Jensa Yuswantoro 1917021036 Laporan Praktikum Genetika Kelompok 1 Berangkai Dan Pindah Silang [PDF]

Citation preview

BERANGKAI DAN PINDAH SILANG (Laporan Praktikum Genetika)



Oleh



Jensa Yuswantoro 1917021036



PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG 2021



LEMBAR PENGESAHAN



Judul Percobaan



: Berangkai dan Pindah Silang



Tanggal Percobaan



: 19 Mei 2021



Nama



: Jensa Yuswantoro



NPM



: 1917021036



Program Studi



: Biologi



Fakultas



: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam



Kelompok



: I (Satu)



Bandar Lampung, 19 Mei 2021



Mengetahui Asisten



Dewi Sartika, S.Si.



I.



PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat yang diwariskan, cara sifat diwariskan, dan variasinya yang terjadi pada keturunannya disebut ilmu keturunan atau genetika. Seorang tokoh yang berjasa dalam mempelajari sifat-sifat yang diwariskan dari induk pada keturunannya ialah Gregor J. Mendel (1822 – 1884) sehingga ia dikenal sebagai bapak genetika. Dalam percobaannya, Mendel menggunakan tanaman kacang ercis atau kacang kapri (Pisum sativum). Pada sebuah kromosom, terdapat banyak sekali gen yang akan menentukan fenotip dari suatu individu. Beberapa gen yang berbeda alelnya, seringkali terdapat bersama pada sebuah kromosom. Keadaan seperti ini disebut linkage atau berangkai. 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. Gen-gen yang terangkai pada satu kromosom biasanya letaknya tidak berdekatan satu dengan lainnya, sehingga gen-gen itu dapat mengalami perubahan letak yangdisebabkan karena adanya penukaran segmen dari kromatid-kromatid pada sepasang kromosom homolog. Peristiwa ini sering disebut dengan pindah silang. Pindah silang (crossing over) adalah peristiwa penukaran segmen dari kromatidkromatid 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 terjadi pada 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 banyak variasi antar individu. Dengan adanya pindah silang maka terbentuk genotip tipe parental dan tipe rekombinan dan didapatkan nilai pindah silang. Untuk mengetahui terjadinya pindah silang dan persentasenya maka dilakukan praktikum ini mengenai berangkai dan pindah silang.



1.2 Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut: 1. Membuat tiruan peristiwa pindah silang 2. Menunjukkan hasil dari pindah silang



II.



TINJAUAN PUSTAKA



Pindah Silang Berangkai (linkage) adalah suatu peristiwa terdapatnya dua atau lebih gen dalam buah 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. 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). Peristiwa berangkai pada tumbuhan pertama kali diketahui oleh G. H. Collins dan J. H. Kempton pada tanaman jagin di tahun 1911. Penelitian Collins dan Kempton tersebut menyatakan bahwa gen (wxa) endosperm berlilin terangkai dengan (c) warna aleuron yang selanjutnya diketahui pula bahwa pada makhluk lain termasuk manusia juga ada yang mengalami peristiwa berangkai (Mustami, 2013).



Pola pewarisan gen dalam populasi berhubungan dengan frekuensi dan interaksi alal dalam suatu populasi Mendel (Mendel Population), yaitu suatu kelompok interbreeding dari suatu organisme yang masing-masing memiliki gene pool. Gene pool adalah jumlah dari semua alel yang berlainan dalam populasi. Gen-gen ini mempunyai hubungan dinamis dengan alel yang lainnya dan dengan lingkungan



seperti seleksi mempunyai kecenderungan untuk mengubah frekuensi gen yang dapat menyebabkan evolusi dalam populasi (Campbell et al, 2008). Peristiwa rekombinasi yang terjadi pada pembelahan sel secara meiosis yang paling akrab kita ketahui adalah pindah silang (crossing over). Rekombinan ini akan membuat terjadinya pertukaran materi genetic (DNA) dari sel kelamin jantan (ayah) dan sel kelamin betina (ibu) secara timbal balik yang akan bersegregasi sehingga menghasilkan alel baru yaitu rekombinasi dari kedua orang tuanya. pada saat terjadinya pindah silang, sel memiliki mekanisme molekuler yang akan memfasilitasi peoses tersebutdan dapat mengaktifkan pertukaran materi genetic yang tidak timbal balik, sehingga kromosom tidak melakukan pindah silang. Proses ini disebut juga dapatdisebut konversi gen. Memahami konversi gen penting karenapengaruh frekuensialel saat ini sangat berpengaruh dan telah terlibat dalampenyakit manusia (Sun et al., 2012). Pemisahan bebas pasangan gen pada saat pembentukan gamet merupakan dasar pengertian genetika. Jumlah gen dalam suatu organisme jauh melebihi jumlah pasangan kromosom. Jadi tiap kromosom mengandung banyak gen, beberapa diantaranya tidak memisah dengan bebas. Meskipun gen tersebut secara fisik saling bertaut pada kromosom tetapi kombinasi baru dapat terjadi dengan adanya pindah silang, yaitu pertukaran bahan ADN antara kromatid yang bukan berasal dari satu kromosom (non-sister chromatids). Rekombinasi antara gen yang bertaut adalah sumber utama keragaman genetik dalam suatu spesies (Tamarin, 2008). Pada proses pindah silang terdapat beberapa cara diantaranya dengan cara menentukan titik poin, biasanya titik poin tersebut adalah banyaknya gen dalam satu individu (orang tua) dibagi menjadi dua bagian sama panjang dan saling di tukarkan antara dua orang tua tersebut, sedangkan pada program kali ini pindah silang yang dilakukan adalah dengan cara memilih titik (gen) secara acak dari kedua orang tua yang nantinya nilai tersebut akan di tukarkan dengan batasan 4 buah titik atau gen dari setiap orang tua, akan tetapi ada kemungkinan ketika selesai melakukan pindah



silang nilai fitness dari dua anak (hasil pindah silang) memiliki nilai fitness yang lebih buruk dari kedua orang tuanya, maka dari itu jika dalam program kali ini jika nilai fitness dari kedua anak hasil pindah silang memiliki nilai fitness yang lebih buruk, maka kedua anak sama dengan kedua orang tua. Hal ini dilakukan agar tidak terjadi looping yang sia-sia untuk menemukan nilai yang paling optimal atau dengan kata lain setiap looping yang dilakukan bernilai lebih baik atau sama dengan sebelumnya hingga program ini menemukan nilai yang konstan atau tidak berubah setelah melakukan banyaknya looping sesuasi dengan yang diinginkan (Nurrohmah, 2019). Prinsip terjadinya pindah silang adalah jika terjadi persilangan antara kromatid kromosom sehomolog itu, rupanya ketika saling memisah waktu anafase 1 bagian kromosom yang bersilang tak kembali ke induk, tapi melekat ke kromosom sebelahnya, secara timbal balik. Karena itu gen-gen yang terletak pada bagian yang pindah itu akan berpindah temapat pula ke kromosom sebelah (Saefudin, 2007).



III.



METODE PENELITIAN



3.1 Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah Lilin lembek (plastisin) beraneka warna yang biasa digunakan sebagai mainan anak-anak, kertas hvs, dan pena. 3.2 Cara Kerja Adapun cara kerja yang pada praktikum kali ini adalah sebagai berikut: 1. Buatlah bentuk benang (stand) dari gumpalan lilin yang telah disediakan. Sediakan masing-masing 2 utas benang lilin dari dua warna yang berbeda. Anggaplah stiap utas benang tersebut adalah tetrad sehingga saudara kini mempunyai 1 pasang kromosom yang telah membentuk 4 tetrad. 2. Berilah tanda lokasi sntromer menggunakan lilin yang sewarna dengan Warna pasangan kromatid. Ingatlah pada awalnya sentrome belum membelah. 3. Buatlah konfigurasi terjadinya pindah silang antar tetrad sepeti yang telah ditentukan pada table dalam lembar laporan kegiatan. Gambarkan konfigurasi hasil pindah silangnya.



IV.



HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN



A. Data Pengamatan Jenis Pindah Silang (PS) PS Tunggal antara kromatid 1 dan 4



PS Tunggal antara kromatid 1 dan 3



PS Tunggal antara kromatid 2 dan 3



PS Tunggal antara kromatid 2 dan 4



Gambar



PS Ganda antara kromatid antara 1 & 3 dan 2 & 4



PS Ganda antara kromatid antara 2 & 3 dan 1 & 4



B. Pembahasan Replikasi DNA yaitu bagian penggandaan rantai ganda DNA. Pada sel, replikasi DNA terjadi sebelum pembelahan sel. Prokariota bertali-tali memberlakukan replikasi DNA. Pada eukariota, waktu terjadinya replikasi DNA sangatlah diatur, yaitu pada fase S siklus sel, sebelum mitosis atau meiosis I. Penggandaan tersebut memanfaatkan enzim DNA polimerase yang membantu pembentukan belitan sela nukleotida-nukleotida penyusun polimer DNA. Bagian replikasi DNA dapat pula dilakukan in vitro dalam bagian yang disebut reaksi berantai polimerase (PCR). Replikasi DNA adalah proses penggandaan DNA yang terjadi sebelum sel membelah diri. Replikasi terjadi di nukleus (inti sel) dan terjadi sebelum sel melakukan pembelahan. DNA perlu digandakan agar sel baru hasil pembelahan memiliki DNA yang sama dengan sel induk. Replikasi DNA terjadi secara semi konservatif yaitu rantai ganda DNA akan terpisah dan masing-masing rantai induk akan menjadi cetakan untuk rantai baru. Sehingga DNA hasil replikasi masing-masing memiliki rantai induk dan rantai anak.



Tetrads adalah sekelompok dua kromosom homolog yang datang bersama-sama untuk menjalani crossing over event di meiosis. Pada tahap interphase meiosis, DNA telah digandakan dan terkondensasi menjadi kromosom. Setiap kromosom terdiri dari dua kromatid saudara identik. Ketika mereka dipasangkan dengan kromosom serupa yang juga terdiri dari dua kromatid identik, mereka dikenal sebagai homolog. Ini berarti mereka serupa, tetapi tidak identik. Anda dapat menganggap ini sebagai warna rambut yang berbeda. Kebanyakan manusia memiliki rambut, tetapi tidak semua orang memiliki warna rambut yang sama. Misalnya, beberapa orang memiliki rambut hitam, beberapa memiliki rambut cokelat, atau bahkan pirang. Tapi struktur rambutnya sama untuk semua orang. Sehubungan dengan kromosom homolog, satu kromosom homolog berasal dari ibu Anda dan yang lainnya berasal dari ayah Anda. Ketika mereka berpasangan dalam persiapan untuk acara crossing over, mereka membentuk sebuah tetrad. Tetrads tidak muncul dalam mitosis karena tidak ada peristiwa penyeberangan. Pada mitosis, kromosom dibawa ke ekuator sel tanpa menyeberang. Tidak ada pertukaran informasi genetik antara kromosom. Pada percobaan diatas, dilakukan 6 pindah silang pada kromatid, yaitu 4 pindah silang tunggal dan 2 pindah silang ganda. Dari ke-4 percobaan pindah silang tunggal, diperoleh hasil yang berbeda-beda seperti pada tabel, yaitu pada pindah silang tunggal1 dan 4, 1 dan 3, 2 dan 3 serta 2 dan 4. Berbeda dengan pindah silang tunggal, pada pindah silang ganda kedua pindah silang menghasilkan gamet yang sama, yaitu pada pindah silang ganda 1 & 3 dan 2 & 4 serta 2 & 3 dan 1 & 4. Pada hasil praktikum kali ini, tipe pindah silang tunggal baik I maupun II menghasilkan gamet baru. Model pindah silang ini berpindah dari satu lengan dan menghasilkan 4 gamet baru hasil dari proses crossing over.



V.



KESIMPULAN



Adapun kesimpulan yang diperoleh pada praktikum ini adalah sebagai berikut: 1. Pindah silang tunggal menghasilkan gamet baru yang berbeda-beda. 2. Proses replikais DNA terjadi di nukelus (inti sel). 3. Tetrads adalah sekelompok dua kromosom homolog yang datang bersamasama untuk menjalani crossing over event di meiosis. 4. Proses replikasi DNA terjadi secara semi konservatif. 5. Pada kedua pindah silang ganda, gamet yang dihasilkan adalah sama.



DAFTAR PUSTAKA



Campbell, N. A., J. B. Reece, L. A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorsky & R. B. Jacson. 2008. Biology 8th ed. Benjamin Cummings: California. Mustami, M. K. 2013. Genetika. Universitas Islam Negeri Alauddin: Makassar. Nurrohman. 2019. Jaringan Distribusi Menggunakan Algoritma Genetika di Interkoneksi Penyulang Pakupatan dan Palima pada Beban Prioritas untuk Mengurangi Rugi Daya dan Jatuh Tegangan. Jurnal Ilmiah Setrum 8 (2): 158 – 165. Saefudin. 2007. Genetika. Universitas Pendidikan Indonesia: Bandung. Sun, Y. J. H. Ambrose, B. S. Haughey, T. D. Webster, A. N. Pierrie, D. F. Munoz, E. C. Wellman, S. Cherian, S. M. Lewis, L. E. Berchowitz & G. P. Copenhover. 2012. Deep Genome-Wide Measurement of Mitotic Gene Conversion Using Tetrad Analysis in Arabidopsis thaliana. Plos Genetics. 8(10) : 1 – 8. Suryo. 2010. Genetika Manusia. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta. Tamarin, R.H. 2008. Principles of Genetics. Mc Graw-Hill Companies: New York.