Download - Genetika Pindah Silang
Sister chromatids
Non Sister chromatids
A B
Kiasma
A b
ba
a B
AB (tipe parental)
Ab (tipe rekombinasi)
aB (tipe rekombinasi)
ab (tipe parental)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Dasar Teori
Berangkai (linkage) adalah suatu peristiwa terdapatnya dua atau lebih gen
dalam ebuah 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 ( Suryo, 2008).
Gen-gen yang terangkai pada satu kromosom biasanya letaknya tidak
berdekatan satu dengan lainnya, sehingga gen-gen itu dapat mengalami perubahan
letak yang disebabkan karena adanya penukaran segmen dari kromatid-kromatid
pada sepasang kromosom homolog. Peristiwa ini sering disebut dengan pindah
silang (crossing over) ( Suryo, 2008)
.
A B Meiosis I A B
a b
a b
Sepasang kromosom homolog dalam zigot Terbentuk 4 kromatid
Terjadi pindah silang Terbentuk 4 macam gamet
Peristiwa pindah silang umum terjadi pada setiap gametogenesis pada
kebanyakan makhluk, seperti tumbuh-tumbuhan, hewan, dan manusia. Pindah
silang terjadi ketika meiosis I (akhir profase I atau awal metaphase I), yaitu pada
saat kromosom telah mengganda menjadi dua kromatid ( Suryo, 2008).
Pada waktu kromosom-kromosom hendak memisah (yaitu pada anaphase I),
kromatid-kromatid yang bersilang itu melekat dan putus di bagian kiasma,
kemudian tiap potongan itu melekat pada kromatid sebelahnya secara timbale
balik. Berhubung dengan itu gen-gen yang terletak di bagian yang pindah itu akan
berpindah pula tempatnya ke kromatid sebelah (Robert, 2002).
1 Pindah Silang Tunggal
Merupakan pindah silang yang terjadi pada satu tempat. Dengan terjadinya
pindah silang itu akan terbentuk 4 macam gamet. Dua macam gamet memiliki
gen-gen yang sama dengan gen induk (parental), maka dinamakan gamet-gamet
tipe parental. Dua gamet lainnya merupakan gamet-gamet baru yang terjadi
sebagai akibat adanya pindah silang. Gamet-gamet ini dinamakan gamet tipe
rekombinasi. Gamet-gamet tipe parental dibentuk jauh lebih banyak daripada tipe
rekombinasi ( Suryo, 2008).
2 Pindah Silang Ganda
Merupakan pindah silang yang terjadi pada dua tempat. Jiak pindah silang
ganda ( double crossing over ) berlangsung di antara dua buah gen yang terangkai,
maka pindah silang ganda itu tidak akan Nampak pada fenotip, sebab gamet-
ABAB semua gamet ab tipe parentalab
AB 2 gamet tipe parentalAb aB 2 gamet tipe rekombinasiab
AB 2 gamet tipe parentalAb ab 2 gamet tipe rekombinasiaB
Ab Ab semua gametaB tipe rekombinasiaB
(tipe rekombinasi)
(tipe rekombinasi)
A C B
a c b
Meiosis IA C B
a c b
A C B
A c B
A C B
A c B
a C b
(tipe parental)
gamet yang dibentuk hanya dari tepi parental dan tipe rekombinasi akibat pindah
silang tunggal ( Suryo, 2008 ).
Akan tetapi jika 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 Nampak
(Suryo, 2008)
Kromosom homolog 4 kromatid
Pindah silang ganda Terbentuk gamet-gamet
3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pindah Silang
Kemungkinan terjadinya pindah silang ternyata dipengaruhi oleh beberapa
faktor, seperti:
1. Temperatur yang melebihi atau kurang dari temperatur biasa dapat
memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang.
2. Umur, semakin tua individu semakin kurang merngalami pindah silang.
3. Zat kimia tertentu dapat memperbesar kemungkinan pindah silang.
4. Penyinaran dengan sinar X dapat memperbesar kemungkianan pindah silang.
5. Jarak antar gen-gen yang terangkai, semakin jauh letak satu gen dengan gen
lainnya, semakin besar kemungkinan terjadinya pindah silang.
6. Jenis kelamin, pada umumnya pindah silang dijumpai pada individu betina
maupun jantan. Namun ada perkecualian, yaitu pada ulat sutra yang betina
tidak pernah terjadi pindah silang, demikian pula pada lalat Drosophila yang
jantan ( Suryo, 2008).
4 Nilai Persentase Pindah Silang
NPS =Jumlah tipeparental
X100%Jumlah tipe rekombinasi
Dari pengertian pindah silang tersebut kita dapat menyederhanakan batasan
tentang gamet tipe parental dan gamet tipe rekombinasi. Di atas telah dikatakan
bahwa gamet tipe parental adalah gamet dengan susunan gen yang sama dengan
susunan gen pada individu, sedang gamet tipe rekombinasi adalah gamet yang
susunan gennya merupakan rekombinasi susunan gen pada individu. Sekarang
dengan lebih mudah dapat kita katakan bahwa gamet tipe parental adalah gamet
bukan hasil pindah silang, sedang gamet tipe rekombinasi adalah gamet hasil
pindah silang (Lenard, 2002).
Peristiwa pindah silang, bersama-sama dengan pemilihan bebas (hukum
Mendel II), merupakan mekanisme pembentukan keanekaragaman genetik karena
kedua akan menghasilkan kombinasi baru di antara gen-gen yang terdapat pada
individu sebelumnya. Selanjutnya, seleksi alam akan bekerja untuk
mempertahankan genotipe-genotipe dengan kombinasi gen yang adaptif saja. Oleh
karena itulah, banyak ilmuwan yang menganggap bahwa pindah silang dan
pemilihan bebas sangat penting bagi berlangsungnya proses evolusi (Suryo, 2003)
Nilai pindah silang (prosentase rekombinasi) adalah angka yang
menunjukkan besarnya prosentase kombinasi baru yang dihasilkan oleh pindah
silang. Rumusnya adalah sebagai berikut:
( Suryo, 2008).
Peta Kromosom
Yang dimaksud peta kromosom ialah gambar skema sebuah kromosom
yang dinyatakan sebagai sebuah garis lurus di mana diperlihatka lokus setiap gen
yang terletak pada kromosom itu. Sentromer dari kromosom biasanya dianggap
sebagai pangkal, maka diberi tanda 0. Pada lokus gen dibubuhkan angka yang
merupakan jarak antar gen itu dengan sentromer atau jarak antara satu gen dengan
yang lain. Jarak itu diberi ukuran unit dan 1dan dan 1dan 1 unit = 1% pindah
silang. Misalnya pada lokus gen P tertuilis angka 6,2. Ini berarti bahwa jarak
antara sentromer ke gen ialah 6,2 unit. Pada lokus gen q tertulis angka 10, berarti
bahwa jarak antara sentromer dengan gen q ialah 10 unit. Dengan sendirnya dapat
diketahui jarak antara gen P dan gen q ialah 10 - 6,2 = 3,8 unit. Jarak antara gen P
dan gen q disebut jarak peta. Peta kromosom tanpa menunjukkan letak sentromer
dinamakan peta relatif ( Suryo, 2008 ).
0 P q
6,2 10
Koinsidens dan Interferensi
Terjadinya pindah silang antara segmen-segmen dari kromosom tertentu
kebayakan merupakan fenomena yang kebetulan saja, tetapi distribusinya tidak
acak-acakan. Berdasarkan hukum kemungkinan, maka terjadinya pindah silang
secara simultan sama dengan hasil perkalian dari besarnya kemungkianan untuk
tiap pindah silang yang berlangsung secara terpisah di dua tempat itu. H. J. Muller
membuktikan bahwa pindah silang ganda yang sebenarnya adalah kurang
frekuensinya dibandingkan dengan yang diharapkan berdasarkan perhitungan
distribusi acak-acakan. Muller menegaskan bahwa suatu pindah silang yang
terjadi pada suatu tempat tentu menghambat terjadinya pindah silang lain yang
berdekatan. Inilah yang dinamakan interferensi. Untuk mencari besarnya
interferensi harus dicari besarnya koefisien koinsidens( KK ) dahulu, yaitu
KK =Jumlah pindah silang ganda yang sesungguhnya
Jumlah pindah silang ganda yang diharapkan
perbandingan antara banyaknya pindah silang ganda yang sesungguhnya dengan
banyaknya pindah silang ganda yang diharapkan. Singkatnya
(Robert, 2002)
DNA dan Kromosom
Karunia hereditas keseluruhan berisi DNA yang dimilki oleh suatu sel
disebut genom dari sel tersebut. Walaupun genom prokariotik sering berupa
molekul DNA yang panjang dan tunggal, genom eukariotik umumnya terdiri atas
beberapa molekul seperti itu. Panjang keseluruhan DNA dalam sel eukariotik
sangat panjang. Sel manusia, misalnya, memiliki DNA yang panjnagnya sekitar 3
meter, kira-kira 300000 kali lebih besar darpada diameter sel tersebut. Namun
sebelum sel dapat membelah, semua DNA ini harus disalin dan kemudian dibagi
rata sehinga tiap sel anak memiliki genom lengkap.
Gambar. 1 DNA, Gen dan Kromosom
Replikasi dan distribusi DNA dalam jumlah banyak itu terkelola dengan
baik karena molekul-molekul DNA dikemas menjadi kromosom. Setiap spesies
eukarotik memiliki jumlah kromosom yang khas dalam setiap nukleus. Misalnya,
sel somatik manusia ( semua sel tubuh kecuali sel reproduktif ) mengandung 46
kromosom. Sel reproduktif atau gamet memiliki setengah dari jumlah kromosom
sel somatik, atau 23 kromosom pada manusia ( Campbell, 2000 ).
Didalam setiap kromosom eukarotik terdapat satu molekul DNA linear yang
sangat panjang, yang mewakili ribuan gen, unit yang menentukan sifat yang
diwarisi oleh suatu organisme. DNA ini berkaitan dengan berbagai protein yang
mempertahankan struktur kromosom dan membantu mengontrol aktivitas gen.
Kompleks protein-DNA, yang disebut kromatin diorganisasi menjadi serat yang
tipis dan panjang. Setelah sel menduplikasi genomnya dalam persiapan
pembelahan, kromatin ini memadat danterbentuk kromosom yang tebal yang
dapat kita amati dengan mikroskop cahaya ( Campbell, 2000 ).
Setiap kromosom terduplikasi terdiri dari dua kromatid saudara. Kedua
kromatid yang mengandung salinan molekul DNA kromosom yang identik, mula-
mula saling berdekatan satu sama lain. Dalam bentuk padat dan punya sentromer.
Pada proses pembelahan sel selanjutnya, kromatid saudara dan semua kromosom
ditarik saling menjauh dan dikemas kembali sebagai kumpulan kromosom
lengkap dalam dua nukleus baru, masing-masing satu pada setiap ujung sel
( Campbell, 2000 )
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menirukan secara imitasi terjadinya
pindah silang (crossing over) dan mengidentifikasi kemungkinan akibat-akibat
dari pindah silang.
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil
Tabel 1. Hasil Pengamatan
Macam pindah
Silang
Gambar kromosom
dalam gametGambar
Persentase gamet
Tipe crossing over
Awal (normal)
2/4 x 100% = 50%
PS tunggal (2-3)
2/4 x 100% = 50%
PS ganda
(2-3, 2-3)
2/4 x 100% = 50 %
PS ganda
(2-3, 3-4)
4/4 x 100% =
100%
vvvv
v
PS ganda
(2-3, 1-4) 4/4 x 100% =
100%
PS ganda
(1-3, 2-4, 2-3)
4/4 x 100% =
100%
3.2 Pembahasan
Peristiwa pindah silang adalah proses pertukaran segmen dari kromatid-
kromatid dari sepasang kromatid kromosom homolog atau bisa juga merupakan
gen-gen yang menampakkan tautan karena gen-gen terletak sangat dekat satu
sama lain pada kromosom yang sama.Rekombinasi dapat terjadi apabila bagian-
bagian kromosom saling bertukar.Sedangkan berangkai adalah proses dimana
dalam satu kromosom terdapat lebih dari sebuah gen, yang peristiwa itu disebut
berangkai dan gen-gennya sendiri disebut gen terangkai.Percobaan yang
dilakukan kali ini bertujuan yaitu untuk mengenal berangkai dan pindah silang
dan dapat menirukan secara imitasi terjadinya pindah silang (crossing over) dan
mengidentifikasi kemungkinan akibat-akibat dari pindah silang (Suryo, 2003).
Pada percobaan kali ini digunakan bahan lilinlembek yang berbeda
warnanya sebagai objek.Lilin tersebut dibentuk seperti menyerupai benang
(strand) kromatid. Lilin yang digunakan sebanyak 4(empat) buah yang terdiri dari
2 warna yang sama yaitu merah dan 2 lagi bewarna hijau. Lilin yang bertindak
sebagai parental (tetua) adalah lilin yang berda pada baris ke-1 (A, B, C) dan ke-4
(a, b, c ) sebagai parentalnya, sedangkan lilin yang berada pada baris ke-2 dan ke-
3 sebagai anak atau keturunnya.Sedangkan pada strand lainnya juga diberi tanda
yang sama dengan tipe parentalnya, kemudian membuat konfigurasi terjadinya
pindah silang dengan konfigurasi pindah silang tunggal (2-3), pindah silang ganda
(2-3, 2-3), pindah silang ganda (2-3, 3-4), pindah silang ganda (2-3, 1-4) dan
pindah silang ganda (1-3, 2-4, 2-3).
Hasil dari percobaan yang dilakukan diperoleh persentase macam gamet tipe
crossing over untuk setiap percobaan, yang hasilnya tergantungdari banyaknya
jumlah benang kromatin yang melakukan pindah silang, sehingga hasilnya
berbeda satu sama lain. Nilai persentase pindah silang menunjukan besarnya
persentase kombinasi baru yang dihasilkan akibat tejadinya pindah
silang.Padapindah silang tunggal (2-3) menghasilkan kromosom-kromosom
dengan urutan A B C, a b c, a B C dan A b c. Dengan genotip tipe rekombinan
yaitu a B C dan A b c. Maka dengan menggunakan rumus diatas dapat dihitung
persentase gamet tipe pindah silang (crossing over) yaitu sebesar 50%. Hal ini
menandakan bahwa persentase terjadinya tipe gamet tersebut pada pindah silang
tunggal (2-3) adalah 50% dari keseluruhan tipe yang dihasilkan pada akhir pindah
silang.Padapindah silang ganda (2-3, 2-3), menghasilkan kromosom-kromosom
dengan urutan A B C, a B c, A b C dan a b c. Tipe rekombinan yang dapat dilihat
adalah a B c dan A b C. Maka dengan menggunakan rumus didapatkan persentase
gamet tipe pindah silang (crossing over) sebesar 50%. Hal ini menandakan
bahwa persentase terjadinya tipe gamet tersebut pada pindah silang ganda (2-3, 2-
3) adalah 50% dari keseluruhan tipe yang dihasilkan pada akhir pindah silang.
Pada pindah silang ganda (2-3, 3-4),menghasilkan kromosom-kromosom
dengan urutan A B C, a B C, A b c dan a b c. Tipe rekombinan yang dapat dilihat
adalah a B C dan A b c.Maka dengan menggunakan rumus didapatkan persentase
gamet tipe pindah silang (crossing over) sebesar 100%. Hal ini menandakan
bahwa persentase terjadinya tipe gamet tersebut pada pindah silang ganda (2-3, 3-
4) adalah 100% dari keseluruhan tipe yang dihasilkan pada akhir pindah
silang.Padapindah silang ganda (2-3, 1-4), menghasilkan kromosom-kromosom
dengan urutan A B c, A b c, a B C dan a b c. Maka dengan menggunakan rumus
didapatkan persentase gamet tipe pindah silang (crossing over) sebesar 100%.Hal
ini menandakan bahwa persentase terjadinya tipe gamet tersebut pada pindah
silang ganda (2-3, 1-4) adalah 100% dari keseluruhan tipe yang dihasilkan pada
akhir pindah silang.Pada konfigurasi pindah silang ganda (1-3, 2-4, 2-3),
menghasilkan kromosom-kromosom dengan urutan A b c, A b C, a B c dan A b
C. Tipe rekombinan yang dapat dilihat adalah A B c, A b C, a B c dan A b C.
Maka dengan menggunakan rumus didapatkan persentase gamet tipe pindah
silang (crossing over) sebesar 100%.Hal ini menandakan bahwa persentase
terjadinya tipe gamet tersebut pada pindah silang ganda (1-3, 2-4, 2-3) adalah
100% dari keseluruhan tipe yang akan dihasilkan pada akhir pindah silang.
Pindah silang terjadi karena adanya beberapa faktor yang mempengaruhi
diantaranya adalah faktor temperatur atau suhu (semakin tinggi kemungkinan
terjadi pindah silang pada suhu lebih rendah atau lebih tinggi dari 22oC), umur
organisme (semakin tua, semakin sedikit kemungkinan terjadi pindah silang), zat
kimia, jarak antara gen-gen yang terangkai, dan jenis kelamin. Pindah silang yang
pada setiap makhluk hidup dapat terjadi pindah silang tunggal ataupun pindah
silang ganda. Tempat terjadinya pidah silang tersebut disebut kiasma (jamaknya
kiasmata). Pindah silang dapat menyebabkan terjadinya pertukaran bahan genetik,
bahan genetik kromosom yang dibawa ada kemungkinan berbeda dengan orang
tuanya sehingga menimbulkan keragaman genetik (Robert, 2002).
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini antara lain :
1. Berangkai merupakan suatu peristiwa yang terjadi dimana terdapat beberapa
gen bukan alel pada suatu kromosom yang sama.
2. Pindah silang adalah proses penukaran segmen dan kromatid-kromatid bukan
“nonsister chromatid” dari sepasang kromosom homolog. Dimana pindah
silang terjadi ketika meiosis I (akhir profase I atau permulaan metafase I) yaitu
pada saat kromosom telah mengganda menjadi dua krornatid.
3. Persentase gamet tipe pindah silang tunggal (2-3) adalah sebesar 50%, pindah
silang ganda (2-3,2-3) adalah sebesar 50%, pindah silang ganda (2-3,3-4)
adalah sebesar 100%, pindah silang ganda (2-3,1-4) adalah sebesar 100% dan
pindah silang ganda (1-2,2-4,2-3) adalah sebesar 100%.
4. Pindah silang terjadi karena adanya beberapa faktor yang mempengaruhi
diantaranya adalah faktor temperatur atau suhu
5. Pindah silang dapat menyebabkan terjadinya pertukaran bahan genetik yang
dibawa ada kemungkinan berbeda dengan orang tuanya sehingga menimbulkan
keragaman genetik
4.2 Saran
Praktikum selanjutnya diharapkan agar semua praktikan dapat mengikuti
semua pengamatan yang dilakukan saat praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, Neil A. Et al. 2000. Biologi. Erlangga. Jakarta
Lenard,H. 2002. Genetic From Genes to Genomes. The Mc Graw Hill Companies, New York USA.
Robert, H. 2002. Principles of Genetics. The Mc Graw Hill Lowell, New York.
Suryo. 2003. Genetika Manusia. Gajah Mada University Press, Yogyakarta.
Suryo. 2008. Genetika Strata 1. UGM Press. Yogyakarta