5 0 4 MB
BIO-107TP-3-D GENETIKA Pertemuan 4
Gen Terpaut dan Pemetaan Organisme Eukariot
Dosen Dr. Rizky Dwi Satrio, S.Si., M.Si. Dr. Miftahul Huda Fendiyanto, S.Si., M.Si.
Outline Topik yang akan dibahas
Konsep Berpadu Bebas dan Nisbah Mendel Pautan Gen Pindah Silang Analisis Data Genetik Pemetaan Genetik Organisme Diploid Peta Genetik vs Peta Fisik Penggunaan Marka Molekuler dalam Peta Genetik
PETA GENETIK: memetakan gen-gen/ lokus-lokus pada setiap krmosomosom
BIO-UNHAN
Dua Peta lebih baik (Peta Genetik dan Peta Fisik)
BIO-UNHAN
Rasio Fenotipe dan Setiap Persilangan
BIO-UNHAN
Konsep Nisbah Mendel Segregasi Fenotipe F2 Mono- dan Dihibrid Monohibrid: 1.Kasus Dominan-resesif = 3 : 1 2.Kasus Dominan takpenuh/Kasus Kodominan = 1 : 2 : 1 3.Letalitas Homosigot (dominan/resesif) = 2 : 1 Dihibrid dan Berpadu Bebas: Genotipe F2 Perbandingan Fenotipe Dihibrid AABB AABb AaBB AaBb AAbb Aabb aaBB aaBb aabb pada F2 (1) (2) (2) (4) (1) (2) (1) (2) (1)
Kasus 1. 9:3:3:1 Kasus 2. 12:3:1
Kasus 3. 9:3:4
Kasus 4. 9:7
Kasus 5. 9:6:1
Kasus 6. 13:3 Kasus 7. 15:1
--1--
--1--
--1--
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Pendekatan Analisis Genetik dari Fenotipe F2 1. Lakukan analisis setiap sifat secara terpisah 2. Kelompokkan dalam sifat tersebut terdapat berapa kelas atau ciri berbeda? 3. Gunakan kelas dengan jumlah terkecil sebagai pembagi untuk jumlah masing-masing kelas, sehingga anda dapatkan nisbah dengan ada nilai satunya atau A1 : A2: … = ... : ... : 1 4. Hal yang sama anda lakukan terhadap segregasi fenotipe F2 Dihibrid yang nisbahnya belum ada nilai satunya, misalnya 9 : 7 menjadi 1.3 : 1 5. Bandingkan nisbah fenotipe F2 yang akan anda analisis dengan nisbah terdekat dari nisbah segregasi fenotipe F2 mono- dan dihibrid 6. Uji nisbah tersebut dengan menggunakan uji- χ2 7. Untuk analisis dua sifat, gunakan pengujian dengan menggunakan kaidah peluang penggandaan untuk dua kejadian bebas
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Contoh Analisis Genetik dari Fenotipe F2 Mendel Data segregasi fenotipe F2 hasil percobaan Mendel untuk sifat Bentuk biji dan Warna albumen biji
No. 1 2
Fenotipe Bundar-Kuning Keriput-Kuning
3 4
Bundar-Hijau Keriput-Hijau
Harapan 315 101 108 32
Uji khi-kuadrat untuk sifat Bentuk biji
No. Fenotipe 1. Bundar 2. Keriput Jumlah
Observasi 423 133 556
Hipotesis ¾ ¼ 1
Harapan 417 139 556
χ2-hitung 0.086 0.259 0.345
χ2-tabel (db=1, α=0.05) = 3.814 χ2-hitung < χ2-tabel ► sebaran Observasi tidak berbeda dengan sebaran Harapan Berarti Sifat Bentuk biji dikendalikan oleh satu gen dengan 2 alel dan dominan-resesif, alel Bundar dominan & alel Keriput resesif Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Contoh Analisis Genetik dari Fenotipe F2 Mendel Hal yang sama dilakukan uji X2 untuk sifat Warna albumen biji dikendalikan 1 gen, 2 alel, dominan-resesif
Uji khi-kuadrat untuk Dua sifat yaitu Bentuk biji dan Warna albumen No. Fenotipe 1. Bundar-Kuning 2. Keriput-Kuning 3. Bundar-Hijau 4. Keriput-Hijau Jumlah
Observasi 315 101 108 32 556
Hipotesis ¾ x ¾ = 9/16 ¼ x ¾ = 3/16 ¾ x ¼ = 3/16 ¼ x ¼ = 1/16 1
Harapan 312.75 104.25 104.25 34.75 556
χ2-hitung 0.016 0.101 1.897 0.218 2.232
χ2-tabel (db=3, α=0.05) = 7.815 χ2-hitung < χ2-tabel ► sebaran Observasi tidak berbeda dengan sebaran Harapan Berarti antara gen pengendali sifat Bentuk biji dan sifat Warna albumen yang masing-masing dikendalikan oleh 1 gen- 2 alel - dominan-resesif adalah saling bebas atau terletak pada kromosom yang berbeda.
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Latihan analisis & pemetaan genetik dari Data F2 Dalam suatu penelitian di Laboratorium Genetika Tumbuhan, dilakukan pengamatan terhadap tiga karakter pada tanaman Serealia: (1) Warna pangkal batang; (2) Enzim-MDH; (3) Reaksi Polifenol (P). Tiga galur digunakan dalam penelitian ini dengan ciri-ciri ketiga karakter sbb: Galur 1 = Hijau ; MDH-1 ; P+ Galur 2 = Hijau ; MDH-2 ; PGalur 3 = Hijau ; MDH-1 ; PPersilangan Galur 1 x Galur 2 → F1 (Merah ; MDH-3 ; P+) Pada generasi F2 (F1 x F1) diperoleh segregasi sbb: Fenotipe Merah;MDH-1;P+
Jumlah 111
Fenotipe Hijau;MDH-1;P+
Jumlah 66
Merah;MDH-1;P55 Hijau;MDH-1;P10 Merah;MDH-2;P+ 43 Hijau;MDH-2;P+ 144 Merah;MDH-2;P17 Hijau;MDH-2;P36 Merah;MDH-3;P+ 230 Hijau;MDH-3;P+ 166 Merah;MDH-3;P90 Hijau;MDH-3;P32 a.Berdasarkan data F2, pelajarilah determinisme genetik dari setiap karakter (gunakan uji-khi kuadrat) b.Uji apakah gen-gen yang mengendalikan karakter tersebut di atas bebas atau berpautan satu sama lain (gunakan hipotesis bahwa gen- gen tersebut bebas satu sama lain) Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Konsep Pindah Silang dan Pautan
BIO-UNHAN
Pautan Gen (Dua gen yang terletak pada kromosom yang sama)
BIO-UNHAN
Rekombinan
BIO-UNHAN
Pendugaan koefisien rekombinasi r=
=
=
0,5 r + 0,5 r 0,5 (1-r) + 0,5 r + 0,5 r + 0,5 (1-r)
nAb + naB nAB + nAb + naB + nab n(rekombinan 1) + n(rekombinan 2) Total
Koefisien rekombinasi = jarak lokus Jarak antara lokus A dan B = rAB = r x 100 cM (centi Morgan) BIO-UNHAN
Konsep Pindah Silang
BIO-UNHAN
Bukti Pindah Silang dan Simbol
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Pindah Silang terjadi antar Kromatida
BIO-UNHAN
Frekuensi Rekombinan
BIO-UNHAN
Frekuensi Rekombinan dan Tipe Parental
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Pautan Gen dan Pindah Silang PpLl X PpLl Uji khi-kuadrat untuk Dua sifat yaitu Warna bunga dan Bentuk polen (Data F2) No. Fenotipe 1. Ungu-Panjang 2. Ungu-Bulat 3. Merah-Panjang 4. Merah-Bulat Jumlah
Observasi Hipotesis
Harapan χ2-hitung
284 21 21 55
9/16 3/16 3/16 1/16
215 71 71 24
22.144 35.211 35.211 40.042
381
1
381
132.608
χ2-tabel (db=3, α=0.05) = 7.815 χ2-hitung > χ2-tabel ► sebaran Observasi berbeda nyata dengan sebaran Harapan Antara lokus/gen “P” dan “L” tidak bebas atau saling terpaut
(terletak pada kromosom yang sama) dan terjadi pindah silang saat meiosis (pembentukan gamet) Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB
BIO-UNHAN
Interferensi dan Coincidents
BIO-UNHAN
PEMETAAN GENETIK PADA KROMOSOM X Pada Drosophila: Echinus = ec = mata kasar, resesif thd tipe liar (+) Cut = ct = sayap tercabik resesif thd tipe liar (+) Persilangan: betina homozigot echinus x jantan hemizigot cut F1: semua betina tipe liar, jantan echinus Perkawinan F1 jantan x F1 betina F2: Fenotipe Echinus Cut Echinus & Cut Tipe liar
Jantan 420 434 70 76
Betina 490 0 0 510
Pindah silang pada kromosom kelamin •Hanya terjadi pada kromosom X •Rekombinasi terjadi pada gamet betina •F2 jantan = hasil uji-silang ec ec
+ +
ec +
+ ct
+
ct
ec
+
Tetua
rec-ct =
PS
F1
+
T1
ec
ct
R1
+
+
R2
+
ct
T2
Gamet betina
70+76
n(ec, ct) + n(+, +)
Total
ec
=
1000
x 100 cM= 14.6 cM
Persilangan: ABCDE/ABCDE x abcde/abcde F1 (ABCDE/abcde)
Silang uji: ABCDE/abcde x abcde/abcde Hasil silang uji (hanya alel F1 yang disajikan) Fenotipe ABCDE ABCDe ABCdE ABCde ABcDE ABcDe ABcdE ABcde
# ind 107 35 24 103 13 1 2 15
Fenotipe # ind AbCDE 34 AbCDe 8 AbCdE 9 AbCde 35 AbcDE 3 AbcDe 2 AbcdE 0 Abcde 4
Peta genetik?
Fenotipe aBCDE aBCDe aBCdE aBCde aBcDE aBcDe aBcdE aBcde
# ind 10 3 1 4 41 10 5 34
Fenotipe # ind abCDE 10 1 abCDe 0 abCdE 11 abCde 107 abcDE 28 abcDe 24 abcdE 116 abcde
Segregrasi silang uji untuk pasangan 2 lokus Ps AB
Ps AC
Ps AD
Ps AE
Ps BC
AB
300
AC
355
AD
203
AE
192
BC
287
Ab
95
Ac
40
Ad
192
Ae
203
Bc
121
aB
108
aC
40
aD
210
aE
198
bC
108
ab
297
ac
365
AD
195
ae
207
bc
284
Ps BD
Ps BE
Ps CD
Ps CE
Ps DE
BD
220
BE
203
CD
208
CE
195
DE
325
Bd
188
Be
205
Cd
187
Ce
200
De
88
bD
193
bE
187
cD
205
cE
195
dE
65
bd
199
be
205
cd
200
ce
210
de
322
Uji kebebasan lokus A dan lokus B Fenotipe
Hipotesis
Pengamatan
Harapan
AB
0,25
300
200
50
Ab
0,25
95
200
55,1
aB
0,25
108
200
42,3
ab
0,25
297
200
47,1
Total
X2
Khi-kuadrat
800
(3, 0,05)=
7,185
X2 hitung > X2
Lokus A terpaut lokus B Jarak antara A dan B?
194,5 (3, 0,05)
Jarak genetik antara lokus A dan B rAB
nAb + naB = = nAB + nAb + naB + nab
203 = 25,38 cM 800
X2 hitung dan hubungan antar 2 lokus A A B C D E
B 194,5
C 512,3 146,7
D 1 3 1,3
terpaut terpaut terpaut bebas bebas bebas bebas bebas bebas terpaut X2(3, 0,05)= 7,185
2 kelompok pautan: ABC dan DE
E 0,6 1,1 0,8 306,93
KOEFISIEN REKOMBINASI DARI POPULASI F2 AABB x aabb F1: AaBb Jika r = frekuensi rekombinasi, maka: Frekuensi gamet F1: 0.5(1-r) AB, 0.5r Ab, 0.5r aB, 0.5(1-r) ab Jika F1 melakukan penyerbukan sendiri (perkawinan sesama F1), maka frekuensi individu (genotipe) dari populasi F2?
Frekuensi populasi genotipe F2 Gamet betina
Gamet jantan 0.5(1-r) AB
0.5r Ab
0.5r aB
0.5(1-r) ab
0.5(1-r) AB
0.25(1-r)2 AABB
0.25r(1-r) AABb
0.25r(1-r) AaBB
0.25(1-r)2 AaBb
0.5r Ab
0.25r(1-r) AABb
0.25r2 AAbb
0.25r2 AaBb
0.25r(1-r) Aabb
0.5r aB
0.25r(1-r) AaBB
0.25r2 AaBb
0.25r2 aaBB
0.25r(1-r) aaBb
0.5(1-r) ab
0.25(1-r)2 AaBb
0.25r(1-r) Aabb
0.25r(1-r) aaBb
0.25(1-r)2 aabb
Bateson & Punnet (1905-1908): F2 pada sweet pea: Fenotipe (genotipe) Pengamatan Harapan Ungu-panjang (P-L-) 296 0.25 (r2-2r+3) Ungu-bundar (P-ll) 19 0.25 (2r-r2) Merah-panjang (ppL27 0.25 (2r-r2) )Merah-bundar (ppll) 85 0.25 (1-r)2 Total 427
Koefisien rekombinasi •Dari genotipe P-L0.25 (r2-2r+3) = 296/427 r2-2r+3 = 2.7728 (1-r)2+2 = 2.7728 (1-r)2 = 0.7728 1-r = 0.8791 r = 0.1209 •Dari genotipe ppL0.25 (2r-r2) = 27/427 2r-r2 = 0.2529 1-(1-r)2 = 0.2529 (1-r)2 = 0.7471 1-r = 0.8643 r = 0.1357
•Dari genotipe P-ll 0.25 (2r-r2) = 19/427 2r-r2 = 0.1780 1-(1-r)2 = 0.1780 (1-r)2 = 0.8220 1-r = 0.9066 r = 0.0934 •Dari genotipe ppll 0.25 (1-r)2 = 85/427 (1-r)2 = 0.7963 1-r = 0.8934 r = 0.1066
Perbedaan koefisien rekombinasi
Peta Genetik
BIO-UNHAN
Pemanfaatan Marka Molekuler dalam Pembuatan Peta Genetik
BIO-UNHAN
Hubungan antara Peta Fisik dan Genetik
BIO-UNHAN
Terimakasih Daftar Pustaka Bruce Alberts. 2010, Molecular Biology of the Cell. Suharsono S, Suharsono UW. Bahan Ajar Genetika Molekuler, Biologi IPB Supena EDJ. Bahan Ajar Genetika Dasar, Biologi IPB