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 ”hanif”. 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 ”Gestalt” 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, DNA’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 ”kebutuhan”. 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 ”molekul

ajaib” 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 –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 ”The Law of

Segregation of Allelic Genes”. 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 :

A A

A AA Aa

a Aa Aa

Hukum Mendel ke II adalah hukum tentang pengelompokan gen secara bebas

atau ”The Law of Independent Assortment of Genes”. 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 ¼ 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 ”bakat” 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 ”umpan”, 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 ”pengukuran” 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 ”shutdown” 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 cis-

regulator . 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

HOX1) - HOXA@

Kromosom

7

HOXA1, HOXA2, HOXA3, HOXA4, HOXA5,

HOXA6, HOXA7, HOXA9, HOXA10, HOXA11,

HOXA13

HOXB - HOXB@ Kromosom

17

HOXB1, HOXB2, HOXB3, HOXB4, HOXB5,

HOXB6, HOXB7, HOXB8, HOXB9, HOXB13

HOXC - HOXC@ Kromosom

12

HOXC4, HOXC5, HOXC6, HOXC8, HOXC9,

HOXC10, HOXC11, HOXC12, HOXC13

HOXD - HOXD@

Kromosom

2

HOXD1, HOXD3, HOXD4, HOXD8, HOXC9,

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 ”mengawal” 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 ”induk” 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 ”shut down”.

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 ”tertekan”, 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. “law of effect”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 ”achievement”. Capaian prestastif tentu merupakan

”reward” 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 hormon-

hormon “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 :

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 gen-

gen 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.

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.

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. ”Jangan Training lagi !” 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 ”cacat bawaan” 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

”Mice Disneyland” 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 ”Disneyland” ? 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, Tα-1 Tubulin, dan faktor tramskripsi c-

jun. 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 ”sempurna”nya dalam bentuk-

bentuk 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 :”

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 di”shutdown”

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 “Jendela Peluang”. 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

1 2 3 4 5 6 7 8 9

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

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