A. TopikBERANGKAI DAN PINDAH SILANGB. TujuanMengetahui
terjadinya pindah silang secara imitasiC. Latar BelakangPindah
silang merupakan salah satu kejadian dalam ilmu genetika di
manakromosom tidak berpasanngan dengan kromosom homolognya
(Yatim,1996)Berangkai (linkage) adalah suatu peristiwa terdapatnya
dua atau lebih gen dalamebuah kromosom. Berangkai ada 2 macam yaitu
berangkai sempurna dan berangkai tidaksempurna. Berangkai sempurna
terjadi apabila tidak ada pindah silang antara gen-genpada 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 berdekatansatu dengan lainnya, sehingga gen-gen itu
dapat mengalami perubahan letak yangdisebabkan karena adanya
penukaran segmen dari kromatid-kromatid pada sepasangkromosom
homolog. Peristiwa ini sering disebut dengan pindah silang
(crossing over) (Suryo, 2008).Gen-gen yang terletak pada kromosom
yang sama cenderung untuk tetap bersama (berpautan) waktu
diwariskan kepada turunannya. Pindah silang terjadi antara kromatid
pada sebuah tetrad yang melibatkan dua atau lebih kromatid.
Peristiwa pindah silang menghasilkan kombinasi baru (rekombinasi)
gen, yang berlainan dengan susunan gen pada induk. Apabila jarak
antara dua atau lebih gen yang berpautan itu panjang maka
kemungkinan terjadinya pindah silang pun menjadi besar. Selain itu
pula pindah silang pada kromosom yang panjang, dapat terjadi sekali
(tunggal) atau ganda. (Ayala and Kiger, 1984). Akibat pindah silang
adalah tertukarnya materi kromosom. Pindah silang dibedakan atas
:1. Pindah silang tunggal ialah pindah silang yang terjadi pada
satu tempat dan menyebabkan terbentuknya 4 macam gamet, yaitu CF
dan cf yang disebut tipe gamet tetua/tipe parental karena memiliki
gen seperti yang dimiliki induk/parentalnya dan Cf dan cF yang
disebut tipe gamet rekombinasi karena merupakan gamet tipe baru
sebagai hasil adalanya pindah silang. Gamet tipe parental dibentuk
dalam jumlah yang lebih banyak karena tidak mengalami gangguan
pindah silang sedangkan gamet tipe rekombinasi dibentuk lebih
sedikit. Akibatnya keturunan yang mempunyai sifat seperti parental
selalu berjumlah lebih banyak dibandingkan dengan keturunan tipe
rekombinasi (Nio, 1990 )2. Pindah silang ganda ialah pindah silang
yang terjadi di dua tempat (double crossing over). Biasanya terjadi
pada 3 buah gen yang berangkai pada satu kromosom (Nio, 1990 )D.
Alat dan Bahan Lilin lunak (malam) yang beraneka warna Spidol
CameraE. Cara KerjaMembuat 2 pasang bentuk benang (strand) dari
lilin lunak, masing-masing pasangan terdiri dari 2 benang lilin
dengan warna sama yang berbeda dengan pasangan lainnya dari dua
pasang benang, ini berarti sudah ada 4 kromatid
Menentukan lokasi sentromer pada kromatid tersebut, dengan
menggunakan lilin lunak yang warnanya sama.( sentromer belum
membelah)Lilin warna orangeLilin warna coklat
Membuat konfigurasi terjadinya pindah silang sesuai dengan
ketentuan berikut:PS Tunggal (2-3)PS Gandal (2-3, 2-3)PS Ganda
(1-3, 2-4)PS Ganda (2-3, 2-4)PS Ganda (2-3, 1-4)PS Ganda (1-3, 2-4,
1-3)
Mendokumentasikan lilin lunak yang digunakan sebagai data hasil
pindah silang
F. Hasil dan PembahasanMcm Pindah silangGambar kromosom dalam
gametNPS
1. Dibuat 4 strand kromatid dari lilin dan diberi bulatan tempat
lokus gen
2. Pindah silang tunggal ( 2 3 )
3. Pindah silang ganda ( 2 3 ; 2 3 )
4. Pindah silang ganda ( 1 3 ; 2 4 )
5. Pindah silang ganda ( 2 3 ; 2 4 )
6. Pindah silang ganda ( 2 3 ; 1 4 )
7. Pindah silang ganda ( 1 3 ; 2 4 ; 2 3 )
1234ABCDABCDabcdabcd
1234ABCD (tipe parental)ABcd (tipe rekombinan)abCD (tipe
rekombinan)abcd (tipe parental)
1234ABCD (tipe parental)AbcD (tipe rekombinan)aBCd (tipe
rekombinan)abcd (tipe parental)
1234Abcd (tipe rekombinan)ABcd (tipe rekombinan)aBCD (tipe
rekombinan)abCD (tipe rekombinan)
ABCD (tipe parental)Abcd (tipe rekombinan)aBCd (tipe
rekombinan)abcD (tipe rekombinan)1234
1234ABcd (tipe rekombinan)Abcd (tipe rekombinan)aBCD (tipe
rekombinan)abCD (tipe rekombinan)
1234AbcD (tipe rekombinan)ABcd (tipe rekombinan)aBCD (tipe
rekombinan)abCd (tipe rekombinan)
NPS = 2/4 x 100% = 50%
NPS = 2/4 x 100% = 50%
NPS = 4/4 x 100% = 100%
NPS = 3/4 x 100% = 75%
NPS = 4/4 x 100% = 100%
NPS = 4/4 x 100% = 100%
Topik praktikum genetika kali ini adalah berangkai dan pindah
silang. Tujuan dari praktikum ini adalah mengetahui terjadinya
pindah silang secara imitasi. Pindah silang adalah proses penukaran
segmen dari kromatid-kromatid bukan kakak beradik dari sepasang
kromosom homolog. Pindah silang terjadi ketika peristiwa meiosis I
(akhir profase I atau permulaan metaphase I), yaitu pada saat
kromosom telah mengganda menjadi dua kromatid. Pada waktu
kromosom-kromosom hendak memisah yaitu pada anaphase I,
kromatid-kromatid yang bersilang itu melekat dan putus dibagian
kiasma, kemudian tiap potongan itu melekat pada kromatid sebelahnya
secara timbal balik. Sehubungan dengan itu, gen-gen yang terletak
pada bagian yang pindah itu akan berpindah pula tempatnya ke
kromatid sebelah (Suryo,2008).Media yang digunakan dalam praktikum
adalah lilin lunak (berwarna coklat dan orange). Pemilihan lilin
lembek dikarenakan bahan ini merupakan padatan namun bersifat
lembek dan lentur sehingga mudah dibentuk sebagai imitasi strand
dari sebuah kromatid. Lilin yang digunakan terdiri dari dua warna
yang berbeda, bertujuan untuk membedakan antara kromatid yang kakak
beradik dengan kromatid yang bukan kakak beradik. Strand kromatid 1
dan kromatid 2 diumpamakan memiliki gen ABCD, sedangkan strand
kromatid 3 dan kromatid 4 diumpamakan memiliki gen abcd. Pada
praktikum ini langkah pertama yang dilakukan adalah membuat empat
strand kromosom dari lilin lembek dengan dua strand berwarna coklat
dan dua strand lainnya berwarna orange. Keadaan ini menyerupai
keadaan tetrad kromatid pada kromosom homolog. Kemudian membuat
tanda dengan lilin lembek yang berbentuk bulatan sebagai lokasi
sentromer dan gen-gen pada tiap strand dengan warna yang
berbeda.Dibuat konfigurasi terjadinya pindah silang dengan
ketentuan : pindah silang tunggal (2-3), pindah silang ganda (2-3 ;
2-3), pindah silang ganda (1-3 ; 2-4), pindah silang ganda (2-3 ;
2-4), pindah silang ganda (2-3 ; 1-4), pindah silang ganda (1-3 ;
2-4 ; 2-3). Lalu menghitung persen tipe rekombinan yang terjadi
dari tiap ketentuan tersebut dengan rumus nilai pindah silang,
yaitu:
Adapun yang dimaksud dengan nilai pindah silang (nps) ialah
angka yang menunjukkan besarnya persentase kombinasi baru yang
dihasilkan akibat terjadinya pindah silang.Pindah silang yang
dipraktekkan adalah pindah silang tunggal dan pindah silang ganda.
Pindah silang tunggal adalah pindah silang yang terjadi pada satu
tempat , sedangkan pindah silang ganda adalah pindah silang yang
terjadi pada dua tempat. Peristiwa pindah silang ganda terjadi
dengan adanya pertukaran segmen antara 2 kromatid atau lebih dan
membentuk lebih dari 1 kiasma. Pindah silang ganda ini menghasilkan
2 genotip tipe rekombinan, 3 genotip tipe rekombinan, atau 4
genotip tipe rekombinan sehingga nilai pindah silang yang
didapatkan bisa sebesar 50%, 75% atau 100%. Hasil perhitungan NPS
pada pindah silang tunggal (2-3) dan pindah silang ganda (2-3 ;
2-3) menunjukkan angka 50%. Hasil perhitungan NPS pada pindah
silang ganda (2-3 ; 2-4) menunjukkan angka 75%, sedangkan pada
pindah silang ganda (2-3 ; 1-4), pindah silang ganda (1-3 ; 2-4)
dan pindah silang ganda (1-3 ; 2-4 ; 2-3) menunjukkan angka 100%.
Nilai pindah silang tidak akan melebihi 50%, biasanya bahkan kurang
dari 50%, karena hanya dua dari empat kromatid saja yang ikut
mengambil bagian pada peristiwa pindah silang dan pindah silang
ganda akan mengurangi tipe rekombinasi yang dihasilkan.Pada contoh
pertama yaitu pindah silang tunggal (2-3) terjadi pertukaran segmen
antara strand kromatid 2 dengan 3. Pindah silang ini akan membentuk
genotip ABCD pada strand 1, ABcd pada strand 2, abCD pada strand 3
dan abcd pada strand 4. Genotip ABCD pada strand 1 dan abcd pada
strand 4 merupakan tipe parental sedangkan genotip ABcd pada strand
2 dan abCD pada strand 3 merupakan genotip tipe rekombinan. Dengan
demikian nilai pindah silangnya sebesar 50%.Contoh kedua adalah
pindah silang ganda yaitu pertukaran segmen antara strand kromatid
2 dengan 3 dan strand 2 dengan 3 untuk kedua kalinya. Pindah silang
ini akan membentuk genotip ABCD pada strand 1, AbcD pada strand 2,
aBCd pada strand 3 dan abcd pada strand 4. Genotip ABCD pada strand
1 dan abcd pada strand 4 merupakan tipe parental sedangkan genotip
AbcD pada strand 2 dan aBCd pada strand 3 merupakan genotip tipe
rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya sebesar
50%.Contoh ketiga adalah pindah silang ganda yaitu pertukaran
segmen antara strand kromatid 1 dengan 3 dan strand 2 dengan 4 .
Pindah silang ini akan membentuk genotip Abcd pada strand 1, Abcd
pada strand 2, aBCD pada strand 3 dan abCD pada strand 4. Genotip
yang terbentuk pada semua strand adalah genotip tipe rekombinan.
Dengan demikian nilai pindah silangnya sebesar 100%.Contoh keempat
yaitu pindah silang antara kromatid strand 2 dengan 3, dan kromatid
strand 2 dengan 4. Pindah silang ini membentuk genotip ABCD pada
strand 1 yangmerupakan genotip tipe parental, Abcd pada strand 2,
aBCd pada strand 3 dan abcD pada strand 4 yang ketiganya merupakan
genotip tipe rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya
sebesar 75%. Contoh lima yaitu pindah silang antara kromatid strand
2 dengan 3 dan strand 1 dengan 4. Pada pindah silang ini terbentuk
2 kiasma. Genotip yang terbentuk yaitu Abcd pada strand 1, Abcd
pada strand 2, aBCD pada strand 3, dan abCD pada strand 4. Semua
genotip yang terbentuk merupakan tipe rekombinan. Dengan demikian
nilai pindah silangnya sebesar 100%.Contoh enam yaitu pindah silang
antara kromatid strand 1 dengan 3, strand 2 dengan 4, dan strand 2
dengan 3. Pada pndah silang ini terbentuk 3 kiasma. Genotip yang
terbentuk yaitu AbcD pada strand 1, Abcd pada strand 2, aBCD pada
strand 3, dan abCd pada strand 4. Semua genotip yang terbentuk
merupakan tipe rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya
sebesar 100%.Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi pindah
silang, yaitu:1. Temperatur; temperatur yang melebihi atau kurang
dari temperatur biasa dapat memungkinkan besarnya terjadi pindah
silang.2. Umur; makin tua suatu individu, makin kurang mengalami
pindah silang.3. Zat kimia; zat kimia tertentu dapat memperbesar
kemungkinan pindah silang.4. Penyinaran dengan sinar X dapat
memperbesar kemungkinan pindah silang.5. Jarak antara gen-gen
terangkai; makin jauh letak suatu gen dengan gen lainnya, makin
besar kemungkinan terjadi pindah silang.6. Jenis kelamin; pada
umumnya pindah silang dijumpai pada makhluk hidup betina maupun
jantan. Namun, pengecualian pada ulat betina Bombix mori dan lalat
jantan Drosophila tidak pernah terjadi pindah silang
(Suryo,2008).
Salah satu manfaat dari pindah silang yaitu meski dari induk
dengan spesies yang sama, karena adanya peristiwa pindah silang,
seorang anak tidak akan mempunyai karakter sama persis dengan
induknya, baik sebagian atau seluruhnya. Jadi, dengan adanya pindah
silang maka dapat diperoleh variasi-variasi fenotip dari spesies
yang sama.
G. Diskusi1. Apa yang disebut pindah silang?Jawab: Pindah silang
(crossing over) adalah peristiwa penukaran segmen dari
kromatid-kromatid bukan saudara (non sister chromatids) dari
sepasang kromosom homolog. Peristiwa pindah silang dapat pula
didefinisikan sebagai perubahan letak yang terjadi karena adanya
penukaran segmen dari kromatid pada sepasang kromosom homolog yang
terjadi pada gen-gen yang terangkai yang letaknya jauh dari
sentromer pada suatu kromosom.2. Kapan peristiwa pindah silang itu
terjadi? Mengapa bisa terjadi pindah silang?Jawab: Peristiwa pindah
silang umumnya terjadi pada setiap peristiwa gametogenesis pada
kebanyakan makhluk hidup, separti tumbuh-tumbuhan, hewan, dan
manusia. Pindah silang terjadi ketika meiosis I (akhir profase I
atau permulaan metafase I), yaitu pada saat kromosom telah
mengganda menjadi 2 kromatid. Pada waktu kromosom-kromosom hendak
memisah (yaitu pada anafase I), kromatid-kromatid yang bersilang
itu melekat dan putus di bagian kiasma, kemudian tiap potongan itu
melekat pada kromatid sebelahnya secara timbal balik. Gen-gen yang
terletak pada bagian yang mengalami perpindahan itu akan berpindah
pula tempatnya ke kromatid sebelah. Pindah silang terjadi apabila
selama pembelahan meiosis, sepasang kromosom memisah tetapi
perangkat kromosom haploidnya tidak membawa seluruh gen aslinya.
Pada saat itu, terjadi proses pertukaran gen-gen antara
kromatid-kromatid yang bukan pasangannya pada sepasang kromosom
homolog.3. Apakah pindah silang selalu menghasilkan tipe
rekombinan?Jawab : Tidak selalu, karena apabila pindah silang ganda
(double crossing over) berlangsung di antara 2 buah gen yang
terangkai, maka terjadinya pindah silang ganda ini tidak akan
nampak dalam fenotip, sebab gamet-gamet yang dibentukhanya dari
tipe parental saja.4. Kapan pindah silang itu akan menghasilkan
gamet yang semuanya tipe parental dan kapan semuanya tipe
rekombinan?Jawab: Pindah silang akan menghasilkan gamet yang
semuanya tipe parental jika pindah silang ganda (double crossing
over) berlangsung di antara 2 buah gen yang terangkai. Oleh karena
itu terjadinya pindah silang ganda ini tidak akan nampak dalam
fenotip, sebab gamet-gamet yang dibentuk hanya dari tipe parental
saja. Sedangkan, periwaris pindah silang yang akan menghasilkan
gamet yang semuanya tipe rekombinasi akan terjadi jika terjadi
proses pertukaran segmen dari kromatid-kromatid bukan kakak beradik
(nonsister chromatids) dari sepasang kromosom homolog. Dengan
syarat semua kromatid ikut terlibat.
H. KesimpulanBerdasarkan praktikum pindah silang yang telah
dilakukan dapat disimpulkan bahwa pindah silang dapat menimbulkan
berbagai variasi susunan gen dan genotip. Selain itu, persen
rekombinan pada pindah silang tunggal (2-3) dan pindah silang ganda
(2-3 ; 2-3) adalah sebesar 50%. Pindah silang ganda (2-3 ; 2-4)
sebesar 75%. Selanjutnya pada pindah silang ganda (1-3 ; 2-4),
pindah silang ganda (2-3 ; 1-4) dan pindah silang ganda (1-3 ; 2-4
; 2-3) nilai persen rekombinasi adalah sebesar 100%.Pada peristiwa
pindah silang tunggal dihasilkan tipe rekombinasi yang terjadi
akibat pindah silang sebesar 50% karena hanya melibatkan dua
kromosom yang mengalami pindah silang. Pada peristiwa pindah silang
ganda dihasilkan tipe rekombinasi yang terjadi akibat pindah silang
sebesar 50%, 75% hingga 100% karena tidak hanya dua kromosom yang
mengalami pindah silang, tetapi sampai tiga atau emapat kromosom
mengalami pindah silang. Semakin banyak kromosom yang terlibat
pindah silang, semakin besar tipe rekombinasi yang terbentuk akibat
pindah silang.
Daftar Pustaka
Ayala, F.J. and Kiger, J.A. (1984). Modern Genetics. 2nd ed.
Menlo Park: The Benjamin/Cunning Publ.Co.,Inc. Nio,Tjan kwiauw.
1990. Genetika Dasar. Bandung : ITB PressSuryo. 2008. Genetika
Manusia. Yogyakarta: Gajah Mada University Press:Wildan, Yatim.
Genetika. Bandung : Penerbit Tarsito, 1996.
LAMPIRANMacam pindah silangGambar kromosom dalam gametPresentase
gamet tipe pindah silang
Awal
1.PS Tunggal (2-3)
Hasil:
NPS =2/4 x 100% = 50%
2.PS Ganda (2-3, 2-3)
Hasil :
NPS =2/4 x 100% = 50%
3. PS Ganda (1-3, 2-4)
Hasil:
NPS = 4/4 x 100% = 100%
4. PS Ganda (2-3, 2-4)
Hasil:
NPS = 3/4 x 100% = 75%
5. PS Ganda (2-3, 1-4)
Hasil:
NPS = 4/4 x 100% = 100%
6. PS Ganda (1-3, 2-4, 1-3)
NPS = 4/4 x 100% = 100%