1x, Smcx, Eif2s3x, Utx, dan Dbx. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa 3 pasangan gen (alela) yang terdapat di pria (kromosom XY), yaitu Usp9x/y, Ube1x/y, dan Eif2s3x/y belum dapat mengompensasi bias yang muncul karena ketiadaan kromosom X. Secara keseluruhan kromosom X hanya memiliki sekitar 231 gen.

Kromosom X dan Y dengan peta lokus dan alelnya

Dapat disimpulkan secara genetika, bahwa pria bersifat asimetrik, dan bergantung kepada pola dominansi dalam 1 alela, sementara seorang wanita akan memiliki peluang untuk mengekspresikan gen-gen di kromosom kelaminnya dengan lebih stabil. Sehingga secara aplikatif, baik pria maupun wanita apabila dapat mengembangkan potensi genetiknya sesuai dengan arah yang telah digariskan dalam struktur genomik yang dimilikinya akan mencapai kesuksesan paripurna (hayati, psikologi, dan sosial).

Bab 4

SIMPULAN

Berdasarkan paparan teori dan fakta pada bab-bab sebelumnya ada beberapa simpulan yang dapat dipetik, untuk selanjutnya dijadikan landasan dalam penelitian lanjutan dan aspek aplikatif behavior modification. Simpulan tersebut antara lain sebagai berikut : ď&#x201A;

Mengacu kepada pola pewarisan sifat baik yang mengikuti hukum Mendel maupun penyimpangannya, akan ada beberapa individu yang memiliki sifat genetis (baik genotip maupun fenotipnya) yang berbeda dengan mayoritas populasi. Sifat ini dapat bersifat resesif non letal ataupun sifat dominan tersamar yang muncul karena adanya interaksi antar alel. Secara faktual karakter genotip dan fenotip ini sulit untuk berubah. Hanya mutasi radikallah yang dapat menghapus atau mengubah genotip yang telah terbentuk, dan untuk itupun diperlukan intensitas mutagen dan waktu perubahan yang sangat panjang. Pada kasus mutasi gen BRCA1,2,3 yang dialami sebagian wanita, tidak semuanya berakhir dengan insiden kanker payudara. Padahal keluarga gen BRCA telah diketahui merupakan salah satu faktor yang turut menentukan probabilitas munculnya kanker payudara. Demikian pula pada pola pewarisan genotip gengen yang terkait dengan Alzheimer. Tidak selalu orang-orang bergenotip rentan Alzheimer selalu terkena Alzheimer. Pemetaan genom menunjukkan bahwa Alzheimer diduga kuat berkorelasi dengan ekspresi gen ApoE (apolipoprotein E) yang terdapat di kromosom 19. Hasil penelitian genetika komunitas memberikan gambaran bahwa orang yang memiliki 1 alel ApoE4 berisiko terkena Alzheimer 4x lebih tinggi dibandingkan dengan orang yang tidak memilikinya. Sedangkan bila orang memiliki 2 alel ApoE4 yang diturunkan dari kedua orangtuanya, maka resikonya terkena Alzheimer meningkat menjadi 10x lebih tinggi. Sementara orang-orang dengan ApoE3 dan 2 memiliki resiko yang sangat rendah. Mengacu kepada data dan fakta ini perlu ditelusuri lebih lanjut kemungkinan adanya faktor-faktor genom yang memiliki kemampuan menginhibisi ekspresi gen ApoE4, ataupun gen-gen apa sajakah yang mungkin menjadi enhancernya. Selain gen-gen yang terpetakan langsung sebagai bagian dari promotor atau inhibitor, perlu diperhatikan juga jalur patofisiologi yang dilalui dan distimulasi oleh

keberadaan protein ApoE 4. Dengan mengetahui jalur dan hubungan antara molekul apoE4 dengan kerusakan degeneratif jaringan syaraf akan dapat dikembangkan sistem pencegahan atau pengendalian kerusakan jaringan. Kajian terhadap peran single gene terhadap munculnya suatu penyakit (dianggap korelasional kausatif) juga perlu dievaluasi secara hati-hati. Mengapa ? Sebab ada sebuah penelitian genetika yang berusaha mengorelasikan antara keberadaan gen HLA-A1 dengan ketrampilan menggunakan sumpit, padahal sesungguhnya tidak ada hubungannya. Mengapa ? Karena ekspresi HLA-A1 banyak ditemukan di populasi mongoloid atau etnis oriental, wajar bila mereka pandai menggunakan sumpit. Dalam hal ini terjadi bias budaya dalam penelitian genetika. Sedangkan pada riset tentang gen IGF2R (Insulin Like Growth Factor-2 Receptor) yang terdapat di kromosom 6 dan diduga sebagai gen yang mempengaruhi tingkat intelijensia (IQ), terutama alel 5nya, ditemukan fakta bahwa tidak selamanya orang tanpa alel 5 IQnya rendah. Ada banyak faktor yang perlu dipertimbangkan dalam menilai proses pengekspresian gen dan juga efek yang ditimbulkannya. Contoh lainnya adalah keterkaitan antara gen SNAP-25 dengan insidensi ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder) tidak selalu deterministik dan tidak dapat dikendalikan atau diubah lagi. ď&#x201A;

Apabila sifat genotip ternyata dapat memberikan dampak yang kurang menguntungkan, maka marilah kita upayakan untuk menggali secara lebih mendalam bagaimana cara terbaik untuk menyikapinya. Sebagai contoh, seseorang yang terlahir dengan kecacatan fisik tanpa lengan misalnya, justru memiliki beberapa ratus juta sel neuron (yang semula diprogram untuk mengoordinasi

lengan)

yang

siap

untuk

dipergunakan

dalam

proses

pengembangan kemampuan mental dan fisikal lainnya. ď&#x201A;

Belajar dari kemampuan adaptasi bakteri dalam quorum sensing dan kecanggihan pola-pola komunikasi di tingkat mikroba, maka kita sesungguhnya mendapatkan pembuktian yang kuat bahwa gen bersifat adaptif dan dapat diekspresikan serta dikendalikan apabila prasyarat regulasinya terpenuhi. Bahkan salah satu mekanisme penyimpangan hukum Mendel yang disebut kriptometri juga menunjukkan bahwa segregasi alel saja dapat ditentukan oleh kondisi

lingkungan. Genom akan menyesuaikan tampilannya selaras dengan kondisi lingkungan yang akan ditempatinya. 

Upaya konstruktif untuk mengendalikan sifat yang kurang menguntungkan dan mengoptimalkan sifat-sifat yang ”super dahsyat” (terutama yang terkait dengan fungsi mental luhur), dapat dilakukan dengan proses berlatih dan membangun sirkuit-sirkuit neuronal yang persisten. Sebagai contoh, jaringan otak yang terus menerus dibanjiri hormon agresivitas ataupun ketertekanan akan memiliki tingkat sensitifitas genomik yang dijamin akan menjadi sangat peka terhadap masalah. Akibatnya sirkuit utama yang terbentuk adalah sirkuit yang memfasilitasi perubahan mood dan perilaku ke arah karakter negatif.



Pada penelitian dengan subjek anak kembar (baik monozigot/MZ maupun dizigotik/DZ) didapatkan hasil sedemikian : tingkat kemiripan orientasi seksual 52% pada MZ dan hanya 22% pada DZ. Sedangkan pada tes adopsi ditemukan fakta bahwa sebagian besar anak kembar yang diasuh oleh orangtua adopsi memiliki sifat-sifat yang lebih menyerupai orangtua angkatnya.

Hal ini

menunjukkan bahwa peran genom selaku pembawa pesan memiliki peluang deterministik yang nyaris setara dengan pengaruh lingkungan. 

Dari beberapa simpulan di atas dapat disarikan sebuah simpulan pamungkas bahwa sesungguhnya Allah SWT telah memberi kesempatan seluas-luasnya bagi kita (manusia) untuk mengembangkan dan memperbaiki diri. Dimana semua proses yang menjadi konsekuensi pengembangan diri tersebut menghablur dalam niat, doa, ikhtiar, dan konsistensi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Baker C.Behavioral Genetics, an Introduction to How Genes and Environments Interact through Development to Shape Differences in Mood, Personality, and Intelligence.Advancing Science, Serving Society. The Hasting Center, 2007

2. Agutter PS. Wheatley DN. About Life Concepts in Modern Biology. Springer,2007 3. Frith C. Making up The Mind, How the Brain Creates Our Mental World. Blackwell Publishing, 2003 4. Smith G. The Genomic Age, How DNA Technology Is Transforming the Way We Live and Who We Are. Amacom, American Management Association, 2005 5. Biological

Sciences

Curriculum

Study

(BSCS).

2000.

Genes,

environment, and human behavior.Colorado Springs: BSCS. 6. Hergenhahn: Introduction to the History of Psychology, 4/e. Wadsworth Publishing Co. July 2000 7. Fuller GM. Shields D. Molecular Basis of Medical Cell Biology. Appleton& Lange, Stamford Connecticut, 1998 8. Rochman DM. Nurwiati S. Intisari Biologi untuk SMA Kelas X, XI, XII. Pustaka Setia, Bandung, Maret 2007 9. Liza. Hubungan Genetika dengan Perilaku. Program Pascasarjana STAIN Cirebon, 2007 10. Jun Xu et al. Human Molecular Genetics, Vol 11 No 12, 1409-1419 Oxford University Press, 2002 11. Caspi A et. al. 2003. Influence of Life Stress on Depression: Moderation in the 5-HTT Gene. Science 301: 386-389. 12. Di Bella, D. et. al. 1996. Systematic screening for mutations in the coding region of the human serotonin transporter (5-HTT) gene using PCR and DGGE. Am J Med Genet. 67: 541-5. 13. Caspi A et. al. 2003. Influence of Life Stress on Depression: Moderation in the 5-HTT Gene. Science 301: 386-389. 14. Di Bella, D. et. al. 1996. Systematic screening for mutations in the coding region of the human serotonin transporter (5-HTT) gene using PCR and DGGE. Am J Med Genet. 67: 541-5.

15. Caspi A et. al. 2003. Influence of Life Stress on Depression: Moderation in the 5-HTT Gene. Science 301: 386-389. 16. Di Bella, D. et. al. 1996. Systematic screening for mutations in the coding region of the human serotonin transporter (5-HTT) gene using PCR and DGGE. Am J Med Genet. 67: 541-5. 17. Hasanudin. Psikologi Abd ke-20. Diktat Kuliah Fakultas Psikologi Universitas Kristen Maranatha, 1992 18. Murakami K. The Divine Message of DNA. Mizan Publishing House, Bandung, 2007

Lampiran I : Metoda Pelatihan Berkesinambungan Berbasis Psikologi Genomik

FINDING A NEW MECCA : MOSQUE COMPANY Corporate Culture as a DNA Reinventor Tools to Empowering Human Resources

Kandungan Nutrisi Lampiran ini: 1. Training yang paling berhasil adalah training yang berkesinambungan dan dijalankan secara Istiqomah, atau dengan kata lain sebuah kantor, sebuah perusahaan, atau sebuah unit bisnis adalah wahana training yang sesungguhnya. Setiap detik setiap manusia yang bernaung dibawahnya diasah potensinya. Prinsip dasarnya adalah filosofi sholat. Mengapa sholat selalu diulang 5x sehari dan tidak pernah ada liburnya. Apa outcomenya ? Tereliminasinya sifat keji dan mungkar. â&#x20AC;?Jangan Training lagi !â&#x20AC;? Kalau hanya bersifat temporer dan insidentil.

2. Kerja keras menurut teori behaviorisme adalah suplemen dan vitamin kecerdasan 3. Reward dan punishment yang seimbang adalah kunci gembok dari munculnya respon defensif 4. Envy, cemburu, dan penyakit hati (hassad) lainnya adalah kontra produktif. Contoh kita marah dan sebel sekali setiap melihat saingan kita yang kita tuduh curang justru menjadi atasan langsung kita, ke kantor rasanya ke neraka. 5. Azas kemanfaatan adalah ciri reward terbaik, terutama apabila magnitudo manfaat tersebar dan dapat dirasakan dalam perimetri yang meluas (khoirun nas anfauhum lin nas) 6. Reward

jangka

sangat

panjang

adalah

sistem

ganjaran

terindah

(unvalueable but reachable) 7. Leadership yang menjadi teladan dilihat dan dirasakan apa yang diputuskannya dikerjakan bersama 8. Sifat buruk dan â&#x20AC;?cacat bawaanâ&#x20AC;? dapat dikendalikan dengan environment behaviour therapy dn cognitive behaviour therapy. Sehinggga energi-energi destruktif akan dialirkan menjadi energi yang konstruktif. 9. Potensi manusia secara fitriah yang meliputi potensi ruhiyah, nafsiyah, dan jasadiyah harus dikembangkan, dipertahankan, dan dipelihara setiap saat.

Program training yang selama ini marak dan diyakini mampu mengempowering kualitas sumber daya manusia kerap menghadapi kendala maintenance. Perubahan yang terjadi (dalam konteks positif) dalam proses training acapkali sulit untuk dipertahankan setelah tergerus rutinitas dan terbentur sistem perusahaan yang diterapkan sehari-hari. Beberapa penyelenggara training sebenarnya telah mengantisipasi dengan mengadakan keguiatan-kegiatan follow up yang bersifat memelihara hasil training yang telah didapatkan. Tetapi masalah yang teridentifikasi adalah sulit terjaganya intensitas maintenace yang diprogramkan.

Desain program peningkatan kualitas sumber daya manusia yang berkesinambungan dan mengacu kepada prinsip dasar ibadah (shalat), haruslah senantiasa mengintegrasikan segenap potensi yang telah dikaruniakan Allah SWT kepada manusia. Kegiatan fisik (jasadiyah), harus terpadu dengan jembatan antara nafs dan ruhiyah. Maka sebagai contoh, dalam sholat misalnya, tidak pernah gerakan terpisah dari bacaan, dan sebaliknya. Diawali dengan proses wudhu yang menstabilkan karakter fisika-kimia tubuh, niat yang disebarluaskan dan dijadikan panduan pokok sistem pikiran, serta doa dan bacaan yang harus diartikulasikan dan diinternalisasi sebagai sebuah bentuk komunikasi dua arah yang harus dapat kita maknai dan pahami. Tanpa memahami bacaan sholat, maka sholat akan sulit mencapai derajat kekhusyukan, sebaliknya dengan gerakan yang asal-asalan maka intensitas komunikasi kita dengan Allah SWTpun jelas akan terganggu. Penelitian di bidang neurosains menunjukkkan bahwa pengaruh lingkungan yang konstruktif, yang antara lain mampu menghadirkan tantangan kreatifitas, kompleksitas gerakan motorik, dan kemampuan analisa untuk mendapatkan reward, akan menjadikan tikus percobaan menjadi jauh lebih cerdas dan prestatif. Dalam buku yang ditulis Prof Jalaluddin Rakhmat diterangkan bahwa tim riset yang dipimpin oleh William T Greenough dari Universitas Illinois di Urbana Champaign, menemukan perbedaan yang signifikan pada kelompok-kelompok tikus yang dikondisikan di 3 kondisi lingkungan yang berbeda. Kelompok pertama ditempatkan di sebuah sangkar sendirian, kelompok kedua ditempatkan di sebuah sangkar berdua, sedangkan kelompok ketiga ditempatkan di sebuah sangkar beramai-ramai dan diberi wahana-wahana permainan yang rumit dan menarik. Hasilnya kira-kira demikian : kelompok tikus ketiga yang ditempatkan dalam â&#x20AC;?Mice Disneylandâ&#x20AC;? ternyata pada jaringan otaknya ditemukan peningkatan jumlah sinaps dan dendrit yang sangat signifikan. Bahkan Dr. Greenough menyebutnya sebagai tumbuhnya hutan dendrit. Bahkan pada beberapa tikus tua yang diikutkan dalam kelompok ketiga, didapati pula peningkatan koneksi-koneksi sinaptik baru dan hutan dendrit dibandingkan dengan mereka yang ditempatkan di sangkar sepi sendirian. Meski peningkatan jumlah koneksi dan pertumbuhan sel-sel dendrit itu tidak lagi selaju pada kelompok tikus muda. Penelitian lanjutan yang dilakukan Dr.Greenough menemukan

bahwa pemberian tugas dan permainan pada kelompok Disneyland senantiasa menunjukkan hasil yang sangat memuaskan. Dalam konteks perusahaan, institusi bisnis, sekolah, ataupun rumah tangga sudahkah media beraktifitas kita mendekati konsep â&#x20AC;?Disneylandâ&#x20AC;? ? Maka tak heran apabila dalam ayatnya yang indah Allah SWT menyampaikan bahwa usai berjamaah di masjid menyebarlah ke segenap penjuru bumi, yang semestinya dapat kita asumsikan sebagai sebuah wahana Disneyland paling sempurna ! Mari kita simak pula hasil penelitian yang dilansir oleh Fred Gage dan timnya dari mThe Salk Institute for Biological Studies di La Jolla California. Tim ini membagi dua kelompok tikus baru lahir (neonatal mice) dan ditempatkan di dua kondisi sangkar yang berbeda. Kelompok pertama ditempatkan di sangkar-sangkar laboratorium biasa (standar), sedangkan kelompok kedua ditempatkan di sangkar yang memiliki fasilitas anak-anak tangga, lingkaran/ roda berputar, berbagai jenis makanan kaya zat nutrisional otak, dan desain yang memungkinkan terjadinya banyak proses interaksi sosial. Apa yang terjadi ? Pelacakan dengan PET (positron emission tomography) Scan dan antibodi monoklonal dua bulan kemudian menunjukkan bahwa pada kelompok sangkar standar jumlah sel neuron di hippokampusnya terhitung 270.000, sementara pada sangkar yang memiliki fasilitas meriah jumlah sel neuron hipokampusnya terhitung 320.000. Terjadi peningkatan jumlah sel neuron hippokampus sebesar 18,5%. Penjelasan dari hasil penelitian ini secara psikologi genomik adalah sebagai berikut : hippokampus adalah daerah otak yang menyimpan memori terkait dengan kegembiraan dan kebahagiaan. Semakin banyak sel neuron di daerah tersebut maka secara fungsional daerah hippokampus juga akan semakin aktif. Artinya ? Seseorang akan lebih sensitif terhadap kebahagiaan, dan senantiasa dapat memproduksi kegembiraan. Bagaimana sel-sel neuron di hippokampus dapat diproduksi lebih banyak ? Stimulus atau rangsangan dari lingkungan yang diterima otak melalui jalur indera dan sistem komunikasi tubuh lainnya (endokrinologi/hormonal, faktor pertumbuhan, dan potensi biolistrik) disalurkan ke area-area pengolaha yang sesuai dengan sifat datanya. Pada kasus tikus yang dibesarkan di sarang yang penuh wahana interaktif, aktiftas harian yang dilakukan rupanya memberi pengaruh positif pada proses produksi senyawa

kimia otak seperti serotonin dan dopamin. Serotonin dan dopamin memerlukan sel fungsional agar dapat menghasilkan sensasi pikiran (kita merasa). Untuk memenuhi kebutuhan itu diekspresikanlah reseptor-reseptor Neuron Growth Factor (NGF) atau faktor pertumbuhan sel-sel syaraf. Selain NGF juga ada beberapa faktor yang terlibat dalam peremajaan, peningkatan jumlah, dan peningkatan kualitas sel-sel syaraf, yaitu molekul protein Collapsin-1, Protein B-50/Gap-43, neurotropin-3, TÎą-1 Tubulin, dan faktor tramskripsi cjun. Sebaliknya karena di dalam tubuh manusia juga terdapat azas kesetimbangan, tawadzhun, atau homeostasis maka selain terdapat unsur-unsur yang mendorong perkembangan sel syaraf ada pula molekul-molekul yang bertugas untuk menghambat pertumbuhannya. Protein itu antara lain adalah NI-35/250, protein penghambat myelin, sulfated proteoglycan, dan semaphorin. Keberadaan faktor-faktor penghambat atau inhibitor ini selain dimaksudkan untuk mengontrol pertumbuhan sel-sel syaraf agar tidak berlebihan dan berkembang menjadi keganasan (neoplasia), juga diduga terlibat di dalam kemunduruan (degenerasi) dari jaringan syaraf. Sehingga secara sederhana dapat disimpulkan bahwa otak yang tidak mendapatkan stimulus lingkungan yang tepat akan menyusut dan semakin berkurang kemampuan fungsionalnya. Dengan demikian maka sebuah wahana pelatihan yang baik semestinya secara berkesinambungan mampu mengoptimalkan fungsi fitrah seorang manusia yang termaktub di dalam gennya, selnya, jaringan syarafnya, otaknya, dan juga seluruh organ tubuhnya. Agar dapat mengembangkan setiap potensi â&#x20AC;?sempurnaâ&#x20AC;?nya dalam bentukbentuk interaksi sosial ( muammalah), prestasi, kinerja, produktivitas, dan memberi manfaat maksimal kepada setiap elemen yang berhubungan dengan dirinya. Indikator kinerjanya antara lain adalah: hubungan keluarga yang harmonis, kerjasama tim yang sinergis, akomodatif, partisipatif, dan solutif. Dalam bahasa akhiratnya : FAST ( fathonah, amanah, shiddiq, tarbiyah), agent of changing yang mengkatalisis perubahan mulai dari dirinya sendiri.

Pengembangan metoda ini akan menjadkan sebuah institusi ( bisnis) sebagai sebuah reaktor penyempurnaan sumber daya manusia, sekaligus berperan sebagai masjid yang tentu bertujuan menyempurnakan akhlaq manusia.

Lampiran II : Tahapan Perkembangan Motorik yang Perlu Diketahui Orangtua dan Pendidik agar Dapat Melakukan Sentuhan Psikologis yang Tepat

Lampiran III : Metoda Pelatihan Tutor Pendidikan Anak Usia Dini ( PAUD) Berbasis Psikologi Genomik

Program Pelatihan Tutor Pendidikan AnakUsia Dini Berbagai Teori dan Mitos Perkembangan Otak Anak Data dasar otak manusia : 1. Berat pada usia dewasa berkisar antara 1500 gram atau sekitar satu setengah kilo 2. Kandungannya terdiri dari 78% air, 0% lemak, dan 8% protein 3. Secara perbandingan dengan anggota tubuh yang lain beratnya hanya berkisar2,5% dari berat tubuh secara keseluruhan 4. Tetapi jaringan otak mengonsumsi sekitar 20% energi. 5. Terdiri dari sekitar 100 miliar sel neuron pada saat awal kelahiran 6. Diperlengkapi dengan 1 triliun sel glial sebagai sel penyokong yang terlibat dalam proses regenerasi sel neuron, pembentukan sirkuit, dan proses maintenance atau pemeliharaan jaringan syaraf 7. Diprakirakan terdapat 1000 triliun titik hubungan sinaptik 8. Dan kapasitas memori pada orang normal dapat mencapai280 kuintibiliun. ( Belajar Cerdas Belajar Berbasiskan Otak, Prof Dr.Jalaluddin Rakhmat, MLC 2005)

Dalam perkembangannya semenjak di dalam kandungan sel-sel neuron, sel glia dan jaringan syaraf pada umumnya telah terorganisasi secara sempurna. Mulai dari pembentukan tabung neuralis, sampai terciptanya lekukan-lekukan yang kemudian antara lain menjadi bagian Telensefalon atau end brain atau bagian induk embriologi yang disebut proensefalon yang kemudian berkembang menjadi diensefalon dan telensefalon.. Telensefalonlah yang kemudian menjadi bagian penting dimana fungsifungsi kognitif (kecerdasan dibentuk). Untuk itu telensefalon secara kasat mata dapat dilihat berupa belahan otak yang disebut hemisferium serebri. Hemisferium serebri atau belahan otak ini sesungguhnya masih terdiri dari lagi atas kulit otak atau yang sering disebut sebagai neokortex dan daerah yang disebut sebagai rhinenchephalon. Apabila kulit otak nanti akan berkembang menjadi pusat asosiasi baik sensoris maupun motorik serta terlibat dalam pembentukan persepsi serta bahasa, maka bagian rhinenchepalon akan berkembang menjadi sistem limbik yang meregulasi emosi dan memori. Di sistem

inilah respon defensif manusia dibentuk. Di balik struktur hemisferium masih terdapat struktur ganglia basalis yang bertugas menghubungkan antara sistem limbik dengan pusat-pusat asosiasi di daerah hemisferium otak. Pada tahap tumbuh kembang, mulai dari minggu-mimguu awal kehamilan sampai dengan usia balita terjadi tahapan sebagai berikut :â&#x20AC;? 1. Pada hari ke- 23pasca konsepsi mulai terjadi pembentukan korda otak dan spinal 2. Pada bulan pertama sudah terlihat pemebntukan daerah hemisferium 3. Pada bulan ketiga hemisferium serebral mulai tampak strukturnya secara sempurna disertai dengan telah berkembangnya otak kecil (serebelum) 4. Pada bulan ketiga juga sudah terbentuk korpus kalosum yang menghubungkan kedua belahan otak kanan-kiri yang disertai mulai munculnya refleks primitif respirasi, refleks kulit, dan semakin banyaknya jumlah sel neuron yang bertumbuh 5. Pada bulan keenam struktur korpus kalosum sudah lengkap hanya saja sel syarafnya belum berselubung mielin. Di sisi lain fungsi-fungsi pengaturan pencernaan mulai terbentuk dengan baik layaknya bayi yang sudah siap lahir. 6. Pada bulan-bulan menjelang kelahiran kemungkinan adanya malformasi bisa disebabkan karena adanya penurunan jumlah sel dendrit dan terdapatnya gangguan pembentukan selubung mielin. 7. Pada saat bayi dilahirkan ukuran otaknya hanya berkisar sekitar 30% dari ukuran otak orang dewasa. 8. Selama tahun pertama pertumbuhan ukuran otak meningkat sampai dengan 55% ukuran otak dewasa. 9. Artinya selama periode platinum dari usia 1 sampai dengan 6 tahun kita memiliki kemampuan untuk mengoptimasi 70% perkembangan otak. Perkembangan otak yang dapat distimulasi melalui metoda pengasuhan yang tepat, cara belajar dini yang tepat, dan pemilihan sarana-prasarana penunjang pengembangan otak yang tepat adalah kata kunci dalam pengembangan kualitas kecerdasan seorang anak. Untuk itu perlu diperhatikan data, fakta, dan juga mitos yang berkembang dan kemudian banyak diyakini oleh masyarakat. 1. Kualitas otak hanya bergantung kepada faktor keturunan. Jadi jika salah satu ataupun kedua orangtuanya merasa kurang cerdas atau memiliki hendaya intelektual maka mereka yakin bahwa anak merekapun akan mewarisi kemampuan intelektual yang sama. a. Jelas ini pendapat yang keliru. Seorang anak terlahir dan mengembangkan otaknya melalui serangkaian aktivitas gen (untaian sifat biologis yang terangkum di dalam DNA), dimana gen tersebut sangat dipengaruhi oleh faktorfaktor stimulus yang didapatkannya. Sebagai contoh gen atau kromosom memang didapatkan dari ayah dan ibu, tetapi dalam pola pewarisan ada beberapa mekanisme yang dapat mencegah sebuah sifat buruk diturunkan (dapat dibaca di psikologi genomik). Apabila kemudain sifat buruk tersebut memang tidak dapat dicegah dan kemudian diturunkan, maka pola pengasuhan dan pendidikan yang tepat dapat menjadi stimulus agar dalam proses tumbuh kembangnya dapat mendekati batasan normal. Contoh kasus adalah penanganan ADHD (attention deficit hyperactivity disorder) dan

autisme. Tindakan yang tepat dapat mengubah gen atau karakter fenotip anak. Dalam bahasa sederhana gen dapat diâ&#x20AC;?shutdownâ&#x20AC;? b. Fenomena anak kembar yang berasal dari sebuah keluarga dengan karakter antisosial lalu dipisahkan dan diasuh oleh orangtua aslinya dan oleh orangtua yang secara psikologi ideal. Apa yang terjadi ? Ketika dewasa kedua anak dikumpulkan dan anak yang diasuh dengan baik ada kecenderungan mengikuti sikap antisosial kembarannya. Mengapa ini terjadi ? Hal ini adalah pelajaran berharga bahwa meski faktor lingkungan cukup mempengaruhi gen, kepekaan gen terhadap stimulus yang buruk masih ada. Nilai penting yang harus digarisbawahi disini adalah bahwa upaya untuk mengubah karakter genomik seorang manusia haruslah memenuhi kapasitas dan intensitas tertentu yang mampu membuat sebuah sifat permanen. Apabila diibaratkan dengan kualitas keimanan manusia yang cenderung naik turun seiring dengan ujian yang dihadapi, maka ekspresi genpun demikian. Semakin banyak faktor kimiawi yang mendesak gen-gen tersebut untuk beroperasi kemabli maka merekapun akan menghasilkan protein yang memicu munculnya sifat-sifat yang tidak diharapkan. 2. Aktivitas yang dilakukan secara tepat akan mengoptimalkan proses tumbuh kembangnya otak, mari simak hasil-hasil penelitian di bawah ini a. Dr.Greenough dari University of Illinois Urbana Champaign melakukan percobaan dengan menempatkan beberapa ekor tikus dalam kandang yang berbeda. Kandang pertama adalah kandang biasa dan diisi seekor tikus saja. Kandang kedua disisi oleh dua ekor tikus, dan kandang ketiga diisi oleh beberapa tikus muda dan tua. Kandang ketiga juga dilengkapi dengan permainan dan wahana-wahana yang menyenangkan sehingga disebut sebagai Disneyland tikus. Apa yang terjadi pada hasil percobaan itu ? Di kelompok kandang 1 dan 2 tidak terjadi perubahan yang bermakna pada otak para tikus. Tetapi di kandang ketiga, para tikus mengalami pertumbuhan dendrit yang pesat disertai dengan adanya pertumbuhan pembuluh-pembuluh darah baru yang menunjang proses perkembangan jaringan otak.. Bahkan jaringan otak tikus yang sudah tuapun ikut teraktivasi sebagaimana tikus-tikus muda. Hal ini menunjukkan bahwa perubahan dan perbaikan jaringan syaraf sesungguhnya tidak mengenal usia. b. Dr.Fred Gage dari The Salk Institute melakukan percobaan dengan memisahkan dua kelompok tikus yang baru lahir. Dimana kelompok pertama dipelihara dalam kandang yang biasa (standar), sementara kelompok kedua dipelihara didalam kandang yang dipenuhi dengan berbagai permainan dan aktivitas motorik. Apa yang terjadi ? Dengan pemindaiana dan penelusuran zat tracking diketahui bahwa para tikus di kandang pertama memiliki 270.000 sel neuron di hipokampusnya, sementara para tikus yang dipelihara di kandang kedua memiliki 50000 sel neuron lebih banyak di hipokampusnya (320000). Kondisi ini menunjukkan bahwa stimulus semenjak dini dapat membantu proses optimalisasi jaringan otak. c. Carl Cotman melakukan penelitian hampir sejenis dengan memelihara tikus di dalam kandang-kandang yang diperlengkapi dengan berbagai permainan yang merangsang aktivitas motorik. Aktivitas motorik itu ternyata tidak hanya

merangsang bagian-bagian otak yang mengatur gerakan saja melainkan juga turut mengaktifkan sisi-sisi otak yang bersifat meregulasi kemampuan kognitif seperti memori, kemampuan belajar, dan berpikir. Dengan demikian aktivitas fisik yang memerlukan koordinasi berbagai bagian otak ternyata dapat mengoptimalkan fungsi otak. 3. Sentuhan dan gerakan yang tepat dapat membantu seorang anak mengembangkan kemampuan konsentrasi dan meningkatkan fokusnya. Pada kasus Temple Grandin seorang anak autis yang pada awalnya sama sekali tidak mau disentuh manusia, kemudian berhasil mengembangkan mesin jepit yang membuatnya dapat merasa lebih empati dan lebih peduli kepada sesama a. Pada kasus lain Carla Hannaford mempelajari beberapa gerakan tertentu ternyata dapat menenangkan pikiran dan membantu proses belajar (termasuk belajar menulis). Bahkan sentuhan yang dilakukan pada seorang bayi dapat menentukan karakter psikologis yang bersangkutan. Seorang peneliti neurosains bahkan menunjukkan bahwa sentuhan pada seorang bayi dapat meningkatkan kadar hormon oksitosinnya. Sebuah hormon yang terkait dengan rasa cinta dan kasih sayang. b. Anak-anak Afrika yang terbiasa memiliki sudut pandang periferal luas dalam mengamati lingkungan menjadi sangat ahli dalam beraktivitas multibahasa. Sebaliknya ketika masuk ke kelas formal yang lebih menekankan foveal sentral mereka sulit untuk fokus dan belajar membaca. Apabila kita mengabaikan potensi ini maka kita akan kehilangan masa-masa emas seorang anak dapat mengemabngkan multi talentanya. c. Anak pada usia tumbuh kembangnya melalui proses merangkak, banyak orangtua justru menginginkan anak cepat berdiri dan bahkan cepat berlari. Padahal proses merangkak adalah proses melatih korpus kalosum untuk mengkoordinasi gerakan motorik tangan dengan koordinasi kiri-kanan dan itu juga mengaktifkan proses belajar dan berpikir. Maka pada bayi usia-usia tertentupun jenis permainan yang cocok sangat menentukan tingkat perkembangannya. Misal mainan berwarna cerah dan berisik amat disukai oleh bayi di bawah usia 6 bulan. Pada pendidikan anak usia dini kegiatan harian semacam inilah yang harus dikuasai oleh para tutor. d. Prinsip dasar dari permainan edukatif yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut : i. Sesuai dengan tingkat perkembangan anak ii. Mendorong munculnya imajinasi dan kreatifitas iii. Meningkatkan interaksi antara orangtua dan anak atau oanak dengan tutor PAUD iv. Awet dan dapat bertahan sesuai usia pertumbuhan anak v. Aman dan tidak mengandung zat yang berbahaya, apalagi yang bersifat neurotoksin 4. Perhatikan dan manfaatkan benar konsep â&#x20AC;&#x153;Jendela Peluangâ&#x20AC;?. Konsep ini adalah pemetaan waktu-waktu ideal yang apabila dimaksimalkan stimulusnya (tentu yang tepat) maka otak anak akan berkembang lebih optimal. Contoh Jendela Peluang :

Perkembangan Motoris 10 Pengendalian Emosi Pembentukan kosakata Kemampuan Bahasa Pengembangan logika-matematika Kemampuan musikal 123456789 Apabila kita mengacu kepada konsep Jendela Peluang ini maka program akademik (tutorial) di PAUD haruslah mengedepankan peluang-peluang waktu yang semestinya bisa dioptimalkan agar menjadi modal perkembangan mental yang dahsyat. 5 Aspek nutrisional dan gizi dalam pembentukan karakter kecerdasan otak anak juga wajib dan sangat penting untuk diperhatikan. a. Air Susu Ibu (ASI) adalah sumber gizi terbaik dalam usia 0 s/d 24 bulan. Kandungan Dokoheksanoat asid yang terkandung dalam ASI sangat tinggi ( 30 kali dari susu sapi), padahala DHA adalah salah satu blok pembangun jaringan syaraf (otak), terutama dalam pembentukan selubung mielin, sel glia, dan dendrit. Selain DHA ASI juga mengandung kolustrus atau molekul antibodi spesifik yang amat diperlukan bayi dalam proses beradaptasi dengan lingklungan. Kandungan protein dan asam lemak tidak jenuh yang terkandung di dalam ASI juga memiliki proporsi yang ideal. b. Apabila sudah tiba waktunya anak mendapatkan makanan tambahan mohon perhatikan tidak saja sekedar makanan yang memenuhi kebutuhan nutrisional dasar melainkan juga perhatikan kebutuhan nutrisional otak. Salah satu kebutuhan nutrisional otak adalah bahan baku bagi pembuatan neurotransmiter yang merupakan zat penghubung, zat belajar, dan zat penentu mood di otak. Sebagai contoh anak harus mendapatkan sumbersumber serotonin yang bisa didapatkan apabila anak mengkonsumsi asam amino triptofan. Sumber triptofan bisa berasal dari coklat, minyak ikan, ataupun dibantu oleh vitamin B6. Tetapi untuk mendapatkan jumlah asam amino triptofan yang memadai haruslah diimbangi dengan asupan karbohidrat yang mencukupi. Karena jalur penyerapan asam amino triptofan berbarengan dengan penyerapan karbohidrat. c. Kadar-kadar neurotransmiter lainpun perlu dijaga, misal GABA (gamma amino butiric asid) yang bersama-sama dengan serotonin mengatur mood dan emosi serta apabila kadarnya rendah akan mendorong munculnya sifat agresi. Ada pula neurotransmiter endorfin, asetilkolin, ataupun calpain. Semua bahan pembentuk neurotransmiter itu berasal dari sumber makanan. Dapat disimpulkan bahwa pembentukan karakter psikologis dan pembangunan kecerdasan yang bersifat komprehensif haruslah pula mengedepankan dan mengeksplorasi variabel-variabel yang terlibat baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dalam merancang kegiatan di pusat Pendidikan Anak Usia Dini (PAUD) perlu dilakukan identifikasi potensi anak, lingkungan, dan juga potensi tutor sendiri, termasuk pengetahuan dasarnya tentang tumbuh kembang anak, konsep pembentukan kecerdasan, dan kemampuan meningkatkan EQ anak didik. Dapat disimak bagan berikut yang menunjukkan bahwa sesungguhnya manusia telah dikaruniakan kelengkapan gen yang mungkin bervariasi dengan kelebihan dan

kekurangan di sana-sini, tetapi dengan metoda yang tepat segala kekurangan masih mungkin untuk diperbaiki (kasus auutis, kurang berempati, maupun sifat anti sosial) baik dengan metoda yang didesain khusus maupun seiring dengan perubahan usia dan perubahan biologis. Sedangkan potensi atau kelebihan yang dimiliki seorang anak, terutama dengan mengacu kepada konsep Jendela Peluang akan dapat dimaksimalkan.

Daftar Pustaka 1. Rakhmat. Jalaluddin. Belajar Cerdas, belajar berbasiskan otak. Mizan Learning Center. Bandung, 2005

Novitt AD. Moreno. How Your Brain Works. Ziff Davis Press