Visit to salambiologi.blogspot.com
ABSTRAK
Praktikum yang dilakukan di Laboratorium
Pendidikan Biologi ini bertujuan untuk mendemonstrasikan proses pindah silang
tunggal dan pindah silang ganda, membuat peta kromosom, serta menentukan
koefisien koinsidens dan interferensi. Pada praktikum ini menggunakan bahan
berupa plastisin, kertas dan simulasi test-cross gen-gen terpaut. Pada
percobaan imitasi kromosom menggunakan plastisin untuk pindah silang tunggal
diperoleh hasil yaitu antara lokus a pada kromosom 1
saling bertukar dengan lokus A pada kromosom 3 yang menghasilkan rekombinasi
gen. Sementara pada pindah silang ganda memiliki rekombinasi gen yang jauh
lebih besar dibandingkan pada pindah silang tunggal. Hal ini disebabkan
rekombinasi terbesar akan terdapat pada gen-gen yang memiliki jarak yang jauh. Untuk mengetahui frekuensi rekombinasi
dilakukan pemetaan kromosom. Pemetaan kromosom merupakan skema sebuah kromosom
yang dinyatakan sebagai garis lurus dimana diperlihatkan lokus setiap gen yang
terletak pada kromosom itu. Dari pembuatan peta kromosom tersebut dapat
ditentukan frekuensi rekombinan. Dan berdasarkan hasil perhitungan diperoleh
banyaknya pindah silang ganda yaitu: KK = 
= 187,24.
= 187,24.
Kata
Kunci: Pindah Silang, Pindah Silang Tunggal, Pindah Silang Ganda, Pemetaan
Kromosom, Rekombinasi Gen
PENDAHULUAN
Hukum kedua
Mendel menyatakan bahwa bila dua individu mempunyai dua pasang atau lebih
sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada
pasangan sifat yang lain. Dengan kata lain, alel dengan gen sifat yang berbeda tidak
saling memengaruhi. Hal ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan tinggi
tanaman dengan warna bunga suatu tanaman, tidak saling memengaruhi. Hukum
Mendel II disimpulkan dari
persilangan dihibrid. Hukum ini juga dinamakan Hukum Penggabungan Bebas (the
mendelian law of independent assortment). Hukum II Mendel menyatakan bahwa pada
waktu pembentukan gamet, alel-alel berbeda yang telah bersegregasi bebas (misal
alel A memisah dari a, serta alel B memisah dari b)
akan bergabung secara bebas membentuk genotip dengan dengan kombinasi alel yang
berbeda-beda.
Hukum
Mendel II (Hukum Kebebasan Mendel = Prinsip berpasang-pasangan secara bebas),
dimana:
a. Dalam peristiwa pembentukan gamet, alela-alela
mengadakan kombinasi secara bebas sehingga kombinasi sifat-sifat yang muncul
dalam keturunannya beraneka ragam.
b. Berlaku untuk pembastaran dengan dua sifat beda
(dihibridisasi) atau lebih, baik dominansi maupun intermediet (Yatim,1986).
Tautan dapat
terjadi pada kromosom tubuh maupun kromosom kelamin. Tautan pada kromosom tubuh
disebut tautan autosomal atau tautan non-kelamin. Sedangkan tautan kelamin
disebut juga tautan seks.
Gen-gen yang mengalami
tautan pada satu kromosom tidak selalu bersama-sama pada saat pembentukan gamet
melalui pembelahan meiosis. Gen-gen yang tertaut tersebut dapat mengalami
pindah silang. Pindah silang (crossing over) adalah peristiwa pertukaran
gen-gen suatu kromatid dengan gen-gen kromatid homolognya (Suryo,2010).
Pindah
silang (crossing over) adalah peristiwa penukaran segmen dari kromatid-kromatid
bukan saudara dari sepasang kromosom homolog. Peristiwa pindah silang sangat
umum terjadi pada saat pembentukan gamet pada kebanyakan makhluk. Pindah silang
terjadi pada akhir profase I atau awal metafase I yang terjadi pada saat
kromosom telah mengganda menjadi dua kromatid. Pindah silang umumnya terjadi
pada kromatid-kromatid tengah yaitu kromatid nomor dua dan tiga dari tetrad
kromatid. Tetapi tidak menutup kemungkinan adanya pindah silang pada
kromatid-kromatid yang lain (Campbell, 2004).
Peristiwa pindah silang diikuti
oleh patah dan melekatnya kromatid pada waktu profase dalam pembelahan meiosis.
Pindah silang mengakibatkan rekombinasi sehingga dihasilkan kombinasi parental
dan rekombinasi pada fenotipenya. Dalam menghitung presentase tipe rekombinan
di antara keturunan dapat digunakan unit peta, yaitu jarak antara gen-gen untuk
menyatakan posisi relatifnya pada suatu kromosom. Untuk menentukan unit peta
antara gen-gen, terlebih dahulu dihitung nilai pindah silang (NPS) = (jumlah tipe rekombinan / jumlah
individu seluruhnya) x 100% (Suryo,2010).
Persentase pindah silang digunakan
untuk menggambarkan jarak antar gen yang bertaut, dengan satuan ukuran unit peta. Satu unit sama dengan 1% pindah silang
(rekombinan) dan menunjukan jarak linier antar 2 gen tersebut. Frekuensi pindah
silang sangat ditentukan oleh jarak antar gen yaitu kemungkinan terjadinya
pindah silang antar gen tersebut makin jauh. Jarak sentromer mempengaruhi
pindah silang, demikian pula umur organisme (makin tua makin sedikit suhu,
makin rendah atau lebih rendah 22oC), nutrisi dan pengaruh zat
kimia. Tempat dimana gen berada dalam kromosom (loci) berada
pada analog linier di benang kromatid.
Uji silang sering juga
disebut sebagai persilangan tes, persilangan tes adalah suatu persilangan untuk
mengetahui apakah suatu individu itu homozigot ataukah heterozigot. Fenotip
dari individu yang homozigot ataupun yang heterozigot dominan dari suatu gen yang
bersifat dominan penuh adalah sama. Pada persilangan ini, maka individu yang
akan diuji dikawinkan dengan individu yang sudah jelas homozigot resesif (Hardjosubroto, 1998).
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 (Elrod & Stansfield, 2002).
METODE
Praktikum ini
dilaksanakan di Laboratorium Pendidikan Biologi FKIP Untan pada tanggal 3
Desember 2012. Adapun bahan yang digunakan berupa plastisin,
kertas dan simulasi test-cross
gen-gen terpaut.
Pertama-tama
dibuat kromosom homolog dengan sister chromatid (tetrad) menggunakan plastisin.
Selanjutnya kertas bertuliskan A B C D E dan alelnya diletakkan pada plastisin
sebagai simulasi letak gen secara random pada plastisin. Digambar dan diphoto
hasil susunan gen yang terbentuk. Lalu dilakukan pindah silang ganda, yakni
segmen kromatid ditukarkan dengan segmen kromatid kromosom homolognya pada dua
tempat. Digambar dan diphoto hasil susunan gen-gen baru yang terbentuk. Selanjutnya
diperhatikan data simulasi computer hasil test-cross berikut:
Tabel Data simulasi computer hasil
uji silang (testcross)
No
|
Fenotip (gamet F1)
|
Jumlah
|
No
|
Fenotip (gamet F1)
|
Jumlah
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
|
+++++
+B+++
++C++
+++D+
++++E
A++++
+B++E
+BC++
A+C++
++C+E
+B+D+
++CD+
A++D+
+++DE
A+++E
AB+++
|
116
35
11
26
24
4
8
4
34
1
9
1
2
108
1
15
|
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
|
+B+DE
+BC+E
A+C+E
+BCD+
A+CD+
AB+D+
++CDE
A++DE
AB++E
ABC++
+BCDE
A+CDE
AB+DE
ABC+E
ABCD+
ABCDE
|
42
1
9
3
9
1
10
3
2
98
10
36
15
24
34
104
|
Selanjutnya di uji
apakah setiap pasang gen (dua-dua) bebas satu sama lain atau tidak (terpaut).
Seandainya tidak bebas, dihitung koefisien rekombinasi dan jarak antara gen-gen
tersebut. Kemudian digambar peta kromosomnya.
Bila terjadi pindah
silang untuk dua kromosom yang berdampingan (tiga gen saling terpaut), dihitung
coincidence dan interference: apakah kedua pindah silang tersebut bebas atau
tidak (saling mempengaruhi: menekan/merangsang).
HASIL
Gambar 1. Kromosom homolog dan sister chromatid (tetrad)
Gambar 2. Kromosom hasil pindah silang tunggal
|
|
|
|
|
Gambar 3. Kromosom hasil
pindah silang ganda
PEMBAHASAN
Dalam penurunan sifat
tertentu (dari tetua ke turunannya), kadang terjadi penyimpangan Hukum Mendel
baik Hukum I Mendel ataupun Hukum II
Mendel. Hukum II Mendel atau Hukum
Penggabungan Bebas (The Mendelian Law Of Independent Assortment) menyatakan
bahwa pada waktu pembentukan gamet, alel-alel berbeda yang telah bersegregasi
bebas (misal alel A memisah dari a, serta alel B memisah
dari b) akan bergabung secara bebas membentuk genotip dengan dengan
kombinasi alel yang berbeda-beda. Artinya bahwa bila dua individu mempunyai dua pasang atau lebih
sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada
pasangan sifat yang lain. Dengan kata lain, alel dengan gen sifat yang berbeda tidak saling memengaruhi. Hal ini
menjelaskan bahwa gen yang menentukan tinggi tanaman dengan warna bunga suatu
tanaman, tidak saling memengaruhi.
Penyimpangan hukum Mendel dapat disebabkan oleh tautan dan
pindah silang. Hal ini disebabkan organisme memiliki jumlah gen lebih banyak
daripada jumlah kromosom. Selain itu, pengamatan Mendel juga pada kromosom yang
berlainan sehingga terjadi segregasi secara bebas. Namun, dalam hal ini jika
sifat yang diamati pada kromosom yang sama (homolog) maka tidak akan terjadi
rasio fenotip 9:3:3:1 pada F2 nya, artinya hukum pemisahan secara bebas tidak
berlaku karena terjadi tautan. Tautan (linkage) merupakan 2 gen yang terletak
pada kromosom yang sama tidak dapat bersegregasi secara bebas dan cenderung
diturunkan bersama. Melalui pengamatan fenotip, kita mengetahui suatu sifat
terpaut yaitu dengan melakukan test cross.
Selain karena tautan, penyimpangan Hukum Mendel juga
terjadi karena pindah silang. Pindah silang merupakan salah satu kejadian dalam
ilmu genetika dimana kromosom tidak berpasangan dengan kromosom homolognya (Yatim,1996).
Pindah silang dibedakan menjadi dua yaitu:
1.
Pindah silang tunggal merupakan pindah silang
yang terjadi pada satu tempat. Dengan terjadinya pindah silang ini akan
terbentuk 4 macam gamet. Dua macam gamet memiliki gen-gen yang sama dengan gen-gen
yang dimiliki induk (parental), sehingga dinamakan gamet tipe parental. Dua
gamet lainnya merupakan gamet-gamet baru, yang terjadi akibat adanya pindah
silang. Gamet-gamet ini dinamakan gamet rekombinasi. Gamet tipe parental
dibentuk lebih banyak dibanding dengan tipe rekombinasi.
2.
Pindah
silang ganda merupakan pindah silang yang terjadi pada dua tempat. Jika pindah
silang ganda (double crossing over)
berlangsung diantara dua buah gen yang terangkai, maka terjadinya pindah silang
ganda ini tidak akan tampak dalam fenotip, sebab gamet-gamet yang dibentuk
hanya dari tipe parental saja atau dari tipe rekombinasi atau tipe parental dan
tipe rekombinasi akibat pindah silang tunggal. Akan tetapi, misalkan diantara
gen A dan B masih ada gen ketiga, misalnya gen C, maka terjadinya pindah silang
ganda antara A dan B akan nampak (Suryo,2010).
Untuk menentukan gen-gen
yang terletak diantara gen lainnya adalah dengan melakukan penghitungan
frekuensi rekombinasi. Rekombinasi terbesar akan terdapat pada gen-gen yang memiliki
jarak yang jauh. Untuk mengetahui frekuensi rekombinasi dilakukan pemetaan
kromosom. Pemetaan kromosom merupakan skema sebuah kromosom yang dinyatakan
sebagai garis lurus dimana diperlihatkan lokus setiap gen yang terletak pada
kromosom itu. Dari pembuatan peta kromosom tersebut dapat ditentukan frekuensi
rekombinan.
Interferensi adalah
suatu pindah silang yang terjadi pada suatu tempat tertentu menghambat
terjadinya pindah silang yang berdekatan. Untuk mencari besarnya interferensi,
terlebih dahulu dicari koefisien koinsidens (KK), yaitu perbandingan antara
banyaknya pindah silang yang sesungguhnya dengan banyaknya pindah silang ganda
yang diharapkan. Setelah koefisien koinsidens didapat, maka koefisien
interferensi dapat dihitung dengan menggunakan perhitungan 1-KK.
Pada praktikum ini
menggunakan plastisin untuk dijadikan model kromosomnya. Hal ini dikarenakan
sifat plastisin yang praktis untuk dibentuk. Imitasi kromosom dari plastisin
ini nantinya ditempeli dengan potongan kertas bertuliskan A B C D E yang
dimisalkan sebagai lokus pada kromosom.
Selanjutnya imitasi kromosom
dipindahsilangkan dimana seperti yang terlihat pada gambar 2, antara kromosom 1
dan kromosom 3, antara lokus a pada kromosom 1 saling bertukar dengan lokus A
pada kromosom 3. Peristiwa ini menghasilkan rekombinasi gen. Sementara
peristiwa ini sendiri disebut sebagai pindah silang tunggal.
Selanjutnya dilakukan
pindah silang ganda yang hasilnya seperti pada gambar 3, dimana memiliki
rekombinasi gen yang jauh lebih besar dibandingkan pada pindah silang tunggal.
Apabila proses pindah
silang telah selesai, maka dilakukan pengukuran jarak antar gen yang ada.
Berdasarkan hasil
perhitungan , diperoleh data berikut:
Jarak A – C = 234:800 x 100 = 29,25
Jarak A – B = 86:800x100 = 10,75
Jarak B – C = 124:800x100 = 15,50
Jarak B – D = 382:800x100 = 47,75
Jarak C – D = 178:800x100 = 22,25
Jarak C – E = 459:800x100 = 57,38
Jarak D – E = 155:800x100 = 19,38
Selanjutnya dibuat urutan gen berikut:
Dari percobaan yang
dilakukan melalui perhitungan, diketahui pindah silang ganda yang sesungguhnya
terjadi yaitu: 367/800 = 0,459. Pindah silang ganda yang diharapkan yaitu:
0,19275 x 0,4775 x 0,2625 x 0,1015 = 0,00245. Jadi
banyaknya pindah silang ganda adalah : KK = = 187,24
= 187,24
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan imitasi kromosom
dengan menggunakan bahan berupa plastisin diperoleh hasil untuk pindah silang
tunggal yaitu antara lokus a pada kromosom 1 saling bertukar dengan lokus A pada
kromosom 3 yang menghasilkan rekombinasi gen. Sementara pada pindah silang
ganda memiliki rekombinasi gen yang jauh lebih besar dibandingkan pada pindah
silang tunggal. Dan berdasarkan hasil perhitungan diperoleh banyaknya pindah
silang ganda yaitu: KK = = 187,24.
= 187,24.
REFERENSI
Campbell NA, dkk,
2004. Biologi. Edisi Kelima. Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Elrod &
Stansfield. 2002. Schaum’s Outline Teori
dan Soal-Soal Genetika. Jakarta: Erlangga.
Hardjosubroto, Wartomo. 1998. Pengantar Genetika Hewan.
Yogyakarta: Fakultas Peternakan UGM.
Suryo. 2010. Genetika
untuk Strata1. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Yatim, Wildan. 1986. Genetika.
Bandung: Transito.http://summervina.blogspot.com/2013/04/laporan-genetika-melakukan-imitasi.html
mantep
BalasHapus