PAUTAN DAN PINDAH SILANG
PAUTAN DAN PINDAH SILANG
Laporan Praktikum Laporan Praktikum
Disusun untuk memenuhi salah satu tugas pada mata kuliah Genetika yang Disusun untuk memenuhi salah satu tugas pada mata kuliah Genetika yang diampu oleh Yustinus Ulung Anggraito dan Talitha
diampu oleh Yustinus Ulung Anggraito dan Talitha Widyatningrum, Ph. DWidyatningrum, Ph. D
Oleh Kelompok 7: Oleh Kelompok 7: Putri
Putri Indrawati Indrawati 44114150344411415034 Shindi
Shindi Dwi Dwi Agustin Agustin 44114150364411415036 Siti
Siti Jariyah Jariyah 44114150364411415036
JURUSAN BIOLOGI JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS M
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ATEMATIKA DAN ILMU PENGETILMU PENGETAHUAN ALAMAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2017
PAUTAN DAN PINDAH SILANG
A. Tujuan
1. Mengetahui adanya peristiwa pautan dari berbagai gen. 2. Mengetahui peristiwa pindah silang.
3. Dapat menentukan gamet yang terbentuk akibat adanya peristiwa pautan dan pindah silang.
B. Latar Belakang
Pindah silang (crossing over) adalah peristiwa penukaran segmen dari kromatid-kromatid bukan saudara dari sepasang kromosom homolog.Peristiwa pindah silangsangat umum terjadi pada saat pembentukan gamet pada kebanyakan makhluk.Pindah silang terjadi pada akhir profase I atau awal metafase I yang terjadi pada saatkromosom telah mengganda menjadi dua kromatid.Pindah silang umumnya terjadipada kromatid-kromatid tengah yaitu kromatid nomor dua dan tiga dari tetradkromatid. Tetapi tidak menutup kemungkinan adanya pindah silang pada kromatid-kromatid yang lain.
Peristiwa pindah silang ini memungkinkan untuk terjadinya semakin banyakvariasi antar individu.Dengan adanya pindah silang maka terbentuk
genotip tipeparental dan tipe rekombinan dan didapatkan nilai pindah silang.Untuk mengetahuiterjadinya pindah silang dan persentasenya maka dilakukan imitasi yangmenggambarkan peristiwa pindah silang.
Pindah SilangBerangkai (linkage) adalah suatu peristiwa terdapatnya dua atau lebih gen dalam sebuah kromosom. Berangkai ada 2 macam yaitu berangkai sempurna dan berangkai tidak sempurna. Berangkai sempurna terjadi apabila tidak ada pindah silang antara gen-gen pada satu kromosom, sedangkan berangkai tidak sempurna terjadi bila ada pindah silang (crossing over) antara gen-gen dalam satu kromosom ( Suryo, 2008) Gen-gen yang terangkai pada satu kromosom biasanya letaknya tidak berdekatan satu dengan lainnya, sehingga gen-gen itu dapat mengalami perubahan letak yang disebabkan karena adanya penukaran segmen dari kromatid-kromatid pada sepasang kromosom homolog.
Terjadi pindah silang Terbentuk 4 macam gamet.Peristiwa pindah silang umum terjadi pada setiap gametogenesis pada kebanyakanmakhluk, seperti tumbuh-tumbuhan, hewan, dan manusia. Pindah silang terjadi ketikameiosis I (akhir profase I atau awal metaphase I), yaitu pada saat kromosom telah mengganda menjadi dua kromatid (Sisunandar 2011)
Pada waktu kromosom-kromosom hendak memisah (yaitu pada anaphase I),kromatid-kromatid yang bersilang itu melekat dan putus di bagian kiasma, kemudiantiap potongan itu melekat pada kromatid sebelahnya secara timbale balik. Berhubungdengan itu gen-gen yang terletak di bagian yang pindah itu akan berpindah pulatempatnya ke kromatid sebelah ( Suryo 2008).
1. Pindah Silang Tunggal
Merupakan pindah silang yang terjadi pada satu tempat. Dengan terjadinya pindahsilang itu akan terbentuk 4 macam gamet. Dua macam gamet memiliki gen-gen yangsama dengan gen-gen induk (parental), maka dinamakan gamet-gamet tipe parental. Duagamet lainnya merupakan gamet-gamet baru yang terjadi sebagai
akibat adanyapindah silang.Gamet-gamet ini dinamakan gamet tipe rekombinasi.Gamet-gamettipe parental dibentuk jauh lebih banyak daripada tipe rekombinasi (Suryo 2008).
2. Pindah Silang Ganda
Merupakan pindah silang yang terjadi pada dua tempat. Jiak pindah silang ganda (double crossing over ) berlangsung di antara dua buah gen yang terangkai, makapindah silang ganda itu tidak akan Nampak pada fenotip, sebab gamet-gamet yangdibentuk hanya dari tepi parental dan tipe rekombinasi akibat pindah silang tunggal (Suryo 2008).
3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pindah Silang
Kemungkinan terjadinya pindah silang ternyata dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti :
a. Temperatur yang melebihi atau kurang dari temperatur biasa dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang.
Yang dimaksud peta kromosom ialah gambar skema sebuah kromosom yangdinyatakan sebagai sebuah garis lurus di mana diperlihatka lokus setiap gen yang terletak pada kromosom itu. Sentromer dari kromosom biasanya dianggap sebagai pangkal, maka diberi tanda 0. Pada lokus gen dibubuhkan angka yang merupakan jarak antar gen itu dengan sentromer atau jarak antara satu gen dengan yang lain. Jarak itu diberi ukuran unit dan 1dan dan 1dan 1 unit = 1% pindah silang ( Suryo 2008 ) dan 1 unit = 1% pindah silang ( Suryo, 2008 ). Misalnya pada lokus gen P tertuilis angka 6,2. Ini berarti bahwa jarak antara sentromer ke
gen ialah 6,2 unit. Pada lokus gen q tertulis angka 10, berarti bahwajarak antara sentromer dengan gen q ialah 10 unit. Dengan sendirnya dapat diketahuijarak antara gen P dan gen q ialah 10 - 6,2 = 3,8 unit. Jarak antara gen P dan gen q disebut jarak peta. Peta kromosom tanpa menunjukkan letak sentromer dinamakan peta relative (Wijaya H 1987).
4. Koinsidens dan Interferensi
Terjadinya pindah silang antara segmen-segmen dari kromosom tertentu kebayakan merupakan fenomena yang kebetulan saja, tetapi distribusinya tidak acak-acakan. Berdasarkan hukum kemungkinan, maka terjadinya pindah silang secara simultan sama dengan hasil perkalian dari besarnya kemungkianan untuk tiap pindah silang yang berlangsung secara terpisah di dua tempat itu. H. J. Muller membuktikanbahwa pindah silang ganda yang sebenarnya adalah kurang frekuensinya dibandingkan dengan yang diharapkan berdasarkan perhitungan distribusi acak-acakan. Muller menegaskan bahwa suatu pindah silang yang terjadi pada suatu tempat tentu menghambat terjadinya pindah silang lain yang berdekatan. Inilah yang dinamakan interferensi. Untuk mencari besarnya
interferensi harus dicari besarnya koefisien koinsidens( KK ) dahulu, yaitu perbandingan antara banyaknya pindah silang ganda yang sesungguhnya dengan banyaknya pindah silang ganda yang diharapkan (Syamsuri I 2004).
5. DNA dan Kromosom
Karunia hereditas keseluruhan berisi DNA yang dimilki oleh suatu sel disebutgenom dari sel tersebut.Walaupun genom prokariotik sering berupa
molekul DNA yang panjang dan tunggal, genom eukariotik umumnya terdiri atas beberapa molekul seperti itu.Panjang keseluruhan DNA dalam sel eukariotik
sangat panjang. Sel manusia, misalnya, memiliki DNA yang panjnagnya sekitar 3 meter, kira-kira 300000 kali lebih besar darpada diameter sel tersebut. Namun sebelum sel dapat membelah, semua DNA ini harus disalin dan kemudian dibagi rata sehinga tiap sel anak memiliki genom lengkap.Replikasi dan distribusi DNA dalam jumlah banyak itu terkelola dengan baik karena molekul-molekul DNA dikemas menjadi kromosom.Setiap spesies eukarotik memiliki jumlah kromosom yang khas dalam setiap nukleus. Misalnya, sel somatic manusia ( semua sel tubuh kecuali sel reproduktif ) mengandung 46 kromosom. Sel reproduktif atau gamet memiliki setengah dari jumlah kromosom sel somatik, atau 23 kromosom pada manusia ( Campbell 2000 ).
C. Alat dan Bahan 1. Plastisin 2. Alat tulis D. Cara Kerja
1. Menentukan kromosom dan juga gen yang akan digunakan, minimal 3 gen yang terangkai dengan susunan sis.
2. Membuat simbol untuk masing masing gen.
3. Membuat gambar kromosom dan menuliskan simbol gen yang digunakan. 4. Membuat replica gambar tersebut dengan menggunakan plastisin.
5. Mensimulasikan adanya pindah silang tunggal pada bagian antara gen pertama dan kedua, lalu menuliskan gamet yang terbentuk.
6. Mensimulasikan adanya pindah silang tunggal pada bagian antara gen kedua dan ketiga, lalu menuliskan gamet yang terbentuk.
7. Mensimulasikan adanya pindah silang ganda, lalu menuliskan gamet yang terbentuk.
8. Melakukan hal serupa tetapi dengan gen yang terangkai dengan susunan trans.
E. Hasil kegiatan
Gen terangkai dengan susunan sis
Jenis pindah
silang Letak kiasma
Gamet yang
terbentuk Tipe gemet
Tunggal Gen I-II ABC Parental ABc Rekombinan aBC Rekombinan abc Parental Gen II-III ABC Parental ABc Rekombinan abC Rekombinan abc Parental Ganda 1. Gen I-II 2. Gen II-III ABC Parental AbC Rekombinan aBc Rekombinan abc Parental 1. Gen I-II 2. Gen I-II ABC Parental ABC Parental abc Parental abc Parental 1. Gen II-III 2. Gen II-III ABC Parental ABC Parental abc Parental abc Parental
Jenis pindah
silang Letak kiasma
Gamet yang
terbentuk Tipe gemet
Tunggal Gen I-II AbC Parental ABc Rekombinan abC Rekombinan abc Parental Gen II-III AbC Parental Abc Rekombinan aBC Rekombinan aBc Parental Ganda 3. Gen I-II 4. Gen II-III Abc Parental ABC Rekombinan abc Rekombinan aBc Parental 3. Gen I-II 4. Gen I-II AbC Parental AbC Parental aBc Parental aBc Parental 3. Gen II-III 4. Gen II-III AbC Parental AbC Parental aBc Parental aBc Parental F. Pembahasan
Dalam perkawinan silang individu yang dihasilkan ternyata memiliki fenotip dan genotip yang tidak sesuai dengan telah diterangkan dalam hokum Mendel I maupun hokum Mendel II. Berdasarkan hukum II Mendel maka dua individu mempunyai dua pasang atau lebih sifat, maka diturunkannya sepasang sifat tersebut secara bebas tidak bergantung kepada pasangan sifat lain. Penyimpangan dapat disebabkan oleh pautan maupun pindah silang. Hal ini disebabkan organisme melalui sejumlah gen yang banyak daripada kromosomnya.
Penyimpang hokum Mendel juga terjadi karena pindah silang. Pindah silang ini merupakan salah satu kejadian dalam ilmu genetika diman kromosom tidak berpasangan homolognya.
Pada praktikum ini mengenai pautan dan pindah silang kami menggunakan plastisin untuk menstimulasikan terjadinya pautan dan pindah silang. Setiap kromosom diberi tiga gen kemudian disilangkan dengan kromosom lain, persilangan ini terdiri dari dua macam yaitu persilangan ganda dan tunggal. Kemudian terdiri dari dua susunan gen yaitu terangkai secara sis dan terangkai secara trans. Dikatakan gen memiliki susunan terangkai sis apabila alel dominan dari kedua gen tersebut terletak pada satu kromosom yang sama
Pindah silang tunggal tersebut hanya terjadi satu kali pertukaran pada segmen kromatid pada sepasang kromosom homolognya. Pada susunan sis pindah silang tersebut antara gen I-II yang menghasilkan gamet ABC (parental), ABc (rekombinan), aBC (rekombinan) dan abc (parental). Kemudian antara gen II-III dihasilkan empat macam gamet. Diantaranya dua rekombinan dan dua parental, yaitu ABC dan abc sebagai parental serta ABc dan abC sebagai rekombinan.
Pada pindah silang ganda dengan gen terangkai susunan sis dilakukan tiga perlakuan yang pertama letak kiasma di gen II serta gen IIII, yang kedua gen
I-II serta gen I-I-II dan yang terakhir gen I-II-I-III dan gen I-II-I-III. Dari pindah silang ganda ini secara keseluruhan menghasilkan empat macam gamet dengan tipe gamet parental dan rekombinan. Tipe gamet parenial yakni ABC dn abc, sedangkan tipe gamet rekombinan yakni AbC dan aBc. Hanya saja pada pindah silang ganda ini terjadi lebih dari satu kali pertukaran segmen kromatid pada sepasang kromosom yang homolog.
Selanjutnya adalah dilakukan simulasi pindah silang dengan gen yang terangkai dengan susunan trans. Pada susunan trans ini alel dominan kedua gen berada pada kromosom yang berbeda pada pindah silang ini dilakukan secara tunggal dan ganda. Pada persilangan tunggal dilakukan simulasi dengan letak kiasma di gen I-II yang menghasilkan empat macam gamet dengan tipe parental dan rekombinan. Enam macam gamet yaitu tipe parental terdiri atas AbC dan aBc,
sedangkan tipe rekombinan meliputi ABc dan abC. Pada letak kiasma II-III juga dihasilkan empat macam gamet yaitu tipe parental meliputi AbC dan aBc, serta tipe rekombinan meliputi Abc dan aBC.
Kemudian dilakukan simulasi gen dengan susunan trans dengan jenis pindah silang ganda dengan tiga letak kiasma. Yang pertama gen I-II dan II-III,
gen I-II dan gen I-II. Terakhir gen II-III dan II-III. Pada letak kiasma I-II dan II-III menghasilkan empat macam gamet dengan tipe rekombinan meliputi ABC dan abc, sedangkan tipe parental meliputi AbC dan aBc. Pada pindah silang ganda selain gen I-II dan II-III dihasilkan semua gamet memiliki tipe parenial yakni AbC dan aBc. Dari hasil simulasi tersebut dapat kita ketahui bahwa pautan dan pindah silang mempengaruhi jumlah dan tipe gamet.
G. Kesimpulan
1. Pautan terbagi menjadi dua kelompok yaitu pautan sempurna dan tidak sempurna.
2. Pindah silang akan menghasilkan dua tipe gamet yaitu gamet tipe parental dan gamet tipe rekombinan.
3. Macam gamet yang dihasilkan dari peristiwa pindah silang tergantung pada letak terjadinya kiasma.
H. Daftar pustaka
Suryo. 2008. Genetika Strata 1.Yogyakarta : UGM Press. Campbell, Neil A. Et al. 2000.Jakarta : Erlangga.
Syamsuri, Istamar. 2004. Biologi 3A Untuk Kelas XII Semester 1. Malang : Erlangga.
Wijaya, Hendra. 1987. Penuntun Biologi Untuk SMA Kelas III A2 . Bandung : CV Poinir Jaya Bandung.
I. Jawaban Pertanyaan
1. Jika pindah silang ganda terjadi diantara dua gen, apakah akan menghasilkan perubahan macam gamet?
Jawab :
Ya, pindah silang akan menghasilkan perubahan macam gamet yaitu gamet tipe parental dan gamet tipe rekombinan.
2. Apakah letak kiasma akan mempengaruhi macam gamet yang terbentuk? Jelaskan dengan contoh?
Jawab :
Ya, macam gamet yang dihasilkan dari peristiwa pindah silang tergantung pada letak terjadinya kiasma. Hal ini terjadi karena jika terjadi peristiwa pindah silang maka pada daerah kiasma akan terjadi pertukaran segmen kromatid-kromatid yang tidak sesaudara dari sepasang kromosom homolog. Karena adanya pertukaran segmen kromatid itulah yang menyebabkan adanya berbagai macam gamet.Contohnya adalah Letak kiasma akan mempengaruhi macam gamet yang terbentuk. Hal ini terjadi karena jika terjadi peristiwa pindah silang maka pada daerah kiasma akan terjadi pertukaran segmen kromatid-kromatid yang tidak sesaudara dari sepasang kromosom homolog. Karena adanya pertukaran segmen kromatid itulah yang menyebabkan adanya berbagai macam gamet. Contoh pada peristiwa pindah silang tunggal gen I-II yang susunan gennya Cis. Setelah terjadi duplikasi pada masing-masing kromosom, selanjutnya kromosom hasil duplikasi yang tidak sesaudara akan mengalami peristiwa pindah silang. Maka pada peristiwa tersebut kiasma akan terbentuk di daerah antara gen I dan gen II. Karena terbentuk kiasma, maka terjadi pertukaran segmen kromatid di daerah kiasma tersebut. Sehingga terbentuk empat macam gamet yang berbeda diantaranya ABC, Abc, aBC, abc.
3. Apakah susunan gen yang terangkai mempengaruhi macam gamet yang terbentuk?
Jawab :
Susunan gen yang terangkai mempengaruhi macam gamet yang terbentuk. Ada dua susunan gen yang terangkai yaitu susunan Cis dimana
alel domonan kedua gen berada pada kromosom yang sama dan susunan Trans dimana alel dominan kedua gen berada pada kromosom yang berbeda. Susunan gen yang terangkai dapat menghasilkan gamet yang berbeda jika mengalami pindah silang. Susunan gen Cis dan trans menghasilkan gamet yang berbeda karena letak gen dominan yang berbeda.
LAMPIRAN-LAMPIRAN Dokumentasi Hasil Praktikum
