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