A. TopikBERANGKAI DAN PINDAH SILANGB. TujuanMengetahui terjadinya pindah silang secara imitasiC. Latar BelakangPindah silang merupakan salah satu kejadian dalam ilmu genetika di manakromosom tidak berpasanngan dengan kromosom homolognya (Yatim,1996)Berangkai (linkage) adalah suatu peristiwa terdapatnya dua atau lebih gen dalamebuah kromosom. Berangkai ada 2 macam yaitu berangkai sempurna dan berangkai tidaksempurna. Berangkai sempurna terjadi apabila tidak ada pindah silang antara gen-genpada 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 berdekatansatu dengan lainnya, sehingga gen-gen itu dapat mengalami perubahan letak yangdisebabkan karena adanya penukaran segmen dari kromatid-kromatid pada sepasangkromosom homolog. Peristiwa ini sering disebut dengan pindah silang (crossing over) (Suryo, 2008).Gen-gen yang terletak pada kromosom yang sama cenderung untuk tetap bersama (berpautan) waktu diwariskan kepada turunannya. Pindah silang terjadi antara kromatid pada sebuah tetrad yang melibatkan dua atau lebih kromatid. Peristiwa pindah silang menghasilkan kombinasi baru (rekombinasi) gen, yang berlainan dengan susunan gen pada induk. Apabila jarak antara dua atau lebih gen yang berpautan itu panjang maka kemungkinan terjadinya pindah silang pun menjadi besar. Selain itu pula pindah silang pada kromosom yang panjang, dapat terjadi sekali (tunggal) atau ganda. (Ayala and Kiger, 1984). Akibat pindah silang adalah tertukarnya materi kromosom. Pindah silang dibedakan atas :1. Pindah silang tunggal ialah pindah silang yang terjadi pada satu tempat dan menyebabkan terbentuknya 4 macam gamet, yaitu CF dan cf yang disebut tipe gamet tetua/tipe parental karena memiliki gen seperti yang dimiliki induk/parentalnya dan Cf dan cF yang disebut tipe gamet rekombinasi karena merupakan gamet tipe baru sebagai hasil adalanya pindah silang. Gamet tipe parental dibentuk dalam jumlah yang lebih banyak karena tidak mengalami gangguan pindah silang sedangkan gamet tipe rekombinasi dibentuk lebih sedikit. Akibatnya keturunan yang mempunyai sifat seperti parental selalu berjumlah lebih banyak dibandingkan dengan keturunan tipe rekombinasi (Nio, 1990 )2. Pindah silang ganda ialah pindah silang yang terjadi di dua tempat (double crossing over). Biasanya terjadi pada 3 buah gen yang berangkai pada satu kromosom (Nio, 1990 )D. Alat dan Bahan Lilin lunak (malam) yang beraneka warna Spidol CameraE. Cara KerjaMembuat 2 pasang bentuk benang (strand) dari lilin lunak, masing-masing pasangan terdiri dari 2 benang lilin dengan warna sama yang berbeda dengan pasangan lainnya dari dua pasang benang, ini berarti sudah ada 4 kromatid

Menentukan lokasi sentromer pada kromatid tersebut, dengan menggunakan lilin lunak yang warnanya sama.( sentromer belum membelah)Lilin warna orangeLilin warna coklat

Membuat konfigurasi terjadinya pindah silang sesuai dengan ketentuan berikut:PS Tunggal (2-3)PS Gandal (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, 1-3)

Mendokumentasikan lilin lunak yang digunakan sebagai data hasil pindah silang

F. Hasil dan PembahasanMcm Pindah silangGambar kromosom dalam gametNPS

1. Dibuat 4 strand kromatid dari lilin dan diberi bulatan tempat lokus gen

2. Pindah silang tunggal ( 2 3 )

3. Pindah silang ganda ( 2 3 ; 2 3 )

4. Pindah silang ganda ( 1 3 ; 2 4 )

5. Pindah silang ganda ( 2 3 ; 2 4 )

6. Pindah silang ganda ( 2 3 ; 1 4 )

7. Pindah silang ganda ( 1 3 ; 2 4 ; 2 3 )

1234ABCDABCDabcdabcd

1234ABCD (tipe parental)ABcd (tipe rekombinan)abCD (tipe rekombinan)abcd (tipe parental)

1234ABCD (tipe parental)AbcD (tipe rekombinan)aBCd (tipe rekombinan)abcd (tipe parental)

1234Abcd (tipe rekombinan)ABcd (tipe rekombinan)aBCD (tipe rekombinan)abCD (tipe rekombinan)

ABCD (tipe parental)Abcd (tipe rekombinan)aBCd (tipe rekombinan)abcD (tipe rekombinan)1234

1234ABcd (tipe rekombinan)Abcd (tipe rekombinan)aBCD (tipe rekombinan)abCD (tipe rekombinan)

1234AbcD (tipe rekombinan)ABcd (tipe rekombinan)aBCD (tipe rekombinan)abCd (tipe rekombinan)

NPS = 2/4 x 100% = 50%

NPS = 2/4 x 100% = 50%

NPS = 4/4 x 100% = 100%

NPS = 3/4 x 100% = 75%

NPS = 4/4 x 100% = 100%

NPS = 4/4 x 100% = 100%

Topik praktikum genetika kali ini adalah berangkai dan pindah silang. Tujuan dari praktikum ini adalah mengetahui terjadinya pindah silang secara imitasi. Pindah silang adalah proses penukaran segmen dari kromatid-kromatid bukan kakak beradik dari sepasang kromosom homolog. Pindah silang terjadi ketika peristiwa meiosis I (akhir profase I atau permulaan metaphase I), yaitu pada saat kromosom telah mengganda menjadi dua kromatid. Pada waktu kromosom-kromosom hendak memisah yaitu pada anaphase I, kromatid-kromatid yang bersilang itu melekat dan putus dibagian kiasma, kemudian tiap potongan itu melekat pada kromatid sebelahnya secara timbal balik. Sehubungan dengan itu, gen-gen yang terletak pada bagian yang pindah itu akan berpindah pula tempatnya ke kromatid sebelah (Suryo,2008).Media yang digunakan dalam praktikum adalah lilin lunak (berwarna coklat dan orange). Pemilihan lilin lembek dikarenakan bahan ini merupakan padatan namun bersifat lembek dan lentur sehingga mudah dibentuk sebagai imitasi strand dari sebuah kromatid. Lilin yang digunakan terdiri dari dua warna yang berbeda, bertujuan untuk membedakan antara kromatid yang kakak beradik dengan kromatid yang bukan kakak beradik. Strand kromatid 1 dan kromatid 2 diumpamakan memiliki gen ABCD, sedangkan strand kromatid 3 dan kromatid 4 diumpamakan memiliki gen abcd. Pada praktikum ini langkah pertama yang dilakukan adalah membuat empat strand kromosom dari lilin lembek dengan dua strand berwarna coklat dan dua strand lainnya berwarna orange. Keadaan ini menyerupai keadaan tetrad kromatid pada kromosom homolog. Kemudian membuat tanda dengan lilin lembek yang berbentuk bulatan sebagai lokasi sentromer dan gen-gen pada tiap strand dengan warna yang berbeda.Dibuat konfigurasi terjadinya pindah silang dengan ketentuan : pindah silang tunggal (2-3), pindah silang ganda (2-3 ; 2-3), pindah silang ganda (1-3 ; 2-4), pindah silang ganda (2-3 ; 2-4), pindah silang ganda (2-3 ; 1-4), pindah silang ganda (1-3 ; 2-4 ; 2-3). Lalu menghitung persen tipe rekombinan yang terjadi dari tiap ketentuan tersebut dengan rumus nilai pindah silang, yaitu:

Adapun yang dimaksud dengan nilai pindah silang (nps) ialah angka yang menunjukkan besarnya persentase kombinasi baru yang dihasilkan akibat terjadinya pindah silang.Pindah silang yang dipraktekkan adalah pindah silang tunggal dan pindah silang ganda. Pindah silang tunggal adalah pindah silang yang terjadi pada satu tempat , sedangkan pindah silang ganda adalah pindah silang yang terjadi pada dua tempat. Peristiwa pindah silang ganda terjadi dengan adanya pertukaran segmen antara 2 kromatid atau lebih dan membentuk lebih dari 1 kiasma. Pindah silang ganda ini menghasilkan 2 genotip tipe rekombinan, 3 genotip tipe rekombinan, atau 4 genotip tipe rekombinan sehingga nilai pindah silang yang didapatkan bisa sebesar 50%, 75% atau 100%. Hasil perhitungan NPS pada pindah silang tunggal (2-3) dan pindah silang ganda (2-3 ; 2-3) menunjukkan angka 50%. Hasil perhitungan NPS pada pindah silang ganda (2-3 ; 2-4) menunjukkan angka 75%, sedangkan pada pindah silang ganda (2-3 ; 1-4), pindah silang ganda (1-3 ; 2-4) dan pindah silang ganda (1-3 ; 2-4 ; 2-3) menunjukkan angka 100%. Nilai pindah silang tidak akan melebihi 50%, biasanya bahkan kurang dari 50%, karena hanya dua dari empat kromatid saja yang ikut mengambil bagian pada peristiwa pindah silang dan pindah silang ganda akan mengurangi tipe rekombinasi yang dihasilkan.Pada contoh pertama yaitu pindah silang tunggal (2-3) terjadi pertukaran segmen antara strand kromatid 2 dengan 3. Pindah silang ini akan membentuk genotip ABCD pada strand 1, ABcd pada strand 2, abCD pada strand 3 dan abcd pada strand 4. Genotip ABCD pada strand 1 dan abcd pada strand 4 merupakan tipe parental sedangkan genotip ABcd pada strand 2 dan abCD pada strand 3 merupakan genotip tipe rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya sebesar 50%.Contoh kedua adalah pindah silang ganda yaitu pertukaran segmen antara strand kromatid 2 dengan 3 dan strand 2 dengan 3 untuk kedua kalinya. Pindah silang ini akan membentuk genotip ABCD pada strand 1, AbcD pada strand 2, aBCd pada strand 3 dan abcd pada strand 4. Genotip ABCD pada strand 1 dan abcd pada strand 4 merupakan tipe parental sedangkan genotip AbcD pada strand 2 dan aBCd pada strand 3 merupakan genotip tipe rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya sebesar 50%.Contoh ketiga adalah pindah silang ganda yaitu pertukaran segmen antara strand kromatid 1 dengan 3 dan strand 2 dengan 4 . Pindah silang ini akan membentuk genotip Abcd pada strand 1, Abcd pada strand 2, aBCD pada strand 3 dan abCD pada strand 4. Genotip yang terbentuk pada semua strand adalah genotip tipe rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya sebesar 100%.Contoh keempat yaitu pindah silang antara kromatid strand 2 dengan 3, dan kromatid strand 2 dengan 4. Pindah silang ini membentuk genotip ABCD pada strand 1 yangmerupakan genotip tipe parental, Abcd pada strand 2, aBCd pada strand 3 dan abcD pada strand 4 yang ketiganya merupakan genotip tipe rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya sebesar 75%. Contoh lima yaitu pindah silang antara kromatid strand 2 dengan 3 dan strand 1 dengan 4. Pada pindah silang ini terbentuk 2 kiasma. Genotip yang terbentuk yaitu Abcd pada strand 1, Abcd pada strand 2, aBCD pada strand 3, dan abCD pada strand 4. Semua genotip yang terbentuk merupakan tipe rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya sebesar 100%.Contoh enam yaitu pindah silang antara kromatid strand 1 dengan 3, strand 2 dengan 4, dan strand 2 dengan 3. Pada pndah silang ini terbentuk 3 kiasma. Genotip yang terbentuk yaitu AbcD pada strand 1, Abcd pada strand 2, aBCD pada strand 3, dan abCd pada strand 4. Semua genotip yang terbentuk merupakan tipe rekombinan. Dengan demikian nilai pindah silangnya sebesar 100%.Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi pindah silang, yaitu:1. Temperatur; temperatur yang melebihi atau kurang dari temperatur biasa dapat memungkinkan besarnya terjadi pindah silang.2. Umur; makin tua suatu individu, makin kurang mengalami pindah silang.3. Zat kimia; zat kimia tertentu dapat memperbesar kemungkinan pindah silang.4. Penyinaran dengan sinar X dapat memperbesar kemungkinan pindah silang.5. Jarak antara gen-gen terangkai; makin jauh letak suatu gen dengan gen lainnya, makin besar kemungkinan terjadi pindah silang.6. Jenis kelamin; pada umumnya pindah silang dijumpai pada makhluk hidup betina maupun jantan. Namun, pengecualian pada ulat betina Bombix mori dan lalat jantan Drosophila tidak pernah terjadi pindah silang (Suryo,2008).

Salah satu manfaat dari pindah silang yaitu meski dari induk dengan spesies yang sama, karena adanya peristiwa pindah silang, seorang anak tidak akan mempunyai karakter sama persis dengan induknya, baik sebagian atau seluruhnya. Jadi, dengan adanya pindah silang maka dapat diperoleh variasi-variasi fenotip dari spesies yang sama.

G. Diskusi1. 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. Peristiwa pindah silang dapat pula didefinisikan sebagai perubahan letak yang terjadi karena adanya penukaran segmen dari kromatid pada sepasang kromosom homolog yang terjadi pada gen-gen yang terangkai yang letaknya jauh dari sentromer pada suatu kromosom.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 tumbuh-tumbuhan, hewan, dan manusia. Pindah silang terjadi ketika meiosis I (akhir profase I atau permulaan metafase I), yaitu pada saat kromosom telah mengganda menjadi 2 kromatid. 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 ini tidak akan nampak dalam fenotip, sebab gamet-gamet yang dibentukhanya 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 kromosom homolog. Dengan syarat semua kromatid ikut terlibat.

H. KesimpulanBerdasarkan praktikum pindah silang yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa 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%. Pindah silang ganda (2-3 ; 2-4) sebesar 75%. 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%.Pada peristiwa pindah silang tunggal dihasilkan tipe rekombinasi yang terjadi akibat pindah silang sebesar 50% karena hanya melibatkan dua kromosom yang mengalami pindah silang. Pada peristiwa pindah silang ganda dihasilkan tipe rekombinasi yang terjadi akibat pindah silang sebesar 50%, 75% hingga 100% karena tidak hanya dua kromosom yang mengalami pindah silang, tetapi sampai tiga atau emapat kromosom mengalami pindah silang. Semakin banyak kromosom yang terlibat pindah silang, semakin besar tipe rekombinasi yang terbentuk akibat pindah silang.

Daftar Pustaka

Ayala, F.J. and Kiger, J.A. (1984). Modern Genetics. 2nd ed. Menlo Park: The Benjamin/Cunning Publ.Co.,Inc. Nio,Tjan kwiauw. 1990. Genetika Dasar. Bandung : ITB PressSuryo. 2008. Genetika Manusia. Yogyakarta: Gajah Mada University Press:Wildan, Yatim. Genetika. Bandung : Penerbit Tarsito, 1996.

LAMPIRANMacam pindah silangGambar kromosom dalam gametPresentase gamet tipe pindah silang

Awal

1.PS Tunggal (2-3)

Hasil:

NPS =2/4 x 100% = 50%

2.PS Ganda (2-3, 2-3)

Hasil :

NPS =2/4 x 100% = 50%

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

Hasil:

NPS = 4/4 x 100% = 100%

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

Hasil:

NPS = 3/4 x 100% = 75%

5. PS Ganda (2-3, 1-4)

Hasil:

NPS = 4/4 x 100% = 100%

6. PS Ganda (1-3, 2-4, 1-3)

NPS = 4/4 x 100% = 100%