Individuality and Parentage

Tugas Mata Kuliah

Marine Molecular Ecology

Camellia K. Tito

2602011541008

MAGISTER ILMU KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2016

REVIEW

Genetic Mosaics

Seringkali yang terlihat sebagai 1 ramet (individu morfologis) sebenarnya terdiri dari

beberapa genets (individu genetik). Sebagai contoh adalah Strangler Figs (Ficus spp.).

Pohon ini biasanya mulai tumbuh pada saat burung atau mamalia lain meletakkan

benih pohon pada salah satu bagian pohon utama, bagian daun tumbuh ke atas

sedangkan akarnya akan tumbuh ke bawah mengelilingi pohon utama. Thompson et

al. (1991) melakukan analisis allozyme dan menunjukkan bahwa setiap individu

pohon Fig adalah genetic mosaics, terdiri dari beberapa genotif. Sebanyak 13 dari 14

sampel pohon Fig, teramati adanya genetik yang berbeda di antara cabang-cabangnya,

didapatkan sebanyak ± 45 individual genetik yang teramati.

Penggabungan antara beberapa ramet juga umum terjadi pada banyak invertebrata di

laut seperti karang, sponge, bryozoan dan hydroid (Grosberg, 1988; Jackson, 1985).

Penggabungan sel tubuh seringnya terjadi pada masa postlarva daripada koloni

dewasa, dalam beberapa kasus larva tersebut adalah hasil reproduksi aseksual dari

sebuah individu genetic. Sementara itu di kondisi lain, penggabungan larva diketahui

atau dianggap sebagai hasil reproduksi seksual, hal inilah yang membentuk mosaics.

Agregasi dan penggabungan antar keturunan difasilitasi oleh penempatan larva yang

menyebar secara terbatas, tetapi beberapa bukti menunjukkan proses ini juga

melibatkan sistem pengenalan seluler, dan hal ini menggambarkan kecocokan

histologis yang tinggi yang mempengaruhi respon penerimaan atau penolakan koloni

dewasa (Grosberg dan Quinn, 1986). Pada saat ini, penanda molekuler genetik belum

banyak digunakan untuk mengetahui frekuensi atau pola mosaicism pada koloni

invertebrata di laut.

Identifikasi yang benar tentang genetic mosaics penting dalam beberapa proses

evolusi. Sebagai contoh, penyerbukan atau fertilisasi dapat terjadi dari mosaic

individual yang mempengaruhi genotifnya. Jika mosaic umum terjadi di alam, jumlah

genets dalam sebuah populasi dapat diperkirakan dengan cukup baik dengan

menghitung jumlah ramets, dengan konsekuensi adanya perluasan parameter evolusi

yang dipengaruhi oleh ukuran populasi efektif (misalnya akibat adanya genetic drift).

Adanya genetic mosaics juga menjadi isu penting dalam penentuan tingkat integrasi

fisiologi dan fungsional dalam suatu individu. Untuk mengetahui evolusi sel

2

eukariotik dari suatu organisme berdasarkan genom juga diperlukan identifikasi

genetic mosaics.

Reproduksi Aseksual dalam Mikroorganisme

Protozoa eukariotik seperti pembawa penyakit malaria, yang menyebabkan penyakit

tidur, penyakit Chagas, dan penyakit leishmania telah menginfeksi lebih dari 10%

populasi manuasia di dunia dan mengakibatkan kematian hingga jutaan penderita per

tahunnya. Diasumsikan bahwa parasit ini bereproduksi secara seksual (sebagian besar

diploid) karena rekombinasinya telah diteliti di laboratorium. Meskipun begitu, data

terbaru dari penanda molekuler menunjukkan bahwa beberapa parasit protozoa di

alam bereproduksi secara aseksual (Tibayrenc et al., 1990, 1991a). Misalnya, analisis

scnRFLP menunjukkan bahwa protozoa Toxoplasma gondii secara genetik hampir

homogen, hal ini terjadi karena reproduksi aseksual dan evolusi tunggal. Beberapa

penemuan berperan cukup penting dalam pengobatan karena dapat mempengaruhi

strategi diagnosis pembawa penyakit, yang diperlukan untuk mengembangkan vaksin

dan obat penyembuhnya (Tibayrenc et al., 1991b).

Studi penentuan reproduksi aseksual pada parasit protozoa yang merupakan pembawa

penyakit manusia dalam populasi genetik telah dilakukan oleh Tibayrenc et al.

(1991b).

3

Dilakukan penelitian terhadap 12 parasit protozoa yang merupakan pembawa

penyakit manusia. Penentuan kriteria (a), (b), (c) dan (d) dijelaskan pada Box 5.2.

Simbol +, menunjukkan kriteria terpenuhi; ND, menunjukkan kriteria not done (tidak

dilakukan); 0 menunjukkan kriteria data tidak tersedia karena tes ini berdasarkan

tingkat ploid-nya (sebagian besar taxa adalah diploid, meskipun Plasmodium adalah

haploid dan tingkat ploid Entamoeba, Giardia dan Trichomonad masih belum pasti).

Penentuan kriteria dibagi menjadi 4 yaitu:

- Tidak adanya penggabungan meiosis pada 1 loci penanda

(a) heterozigot (sebagian besar atau semua individu adalah heterozigot)

(b) hilangnya beberapa genotif diploid secara signifikan; penyimpangan

keseimbangan Hardy-Weinberg

- Tidak adanya rekombinasi antar loci penanda

4

(c) overrepresented; identitas genotif yang tersebar luas; hilangnya genotif

rekombinan secara signifikann; gabungan alel antar loci secara tidak acak

(ketidakseimbangan fase gamet (Box 5.3.))

(d) hubungan antara penanda genetik yang tidak saling ketergantungan

Box 5.3. Ketidakseimbangan Fase Gamet

Ketidakseimbangan fase gamet adalah gabungan antar alel dari loci yang berbeda

secara tidak acak. “Tidak acak” berarti bahwa kombinasi multilocus dari beberapa alel

menyimpang signifikan dari yang seharusnya, berdasarkan hasil frekuensi single locus

allelic. Dalam Bos 5.3. dicontohkan ada 2 loci (A dan B), masing-masing mempunyai

2 alel (A1, A2 dan B1, B2) dengan frekuensi p1, p2, q1 dan q2. 4 genotif gamet di-locus

(halotypes) yang mungkin terjadi adalah:

Jika alel terbenuk secara acak dalam haplotypes (ketidakseimbangan fase gamet),

frekuensi yang dapat terjadi pada genotif di-locus ini adalah p1q1, p1q2, p2q1 dan p2q2.

5

A1, A2 alel A

B1, B2 alel B

p1, p2 frekuensi alel A

q1, q2 frekuensi alel B

D ketidakseimbangan fase gametp11, p22 observed frequencies of

haplotypes in the coupling phase

p12, p21 observed frequencies of

haplotypes in the repulsion phase

D(G) ketidakseimbangan pada generasi Gc peluang rekombinasi antara 2 loci

pada tiap generasiD(0) ketidakseimbangan alel netral

Perhitungan kuantitatifnya sebagai parameter ketidakseimbangan fase gamet

dirumuskan sebagai:

dengan penjelasan bahwa P11 dan P22 adalah observed frequencies of haplotypes in the

coupling phase, dan P12 dan P21 adalah observed frequencies of haplotypes in the

repulsion phase. Dapat diketahui bahwa dalam populasi perkawinan acak yang besar,

setiap ketidaksetimbangan [D(0)] antar alel netral akan cenderung hilang hingga

mencapai nol (c ≠ 0) berdasarkan persamaan

6