LAPORAN PRAKTIKUM
GENETIKA
PERCOBAAN VI
PENIRUAN PINDAH SILANG
NAMA : NUR ULFIKA
NIM : H041201054
HARI/TANGGAL : JUMAT/ 16 APRIL 2021
KELOMPOK : IV (EMPAT)
ASISTEN : KEZYA TANGKETASTIK
LABORATORIUM GENETIKA
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2021
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
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 genetik(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 genetikyang 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).
Teori kromosom menyatakan bahwasuatu kromosom atau sebuahkromosom adalah bagian dari sel yang membawa gen-gen. Gen-gen tersebut selama meiosis mempunyai kelakuan berdasarkan prinsip-prinsip Mendel. Pada sebuah kromosom tidak terdapat sebuah gen saja, melainkan puluhan bahkan ratusan gen. Peristiwa bahwa beberapa gen bukan alel terdapat pada satu kromosom yang sama dinamakan berangkai (linkage). Gen-gennya dinamakan dengan gen-gen yang terangkai (Suryo, 2016).Pada makhluk hidup sering terjadi variasi genetik yang disebabkan oleh berbagai alasan. Oleh karena itu di lakukanlah praktikum peniruan pindah silangini.
I.2 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu:
1. Memahami dasar genetika pindah silang (crossing over).
2. Melakukan simulasi berbagai bentuk pindah silang.
I.3 Waktu dan Tempat Percobaan
Percobaan ini dilaksanakan pada hari Jumattanggal 16 April2021pukul 13.45-16.00WITA. Bertempat di laboratorium genetika, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.Pengamat atau peserta dari percobaan mengamati secara jarak jauh atau daring dari rumah masing-masing melalui platform Zoom Meeting.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Pindah Silang
Gen-gen yang terletak pada kelompok pautan yang sama, cenderung akan diwariskan secara bersama-sam pula, namun ada kalanya gen-gen tersebut akan berpindah dari satu kromosom homolog ke kromosom homolog lainnya melalui suatu mekanisme yang disebut dengan pndah silang (Crossing over). Pengertian gen sebelum ditemukan mikroskop elektron, dinyatakan bahwa gen-gen adalah elemen- elemen yang terpisah, teratur secara linier seperti manik-manik pada sebuah tali. Gen dianggap sebagai satu unit keturunan dan tidak dapat membelah, yang diwariskan dari ke generasi-generasi berikutnya. Gen dikenal sebagai suatu daerah kecil pada kromosom. Di mana tidak terlihat adanya pindah silang atau pematahan kromosom. Suatu gen tertentu dari suatu individu dapat diwariskan melalui gametnya kepada 50 persen dari keturunanya (Nusantari,2014).
Pindah silang kromosomatau chromosomal crossover dalam bahasa Inggris (disebut juga crossing over) adalah peristiwa bertukarnya bagian berkas kromatid dengan bagian berkas kromatid lain dari kromosom yang homolog. Istilah crossover juga dipakai untuk menyebut bagian kromatid yang dihasilkan oleh peristiwa ini. Gejala ini ditemukan dan dipaparkan pertama kali oleh Thomas Hunt Morgan pada tahun 1916 ketika mempelajari lalat buah Drosophila. Pindah silang merupakan satu proses mendasar dalam genetika dan akibat yang ditimbulkannya memiliki sejumlah kegunaan praktis. Pindah silang bisa digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu gen. Peristiwa ini umum terjadi pada setiap gametogenesis pada kebanyakan makhluk, baik tumbuhan, hewan, maupun manusia yang terjadi ketika meiosis I (akhir profase dan waktu metafase), yakni saat kromosom itu mengganda jadi dua kromatid dan yang homolog bergandeng pada bidang ekuator (Yatim, 2010).
Berangkai (linkage) adalah suatu peristiwa terdapatnya dua atau lebih gen dalam sebuah 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 (crossingover) 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 yang disebabkan karena adanya penukaran segmen dari kromatid-kromatid pada sepasang kromosom homolog.Peristiwa ini sering disebut dengan pindah silang (crossing over) (Suryo, 2010).
Pindah silang merupakan proses pertukaran kromosom antara individu satu dengan individu yang lain. Melalui proses pertukaran ini, setiap dua induk akan menghasilkan dua turunan. Secara garis besar ada dua jenis pindah silang, yaitu pindah silang sederhana dan pindah silang aritmatik (Wibisono dkk, 2014).
Untuk mengidentifikasi kelompok haploid dalam suatu spesies, perlu sebagian besar data yang memadai keperluan tersebut, seperti karakterisasi suatu tanaman, keragaman tanaman serta seberapa pengaruh kelompok tersebut dalam kehidupan,baik yang menguntungkan ataupun yangmerugikan. Panjang totalgenomplastid dapat memberikan batasjumlah suatu urutan yang dapat diselidiki dari komponen genomnya, dengan demikian jumlah data yang dapat diperoleh maksimum untuk lokus tersebut (Kane et al., 2012). Rekombinasi adalah proses biologis yang sangat penting dalam inferensi genetik populasi. Pindah silang kromosom homolog selama meiosis menghasilkan pertukaran materi genetik dan pembentukan haplotip baru.Perkiraan akurat tingkat rekombinasi di berbagai wilayah genom membantu kita memahami mekanisme molekuler dan evolusirekombinasi, serta sejumlah fenomena penting lainnya(Chan dkk., 2012).
II.1.1 Pindah Silang Tunggal
Pindah silang tunggal merupakan pindah silang yang akan membentuk 4 macam gamet. Dua macam memiliki gamet dan gen yang sama dengan gen yang dimiliki oleh induknya, maka dinamakan gamet tipe parental. Dua gamet yang lain merupakan gamet yang baru yang terjadi akibat proses pindah silang, maka gamet ini dinamakan gamet tipe rekombinasi. Gamet tipe parental lebih banyak dibentuk dari pada gamet tipe rekombinasi (Effendi, 2020)
Gambar 2.1
PadaGambar 2.1. ditunjukkan gamet-gamet yang akan muncul jika terjadi proses pindah silang (b) dan jika tidak terjadi persitiwa pindah silang (a). Tanpa adanya peristiwa pindah silang antara 2 kromosom non homolog, maka gamet yang terbentuk akan seperti gamet yang dibentuk oleh induknya (AA BB dan aa bb) atau tidak ada tipe gamet yang bergenotip rekombinan. Namun dengan adanya satu pindah silang tunggal antara alel A dan B, akan dihasilkan kombinasi gamet bergenotip baru atau rekombinan yakni a B dan A b, selain gamet seperti induknya atau tipe parental (AA BB dan aa bb)(Pierce, 2016).
II.1.2 Pindah Silang Ganda
Pindah silang ganda dikenal dengan proses atau peristiwa yang diantaranya pindah silang yang terjadi pada dua tempat. Pindah silang berlangsung diantara dua buah gen yang terangkai, maka terjadilah proses pindah silang yang tidak akan tampak pada fenotip, karena gamet yang dibentuk hanya dari tipe parental dan tipe rekombinasi akibat dari pindah silang tunggal. Pindah silang rangkap (Double crossing over) melibatkan paling tidak 3 lokus secara bersama-sama. Probabilitas peristiwa pindah silang sangat ditentukan oleh jarak antara kedua lokus (gen), semakin jauh posisi antara kedua lokus, maka potensi untuk terjadi peristiwa pindah silang semakin besar pula. Begitu juga sebaliknya semakin dekat posisi antara 2 lokus, maka potensi terjadinya pindah silang antara kedua lokus semakin kecil. Prinsip ini yang kemudian dapat digunakan untuk menghitung dan mendesain jarak pautan antara 2 lokus atau lebih(Klug et al, 2019).
II.2 Manfaat Pindah Silang
Manfaatcrossing over adalah menghasilkan kromosom anak dari kombinasi materi-materi dua gen kromosom induk. Probabilitas crossing over (Pc) ditentukan untuk mengendalikan frekuensi crossing over (Hardi et al. 2014). Pindah silang atau crossover adalah sebuah proses yang membentuk kromosom baru dari dua kromosom induk dengan menggabungkan bagian informasi dari masing-masing kromosom. Kromosom baru dihasilkan dari crossover yang disebut anak kromosom. Pindah silang adalah peristiwa pertukaran materi genetik antara kromosom homolog saat gametogenesis. Proses pindah silang menghasilkan sebuah individu baru yang disebut anak (Effendi, 2020).
Peristiwa pindah silang umumnya terjadi pada setiap gametogenesis yang terdapat pada setiap makhluk hidup, seperti terjadi pada manusia, hewan dan tumbuhan. Pindah silang terjadi ketika fase meiosis 1A, fase tersebut terjadi jika saat kromosom telah mengganda menjadi dua kromatid. Pada saat kromosom ingin memisah yaitu pada fase anafase 1, kromatid yang bersilangan tersebut menempel dan putus di bagian kiasma, kemudian tiap potongan tersebut menempel pada kromatid sebelahnya secara timbal balik. Terkait gen-gen yang terletak pada bagian
yang pindah itu akan berpindah pada kromatid sebelah (Alfadianto et al. 2017).
II.3 Faktor yang Mempengaruhi Pindah Silang
Pindah silang terjadi pasca duplikasi kromosom, pada profase 1 meiosis kedua kromosom homolog mengalami duplikasi menjadi empat buah kromatid. Empat buah kromatid membentuk sinapsis yang dinamakan tetrad. Saat tetrad terbentuk, pindah silang terjadi. Bukti pindah silang terjadi sesudah kromosom homolog mengalami duplikasi diperoleh dari hasil analisis genetik pada percobaan kapang. Kapang Neurospora crassa. sering digunakan dalam keperluan analisis genetik karena dalam fase reproduksi aseksual terjadi askosopra haploid yang akan mengalami mitosis sehingga berkecambah dan tumbuh menjadi miselium multisel yang juga haploid (Zukiaturrahman, 2011).
Proses pindah silang memungkinkan adanya gen-gen yang berangkai dan menyebabkan dihasilkan gamet-gamet selain tipe parental yaitu tipe rekombinan yang memiliki tipe berbeda dari parentalnya. Susunan dari gamet-gamet baru yang dihasilkan tidak hanya terjadi atau berlangsung antara kromatid-kromatid di bagian tengah tetapi juga dapat terjadi di bagian kromatid lain. 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 tempat pula kekromosom sebelah (Saefudin,2010). Kemungkinan terjadinya pindah silang ternyata dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti (Suryo, 2010):
1. Temperatur yang melebihi atau kurang dari temperature biasa dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang.
2. Umur, semakin tua suatu individu, semakin kurang mengalami pindahsilang
3. Zat kimia tertentu dapat memperbesar kemungkinan pindahsilang.
4. Penyinaran dengan sinar X dapat memperbesar kemungkinan pindahsilang.
5. Jarak antara gen-gen terangkai. Makin jauh letak suatu gen dengangen lain, makin besar kemungkinan terjadinya pindah silang,
BAB III
METODE PERCOBAAN
III.1 Alat dan Bahan
III.1.1 Alat
Alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu penggaris dan pulpen.
III.1.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu plastisin berwarna merah,
pink, hijau, dan biru.
III.2 ProsedurKerja
Prosedurkerja dari percobaan ini adalah:
1. Disiapkan semua alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Plastisin dipotong memanjang.
3. Setelah itu plastisin diletakkan diatas kertas hvs.
4. Lalu siapkan strand pada setiap plastisin untuk gen A, B, dan C menggunakan pulpen, kemudian ditentukan pindah silang.
a. Khiasma tunggal 2 strand (1 dan 4)
b. Double khiasmata 4 strand (2 dan 3), (2 dan 3)
c. Double khiasmata 4 strand (2 dan 3), (1 dan 4)
d. Double khiasmata 3 strand (2 dan 3), (1 dan 2)
e. Triple khiasmata 4 strand (1 dan 3), (2 dan 4), (2 dan 3)
BAB IV
PEMBAHASAN
IV.1 Hasil
a. Khiasma Tunggal 2 Strand (2 dan 3)
Gambar 4.1 Sebelum Pindah Silang
Gambar 4.2 Proses Pindah Silang
Gambar 4.3 Setelah Pindah Silang
b. Double khiasmata 4 strand (2 dan 3), (2 dan 3)
Gambar 4.5 Proses Pindah Silang
c. Double khiasmata 4 strand (2 dan 3), (1 dan 4)
Gambar 4.7 Sebelum Pindah Silang
Gambar 4.8 Proses Pindah Silang
Gambar 4.9 Setelah Pindah Silang
d. Double khiasmata 3 strand (2 dan 3), (1 dan 2)
Gambar 4.10 Sebelum Pindah Silang
Gambar 4.11 Proses Pindah Silang
Gambar 4.12 Setelah Pindah Silang
e. Triple khiasmata 4 strand (1 dan 3), (2 dan 4), (2 dan 3)
Gambar 4.13 Sebelum Pindah Silang
Gambar 4.14 Proses Pindah Silang
Gambar 4.15 Sesudah Pindah Silang
IV.2 Pembahasan
Pindah silang adalah proses yang menyebabkan bagian kromosom homolog saling bertukar, menghasilkan rekombinasi baru gen-gen pada kromosom yang sama. Terjadinya segregasi dan rekombinasi dua buah gen berangkai tidak lain karena mereka mengalami peristiwa yang dinamakan pindah silang (crossing over), yaitu pertukaran materi genetik (gen) di antara kromosom-kromosom homolog. Pindah silang khiasma tunggal 2 strand (1 dan 4), pindah silang ini dilakukan dengan menyilangkan secara tunggal kromosom nomor 1 dan 4. Setelah di silangkan antara kromosom nomor 1 dan 4, terjadi pemisahan yang selanjutnya akan terbentuk sentromer baru di setiap kromosomnya. Hasil dari pindah silang tunggal ini menghasilkan 4 macam gamet yaitu 1). Abc; 2). ABC; 3). abc; 4). aBC. Terdapat dua macam gamet yang memilki gen-gen yang sama dengan yang dimiliki induk atau parental pada persilangan ini yaitu ABC dan abc. Sedangkan dua gamet yang lainnya merupakan gamet-gamet yang terjadi akibat adanya pindah silang atau disebut tipe kombinasi yaitu Abc danaBC.
Uji kedua yaitu dilakukan pindah silang ganda (double) khiasmata 2 strand (2 dan 3), (2 dan 3), yang artinya pindah silang antara kromosom 2 dan 3, kemudian dipindhasilangkan lagi 2 dan 3. Pindah silang ganda merupakan pindah silang yang terjadi pada lebih dari satu tempat. Jika pindah silang ganda (double crossing over) berlangsung di antara dua buah gen yang terangkai. Pindah silang ganda pada (2 dan 3), (2 dan 3) menghasilkan 4 macam gamet yaitu: 1). ABC; 2). AbC; 3). aBc; 4). abc. Dengan demikian gamet parental pada persilangan ini yaitu ABC dan abc. Gamet kombinasi yaitu AbC danabc.
Uji ketiga yaitu pindah silang double khiasmata 4 strand (2 dan 3), (1 dan 4). Pada uji silang ini melibatkan seluruh kromatid, yaitu pada pindah silang pertama antara kromatid 2 dan 3, selanjutnya pindah silang terjadi pada kromatid 1 dan 4. Pindah silang ganda pada (2 dan 3), (1 dan 4) menghasilkan 4 macam gamet yaitu: 1). ABc; 2). Abc; 3). aBC; 4). abc. Dengan drmikian gamet yang diperoleh persilangan ini berbeda dengan uji kedua persilangan sebelumnya, dimana gamet pada persilangan ini semuanya gamet kombinasi. Sedangkan gamet parental tidak ada, hal ini dikarenakan pada persilangan ini gamet yang diperoleh semuanya hasil pindahsilang.
Uji keempat yaitu pindah silang double khiasamata 3 strand (2 dan 3), (1 dan 2). Pindah silang ganda pada (2 dan 3), (1 dan 2) menghasilkan 4 macam gamet yaitu: 1). ABc; 2). AbC; 3). aBC; 4). abc. Dengan demikian gamet parental yang diperoleh persilangan ini hanya satu yaitu abc. Sedangkan 3 yang lainnya yaitu gamet kombinasi yaitu Abc, AbC,aBC. Serta uji kelima dilakukan triple khiasmata 4 strand (1 dan 3), (2 dan 4), (2 dan 3). Pindah silang ini terjadi pada tiga tempat. Pindah silang pertama terjadi pada 1 dan 3, selanjutnya pindah silang pada 2 dan 4, dan terakhir pindah silang terjadi pada 2 dan 3. Gamet yang diperoleh pada pindah silang ini yaitu empat gamet: 1). Abc; 2). ABC; 3). abc; 4). aBC. Tipe gamet yang diperoleh pada pindah silang ini yaitu gamet kombinasisemuanya.
Berdasarkan hasil praktikum kelima pindah silang di atas, dapat diketahui bahwa pindah silang terjadi secara tunggal pada satu tempat atau ganda pada lebih dari satu tempat. Pindah silang mengakibatkan terbentuknya gamet tipe pindah silang yang teridiri atas tipe parental dan tipe kombinasi. Pindah silang ini terjadi pada pemisahan gamet secara bebas pada saatmeiosis.
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari praktikum ini yaitu Pindah silang mengakibatkan terbentuknya gamet tipe parental dan tipe kombinasi. Pindah silang, ada dua macam, tunggal dan ganda. Pindah silang tunggal terjadi pada satu tempat misalnya pindah silang tunggal (1 dan 4) menghasilkan gamet tipe kombinasi Abc dan aBC dan tipe parental ABC dan abc. Pindah silang ganda terjadi pada lebih dari satu tempat. Pindah silang ganda pada (2 dan 3), (2 dan 3) menghasilkan gamet tipe kombinasi AbC dan aBc sedangkan tipe parental ABC dan abc. Pindah silang ganda pada (2 dan 3), (1 dan 2) mendapatkan satu parental dan selebihnya kombinasi semua. Pindah silang ganda pada (2 dan 3), (1 dan 4)mendapatkan 100% kombinasi semua. Sama halnya pindah silang ganda (2 dan 2),(1dan 4), pindah silang pada (1 dan 3), (2 dan 4), (2 dan 3) mendapatkan 100% kombinasi semua juga.
V.2 Saran
V.2.1 Saran untuk Laboratorium
Kebersihan serta fasilitas laboratorium harus selalu terjaga.
V.2.2 Saran untuk Asisten
Menurut saya, asisten telah menyampaikan materi dengansangatbaik.
V.2.3 Saran untuk Praktikum
Menurut saya saran untuk praktikum selanjutnya dikarenakan dilakukan secara virtual namun hal tersebut seharusnya dilakukan dengan cara yang dapat membuat para peserta lebih aktif dalam kelas virtual tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Alfadianto, Alex, dkk. 2017. Penjadwalan Produksi Menggunakan Pendekatan Algoritma Genetika di PT PERTANI (PERSERO) Cabang D.I. Yogyakarta. Yogyakarta: Universitas Teknologi Yogyakarta.
Chan, A. H., P. A. Jenkins & Y. S. Song. 2012. Genome-Wide Fine-Scale Recombination Rate Variation inDrosophilamelanogaster.Plos Genetics. 8(12) : 1 – 8.
Effendi,Y. 2020. Buku Ajar Genetika Dasar. Magelang : Pustaka Rumah C1nta.
Kane, N., S. dkk. 2012. Ultra-Barcoding in Cacao (Theobroma spp. ; Malvaceae) using Whole Chloroplast Genomes and NuclearRibosomal DNA. American Journal of Botany. 99(2): 320 – 329.
Klug, W. S. et al. 2019.Essentials of Genetics. 10th edn. New York: Pearson. Available.
Nusantari, E. 2014. Genetic Misconceptions on High School Textbook, the Impact and Importance on Presenting the Order of Concept throughReorganization of Genetics. Journal of Education and Practice. 5 (36) : 20- 28.
Pierce, B. A. 2016.Genetiks Essentials Concepts and Connections. 3rd edn. New York: W.H Freeman & Company.
Sun et, dkk.2012Persistently bound Ku at DNA ends attenuates DNA end resection and homologous recombination.DNA Repair. 11(3): 310-316.
Suryo. 2016. Genetika Manusia. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Wibisono, G, S.dkk. 2014. MPPT Menggunakan Metode Hibrid JST dan Algoritma Genetika untuk Sistem Photovoltaic. Jurnal EECCIS. 8(2) : 181 – 186.
Yatim, W. 2010. Genetika. Penerbit Tarsito, Bandung
Zukiaturrahman A. 2011. Mekanisme Berangkai dan Pindah Silang pada Alel. Program Studi Kedokteran Hewan. Fakultas Kedokteran Hewan.Malang: Universitas Brawijaya.
LAMPIRAN
Tidak ada komentar:
Posting Komentar