Materi Biologi SMA Tentang Pola-Pola Hereditas
Menurut KBBI, determinasi artinya : hal menentukan, (menetapkan, memastikan), jadi Determinasi kelamin adalah penentuan jenis kelamin suatu organisme yang di tentukan oleh kromosom seks (gonosom) yang diwariskan secara bebas oleh gamet parentalnya kepada keturunannya dalam peristiwa meiosis. Tokoh yang menyelediki tentang determinasi seks adalah Henking (1891) dan Mz Clung (1902).
Jenis kelamin pada makhluk hidup dibedakan menjadi dua yaitu jantan dan betina. Yang menyebabkan makhluk hidup dapat berjenis kelamin ditentukan oleh dua faktor yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Faktor genetik memegang peranan penting dan utama dalam penentuan jenis kelamin suatu organisme. Faktor genetik sangat ditentukan oleh materi genetik yang terdapat di dalam kromosom sehingga perbedaan jenis kelamin ditentukan oleh perbedaan kromosom, khususnya kromosom kelamin.
Determinasi atau penentuan jenis kelamin pada organisme yang satu bisa berbeda dari organisme yang lain. Ada beberapa tipe penentua jenis kelamin pada berbagai organisme, antara lain tipe XY, tipe XO, tipe ZW dan tipe haplo-diploid.
1. Tipe XY
Organisme yang jenis kelaminnya ditentukan oleh kromosom X dan Y, antara lain beberapa jenis serangga, mamalia, serta tumbuhan berumah dua.
Contoh serangga yang jenis kelaminnya bertipe XY adalah lalat buah (Drosophila melanogaster). Lalat ini memiliki 8 buah atau 4 pasang kromoson yang terdiri atas 3 pasang kromosom tubuh dan satu pasang kromosom kelamin. Kromosom kelamin atau kromosom seksnya terdiri atas kromosom X dan kromosom Y. Kromosom X berukuran lebih panjang dan lurus, sedangkan kromosom Y berukuran lebih kecil dan bengkok pada bagian ujungnya.
Lalat buah betina memiliki dua buah kromosom X sehingga rumus kromosomnya adalah 3AAXX (3 pasang autosom ditambah sepasang kromosom X). Lalat jantan memiliki satu buah kromosom X dan satu buah kromosom Y sehingga rumus kromosomnya 3AAXY (3 pasang autosom ditambah satu buah kromosom X dan satu buah kromosom Y).
Pada waktu terjadi gemetogenesis, lalat buah betina hanya dapat menghasilkan satu macam gamet (sel telur) haploid dengan dengan rumus kromosom 3AX sehingga disebut homogamet. Sementara itu, lalat jantan dapat menghasilkan dua macam gamet (sel spermatozoa) haploid dengan rumus kromosom 3AX dan 3AY sehingga disebut heterogamet.
2. Tipe XO
Pada beberapa jenis serangga, misalnya serangga dan kecoak, tidak dijumpai kromosom Y sehingga penentuan jenis kelaminnya menggunakan tipe XO. Kromosom kelamin belalang jantan hanya terdiri atas satu kromosom X tanpa kromosom Y sehingga kromosom kelaminnya adalah XO. Belalang betina memiliki sepasang kromosom X sehingga kromosom kelaminnya XX. Karena belalang memiliki 24 kromosom, rumus kromosom belalang betina adalah 11AAXX dan belalang jantan 11AAXO.
3. Tipe ZW
Penentuan jenis kelamin ikan, unggas, dan reptil tertentu menganut tipe ZW. Individu jantan memiliki sepasang kromosom kelamin yang sama, sedangkan individu betina memiliki sepasang kromosom yang berbeda. Untuk menghindari kekeliruan dengan tipe XY, sepasang kromosom yang sama pada individu jantan diberi simbol kromosom ZZ, sedangkan kromosom homolog yang berbeda pada individu betina diberi simbol kromosom ZW. Sebagai contoh, ayam memiliki 78 kromosom. Rumus kromosom untuk ayam betina adalah 38AAZW, sedangkan rumus kromosom untuk ayam jantan adalah 38AAZZ.
4. Tipe Haplo-diploid
Determinasi kelamin dengan tipe haplo-diploid dijumpai pada serangga ordo Hymenoptera, misalnya semut dan lebah. Telur yang tidak dibuahi berkembang menjadi individu haploid, yang berjenis kelamin jantan. Sementara itu, individu diploid umumnya berjenis kelamin betina, tetapi dapat juga berjenis kelamin jantan yang steril. Jika seekor ratu leba kawin dengan leba penjantan, keturunan betinanya saling berbagi 3/4 gennya, tidak 1/2 seperti pada tipe XY dan ZW. Betina ordo Hymenoptera dapat menentukan jenis kelamin keturunannya dengan cara menahan sperma dalam spermatekanya dan melepaskannya ke oviduk atau tidak. Hal tersebut memungkinkan terbentuknya lebih banyak lebah pekerjaan, bergantung pada status koloninya.
B. Pautan
Letak gen yang satu dengan gen yang lainnya bisa terpisah pada kromosom yang berbeda, tetapi ada pula terangkai atau terpaut pada satu kromosom yang sama. Adanya pautan gen berangkai ini pertama kali ditemukan oleh ahli biologi Amerika bernama Thomas Hunt Morgan (1866-1945) pada lalat buah Drosophila melanogaster.
Contoh pautan adalah gen penentu bentuk sayap dan warna dada pada lalat buah Drosophila melanogester. Pada lalat tersebut, bentuk sayap misalnya, ditentukan oleh gen dominan K dan alelnya gen k. Gen K menentukan bentuk sayap normal, sedangkan alelnya gen k menyebabkan bentuk sayap keriput. Gen L, misalnya menyebabkan warna dada polos, sedangkan alelnya gen I menyebabkan warna dada lurik atau bergaris -garis. Di sini, gen K dan gen L, terangkai pada kromosom yang sama, begitu pula alelnya gen k dan gen I.
Persilangan antara lalat buah bersayap normal dan berdada polos dengan lalat buah bersayap keriput dan dada lurik menghasilkan keturunan F1 yang semuanya berdada polos dan bersayap normal. Hasil ini tidak mengherankan karena masih sesuai dengan persilangan dihibrid menurut hukum Mendel. Akan tetapi, jika lalat buah F1 ini dibiarkan kawin dengan sesamanya, keturunan F2-nya tidak menghasilkan perbandingan fenotipe 9: 3 : 3 : 1 tetapi menghasilkan perbandingan fenotipe 3 : 1. Hal itu di sebabkan oleh adanya pautan antara gen K dan gen L serta antara alelnya gen k dan gen I sehingga pada keturunan F1 hanya terbentuk dua macam gamet, yaitu KL dan kl yang disebut gamet parental atau kombinasi parental.
Dalam kromosom, pautan-pautan gen tersebut dapat terpaut sempurna atau terpaut tidak sempurna. Dikatakan sempurna, apabila gen-gen dalam satu kromosom letaknya berdekatan sehingga pada saat meiosis pembentukan gamet, gen-gen tersebut selalu bersama-sama menuju satu gamet. Dikatakan tidak sempurna apabila gen-gen berjauhan sehingga gen-gen tersebut dapat mengalami perubahan letak yang disebabkan oleh terjadinya pertukaran segmen kromatid pada sepasang kromosom homolog. Peristiwa itu disebut juga pindah silang.
Ciri pautan:
- semisal pada AaBb,gamet hanya dua macam
- jika ditest cross hasilnya adalah 1 : 1
Gen terdapat dalam kromosom. Kebanyakan gen terdapat dalam kromosom tubuh. Gen yang terdapat pada kromosom kelamin disebut gen terpaut kelamin atau pautan kelamin. Ada gen yang terpaut pada kromosom X dan ada gen yang terpaut pada kromosom Y.
1. Pautan Kelamin Pada Hewan
a. Pada lalat buah (Drisophila melanogaster)
Gen terpaut kelamin pada lalat buah adalah gen penentu warna mata. Warna mata pada lalat buah ditentukan oleh gen W dan alelnya gen W yang terdapat pada kromosom X. Gen W menyebabkan warna mata merah dan bersifat dominan terhadap gen W yang menyebabkan warna mata putih. Tipe liar lalat buah ini memiliki mata berwarna merah, sedangkan lalat buah mutan bermata putih.
Perkawinan antara lalat buah betina bermata merah dan lalat buah jantan bermata putih menghasilkan keturunan F1 yang semuanya bermata merah, baik jantan maupun betina. Apabila lalat buah F1 ini dibiarkan kawin dengan sesamanya, keturunan F2 akan menghasilkan lalat buah betina yang semuanya berwarna merah, sedangkan lalat buah jantan ada yang bermata merah dan ada yang bermata putih dengan perbandingan yang sama. Hal tersebut menunjukkan bahwa gen mata putih hanya menunjukkan pengaruhnya pada lalat buah jantan. Dengan kemudian, dengan disimpulkan bahwa gen penentu warna mata ini hanya terdapat pada kromosom X.
b. Pada Kucing
Pautan kelamin pada kucing terdapat pada gen yang menentukan warna rambut kucing yang terpaut pada kromosom X. Misalnya, gen B menentukan warna hitam, gen b menentukan gen b menentukan warna kuning, dan Bb adalah genotipe untuk warna belang tiga (hitam, dan putih). Apabila kucing jantan berambut kuning disilang dengan kucing betina berambut hitam, akan disilangkan kucing jantan hitam dan kucing betina belang tiga.
Perhatikan persilangan berikut:
P: Kucing betina hitam x kucing jantan kuning
(XB XB) (Xb Y-)
G : XB Xb
Y-
F1: XB Xb 50% kucing betina bilang tiga
Xb Y- 50% kucing jantan hitam
2. Pautan Kelamin Pada Manusia
Pada manusia terdapat gen yang terpaut pada kromosom kelamin, antara lain gen buta warna dan gen penyakit hemofilia.
C. Pindah Silang (Crossing Over)
Pindah silang merupakan peristiwa pertukaran segmen kromatid yang bukan kromatid kembarannya dari sepasang kromosom homolog. Peristiwa pindah silang merupakan hal yang sering terjadi pada semua organisme.
Peristiwa pindah silang dapat terjadi pada saat akhir Profase I atau awal metafase I pada saat pembelahan meiosis. Pada saat tersebut, satu kromatid membelah menjadi dua kromatid.
Pada saat kromosom mulai memisah, kromatid-kromatid yang saling menyilang akan terputus pada bagian yang disebut kiasma. Tiap potongan kromatid akan saling melekat pada kromatid di sebelahnya. Dengan demikian, akan terjadi perpindahan gen dari satu kromosom yang berada di sebelahnya.
Berdasarkan jumlah tempat terjadinya, pindah silang dapat dibedakan menjadi pindah silang tunggal dan pindah silang ganda. Pindah silang tunggal terjadi pada satu tempat kromatid, sedangkan pindah silang ganda terjadi pada dua tempat pada satu kromatid. Dengan adanya pindah silang, pada peristiwa gametogenesis akan terbentuk gamet tipe rekombinasi yang merupakan rekombinasi dari gamet tipe parentalnya.
Menurut Suryo (1992), ada beberapa faktor yang kemungkinan memengaruhi peristiwa pindah silang, antara lain:
1). Jarak antara gen-gen yang terangkai; makin jauh letak satu gen dengan gen lainnya, makin besar kemungkinan terjadinya pindah silang;
2). Suhu: diatas atau dibawah suhu normal akan memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang;
3). Umur: makin tua individu, makin kecil peluang terjadinya pindah silang;
4). Zat kimia: ada zat kimia tertentu yang membesar kemungkinan pindah silang;
5). Jenis kelamin: pindah silang umumnya terjadi pada individu jantan dan betina, tetapi pada ulat satra (Bombyx mori) hanya ulat sutra jantan yang mengalami pindah silang. Demikian juga pada lalat buah (Drosophila) jantan.
Dalam peristiwa pindah silang akan terbentuk kombinasi parental dan kombinasi rekombinan (kombinasi baru). Gen -gen yang berpautan tidak selamanya terpaut. Pindah silang menyebabkan pergantian alel di antara kromosom-kromosom homolog, menghasilkan kombinasi yang tidak ditemukan pada induknya.
Pindah silang meningkatkan keanekaragaman genetik selain yang dihasilkan oleh pengelompokkan gen secara bebas. Persentase terbentuknya kombinasi baru saat terjadi pindah silang disebut nilai pindah silang (NPS) yang dapat dihitung dengan rumus.
NPS = KB
KB + KP x 100%
Keterangan:
NPS = nilai pindah silang
KB = kombinasi baru atau rekombinan (RK)
KP = kombinasi parental
Nilai pindah silang tidak akan melebihi 50%, bahkan biasanya kurang dari 50 % karena
1. hanya dua dari empat kromatid yang ikut mengambil bagian dalam peristiwa pindah silang;
2. pindah silang ganda akan mengurangi banyaknya kombinasi rekombinan (kombinasi baru) yang dihasilkan.
Ciri pindah silang:
- semisal pada AaBb, terbentuk empat macam gamet;
- jika di - test cross hasilnya adalah 1 : 1 : 1 : 1
D. Gagal Berpisah (Nondisjunction)
Gagal berpisah (nondisjunction) merupakan kegagalan kromosom homolog untuk memisahkan diri pada saat pembelahan meiosis. Akibatnya, terdapat gamet yang lebih atau kurang jumlah kromosomnya. Contohnya pada persilangan Drosophila melanogaster. Lalat betina yang mengalami gagal berpisah membentuk tiga macam kemungkinan gamet yaitu X, XX, dan O. Apabila lalat jantan yang mengalami gagal berpisah, kemungkinan gametnya adalah X, Y, XX, YY, dan O.
Berdasarkan hal tersebut, seorang ahli genetika bernama Calvin Blackman Bridges menghasilkan kesimpulan bahwa penentuan jenis kelamin lalat buah tidak hanya ditentukan oleh hadirnya kromosom X dan Y, tetapi juga ditentukan oleh perbandingan antara kromosom X dan autosom. Perbandingan itu disebut indeks kelamin (IK), sedangkan teori tersebut dinamakan teori keseimbangan kelamin dari Bridgen.
Peristiwa aneuploidi dan poliploidi merupakan contoh lain akibat dari gagal berpisah ini. Aneuploidi merupakan individu yang mengalami kekurangan atau kelebihan satu kromosom dibandingkan kromosom induknya. Aneuploidi berakibat pada perubahan fenotipe pada individu, misalnya individu monosomi (2n - 1) atau trisomi (2n + 1). Poliploidi merupakan individu dengan jumlah kromosom berlipat dari jumlah kromosom tertuanya. Contoh poliploidi misalnya individu yang terbentuk dari gamet diploid bertemu dengan gamet haploid menjadi triploid (3n), atau tetraploid yang merupakan persatuan dua gamet diploid.
E. Gen Letal
Gen letal adalah gen yang menyebabkan kematian pada individu yang memilikinya. Biasanya, gen letal dapat menyebabkan kematian jika dalam keadaan homozigot. Dalam keadaan heterozigot, suatu individu dapat bersifat normal atau supletal.
Kematian individu dapat terjadi pada berbagai tingkat umur, ada yang mati sewaktu masih dalam tahap embrio, sewaktu muda, atau menjelang dewasa.
Gen letal ada dua macam, yaitu gen letal dominan dan gen letal resesif. Gen letal dominan, dalam keadaan homozigot bersifat letal, sedangkan dalam keadaan heterozigot bersifat sub letal. Gen sub letal mengakibatkan pemiliknya mengalami kelainan. Dalam kondisi homozigot, gen letal resesif menyebabkan kematian pemiliknya. Adapun dalam keadaan heterozigot, gen letal bersifat karier, tetapi penampakan pemiliknya tetap normal.
1. Gen Letal Dominan
a). Ayam Creeper atau Ayam Redep
Pertumbuhan tulang pada ayam ditentukan oleh adanya gen C. Alelnya, gen C, menyebabkan ketidaknormalan pada pertumbuhan tulang. Ayam bergenotipe CC tidak pernah ada karena mati sewaktu embrio. Ayam bergenotipe Cc dapat hidup, tetapi memperhatikan cacat, yaitu kaki dan sayap pendek. Ayam itu disebut ayam redep atau creeper. Ayam cc merupakan ayam normal. Perkawinan antara ayam redep jantan dan ayam redep betina akan menghasilkan keturunan dengan perbandingan 2 ayam redep : 1 ayam normal.
b). Tikus Kuning
Tikus yang normal umumnya berwarna hitam atau abu-abu. Pembentukan pigmen hitam atau abu-abu ini ditentukan gen resesif y. Alelnya ,gen Y (yellow),menyebabkan tikus tidak membentuk warna hitam atau abu-abu,tetapi akan berwarna kuning.Tikus kuning yang hidup bergenotipe Yy,sedangkan tikus YY tidak pernah ada karena letal.Tikus yang normal bergenotipe yy.Perkawinan dua tikus kuning akan menghasilkan keturunan dengan perbandingan dua tikus kuning : 1 tikus abu-abu.
Pada manusia, gen letal dominan terdapat pada penderita Huntington’s Disease (HD) dan brakidaktili (jari-jari pendek). Gen HD umumnya bersifat subletal karena biasanya muncul menjelang atau setelah dewasa. Dalam keadaan homozigot dominan, brakidaktilibersifat letal, sedangkan dalam keadaan heterozigot menyebabkan cacat berupa jari pendek.
2. Gen Letal Resesif
Contoh gen letal resesif adalah albino pada tanaman jagung, yang ditandai dengan tidak terbentuknya klorofil. Karena tidak memiliki klorofil, tanaman tersebut tidak dapat melakukan fotosintesis sehingga akan segera mati setelah berkecambah.
Sifat albino yang ditentukan oleh gen resesif a dan alelnya, gen dominan A, menyebabkan tanaman dapat membuat klorofil. Tanaman albino memiliki genotipe aa, sedangkan tanamn normal memiliki genotipe homozigot AA atau heterozigot Aa. Tanaman yang bergenotipe Aa, meskipun normal, daunnya agak kekuningan.
Jika tanaman normal heterozigot dibiarkan menyerbuk sendiri, keturunannya akan memiliki perbandingan 1 tanaman normal homozigot : 2 tanaman normal heterozigot. Meskipun demikian, hal itu dapat dikatakan 100% normal.
P : Tanaman normal x Tanaman normal
(Aa) (Aa)
G : A A
F1: AA Tanaman normal (berklorofil)
Aa Tanaman normal (berklorofil)
Aa Tanaman normal (berklorofil)
Aa Tanaman letal (albino)
Sekian dulu ringkasan materi biologi tentang Pola-Pola Hereditas Pautan Dan Pindah Silang untuk siswa kelas XII. Semoga ringkasan materi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Referensi: Pujiyanto, S. 2020. Menjelajah Dunia Biologi. Solo: PT Tiga Serangkai Pustaka Mandiri
Penyusun:Thom Fallo
Post a Comment for "Materi Biologi SMA Tentang Pola-Pola Hereditas"