Laporan Berangkai Dan Pindah Silang [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA BERANGKAI DAN PINDAH SILANG



Disusun oleh : Prodi Pendidikan Biologi I’16 1. Monita Rahayu



16304241011



2. Siti Maghfiroh



16304241036



3. Nurul Janathun A.



16304241024



4. Tharik Cesar Kurniawan



16304241046



JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2018



BERANGKAI DAN PINDAH SILANG



I.



TUJUAN Mengetahui terjadinya pindah silang secara imitasi



II.



DASAR TEORI Materi genetik suatu individu akan diturunkan kepada keturunannya dengan tujuan untuk mempertahankan sifat-sifat indukan yang dimiliki. Pewarisan sifat tersebut terjadi melalui proses reproduksi yang melibatkan induk jantan dan betina. Dimana induk betina maupun jantan membawa sifatnya (gen) masing-masing. Dengan adanya reproduksi maka gen-gen induk



betina



dan



jantan



akan



berkombinasi



sehingga



terdapat



kemungkinan keturunan yang dihasilkan mempunyai gen-gen baru yang merupakan gen rekombinan dari gen-gen yang dibawa oleh induk betina dan jantan. Dalam sebuah kromosom dapat dijumpai gen lebih dari satu. Gen-gen yang terdapat pada kromosom yang sama disebut gen-gen berangkai (linked genes) sedangkan fenomenanya disebut berangkai (linkage) (Susanto, 2011: 76). Rekombinasi dan pindah silang akan menghasilkan rekombinasi antara gen yang disebabkan oleh perubahan segmen kromosom homolog. 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 (Campbell,2011). Pada waktu kromosom hendak memisah (yaitu pada anafase I), kromatid-kromatid yang bersilang itu melekat dan putus pada bagian kiasma, kemudian tiap potongan itu melekat pada kromatid sebelahnya secara timbal balik. Berhubung dengan itu gen-gen yang terletak di bagian yang pindah itu akan berpindah pula ke



tempat kromatid sebelahnya (Suryo, 2013).



Setiap cerossing over



menampakkan suatu ciasma atau konvigurasi bentuk persialngan antara kromosom homolog yang bisa diamati selama meiosis (Jonnes, 2010). Chiasma (jamak: Chiasmata) adalah suatu kondisi yang menyebabkan terjadinya



segregasi



kromosom-kromosm



homolog



yang



akan



menyebabkan perubahan kromosom dari diploid menjadi haploid (Petter Portin, 2012). Dalam pindah silang, yang terjadi ketika kromosom-kromosom homolog tereplikasi berpasangan saat profase meiosis I, sekumpulan protein mengontrol pertukaran segmen-segmen bersesuaian dari satu kromatid maternal dan satu kromatid paternal. Akibatnya, bagian-bagian ujung dua kromatid nonsaudara bertukar tempat setiap kali pindah silang. Pindah silang terjadi pada akhir profase I atau awal metafase I yang terjadi pada saat kromosom telah mengganda menjadi dua kromatid (Campbell, 2011).



III.



METODE Alat dan bahan yang digunakan yaitu lilin lunak yang beraneka warna, label kertas, kamera telepon, dan alat tulis. Pratikum dilakukan dengan membuat 2 pasang bentuk benang (strand) dari lilin lunak, masingmasing pasangan terdiri dari 2 benag lilin dengan warna sama yang berbeda dengan warna pasangan lainnya. Kemudian, menentukan lokasi sentromer pada kromatid tersebut dengan menggunakan lilin yang berwarna sama (sentromer belum membelah). Setelah itu, membuat konfigurasi pindah silang sesuai ketentuan yaitu PS tunggal (2-3), PS ganda (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, 2-3).



Membuat 2 pasang bentuk benang (strand) dari lilin lunak, masing-masing pasangan terdiri dari 2 benag lilin dengan warna sama yang berbeda dengan warna pasangan lainnya



Menentukan lokasi sentromer pada kromatid tersebut dengan menggunakan lilin yang berwarna sama (sentromer belum membelah).



Membuat konfigurasi pindah silang sesuai ketentuan yaitu PS tunggal (2-3), PS ganda (2-3, 2-3), PS ganda (1-3, 2-4), PS ganda (2-3,2-4), PS ganda (23, 1-4), PS ganda (1-3, 2-4, 2-3).



Mengamati dan mengambil gambar peristiwa berikatan dan pindah silang yang terjadi.



IV.



No



1



HASIL PENGAMATAN



Macam Pindah



Gambar kromosom dalam Gamet



Persentase Gamet



Silang



Tipe Pindah Silang



PS tunggal 2-3



Gamet tipe pindah silang = 50% 



Gamet tipe Parental = 50 % Gamet



tipe



Rekombinasi = 50% 



2



PS ganda (2-3)



Gamet tipe pindah



(2-3)



silang = 50% Gamet tipe Parental 



= 50 % Gamet



tipe



Rekombinasi = 50% 



3



PS ganda (1-3)



Gamet tipe pindah



(2-4)



silang = 100% Gamet tipe Parental 



=0% Gamet Rekombinasi







4



PS ganda (2-3)



tipe =



100%



Gamet tipe pindah



(2-4)



silang = 75% Gamet tipe Parental 



= 25 % Gamet



tipe



Rekombinasi = 75% 



5



PS ganda (2-3) (1-4)



Gamet tipe pindah silang = 100%



Gamet tipe Parental =0% 



Gamet Rekombinasi



tipe =



100% 



6



PS ganda (1-3)



Gamet tipe pindah



(2-4) (2-3)



silang = 100% Gamet tipe Parental 



=0% Gamet Rekombinasi







V.



100%



PEMBAHASAN Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa, 7 Maret 2018 di ruang



laboraturium genetika yang bertujuan untuk mengetahui terjadinya pindah silang secara simulasi. Alat dan bahan yang dibutuhkan dengan menggunakan plastisin. Plastisin dibuat menyerupai 2 pasang sister kromatid beserta sentromernya. Untuk setiap plastisin diberi label huruf dengan jarak tertentu. Plastisin berwarna cokelat keduanya di beri label huruf besar ”ABCD” , sedangkan yang berwarna orange diberi huruf kecil “abcd”. Praktikum dimulai dengan memindah silang tunggal kromosom nomor 2 dan 3. Nomor kromosom diurutkan dari atas ke bawah seperti gambar berikut.



tipe =



A a



B



C



D



b



c



d



Dengan dipindah silang antara kromosom 2 dan 3, kromosom-kromosom itu akan menjadi seperti ini



Kemudian setelah adanya pemisahan, maka akan terbentuk sentromer baru di setiap kromosomnya seperti pada gambar berikut



Dari gambar diatas maka gamet yang terbentuk sesuai dengan nomor kromatid sebagai berikut: Kromatid 1



: ABCD



Kromatid 3



: abcD



Kromatid 2



: ABCd



Kromatid 4



: abcd



Menurut Campbel (2011), Pindah silang (crossing over) adalah peristiwa penukaran segmen dari kromatid-kromatid bukan saudara dari sepasang kromosom homolog. Pada percobaan pertama, kromosom 1 dan 2 merupakan sister kromatid serta kromosom 3 dan 4 juga merupakan sister kromatid. Pindah silang tunggal terjadi pada kromosom nomor 2 dan 3 yang mana keduanya bukanlah sepasang kromatid (sister kromatid). Hasil dari pindah silang tunggal ini menghasilkan 4 macam gamet. Menurut Suryo (2013), 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 atau parental, sehingga dinamakan gamet tipe parental. Dua gamet lainnya merupakan gamet-gamet baru yang terjadi akibat adanya pindah silang. Gamet tipe parental dibentuk lebih banyak daripada gamet tipe rekombinansi. Setelah dilakukan perhitungan, maka



dapat diketahui persentase dari hasil gamet yang didapat yang sama dengan ciri gamet Parental sebesar 50 % dan gamet Rekombinasi sebesar 50%. Pada uji kedua yaitu dilakukan pindah silang ganda (2-3)(2-3) yang artinya pindah silang antara kromosom 2 dan 3, kemudian dipindahsilangkan lagi antara kromosom 2 dan 3. A



B



C



D



a A



b



c



d



Kromosom 2 dan 3 disilangkan menjadi



Kemudian disilangkan lagi antara kromosom 2 dan 3 menjadi



Hingga hasilnya terbentuk seperti gambar di bawah ini



Menurut Suryo (2013), jika pindah silang ganda (double crossing over) berlangsung di antara dua buah gen yang terangkai, maka terjadinya pindah silang ganda ini tidak akan tampak pada fenotip, sebab gamet-gamet yang dibentuk hanya dari tipe parental saja atau dari tipe rekombinansi atau tipe parental dan tipe rekombinansi akibat pindah silang tunggal. Akan tetapi, misalkan di antara gen A dan gen B masih ada gen ketiga, misalnya gen C, maka terjadinya pindah silang ganda antara gen A dan gen B akan tampak. Pindah silang ganda yang terjadi pada kromosom (2-3)(2-3) membentuk hasil kromosom dengan 4 macam gamet yaitu: Kromatid 1



: ABCD



Kromatid 3



: aBCd



Kromatid 2



: AbcD



Kromatid 4



: abcd



Dimana hasil yang diperoleh 50% merupakan tipe gamet parental dan 50% tipe gamet rekombinan. Pada uji ketiga dipindah silang ganda pada kromosom (1-3)(2-4). Pindah silang pertama dilakukan pada kromosom 1 dan 3, dan yang kedua pada kromosom 2 dan 4. Menghasilkan kromosom seperti ini



Pindah silang umumnya terjadi pada kromatid-kromatid tengah yaitu kromatid nomor 2 dan 3 dari tetrad kromatid. Tetapi tidak menutup kemungkinan adanya pindah silang pada kromatid-kromatid yang lain (Campbell, 2011). Dari hasil yang diperoleh, semua gamet yang terbentuk yaitu 4 gamet memiliki tipe rekombinan yaitu: Kromatid 1



: ABcd



Kromatid 3



: abCD



Kromatid 2



: ABcd



Kromatid 4



:abCD



Ini berarti hasil pindah silang ganda (1-3)(2-4) memiliki gamet dengan tipe parental 0% dan tipe rekombinan 100%. Di uji yang keempat dilakukan pindah silang ganda pada kromosom (23)(2-4) yang mana di pindah silang pertama pada kromosom 2 dan 3 kamudian dipindah silang lagi pada kromosom 2 dan 4. Sehingga menghasilkan 4 gamet seperti gambar di bawah ini



Gamet yang terbentuk antara lain: Kromatid 1



: ABCD



Kromatid 3



: aBcd



Kromatid 2



: Abcd



Kromatid 4



: abCD



Dari 4 macam gamet yang terbentuk, 3 gamet memiliki tipe rekombinan dan 1 gamet memiliki tipe parental. Pada kromosom 1 masih memiliki gamet dengan tipe parental, hal ini dikarenakan kromosom 1 tidak mengalami pindah silang. Sedangkan pada kromosom lainnya yaitu kromosom 2, 3 dan 4 yang mengalami pidah silang, hasilnya memiliki gamet dengan tipe rekombinan. Sehingga dapat diketahui hasil dari pindah silang ganda pada kromosom (2-3)(2-4) memiliki 25% gamet dengan tipe parental dan 75% gamet dengan tipe rekombinan. Uji ke 5 dilakukan pindah silang pada kromosom (2-3)(1-4). Kali ini dilakukan uji silang yang melibatkan seluruh kromosom, sehingga didapati hasil sebagai berikut



Gamet yang terbentuk antara lain: Kromatid 1



: ABcd



Kromatid 2



: Abcd



Kromatid 3



: abCD



Kromatid 4



: abCD



Dapat diamati dari hasil pindah silang ganda (2-3)(1-4), membentuk 4 gamet baru dengan tipe rekombinan, sehingga diketahui bahwa hasilnya memiliki persentase tipe rekombinan 100% sedangkan tipe parentalnya 0%. Semakin banyak kromosom yang dipindah silangkan maka semakin tinggi pula persentase gamet tipe rekombinannya. Uji terakhir dilakukan pindah silang ganda pada kromosom (1-3)(2-4)(23). Pindah silang pertama dilakukan pada kromosom 1 dan 3, kemudian pada kromosom 2 dan 4 dan yang terakhir pindah silang pada kromosom 2 dan 3. Pindah silang dilakukan seperti gambar di bawah ini



Setelah itu dihasilkan 4 gamet baru seperti berikut



4 gamet ini semuanya memiliki gamet dengan tipe rekombinan 100% dan tipe parentalnya 0%. Gamet yang dihasilkan merupakan gamet dengan tipe rekombinan karena semua kromosom mengalami indah silang sehingga tidak terbentuk gamet parental.



VI.



KESIMPULAN



Berdasarkan kegiatan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Berangakai merupakan peristiwa dimana beberapa gen yang berbeda alelnya terdapat bersama pada sebuah kromosom. Ada dua macam berangkai, yaitu sempurna dan tidak sempurna. Pada berangkai tidak sempurna menyebabkan pindah silang, yaitu gen-gen yang letaknya berjauhan dalam satu kromosom mengalami perubahan letak, karena terjadi



penukaran segmen dari kromatid-kromatid pada sepasang kromosom homolognya. 2. 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% karena hanya melibatkan dua kromosom yang mengalami pindah silang. Pindah silang ganda (2-3)(2-4) sebesar 75% karena ada tiga kromosom yang mengalami pindah silang. 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% karena tidak hanya dua kromosom yang mengalami pindah silang, tetapi semua kromosom mengalami pindah silang. Semakin banyak kromosom yang terlibat pindah silang, semakin besar tipe rekombinasi yang terbentuk akibat pindah silang.



VII.



DAFTAR PUSTAKA



Campbell, Neil A, Jane B. Reece.2011. Biologi. Jakarta : Erlangga. Portin, Petter. 2012. Further Evidence for The Theory That Crossover Interference in



Drosophila melanogaster is Dependent on Genetic



Rather Than Physical Distance Between Adjacent Crossover Points. Findland: Department of Jonnes. 2010. Gene Linkage and genetic Mapping, KhanAcademy.html Suryo.2013.Genetika.Yogyakarta: UGM Press. Susanto, Hery Agus. 2011. Genetika. Yogyakarta:Graham Ilmu.



VIII.



DISKUSI



1. 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.



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 tumbuhtumbuhan, hewan, dan manusia. Pindah silang terjadi ketika meiosis I (akhir profase I atau permulaan metafase I tepatnya pada tahap diploten), yaitu pada saat kromosom telah mengganda menjadi 2 kromatid. Pada awal fase ini, setiap kromatid pada setiap kromosom masih berfusi pada kromatid kromosom homolognya (pada titik ini, kromatid bersaudara telah berpisah). Seiring dengan berkembangnya fase diploten, kromatid bukan saudara yang telah berfusi, mulai berpisah satu sama lain. Tetapi mereka tidak dapat berpisah sempurna, karena masih saling terhubung oleh dua untai DNA di titik dimana pertukaran segmen DNA terjadi. Pada setiap titik pindah silang semacam itu, dua untai DNA membentuk struktur berbentuk x yang disebut kiasma (jamak: kiasmata). Kiasmata kemudian mulai bergerak ke ujung kromatid. Proses peluncuran ke ujung kromatid ini disebut terminalisasi. 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. Pindah silang ini tidak akan nampak dalam fenotip, sebab gamet-gamet yang dibentuk hanya 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 knromosom homolog. Dengan syarat semua kromatid ikut terlibat.



LAMPIRAN



PS Tunggal 2-3



PS Ganda (2-3)(2-3)



PS Tunggal 2-3



PS Ganda (2-3)(2-3)



PS Ganda (1-3)(2-4)



PS Ganda (1-3)(2-4)



PS Ganda (2-3)(2-4)



PS Ganda (2-3)(2-4)



PS Ganda (2-3)(1-4)



PS Ganda (2-3)(1-4)



PS Ganda (1-3)(2-4)(2-3)



PS Ganda (1-3)(2-4)(2-3)