Transcript
MODULPRAKTIKUM GENETIKA TANAMAN
TAUTAN, PINDAH SILANG, DAN PEMETAAN KROMOSOM
Tautan adalah peristiwa beberapa gen bukan alel yang terdapat pada satu kromosom yang
sama dan tidak memisah secara bebas saat pembentukan gamet. Gengen tersebut akan nampak
bertautan (berkait atau berikatan) karena gengen terletak sangat dekat satu sama lain pada
kromosom yang sama saat proses pembentukan gamet. Secara fisik gen tersebut bertaut pada
kromosom, namun kombinasi baru dapat terjadi dengan adanya pindah silang (crossing over).
Susunan gengen yang terpaut dibedakan menjadi dua, yaitu:
1. Pautan Sempurna
Gengen yang terangkai letaknya amat berdekatan, maka selama meiosis gengen itu
tidak mengalami perubahan letak. Sehingga, gengent tersebut bersamasama menuju
gamet.
2. Pautan Tidak Sempurna
Gengen yang terangkai pada satu kromosom letaknya tidak berdekatan satu sama
lainnya. Sehingga, gengen itu dapat mengalami perubahan letak yang disebabkan karena
adanya perubahan segmen dari kromatidkromatid pada sepasang kromosom homolog.
Dalam tautan dikenal dua susunan gen yang menunjukkan lokasi alel pada kromosom
tersebut, yaitu:
1. Coupling (cis)
Gengen dominan terangkai pada satu kromosom, sedangkan gengen resesif terangkai
pada kromosom homolognya.
2. Repulsion (trans)
Gen dominan terangkai dengan gen resesif yang bukan alelnya pada satu kromosom,
sedangkan gen resesif dari sel pertama dan gen dominan dari sel kedua terangkai pada
kromosom homolognya.
b+ vg+ b vg+
b vg b+ vg
a. b.
Gambar 1. (a) Susunan gen cis (b) Susunan gen trans.
Kombinasi dapat terjadi dengan adanya pindah silang atau crossing over yaitu
pertukaran bahan DNA antara kromatid yang bukan berasal dari satu kromosom.
Peristiwa ini terjadi pada saat kromosom homolog berpasangan dalam profase I meiosis
pada subfase diploten. Kombinasi dapat terjadi apabila bagianbagian kromosom saling
bertukar. Dengan mempelajari kombinasi gen baru seseorang dapat menetukan gengen
aman yang terdapat pada kromosom yang sama.
Gambar 2. Pindah silang saat meiosis.
Urutan gen pada letak kromosom tertentu dan jarak antara gengen tersebut yaitu
pemetaan kromosom. Hubungan gen bertautan atau linkage dapat digunakan untuk
memperkirakan nisbah perubahan fenotip dan genotip dalam persilangan yang berbeda.
Produkproduk yang dihasilkan oleh kromatid pada saat pindah silang dinyatakan sebagai
tipe parental (memiliki sifat yang sama dengan induk). Sedangkan produk yang
dihasilkan oleh kromatid yang terlibat dalam pindah silang disebut tipe rekombinan
(memiliki sifat yang tidak sama dengan induk).
Faktorfaktor yang mempengaruhi terjadinya pindah silang adalah:
1. Temperatur
Temperatur kurang atau melebiji temperatur biasa dapat memperbesar kemungkinan
pindah silang.
2. Umur
Semakin tua suatu individu makin kurang mengalami pindah silang.
3. Zat Kimia
Zat kimia tertentu dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang.
4. Penyinaran sinar X
Penyinaran sinar X dapat memperbesar kemungkinan pindah silang.
5. Jarak antar gen
Jarak antar gen makin jauh letak satu gen dengan gen lainnya, makin besar
kemungkinan pindah silang.
6. Jenis kelamin
Umumnya jantan atau betina dapat mengalami pindah silang. Namun pada ulat sutera
betina dan Drosophila jantan tidak pernah terjadi pindah silang
Frekuensi pindah silang sangat ditentukan oleh jarak antar gen. Kemungkinan
terjadinya pindah silang antar dua gen makin besar apabila jarak antar gen semakin jauh.
Ahli genetika menggambarkan jarak antar gen yang bertaut dalam satuan ukuran unit
peta. Satu unit sama dengan satu persen pindah silang (rekombinan) dan menunjukkan
jarak linier antara dua gen tersebut.
Frekuensi rekombinan atau nilai pindah silang adalah angka yang menunjukkan
persentase rekomendasi dari hasilhasil persilangan. Nilai pindah silang dapat digunakan
untuk menentukan jarak antara dua gen yang berdekatan. 1% frekuensi rekombinan
menunjukkan jarak gen 1 unit peta atau 1 centimorgan. Nilai pindah silang dapat dihitung
menggunakan rumus:
Jumlah rekombinan x 100%
Jumlah seluruh individu
Dengan uji silang individuindividu dihibrida dapat mengetahui apakah berpautan
atau tidak berpautan. Penyimpangan yang beda dari rasio 1:1:1:1 pada keturunan hasil uji
silang suatu dihibrida dapat digunakan sebagai bukti adanya peristiwa pautan gen.
Peta kromosom adalah gambar yang menyatakan jarak gengen yang terletak pada
lokus yang berderetderet dalam suatu kromosom.
Contoh:
Pada jagung, biji berwarna (C) dominan terhadap tidak berwarna (c). Biji tidak keriput
(S) dominan terhadap biji keriput (s). Jagung yang mempunyai biji berwarna dan tidak
keriput (CCSS) disilangkan dengan varietas yang bijinya tidak berwarna dan keriput
(ccss). Kemudian F1nya diuji silang dan akan memperoleh F2.
P1 : CCSS
P2 : ccss
CCSS X ccss
F1: CcSs
CcSs X ccss
F2: CCSS : 4032 batang
ccss : 4035 batang
CCss : 149 batang
ccSS : 152 batang
Total 8368 batang
Hasil
persilangan tersebut tidak sesuai dengan hokum Mendel 1:1:1:1 karena gen C dan S
terpaut. Dari hasil persilangan tersebut, maka dapat diketahui pemetaan kromosomnya.
Frekuensi parental : (4032 + 4035) / 8368 X 100% = 96,40%
Frekuensi rekombinan: (149 + 152) / 8368 X 100% = 3,60%
Kesimpulan:
Frekuensi parental > 50% menunjukkan bahwa gen C dan S berada pada kromosom
yang sama.
Frekuensi rekombinan 3,60% menunjukkan bahwa jarak gen C dan S adalah 3,6
centimorgan atau satuan peta.
Contoh:
Uji silang individuindividu trihibrid. Tanaman jagung homozigot untuk gen resesif
glossy (g) yaitu menghasilkan daundaun yang mengkilat. Semai hijau kekuningkuningan
ialah hasil gen resesif yang disebut viresen (v). Gen resesif ketiga ialah steril variable (a)
yang menunjukkan distribusi kromosom yang teratur selama meiosis. Ketiga gen berpautan.
Dua tumbuhan homozigot disilangkan menghasilkan F1 yang semuanya normal. Bila F1 diuji
silangkan, fenotip keturunan yang muncul sebagai berikut:
G V A g v a
x
G V A g v a
Fenotip Jumlah Genotip Keterangan
Normal 235 GVA Parental
Mengkilat steril pucat 270 gva Parental
Mengkilat steril 62 gVa s.c.o
Pucat 60 GvA s.c.o
Mengkilat pucat 48 gvA s.c.o
Steril 40 GVa s.c.o
Steril pucat 4 Gva d.c.o
Mengkilat 7 gVA d.c.o
Jumlah 726
Tipe rekombinan = paling banyak
Tipe rekombinan = paling sedikit (DCO)
Menentukan urutan gen yang benar
GenGDCO tidak sama dengan gen G parental, sehingga gen G dipindah ke tengah.
Oleh sebab itu, urutan gen yang benar adalah seperti di bawah ini :
a. Menghitung jarak antar gen
● Jarak gen VG = ×100%ΣtotalΣSCO I+ ΣDCO
● Jarak gen GA = ×100%ΣtotalΣSCO II+ ΣDCO
Sehingga jarak antar gen adalah sebagai berikut ini :
b. Menghitung nilai koefisien koinsidens (KK)
Koefisien koinsidens adalah ukuran kekuatan interferensi. Dengan arti lain,
perbandingan pindah silang sebenarnya (yang teramati) dengan pindah silang harapan
(bila tidak ada pengaruh).
Frekuensi sebenarnya = Ʃ DCO / Total
= 11 / 726
= 0,015
Frekuensi harapan = frekuensi VG X frekuensi GA
= 18,3% X 13,6%
= 248,88/10000
= 0,025
KK = Frekuensi sebenarnya / Frekuensi harapan
= 0,015 / 0,025
= 0,6
c. Menghitung interferensi (I)
Interferensi adalah pindah silang yang terjadi pada suatu tempat mampu mengurangi
kemungkinan terjadinya pindah silang pada daerah lain yang berdekatan.
I = 1 KK
= 1 0,6
= 0,4
6.1. Simulasi
a. Alat dan Bahan
1. Plastisin
2. Kancing atau kertas label
3. Alat tulis
4. Kamera
b. Kegiatan
Buatlah modelmodel di bawah ini dan dokumentasikan setiap kegiatan sebagai bahan
laporan praktikum :
● Pautan sempurna dan tidak sempurna
● Single Crossing Over dan Double Crossing Over pada trihibrid
6.2. Latihan Soal
1. Apa pengertian dari tautan gen atau linkage menurut pendapat Anda?
2. Bagaimana dasar fisik dan sitologi pindah silang?
3. Sebutkan macammacam pindah silang! Jelaskan dan sertakan dengan gambar literatur!
4. Apa saja faktor yang mempengaruhi crossing over? Dan jelaskan!
5. Tentukan tipe pautannya! Gametgamet yang terbentuk jika gen dalam model kromosom ini
terpaut tidak sempurna (tunjukan tipe parental dan tipe rekombinannya).
a. A B b. A b c. Wx gl d. + v
a b a B wx Gl d +
6. In corn the alleles C and c result in colored versus colorless seed, Wx and wx in nonwaxy
versus waxy endosperm and Sh and sh in plump versus shrunken endosperm. When plants
grown from seed heterozygous for each of these pairs of alleles were test crossed with plants
from colorlesswaxyshrunken seed, the progeny seeds were as follows:
Colorless, waxy, plump 4
Colorless, nonwaxy, plump 974
Colorless, waxy, plump 20
Colorless, waxy, shrunken 2349
Colored, waxy, shrunken 951
Colored, nonwaxy, shrunken 99
Colored, nonwaxy, plump 2216
Colored, nonwaxy, shrunken 15
TOTAL 6708
7. Gandum berdaun berkilatkekuningantidak ligule disilang dengan yang berdaun
suramhijauligule menghasilkan F1 suramhijauligule. Hasil testcross suramhijauligule
313, suramhijautidak ligule 86, suramkekuningan tidak ligule 224,
suramkekuningantidak ligule 29, berkilathijauligule 36, berkilathijauligule 232,
berkilatkekuniganligule 86, dan berkilatkekunigantidak ligule 247.
a. Buatlah jarak peta ketiga gen jika gen letaknya berangkaian. Simbol untuk
masingmasing karakter ialah: G = suram, g = berkilat (glossy), V = hijau, v =
kekuningan (virescent), L = ligule, dan l = tidak ligule (ligule ialah bagian daun atau
tangkai).
b. Berapa pula nilai Inya?