Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
PETUNJUK PRAKTIKUM
GENETIKA TANAMAN
digunakan untuk kalangan sendiri
OLEH:
Dr. Achmad Amzeri, SP MP
Dr. Ir. Siti Fatimah, MSi
Mohammad Syafii, SP.MSi.
Yusy Purwaningsih,SP
LABORATORIUM BIOTEKNOLOGI
PRODI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA
Nama Praktikan :………………………………
NRP : ……………………………...
2
DAFTAR ISI
I. ISTILAH-ISTILAH DALAM GENETIKA
II. BAHAN GENETIK
III. EKSPRESI GEN
IV. ANALISIS MITOSIS DAN MEIOSIS
V. KROMOSOM MITOSIS
VI. KROMOSOM MEIOSIS
VII. GENETIKA MENDEL
VIII. PENYIMPANGAN MENDEL
IX. GENETIKA POPULASI
3
PRAKTIKUM I
ISTILAH-ISTILAH DALAM GENETIKA
Pendahuluan
Ilmu genetika sangat penting dipelajari karena dua alasan, yang
pertama genetika merupakan penentu utama aspek biologis, hal ini setara
dengan atom dalam kimia sehingga siapapun yang belajar aspek kehidupan
mahluk hidup harus memiliki pemahaman yang baik mengenai genetika.
Kedua genetika terkait dengan aspek kehidupan manusia seperti mengapa
suatu sifat diturunkan dari tetua ke orang tuanya, sampai bagaimana
meningkatkan kecukupan pangan melalui perakitan varietas unggul baru yang
lebih tinggi produktivitasnya, lebih tahan cekaman lingkungan atau resisten
terhadap serangan hama dan penyakit. Apapun yang terjadi dalam kehidupan
manusia pasti ada kaitannya dengan genetika.
Pemanfaatan prinsip dasar genetika dalam kehidupan manusia
sudah berlangsung sejak awal kehidupan, tetapi sebagai suatu ilmu genetika
dianggap sebagai ilmu yang masih muda karena baru mulai berkembang pada
akhir 1800 dan awal 1900. Sebagai suatu bidang ilmu, genetika molekuler,
dan genetika populasi. Genetika pewarisan mengungkap bagaimana sifat
diteruskan dari tetua ke keturunannya. Genetika molecular mempelajari dan
proses-proses seluler di mana informasi tersebut diteruskan untuk kemudian
diekspresikan. Genetika populasi mempelajari komposisi genetik dari suatu
populasi, serta perubahannya terkait dengan geografis dan waktu.
Perkembangan prinsip genetika tidak berkembang secara tiba-tiba
namun dilakukan oleh banyak pihak. Pihak-pihak tersebut bekerja secara
sekuensial maupun parallel, sehingga meskipun Darwin dan mendel telah
berkontribysi sangat besar terhadap perubahan paradigma mengenai
pewarisan secara radikal namun pemikiran tersebut dipengaruhi oleh
pemikiran pendahulunya. Penerapan ilmu genetika yang sudah berlangsung
4
sebenarnya sama tuanya dengan sejarah manusia itu sendiri. Manusia
berusaha memilih sendiri tanaman yang sesuai dengan kebutuhan mereka dan
melakukan seleksi. Setelah domestiklasi manusia melakukan perbaikan sifat
yang dapat diwariskan, sehingga menyebabkan pemuliaan tanaman
didefinisikan sebagai seni perbaikan sifat tanaman yang diwariskan kepada
tetuanya.
Pengenalan istilah-istilah yang terdapat di dalam ilmu genetika
menjadi penting untuk memberikan pemahaman secara menyeluruh mengenai
ilmu genetika. Kesalahan pemahaman mahasiswa dalam menjelaskan istilah-
istilah terkait ilmu genetika menjadi sangat fatal. Sehingga pengenalan istilah-
istilah genetika menjadi langkah awal untuk mempelajari ilmu genetika secara
menyeluruh mulai dari genetika Mendel sampai genetika populasi.
Tujuan dari praktikum
1. Mahasiswa mampu mengetahui berbagai macam istilah yang ada
dalam ilmu genetika
2. Mahasiswa mampu menjelaskan dengan tepat masing-masing
istilah dalam ilmu genetika
Istilah-Istilah Dalam Ilmu Genetika
A
Aberasi kromosom = Ketidak normalan jumlah atau susunan kromosom.
Adenin = Salah satu jenis basa purin yang terdapat pada DNA dan RNA.
Alel = Variasi gen pada satu lokus. Salah satu dari suatu pasangan atau
rangkaian gen yang berperilaku sebagai penentu kemungkinan
sifat pada keturunanya. Pasangan gen yang terletak pada
kromosom homolog.
Alopoliploid = Suatu poliploid yang terdiri dari set kromosom yang berbeda
genetiknya, misalnya set dari dua atau lebih dari spesies yang
berbeda.
Amfidiploid = Suatu tanaman yang memiliki jumlah kromosom somatik dari
dua spesies.
5
Anafase = Pasangan kromosom (meiosis I) atau sister kromosom (metosis
dan meiosis II) berpisah dan pindah ke kutup berlawanan.
Aneuploid = Suatu organisme atau sel yang kekurangan atau kelebihan
satunatau beberapa kromosom. Individu yang mempunyai jumlah
kromosom yang bukan kelipatan kromosom dasarnya. Contoh 2n-
1 atau 2n+1, dimana n adalah jumlah haploid.
Asam amino = Senyawa organik yang mengandung gugus amino (NH2) dan
karboksil (COOH). Asam amino yang umumnya diantaranya
adalah alanin, pronin, treonin, histidin, glutamin, fenilalanin,
triptofan, valin, arginin, terosin, leusin.
Asam nukleat = Makromolekul yang mengandung gula pentosa, fosfat dan
basa nitrogen (basa organik). Makromolekul yang merupakan
rangkaian nukleotida (rangkaian nukleotida = polinukleotida).
DNA atau RNA adalah asam nukleat.
Antikodon = Tiga basa berurutan pada tRNA yang komplementer terhadap
tiga basa berurutan yang berperan sebagai kodon pada mRNA.
Autopoliploid atau autoploid = Suatu poliploid yang terbentuk melalui
penggandaan haploid lengkap dari suatu spesies.
Autosindesis = Berpasangan antar kromosom homolog.
Alosindesis = Berpasangan antar kromosom homoelog.
B
Bivalen = Sepasang kromosom homolog dalam pembelahan meiosis pertama.
C
Coupling = Dua gen dominan atau dua gen resesif berda pada satu kromosom
(linkage).
D
Delesi = Tidak adanya atau lenyapnya segmen kromosom. Hilangnya suatu
segmen kromosom termasuk di dalamnya satu atau lebih gen.
Dihaploid = Individu 2n=2x yang berasal penggandaan kromosom 2n=x
Diploid = Suatu organisme dengan dua set kromosom.
Diploten = Tingkat meiosis diamana empat kromati masing-masing bivalen
pindah menjadi dua pasang namun tetap berada pada daerah
kiasmata.
DNA (deoxyribo nucleic acid) = Suatu polimer nucleida dimana gula
pentosa (ribosa) dalam bentuk deoxy. DNA terutama terdapat di
kromosom.
6
DNA rekombinan = Kombinasi DNA yang tidak ada sebelumnya.
Kombinasi DNA yang berasal dari sumber yang berbeda-beda.
Gabungan dari dua atau lebih molekul DNA yang masing-masing
berasal dari sumber yang berbeda.
Duplikasi = Terjadi suatu segmen lebih dari satu kali pada kromosom atau
genom yang sama.
E
Eksonuklease = Enzim yang menghancurkan atau memotong utas DNA atau
RNA melalui dari posisi ujung.
Endonuklease = Enzim yang memotong utas DNA pada posisi internal (
bagian dalam).
Enzim = Suatu protein sebagai katalisator pada sistem biologi.
Enzim retriksi = Enzim endonuklease yang mengenal sekuens pendek yang
spesifik pada DNA yang memotong DNA.
Epistasis = Dominan satu gen dari lokus lain. Secara umum epistasis
digunakan untuk menggambarkan semua tipe interaksi antara alel
dari lokus yang berbeda dimana suatu lokus dipergunakan oleh
sesuatu atau seluruh lokus lain.
Eukromatin = Kromosom atau segmen kromosom yang dalam fase interfase
dan profase dalam inti sel memperlihatkan sifat terjadi
pengendoran lilitan (decoiling) dan di kondensasi serta memiliki
sifat dapat diwarnai. Bagian ini umumnya menunjukan tipe gen
yang mengikuti prinsip Mendel.
Euploid = Suatu organisme atau sel yang memiliki jumlah kromosom
kelipatan dari kromosom haploid.
F
Fenotipe = Karakter yang dapat dilihat dan diukur, sifat yang dapat diamati,
merupakan interaksi antara faktor genotipe dan lingkungan.
Penampilan individu (tentang sifat fisis, biokemis, fisiologis, dan
sebagainya) sebagai hasil interaksi antara genotipe dan
lingkungan,
Fertilisasi = Penyatuan sel gamet jantan dan betina.
Fertilitas = Kemampuan untuk menghasilkan keturunan hidup.
G
Galaur isogenik = Serangkaian material yang berbeda secara genotipe hanya
padansatu alel.
7
Galur murni = Galur-galur homozigot hasil penyerbukn sendiri sebanyak
lebih dari 7 kali.
Gamet = Sel perkembangbiakan jantan atau betina (sperma atau sel telur)
nyang telah masak.
Gen komplementer = Gen-gen yang berinteraksi untuk menghasilkan sifat
baru.
Gen regulator = Sebuah gen yang mengontrol laju ekspresi sebuah atau gen-
gen lainnya.
Gen = Kesatuan sifat menurun yang terletak di lokus pada kromosom.
Genetika = Ilmu tentang pewarisan sifat dan variasi (keragaman) makhluk
hidup.
Genom = Satu sel lengkap kromosom yang diturunkan oleh tetuanya.
Genotipe = Suatu ciri yang tidak tampak dari luar, berhubungan dengan
konstitusi genetik suatu individu. Susunan genetika suatu
organisme.
H
Haploid = Suatu sel atau organisme yang hanya mempunyai setengah dari
satu set lengkap kromosom.
Heliks = Stuktur berbentuk spiral. DNA, menurut mendel dari watson dan
crick adalah berbentuk heliks ganda (dua heliks).
Heritabilitas = Suatu nilai yang menggambarkan seberapa jauh fenotipe yang
tampak merupakan refleksi dari genotipe.
Heterokromatin fakultatif = Bagian dari heterokromatin yang memilki
bentuk beragam dan tidak memiliki karakter struktur permanen
dan dapat diwarnai.
Heterokromatin konstitutif = Bagian heterokromatin yang memiliki bentuk
dan karakteristik struktur permanen, biasanya terletak dekat
sentromer, telomer, dan SAT-kromosom dan tidak dapat diwarnai.
Heterokromatin = kromosom atau segmen kromosom yang dalam fase
interfase dan profase dalam inti sel memperlihatkan sifat tidak
terjadi pengendoran (decoiling) lilitan dan dekondensasi serta
memiliki sifat mengalami pewarnaan dan tidak memiliki tipe gen.
Heterozigot = Mempunyai alel yang tidak sama satu atau lebih lokus.
Hibrid = Keturunan atau hasil perkawinan antara tetua homosigot yang
berbeda dalam hal satu atau beberapa genya. Umumnya, hibrid
adalah keturunan atau hasil perkawinan dari dua varietas atau galur
atau strain berbeda.
8
Hibridisasi = Aktivitas persilangan dua induk tanaman. Mengawinkan 2
individu dari jenis (spesies) yang sama atau spesies berbeda dalam
genus yang sma, yang keduanya mengandung satu atau lebh beda
karakter.
Histon = Kelompok protein yang bberasosiasi dengan DNA, berfungsi dalam
penggulungan DNA di dalam kromosom dan fungsin di dalam
regulasi aktifitas gen.
Homoelog = Homolog pada beberapa bagian kromosom. Biasanya
merupakan persilangan interspesifik.
Homozigot = Alel-alel identik salam satu lokus.
I
Idiogram = Urutan kromosom dalam genom suatu individu, yang diurutkan
dari kromosom bersatelit, kromosom dengan lengan pendek
terpendek, sampai dengan kromosom dengan lengan pendek
terpanjang.
Inducer = Senyawa berbobot molekul rendah yang meng-inaktifkan represser
dengan cara rekombinasi denganya (berkombinasi denagn
repressor), sehingga menstimulir eskpresi gen.
Inkompatibilitas = Keggalan dalam melengkapi tahapan proses pembuahan
antara gemet jantan dan betina tertentu.
Interaksi gen = Modifikasi kegiatan gen akibat dari gen atau gen-gen dari
lokus yang berbeda.
Interfase = Fase antara dua pembelahan sel berurutan.
Interferensi = Suatu keadaan atau sifat diaman terjadi satu crossing over,
mengurangi kemungkinan terjadinya crossing over lain
didekatnya.
Intrograsi = Sejumlah kecil informasi genetik yangdipindah dari satu jenis
atau marga ke yang lainya.
Intron = Bagian dari DNA gen atau urutan basa pada gen yang tidak
diekspresikan pada RNA matang (RNA hasil transkripsi yang
sudah mengalami pasca-transkripsi). Intron akan dibuang dari
RNA hasil transkripsi primer ( hasil transkripsi primer = RNA
hasil transkripsi yang belum mengalami proses pasca transkripsi).
Inversi = Suatu penyusunan kembali suatu segmen kromosom sehingga gen-
genya tersusun sebaliknya.
Irradiasi = Perlakuan sinar X atau radiasi lain pada tanaman untuk
meningkatkan mutasi.
9
K
Kariotipe = Gambar pasangan kromosom dari suatu individu, disusun dari
ukuran psangan kromosom terbesar smapai terkecil. Jumlah,
ukuran dan bentuk kromosom suatun sel somatis.
Kiasma = Titik-titik perhubungan yang sangat dekat antara pasangan
kromosom selama meiosis awal (jamak:kiasmata).
Kode genetik = Kombinasi triplikasi yang basa organik baru dalam DNA
yang menghasilkan pembentukan enzim spesifikasi.
Kodon = Tiga basa berurutan pada mRNA yang menyediakan jenis asam
amino yang akan dirangkai menjadi protein.
kopel (coupling) = Kedua lokus baik yang dominan homozigot atau yang
resesif homozigot terdapat dalam satu individu.
Kromatid = Memanjang setengah kromosom. Separoh kromosom dari
pembelahan mambujur yang kemungkinan menjadi anak
kromosom atau benang sub kromosom.
Kromosom homolog = Kromosom-kromosom yang mempunyai urutan gen
yang mirip (homolog partial). Individu-individu yang mempunyai
urutan gen linier yang identik. Kromosom yang sama bentuk dan
besarnya.
Kromosom. Struktur pewaris sifat di dalam nukleus. Berbentuk benang
berwarna kelam dan berada di dalam inti sel yang kelihatan selama
metosis dan meiosis. Tersusun dari DNA dan protein serta
pembawa gen. Jumlah kromososm sesuatu spesies biasanya
konstan.
L
Ligase = Enzim yang menyambungkan ujun dari dua utas DNA.
Ligasi = Penyambungan dua atau lebih molekul DNA melalui pembentukan
ikatan kovalen.
Linkage = Keterikatan sifat pada sifat menurun disebabkan oleh letak gen
berdekatan pada kromosom sama. Disebut juga pautan atau ikatan.
Lokus = Letak kedudukan suatu gen pada suatu kromosom.
M
M1,M2,M3,... = simbol yang digunakan untuk menyatakan generasi pertama,
kedua, ketiga dan seterusnya setelah menerima perlakuan mutagen.
Male sterility = Tepung sari pada tanaman tidak ada tau tidak berfungsi.
Mandul jantan.
10
Meiosis = Suatu mitosis ganda yang terjadi pada perkembangbiakan secara
seksual dan menghasilkan gamet dengan jumlah kromosom
haploid.
Metafase = Fase pada meiosis dan metosis dimana kromosm terletak pada
spindle.
Metaxenia = Pengaruh tepung sari pada jaringan buah.
Mitosis = Proses dimana inti se terbagi menjadi dua anak inti dengan
kelengkapan kromosom sama, biasanya dilanjutkan oleh
terbaginya sel yang berisi inti sel.
Monohibrid = heterozigot pada suatu gen.
Monoploid = Suatu organisme dengan jumlah kromosom dasar (x).
Monosomik = Suatu organisme memilki kurang satu kromosom dari
perlengkapan diploid., sehingga hanya mempunya 2n-1
kromosom.
mRNA (messeger RNA) = RNA yang membawa informasi untuk sintesis
potein. RNA yang membawa informasi dari DNA menuju
ribosom.
Multiple alel = Terdapanya lebih dari dua alel penentu suatu sifat.
Mutan positif = Mutan yang mengalami perubahan pada karakter-karakter
yang diinginkan, yaitu perubahan pada karaakter warna petal dan
atau karakter bentuk tipe petal.
Mutan = Sel atau indovidu yang menunjukan perubahan sebagai akibat
mutasi. Sel atau individu yang mengalami mutasi.
Mutasi = Suatu perubahan genetik, baik untuk gen tunggal atau sejumlah gen
tau susunan kromosom.
N
n = Jumlah kromosom gamet. Jumlah kromosom zigot adalah 2n. Jumlah
kromosom endosperm adalah 3n.
Non-disjunction = Pasanagan kromosom yang gagal berpisah selama
meiosis.
Nukleolus (anak inti) = Organ sirkuler yang terlibat pada saat awal
pembelahan sel, organ ini terlibat dalam pembelahan sel dan
organisasi kromosom.
Nukleotida = Unit penyusunan DNA atau RNA. Nukleotida terdiri ats stau
gula pentosa, satu basa nitrogen, dan satu gugus fosfat.
Nulisomik = Tanaman diploid yang kekurangan sepasang kromosom tertentu,
misalnya: 2n-2.
11
O
Operon = Sekelompok gen yang membentuk satu unit regulasi. Sekelompok
gen yang membetuk satu uni transkripsi yang berada dalam satu
sistem regulasi. Satu operon mengandung satu operator, satu
promotor, dan gen-gen struktural. Transkripsi gen-gen didalam
satu operon menggunakan satu promotor.
Outcross = Suatu persilangan, biasanya alami, tanaman yang berbeda
genotipenya.
Overdominansi = Kelebihan dari heterozigot, pada suatu lokus dengan dua
alel lebih baik dari dalam keadaan homozigot.
P
P1,P2,P3,... Simbol untuk keturrunan generasi pertama, kedua, ketiga dan
seterusnya dari suatu tetua.
Pakiten = Fase penggandaan benang kromosom pada meiosis.
Partenogenesis = Pembentukan organisme pada sel kelamin yang tanpa
mengalami pembuahan
Peta Pewarisan sitoplasma = Pemindahan sifat menurun melaui plasma sel
yang berbeda dengan pemindahan sifat oleh gen pada kromosom.
Hal ini dpat terlihat dari perbedaan peranan tetua jantan dan betina
pada silang resiprok.
Pindah silang = Pertukaran segmen kromatid di antara suat pasangan
kromosom.
Plasmid = Unit DNA yang berantai ganda yang berbentuk sirkular.
Pleiotropi = Satu gen yang mempengaruhi lebih dari satu sifat.
Ploidi = Lihat genom.
Polimer = Senyawa yang tersusun atas banyak subunit yang lebih kecil,
dihasilakan dari proses polimerase. Contoh: DNA dan RNA
merupakan polimeri dari nuleotida (DNA dan RNA =
polinukleotida). Nukleotida merupakan monomer dari RNA atau
DNA.
Polimerase = Enzim yang mengkatalis pembentukan DNA atau RNA. DNA
polimerase mengkatalisis sintesis DNA. RNA polimerase
mengkatalissis pembentukan RNA.
Polimorfisme = Bentuk pola pita yang berbeda antar individu.
Polinokleotida = Rangakaian dua atau lebih nukleotida. DNA merupakan
polinukleotida. RNA juga merupakan polinukleotida.
12
Polipeptida = Rangkaian dua tau lebih asam amino dan stu atau lebih gugud
peptida. Dianamakan dipeptida bila mengandung dua asam amino,
tripeptida bila engandung tiga asam amino dan serusnya
bergantung pada jumlah asam amino penyusunya.
Poliploidi = Suatu organisme yang memiliki jumlah kromosom lebih atau
menyimpang dari dua set kromosom dasar (n).
Profase = Fase prtama pembelahan sel, kromosom menjadi lebih tebal
dibanding sebelumnya.
Progeny test = Suatu pengujian nilai genotipe di dasrkan penampilan
keturunannya hasil dari sitem perkawinan tertentu.
Promotor = Skuen nukleotida atau urutan nukleotid pada DNA dimana
enzim RNA polimerase akan menempel padanya (menempel pada
promotor) dan memulai atau menginisiasi proses transkripsi.
R
Rekombinasi = Pembentukan kombinasi gen baru sebagai hasil segregasi
pada persilangan antara tetua berbedagenetiknya. Pengaturan
kembali gen linkage disebabkan oleh crossing over.
Replikasi DNA = Penggandaan DNA. Replikasi DNA mengikuti pola
semikonservatif, yaitu pada setiap fragment DNA baru terbentuk
masih terdapat satu utas dari fragment sebelumnya.
Repulsi = Individu yang memiliki lokus dominan homozigot dan resesif
homozigot.
Resesif = Anggota pasangan alel yang tidak tampak bila anggota lain
(dominan) menempati kromosom homolog.
RNA = Asam ribonukleat yang terbentuk dari empat basa organik yang
spesifik, gula dan fosfor. RNA berperan dalam pemindahan
informasi dan translasi dari DNA ke enzim.
S
Segregasi = Pemisahan kromosom bapak dari kromosom induk pada meiosis
dan berakibat terpisahnya gen yang mengarah ke kemungkinan
terjadinya kombinasi pada keturunanya.
Sentromer = Titik pelekat untuk pergerakan kromosom pada saat
pembelahan sel.
Serat gelondong (spindle fiber). Struktur yang berhubungan dengan
pergerakan kromosom menuju kutup-kutup sel.
Sifat = Karakter atau bentuk, mislanya tinggi tanaman atau warna bunga.
Sinapsis = Kromosom yang berpasangan.
13
Sitogenetik = Suatu cabang ilmu genetika yang khusus mempelajari
bahan(materi) pembawa sifat keturunan (warisan). Karena bahan
itu terdapat pada setiap sel yang hidup maka disebut genetika sel.
Somatik = Jaringan tubuh tanaman, yang mempunyai dua set kromosom, satu
dari jantan dan satunya dari betina.
Spesies = Pembagian dibawah genus. Suatu kelompok individu sama yang
berbeda dengan kelompok lainya.
Seterilisasi pejantan = Keadaan tidak diproduksinya gamet jantan yang
dapat hidup.
Sinopsis = Perpasangan kromosom homolog.
T
Telofase = Fase terakhir pada pembelahan sel sebelum inti sel kembali pada
masa istirahat.
Telomer = Ujung kromosom yang terdiri dari sekuens DNA yang
membutuhkan untuk stabilitas ujung kromosom.
Terpaut = Lihat linkage.
Tetrad = Empat kromatid dari dua kromosom yang bersinapsis dalam
meiosis.
Tetua = Setiap individu yang dipergunakan dalam persilangan.
Transformasi = Proses masuknya DNA dari lingkungan ke dalam sel-sel
bakteri. Perubahan bakteri secara genetik yang terjadi atau yang
dilakukan dengan memasukan DNA asing ke dalam sel bakteri.
Transgenik - Organisme yang telah berubah secara genetik sebagai akibat
telah masuknya DNA asing ke dalam genomnya. Organisme yang
mengandung DNA yang beraasal dari organisme lainya.
Transgressive segregation = Penampakan individu pada generasi F2 yang
lebih baik dibandingkan dua tetuanya
Transkripsi = Proses transfer informasi genetik dari ruas DNA (gen) ke
dalam molekul RNA.
Transkriptas-balik = Enzim yang mengkatalisis sintesis DNA menggunakan
RNA cetakan.
Translokasi = Pergantian letak segmen kromosom ke letak lain pada
kromosom sama atau lain.
Tihibrid = Kombinasi induk yang menghasilkan keturunan dengan
perbandingan fenotipe 27:9:9:9:3:3:3:1 atau variasinya. Hal ini
disebabkan adanya dua alel berbeda yang terdapat pada setiap tiga
lokus yang bebas.
14
Triploid = Organisme yang memiliki tiga set kromosom dasar (3x).
U
Univalen atau multivalent = Kromosom yang tidak berpasangan secara
bivalen pada meiosis. Bivalen, trivalen, quadrivalen, dan
seterrusnya merupakan ikatan dari 2, 3, 4, dst kromosom homolog
yang terjadi karena kiasma.
X
x = Simbol untuk ploidi atau set kromosom lengkap (genom). Misal : x
=monoploid, 2x = diploid.
Z
Zigot = Sel yang terbentuk oleh penyatuan gamet. Individu berkembang dari
sel ini.
Zigoten = Fase dalam profase meiosis bila benang kromosom berpasangan.
15
PRAKTIKUM II
BAHAN GENETIK
Laju peningkatan dan perkembangan ilmu genetika menjadi sangat
cepat setelah pengungkapan struktur DNA. Melalui teknologi mesin PCR
penggandaan DNA dapat dilakukan secara buatan sehingga mampu
mengungkap susunan berbagai jenis mahluk hidup. Data tersebut selanjutnya
tersimpan dalam basis data (gene bank) yang dapat dimanfaatkan pihak
berkepentingan dalam mengaksesnya, sehingga tidak perlu melakukan
pengulangan atau dapat digunakan untuk genotipe bahkan spesies lain.
Suatu bahan genetik memiliki tiga karakteristik agar mampu
menjaga stabilitas kehidupan sekaligus mampu merespon perubahan
lingkungan. Tiga karakteristik tersebut antara lain: 1) bahan pembawa
informasi genetik harus stabil agar suatu organisme mampu mempertahankan
karakter individunya selama siklus hidupnya, 2) informasi genetik harus dapat
diwariskan agar karakter jenis organisme tersebut dapat dipertahankan dari
generasi ke generasi berikutnya, 3) Informasi genetik harus membuka peluang
terjadinya perubahan agar organisme tersebut mampu bertahan dalam
menghadapi perubahan lingkungan.
Materi genetik merupakan bahan yang mampu menyimpan
informasi genetik dalam suatu organisme hidup. Catatan pertama kali
manusia melakukan visualisasi materi genetik adalah pada tahun 1869 saat
darah pada perban yang dicuci dengan etanol, menyisakan benang halus pada
cairan etanol yang bening tersebut. Johan Friedrich Miescher (1871) berhasil
mengisolasi senyawa fosfor yang mengandung senyawa dari asam inti sel
(nucleus). Selanjutnya Rosalind Franklin (1951) menduga bahwa materi
tersebut memiliki struktur helix ganda dengan senyawa fosfor pada bagian
luarnya. Baru kemudian Watson and Crick (1951) menyempurnakan temuan
16
Franklin menjadi struktur helix ganda (double helix) untuk materi genetik
yang sekarang dikenal sebagai DNA (Deoxyrybose Nucleic Acid).
Pada dasarnya asam nucleat telah lama ditemukan sebelum
diketahui strukturnya serta fungsinya sebagai bahan dasar gen. Setidaknya
ada tiga penemuan yang membuktikan bahwa asam nukleat berperan penting
dalam menentukan sifat organisme sebagai bahan dasar atau sebagai bahan
dasar gen, yaitu penemuan DNA sebagai senyawa penyusun kromosom,
diketahui peran DNA dalam tranformasi bakteri, serta penemuan DNA pada
virus yang diwariskan pada generasi berikutnya.
Tujuan
1. Mahasiswa mampu mendeskripsikan materi genetik mahluk hidup
2. Mahasiswa mampu menjelaskan mengenai perbedaan antara DNA
dan RNA
3. Mahasiswa mampu menjelaskan mengenai struktur kromosom
Latihan Soal
1. Apa nama bagian yang dilingkari?
a. Basa
b. Fosfat
c. Dioksiribosa
2. Apa nama bagian yang dilingkari?
a. Basa
b. Fosfat
c. Dioksiribosa
3. Apa nama bagian yang dilingkari?
a. Basa
b. Fosfat
c. Dioksiribosa
17
4. Apa nama bagian yang dilingkari?
a. Nukleosida
b. Nucleotida
c. Nukleoprotein
5. Apa nama bagian yang dilingkari?
a. Nukleosida
b. Nucleotida
c. Nucleoprotein
6. Tuliskan karakteristik dari DNA dan RNA untuk melengkapi tabel
berikut !
RNA: DNA RNA
Gula
Basa
Utas
18
Bagian apa ini?
a. Telomer
b. Sentomer
c. Monomer
d. Heterokromatin
e. Kromatin
f. Eukromatin
7. Bagian apa ini?
a. Telomer
b. Sentomer
c. Monomer
d. Heterokromatin
e. Kromatin
f. Eukromatin
8. Bagian apa ini?
a. Telomer
b. Sentomer
c. Monomer
d. Heterokromatin
e. Kromatin
f. Eukromatin
9. Bagian apa ini?
a. Telomer
b. Sentomer
c. Monomer
d. Heterokromatin
e. Kromatin
f. Eukromatin
Lengkapi pasangan basa yang kosong
?
?
?
?
19
Tugas
1. Jelaskan pernyataan di bawah ini!
a. Jelaskan perbedaan antara RNA dan DNA
b. Sebutkan 2 perbedaan utama genom inti dengan genom
mitokondria
c. Bagaiman tahapan pembentukan struktur kromosom
dari utas DNA
2. Jelaskan pernyataan di bawah ini!
a. Mengapa jumlah purine sama dengan jumalah
pyrimidine
20
b. Sebutkan 2 perbedaan utama genom inti dengan genom
plastid
c. Jelaskan 4 penyusun utama suatu gen
3. Jelaskan pernyataan di bawah ini!
a. Berdasarkan penelitian Arthur Kornberg sebutkan 4
komponen utama beserta fungsinya yang dibutuhkan
untuk sintesis DNA
b. Dimanakah awal penggandaan utas DNA dalam sel,
terangkan mengapa
c. Apa fungsi RNA primer pada penggandaan utas DNA
dalam sel
d. Apa yang dimaksud dengan Nick, dan enzim apa yang
berperan dalam pembentukanya
4. Jelaskan pernyataan di bawah ini!
a. Mengapa jumlah adenin selalu sama dengan thimine,
dan guanine selalu sama dengan cytosine sebutkan
siapa yang pertama memahami hal tersebut
b. Sebutkan 6 enzim dan fungsinya yang terlibat dalam
proses penggandaan utas DNA dalam sel
c. Apa fungsi Single Strand DNA binding protein
d. Enzim apa yang terlibat dlam penutupan Nick pada
proses penggandaan DNA
5. Setiap spesies tanaman mengalami perubahan genetik secara
berkelanjutan, hal ini terkait juga dengan adanya kerusakan utas
DNA maupun proses mutasi.
a. Jelaskan penyebab terjadinya kerusakan DNA
b. Jelaskan mekanisme sel dalam memperbaiki kerusakan
DNA tersubut
21
PRAKTIKUM III
EKSPRESI GEN
Pendahuluan
Gen merupakan fragmen DNA yang dapat ditranskripsikan
menjadi RNA dan selanjutnya diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino,
dibentuk protein untuk selanjutnya akan mempengaruhi proses fisiologi
tanaman maupun fenotipenya. Pada genom tanaman, rata-rata terdapat
sebanyak 25.000-45.000 gen yang menyandi seluruh proses biologis. Baik
proses biologis dalam dalam sel, jaringan maupun keseluruhan individu
tanaman. Anatomi, morfologi setiap jaringan berbeda, hal tersebut berkaitan
dengan pertumbuhan dan fase perkembangan itu sendiri, sehingga proses
biologis pada akar akan berbeda dengan proses biologis yang terjadi di daun,
pucuk, buah. Dengan demikian perlu pengaturan agar seluruh gen-gen
tersebut dapat aktif secara harmoni, sehingga karakteristik masing-masing
individu tersebut tetap terjaga.
Berdasarkan pola ekspresinya, gen-gen dikelompokkan menjadi
gen konstitutif yaitu gen-gen yang diekspresikan secara terus menerus dan
berkesinambungan pada seluruh tahap perkembangan dan pertumbuhan. Hal
ini dikarenakan kelompok gen ini dibutuhkan untuk proses dasar biologis
mahluk hidup seperti respirasi. Kelompok gen ini juga disebut house keeping
gene. Kelompok kedua adalah gen-gen terinduksi (inducible) yang
merupukan gen-gen yang terekspresi pada tahap perkembangan tertentu atau
sebagai bagian tanggap lingkungan.Aktivitas gen-gen tersebut dipengaruhi
oleh lingkungan sebagai inducers karena aktivitasnya diinduksi oleh sinyal
biologis tertentu. Misal peningkatan prolin sebagai akibat terjadinya cekaman
kekeringan.
Proses perwujudan informasi genetik dalam suatu gen menjadi
proses biologis terkait struktur dan fungsi sel dibagi menjadi dua tahap dan
22
terjadi pada dua tempat berbeda. Tahap pertama adalah transkripsi
(pembacaan informasi genetik menjadi suatu transkrip) yang terjadi di dalam
inti sel, dengan produk akhir berupa mRNA (messenger-RNA). Tahap kedua
merupakan penerjemahan RNA menjadi protein (translasi) untuk proses
metabolisme yang terjadi di sitoplasma, serta produk akhir berupa rangkaian
asam amino yang terkait dengan sintesis protein.
Komponen asam amino yang dibutuhkan dalam proses translasi
sebanyak 20 jenis. Komponen tersebut antara lain Fenilalanin (F), Serin (S),
Tyrosin (T), Sistein (C), Leusin (L), Triptofan (W),Prolin (P), Glutamin (Q),
Histidin (H), Arginin (R), Isoleusin (I), Threonin (T), Aspargin (N), Lisin (K),
Metionin (M), Valin (V), Alananin (A), Aspartat (D), Glisin (G), dan
Glutamin (E). Keterbatasan satu jenis asam amino akan menyebabkan
terhentinya proses translasi.
Tujuan
1. Mahasiswa mampu menterjemahkan informasi genetik dalam
proses translasi menjadi rantai asam amino
2. Mahasiswa mampu menentukan start dan stop kodon, serta
menghitung jumlah asam amino yang dihasilkan dari utas mRNA
Latihan Soal
Tabel 3.1 kode genetik (kodon) RNA
U C A G
U UUU
Phe UUC
Phe
UUA Leu
UUG
Leu
UCU
Ser UCC
Ser
UCA Ser
UCG
Ser
UAU Tir
UAC Tir UAA
Stop
UAG Stop
UGU Sis
UGC Sis UGA
Stop
UGG Tri
U
C A
G
C CUU Leu
CUC
Leu
CCU Pro
CCC
Pro
CAU His
CAC
His
CGU Arg
CGC
Arg
U C
A
G
23
CUA
Leu CUG
Leu
CCA
Pro CCG
Pro
CAA
Gln CAG
Gln
CGA
Arg CGG
Arg
A AUU
Ileu AUC
Ileu
AUA Ileu
AUG
Met
ACU
Thr ACC
Thr
ACA Thr
ACG
Thr
AAU
Asn AAC
Asn
AAA Lis
AAG
Lis
AGU Ser
AGC Ser AGA
Arg
AGG Arg
U
C A
G
G GUU
Val
GUC Val
GUA
Val GUG
Val
GCU
Ala
GCC Ala
GCA
Ala GCG
Ala
GAU
Asp
GAC Asp
GAA
Glu GAG
Glu
GGU Gli
GGC Gli
GGA Gli GGG Gli
U
C
A G
Keterangan:
Ala : alanin Gln : glutamin Lis: Lisin
Sis: sistein
Arg : Arginin Gli : Glisin Met : Metionin
Thr : threonin
Asn : Asparagin His : Histidin Phe :
Phenilalanin Tir : tirosin
Asp : Aspartat Ileu : isoleusin Pro : Prolin
Tri : Triprofan
Glu : glutamat Leu : leusin Ser : serin
Val : Valin
1. Berikut merupakan utas DNA dari bagian yang ditranskripsikan:
5’---GAATGATAACTTGAGCCGTGATC---3’
3’---CTTACTATTGAACTCGGCACTAG---5’ utasan cetakan
Berdasarkan utas tersebut,
a. Silahkan tulis utas RNAnya
24
b. Berdasarkan utas mRNA yang diperoleh, tentukan rantai
asam amino yang dihasilkan.
Penyelesaian:
Karena pertumbuhan dimulai dari ujung 5’---3’ maka pembacaan
modelnya dilakukan dari utas ujung 3’ ke arah utas ujung 5’ pada
sintesis polinukletotida, sedangkan utas lain (pasangannya
merupakan utas pendamping). Hanya terdapat satu dari dua utas
yang digunakan sebagai template, sedangkan yang lainnya hanya
sebagai pendamping, sehingga proses transkripsi adalah sebagai
berikut:
DNA 5’--- GAATGATAACTTCAGCCGTGATC ---3’ utasan
pendamping
3’--- CTTACTATTGAAGTCGGCACTAG ---5’
utasan cetakan
mRNA 5’---GAAUGAUAACUUCAGCCGUGAUC---3’
Informasi genetik yang terkandung dalam mRNA
dalam bentuk runutan basa, setiap kombinasi tiga basa (triplet)
yang berdampingan mengandung sandi genetik (kodon) tertentu.
Masing-masing triplet kodon tersebut akan menjadi satu jenis
asam amino dalam proses translasi, sehingga rantai mRNA dapat
dipandang sebagai rangkaian kodon yang diterjemahkan menjadi
runutan asam amino. Penerjemahan mRNA dimulai dari start
kodon (kodon awal) yaitu UAG.
Karena penerjemahan dimulai dari AUG maka asam
amino yang dihasilkan adalah pengkodean dari utas:
AUGAUAACUUCAGCCGUGAUC yaitu
AUG: metionin
AUA: Ileusin
ACU: threonin
UCA: serin
GCC: Alanin
GUG: Valin
AUC: isoleusin
25
Maka, rantai asam amino yang dihasilkan adalah
Metionin-Ileusin-Threonin-Serin-Arginin-Leusin-Isoleusin.
2. Jika terdapat rantai asam amino dengan urutan Metionin-Lisin-
Glutamat-Sistein, maka tuliskan alternatif utas dari DNAnya!
Penyelesaian:
Kodon pengkode masing-masing asam amino adalah:
Metionin : AUG
Lisin : AAA, AAG
Glutamat : GAA,GAG
Sistein : UGU,UGC
Sehingga alternatif mRNA nya adalah
1. AUG AAA GAA UGU
2. AUG AAA GAA UGC
3. AUG AAA GAG UGU
4. AUG AAA GAG UGC
5. AUG AAG GAA UGU
6. AUG AAG GAA UGC
7. AUG AAG GAG UGU
8. AUG AAG GAG UGC
Alternatif DNA utas cetakan:
1. AUG AAA GAA UGU
TAC TTT CTT ACA
2. AUG AAA GAA UGC
TAC TTT CTT ACG
3. AUG AAA GAG UGU
TAC TTT CTC ACA
4. AUG AAA GAG UGC
26
TAC TTT CTC ACG
5. AUG AAG GAA UGU
TAC TTC CTT ACA
6. AUG AAG GAA UGC
TAC TTC CTT ACG
7. AUG AAG GAG UGU
TAC TTC CTC ACA
8. AUG AAG GAG UGC
TAC TTC CTC ACG
Jadi alternatif utas DNAnya adalah
1. 5’---ATG GAA AAA TGT---3’
3’---TAC CTT TTT ACA---5’
2. 5’---ATG AAA GAA TGC---3’
3’---TAC TTT CTT ACG---5’
3. 5’---ATG GAA AAG TGT---3’
3’---TAC CTT TTC ACA---5’
4. 5’---ATG AAA GAG TGC---3’
3’---TAC TTT CTC ACG---5’
5. 5’---ATG AAG GAA TGT---3’
3’---TAC TTC CTT ACA---5’
6. 5’---ATG AAG GAA TGC---3’
3’---TAC TTC CTT ACG---5’
27
7. 5’---ATG AAG GAG TGT---3’
3’---TAC TTC CTC ACA---5’
8. 5’---ATG AAG GAG TGC---3’
3’---TAC TTC CTC ACG---5’
3. Terdapat fragmen DNA yang dimulai dari sekuen promoter TATA
box yang berada 10 basa ke arah hulu seperti pada fragmen di
bawah ini, maka berapa jumlah basa dari utas mRNA yang
dihasilkan?
5’ TATACGTTACGTTCCACATGGTAACTTGAGCCGTGATC
3’
3’ATATGCAATGCAAGGTGTACCATTGAACTCGGCACTAG
5’
Penyelesaian:
Langkah pertama adalah mencari TATA box, kemudian hitung
basa berikutnya (sampai 10 basa) untuk menentukan titik awal
transkripsi.
5’
TATAGCTTACGTTCAGAGTGGTAACCACCGACGTGATC
3’ (DNA)
3’ATATCGAATGCAAGTCTCACCATTGGTGGCTGCACTAG
5’
5’-------ACAGUGGUAACCACCGACGUGUAC 3’ (RNA)
Dari sekuen DNA diatas akan diperoleh utas RNA sepanjang 24
basa.
4. Terdapat satu fragmen dari bagian awal mRNA, seperti di bawah
ini, tentukan kemungkinan asam amino maksimum yang bisa
diperoleh
5’
CUAUGGCCCCAGAAUAUCUCCAGAUCAAGAGGCUGAGC
CAGUGAGAAAGAUGUUUUCACCACGAGGAUAA3’
28
Penyelesaian:
Pada pembacaan asam amino tidak diketahui mulai dari mana
dilakukan pembacaan kodon tiga basa, sehingga perlu dibuat 3
kemungkinan kombinasi kodon seperti dibawah ini
5’ CUA UGG CCC CAG AAU AGC UCC AGA UCA AGA
GGU GA 3’
5’ CU AUG GCC CCA GAA UAU CUC CAG AUC AAG AGG
UGA 3’
5’ C UAU GGC CCC AGA AUA UCU CCA GAU CAA GAG
GUG A 3’
Pembacaan dimulai dari start kodon, sehingga dipilih dimana start
kodon paling awal, yaitu kemungkinan kedua, sehingga akan
diperoleh 11 asam amino.
5. Apabila diperoleh rangkaian asam amino MWWMLQ, buatlah
prediksi utas mRNAnya.
Penyelesaian:
Rangkaian asam amino dimulai dengan ujung N dan diakhiri
dengan ujung karboksil yang setara dengan ujung 5’ dan 3’ pada
mRNA. Dengan demikian akan diperoleh rangkaian Methionin-
Triptofan-Triptofan-Methionin-Fenilalanin-Glutamin.
Selanjutnya dilakukan penerjemahan rangkaian asam amino
berdasarkan tabel kode genetik yang tersedia, sehingga dihasilkan
pola sebagai berikut :
M W W M Q
AUG-UGG-UGG-AUG-UUU/UUC-CAA/CAG
Prediksinya adalah ada 4 kemungkinan urutan asam amino
5’ AUG-UGG-UGG-AUG-UUU-CAA
5’ AUG-UGG-UGG-AUG-UUU-CAG
5’ AUG-UGG-UGG-AUG-UUC-CAA
5’ AUG-UGG-UGG-AUG-UUC-CAG
29
TUGAS
1. Buatlah prediksi jumalah asam amino dari sekuen mRNA di
bawah ini
5’ CTATGGCTCG AGGAAAGATC CAGATCAAGA
GGATAGAGAA CACCACCAAC CGCCAGGTCA
CTTATTCTAA ACGACGGAAT GGCCTTTTCA
AGAAGGCCAA CGAGCTCACC GTTCTATGCG
ATGCCAAGGT TTCTATTATT ATG 3’
2. Di bawah ini diperoleh sekuen suatu gen dari internet tetapi belum
diketahui ujung 5’ dan ujung 3’nya. Buatlah prediksi asam amino
yang dihasilkan
GGATATAGCAATGCAGGATCTTCCAAATGAAATCGGCAC
TAG
3. Jika terdapat utas DNA yang merupakan bagian yang
ditranskripsikan berikut ini
5’ AGTATGACGTAACTTGAGCCGTGATGCGTCGA 3’
3’ TCATACTGCATTGAACTCGGCACTACGCAGCT 5’ utas
centakan
Jika asam amino yang dihasilkan adalah metionin-gutamat-leusin-
glutamat-lisin, tuliskan alternatif utas DNA.
30
PRAKTIKUM IV
ANALISIS MITOSIS DAN MEIOSIS
Pendahuluan
Sel mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri dengan
melakukan pembelahan sel. Pada tanaman cara ini digunakan untuk
memperbanyak sel somatik untuk pertumbuhan ataupun sel gamet untuk
proses pewarisan sifat sehingga mampu membentuk individu baru. Terdapat
dua macam pembelahan sel yaitu pembelahan mitosis dan meiosis.
Pembelahan mitosis menghasilkan sel baru yang identik dengan sel asalnya.
Pembelahan sel diawali dengan pembelahan kromosom, sehingga perilaku
kromosom menjadi penting.
Mitosis merupakan pembelahan inti yang berhubungan dengan
pembelahan sel somatik atau sel tubuh eukariotik. Setiap sel membelah secara
mitosis akan menghasilkan dua sel baru yang jumlah kromosom dan
kandungan genetiknya identik dengan sel anakannya. Proses pembalahan inti
tersebut disebut dengan kariokinesis yang akan diikuti oleh proses
pembelahan sel yang disebut dengan sitokinesis. Kariokinesis dan sitokinenis
berlangsung secara berkesinambungan sehingga menyebabkan informasi
genetik di dalam semua sel somatik suatu individu akan tetap.
Mitosis terjadi pada sel somatik yang bersifat meristematik, yaitu
sel-sel yang sedang tumbuh (ujung akar, ujung batang). Proses mitosis juga
terjadi secara kontinyu dan tahapan-tahapannya terjadi berkesinambungan.
Secara garis besar mitosis terbagi dalam empat tahap yaitu: profase, metafase,
anaphase, dan telofase. Periode antara dua mitosis disebut dengan interfase
yang mencakup G1 (G-1), S (sintesis), dan G2 (Gap-2).
Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang
menghasilkan empat sel anak yang mempunyai jumlah kromosom setengah
(n), dari kromosom sel induk (2n). Hal ini menandakan bahwa terjadi reduksi
31
jumlah kromosom. Reduksi jumlah kromosom agar jumlah kromosom
individu akan tetap sama dari generasi ke generasi. Pada saat fertilisasi, gamet
jantan (n) akan menyatu dengan gamet betina (n) membentuk zigot (2n).
Peristiwa fertiliasi mengembalikan jumlah kromosom menjadi seperti semula.
Pembelahan meiosis terdiri dari dua proses, yaitu yaitu meiosis I,
dan meiosis II. Pembelahan meiosis I berbeda dengan meiosis II. Meiosis I
terdiri dari profase I, metafase I, anaphase I, telofase I. profase I masih dibagi
kembali menjadi beberapa tahapan yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten,
dan diakinesis. Meiosis II terdiri dari profase II, metafase II, metafase II,
anaphase II, dan telofase II. Proses ini terjadi melalui proses yang dinamis,
tidak terputus dan tidak ada batas yang jelas.
Tujuan
1. Mahasiswa mampu memahami proses pembelahan mitosis melalui
ilustrasi perilaku kromosom selama proses mitosis
2. Mahasiswa mampu memahami proses pembelahan meiosis
melalui ilustrasi perilaku kromosom selama proses meiosis.
Latihan
1. Tanaman A miliki jumlah kromosom lengkap yaitu 2n = 2x = 4.
Lokus B dan b terletak pada kromosom homolog pertama,
sedangkan lokus A dan a terletak pada kromosom homolog
lainnya.
a) Gambarkan proses mitosis lengkap mulai dari profase sampai
tahapan telofase
b) Gambarkan proses meiosis lengkap mulai dari profase sampai
pembentukan gamet dari profase I sampai telofase II
Penyelesaian Proses mitosis
32
Prosesmitosis
33
34
Tugas
1. Tanaman A miliki jumlah kromosom lengkap yaitu 2n = 2x = 8.
Lokus A dan a terletak pada kromosom homolog pertama, lokus
B dan b homolog kedua, , lokus C dan c homolog terletak pada
kromosom homolog ketiga, lokus D dan d terletak pada
kromosom homolog keempat .
c) Gambarkan proses mitosis lengkap mulai dari profase sampai
tahapan telofase
d) Gambarkan proses meiosis lengkap mulai dari profase sampai
pembentukan gamet dari profase I sampai telofase II.
35
PRAKTIKUM V
KROMOSOM MITOSIS
Pendahuluan
Kromosom berasal dari bahasa yunani, krhoma yang berarti warna
dan soma yang berarti badan. Secara harfiah kromosom berarti bagian yang
dapat diwarnai. Kromosom terdiri dari dua komponen utama yaitu DNA dan
protein. DNA merupakan bahan genetik, sedangkan protein merupakan
pendukung yang berfungsi untuk melindungi DNA dalam kromosom.
Kromosom yang dapat dilihat di bawah mikroskop cahaya
merupakan kromosom pada saat DNA mengalami kondensasi mellaui proses
penggulungan saat mitosis maupun meiosis. DNA merupakan senyawa khas
kromosom yang tidak terdapat pada bagian sel lain, sehingga dapat diwarnai
menggunakan bahan tertentu. Pada pengamatan sitologi, kromosom dapat
terwarnai menggunakan pewarna DNA misal aceto orcein.
Dalam stadia pembelahan sel, tahapan metafase mitosis
merupakan fase paling baik untuk memperoleh gambaran paling baik karena
pada fase ini kromosom mengalami pelilitan maksimal dan tidak dapat
berubah lagi. Pada tahapan prometafase kromosom tersebut akan menyebar
terpisah satu sama lain sehingga jumlahnya dapat dihitung dengan baik.
Salah Satu keunggulan menggunakan metafase mitosis adalah
penyiapan bahan cukup mudah. Karena keterbatasan pewarnaan kromosom
pada masa lampau, maka pengamatan kromosom dilakukan menggunakan
metode lain seperti menggunakan kromosom kelenjar ludah lalat buah pada
stadia profase.
Tujuan
36
3. Mahasiswa mampu mengamati kromosom pada tahap pembelahan
mitosis dan dan mampu mengidentifikasi tahapan mitosis pada
masing-masing sel
4. Mahasiswa mampu mengamati kromosom pada tahap pembelahan
meiosis serta mampu mengidentikasi tahapan meiosis pada
masing-masing tahapan.
Bahan
Bawang merah
Benih padi
8-Hydroxyquinoloin 0.002 M
Asam asetat 45%
HCL 1N
Aceto orcein 2%
Tahapan kerja
Potong ujung akar 0.5-1 cm
1. Masukkan dalam botol yang berisi larutan 8-Hydroxyquinoloin
0.002 M
2. Masukkan botol ke dalam lemari pendingin (± 4oC) selama 180
menit
3. Cuci dengan air, rendam dalam asam asetat 45% selama 10 menit
4. Masukkan dalam botol berisi berisi campuran HCL dengan asam
asetat 45% perbandingan 3:1 selama 2 menit
5. Panaskan dengan waterbath dengan suhu 60oC selama 2 menit
6. Pindahkan dalam gelas arloji dengan posisi ujung akar di bagian
dalam gelas arloji
7. Teteskan aceto orcein 2% dan biarkan selama 10 menit
37
8. Letakkan ujung akar pada gelas objek. potong bagian ujung akar
1-2 mm. tetetskan 2 tetes aceto orcein 2% dan tutup dengan gelas
penutup
9. Lewatkan preparat dalam api Bunsen 2-3 kali
10. Ketuk dengan pensil berkaret (squash); kemudian tekan dengan
ibu jari
11. Amati di bawah mikroskop
12. Jika terdapat penyebaran kromosom yang baik lakukan
pemotretan.
Pengamatan
Setelah dilakukan pemotretan, identifikasi masing-masing tahapan
mitosis pada lembar kerja.
38
PRAKTIKUM VI
KROMOSOM MEIOSIS Pendahuluan
Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang
menghasilkan empat sel anakan dengan jumlah kromosom setengah (n), dari
kromosom induk (2n). Reduksi jumlah kromosom pada meiosis untuk
menjaga agar jumlah krosom individu berikutnya sama dengan individu
sebelumnya. Hal tersebut dikarenakan pada saat proses fertilisasi terjadi
penyatuan antara gamet jantan dan gamet betina membentuk zigot (2n).
Pembelahan meiosis terdiri dari dua tahapan yaitu meiosis I dan
meiosis II. Proses meiosis I berbeda dengan meiosis II. Meiosis I terdiri dari
profase I, metafase I, anaphase I, dan telofase I. Profase I masih dibagi
menjadi beberapa tahapan yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan
diakinesis. Meiosis II terdiri dari profase II, metafase II, anaphase II, dan
telofase II. Prose meiosis terjadi secara dinamis dan tidak memiliki batasan
jelas.
Tujuan
1. Mahasiswa mampu mengamati kromosom pada tahap pembelahan
meiosis serta mampu mengidentikasi tahapan meiosis pada
masing-masing tahapan.
Bahan
Bunga rhoediscolor
Bunga lili
Larutan former
Aceto orcein 2%
Tahapan kerja
Potong ujung akar 0.5-1 cm
39
1. Masukkan kuncup bunga ke dalam larutan former dan simpan
pada suhu kamar apabila kurang dari 24 jamdan atau dalam lemari
es apabila lebih dari 24 jam
2. Keluarkan sel induk mikrospora dengan jarum diseksi
3. Letakkan bagian tersebut di atas objek glass dan teteskan 2 tetes
aceto orcein 2%, biarkan beberapa saat agar warna terserap
kemudian tutup dengan gelas penutup
4. Lewatkan preparat di atas api Bunsen 2-3 kali
5. Ketuk dengan pensil berkaret (squash) kemudian tekan dengan ibu
jari
6. Amati di bawah mikroskop
7. Jika diperoleh penyebaran kromosom yang baik lakukan
pemotretan
Pengamatan
Setelah dilakukan pemotretan, identifikasi masing-masing tahapan
meiosis pada lembar kerja.
40
PRAKTIKUM VII
GENETIKA MENDEL
Pendahuluan
Pewarisan sifat-sifat biologis sebenarnya telah dipahami sejak dulu
kala, sehingga sejak ribuan tahun petani dan peternak telah melakukan
kegiatan seleksi untuk mendapatkan generasi yang lebih baik sesuai
kebutuhannya. Pemahaman mengenai pewarisan sifat baru diketahui pada
pertengahan abad 19 ketika Gregor Johann Mendel mempublikasikan
serangkaian kegiatan percobaannya.
Melalui serangkaian percobaan pada Pisum sativum, Mendel
berhasil menjelaskan dengan sangat baik bagaimana nisbah-nisbah dari sifat-
sifat tersebut terhadap keturunannya. Pada saat ini teori tersebut kemudian
disebut “Hukum Mendel”. Keberhasilan Mendel dalam memformulasikan
hasil percobaannya pada persilangan monohybrid kemudian memunculkan
Hukum mendel I yaitu “pada pembentukan gamet, alel-alel dari pasangan
alel berpisah atau bersegregasi satu terhadap lainnya ke dalam gamet-gamet
sehingga separuh gamet membawa satu alel dan separuh gamet lain
membawa satu alel lainnya”. Hukum mendel kedua kemudian berbunyi “
pada pembentukan gamet, setiap pasangan alel dalam satu lokus
bersegregasi bebas dari pasangan alel lokus lainnya, dan akan berpadu
bebas dengan alel pada lokus lainnya”.
Hukum mendel mengenai segregasi dan berpadu bebas didasarkan
pada persilangan dihibrid melibatkan dua faktor. Mendel juga membuktikan
proses yang sama terjadi pada persilangan trihibrid atau persilangan tiga
faktor. Meskipun cenderung lebih rumit, namun hasilnya dapat dihitung
dengan mudah apabila prinsip mengenai pemisahan secara acak dan
penggabungan bebas diikuti.
41
Dalam ilmu genetika kemampuan dalam melalukan evaluasi atas
penyimpangan hasil pengamatan dari hasil yang diharapkan sangat penting
Pada saat diasumsikan perbandingan hasil generasi F2 adalah 3:1 atau 9:3:3:1
dapat dikatakan bahwa hal tersebut merupakan hipotesis 0. Hal tersebut
dikarenakan tidak ada penyimpangan antara nisbah diamati dengan nisbah
yang diharapkan terjadi. Apabila ditolak berarti penyimpangan hasil
pengamatan dari nisbah yang diharapkan bukan merupakan kebetulan semata.
Salah satu uji statistic paling sederhana adalah Person’s schi square test (X2)
yang ditemukan Karl Pearson dengan berpedoman pada referensi distribusi
Chi-square.
Tujuan
Tujuan praktikum ini adalah untuk mengetahui, mempelajari dan
mengerti prinsip-prinsip dasar pewarisan sifat dari tetua kepada keturunannya,
dengan menggunakan Hukum Mendel
Latihan Soal
1. Diketahui terdapat tanaman dengan enam pasang gen bebas satu
sama lain. Terdapat dua tanaman yang disilangkan dengan genotipe masing-
masing adalah:
P1: aABbccDDEeFf
P2: aaBbCcDdeeFf
aABbccDDEeFf x aaBbCcDdeeFf
Berapakah peluang untuk mendapatkan turunan yang bergenotipe:
1) aabbccDDeeff, 2) AaBBCcDdEeFf, 3) aaBbCcddEeFf, 4) Fenotipe yang
seperti aaBBCcDdeeff? 5) Fenotipe yang seperti P1
Penyelesaian
Untuk menjawab pertanyaan diatas, dibutuhkan pemahaman
mengenai prinsip dasar persilangan monohybrid Mendel.
42
a) Persilangan alel A pada genotipe Aa x Aa akan menghasilkan
peluang genotipe AA, Aa, dan aa dengan perbandingan 1/4:1/2:1/4 atau
P(AA) = 1/4, P(Aa) = 1/2, P(aa) = 1/4. Pada kasus ini, hal tersebut
berlaku pada persilangan Bb x Bb dan Ff x Ff.
b) Persilangan alel A pada genotipe Aa x aa akan menghasilkan
peluang genotipe Aa dan aa dengan perbandingan 1/2:1/2 atau P(Aa) =
1/2 dan P(aa) = 1/2. Dalam kasus ini, hal tersebut berlaku pada
persilangan Aa x aa, Cc x cc, dan DD x Dd
c) Persilangan Alel A pada genotipe aa x aa akan menghasilkan aa
dengan perbandingan 1/1 atau P(aa) = 1/1. Dalam kasus ini, hal
tersebut berlaku pada
Berdasarkan hukum Mendel II (kaidah dimana antar alel berpadu
bebas), untuk menghitung peluang pada soal dapat menggunakan kaidah
perkalian peluang. Penyelesaian soal diatas adalah sebagai berikut:
Peluang aabbccDDeeff = P(aa) x P(bb) x P(cc) x P(DD) x P(ee) x
P(ff)
= 1/2 x 1/4 x 1/2 x 1/2
x 1/2 x 1/4
= (1/28)
= 1/256
Peluang AaBBCcDdEeFf = P(Aa) x P(BB) x P(Cc) x P(Dd) x P(Ee) x
P(Ff)
= 1/2 x 1/4 x 1/2 x 1/2
x 1/2 x 1/2
= (1/27)
= 1/128
Peluang aaBbCcddEeFf = P(aa) x P(Bb) x P(Cc) x P(dd) x P(Ee) x
P(Ff)
43
= 1/2 x 1/2 x 1/2 x 0
x 1/2 x 1/2
= 0
Peluang aaB-CcDdeeff = P(aa) x P(B-) x P(Cc) x P(Dd) x P(ee) x
P(ff)
= 1/2 x 3/4 x 1/2 x 1
x 1/2 x 1/4
= (3/27)
= 3/128
Peluang AaB-ccD-EeF- = P(Aa) x P(B-) x P(cc) x P(D-) x P(Ee) x
P(F-)
= 1/2 x 3/4 x 1/2 x 1
x 1/2 x 3/4
= (3/27)
= 3/128
2. Pada persilangan tanaman berbunga ungu (P1) dengan tanaman
berbunga putih (P2) menghasilkan F2 tanaman berbunga ungu (83) dan
berbunga putih (27). Uji data F2 apakah sesuai dengan perbandingan 3:1?
Tabel 1. Nilai khi-kuadrat pada berbagai tingkat nyata dan derajat
bebas
db .95 .50 .25 .05 .01
1 .004 .46 1.32 3.84 6.64
2 .10 1.39 2.77 5.99 9.21
3 .35 2.37 4.99 7.82 11.35
4 .71 3.36 5.39 9.49 13.28
44
5 1.15 4.35 6.63 11.07 15.09
6 1.64 5.35 7.84 12.59 16.81
7 2.17 6.35 9.04 14.07 18.48
8 2.73 7.34 10.22 15.51 20.09
9 3.33 8.34 11.39 16.92 21.67
10 3.94 9.34 12.55 18.25 23.21
11 4.57 10.34 13.70 19.68 24.73
12 5.23 11.34 14.85 21.03 26.22
13 5.89 12.34 15.98 22.36 27.69
14 6.57 13.34 17.12 23.69 29.14
15 7.26 14.34 18.25 25.00 30.58
16 10.85 19.34 23.83 31.41 37.57
17 14.61 24.34 29.34 37.65 44.31
18 18.49 29.34 34.80 43.77 50.89
19 34.76 49.34 56.33 67.51 76.15
Penyelesaian:
Hipotesis yang diajukan pada kasus monohybrid adalah
H0 = data sesuai nisbah 3:1
H1 = data tidak sesuai dengan nisbah 3:1
Rumus yang digunakan adalah
45
X2 =
Keterangan :
O = hasil dari pengamatan (observed)
E = nilai harapan (expected)
Keputusan diambil berdasarkan kriteria sebagai berikut :
Bila X2hitung ≤ X2tabel db α, maka diterima bahwa sebaran pengamatan tidak
berbeda nyata dengan
sebaran harapan
Bila X2hitung > X2 tabel db α, maka diterima bahwa sebaran pengamatan
berbeda nyata dengan
sebaran harapan
Berdasarkan kasus persilangan tanaman berbunga ungu dan putih,
serta hasil tanaman F2 yang dihasilkan, serta nisbah harapan 3:1 maka
disusun tabel sebagai berikut:
Kelas
Diamati (O) Diharapkan (E) (O-E) (O-E)2/E
Ungu 83 82.5 0.5 0.003
Putih 27 27.5 -0.5 0.009
Total 110 110 X2=0.012
Derajat bebas (db) = banyaknya kelas-1
= 2-1
= 1
Pada α = 0.05 ; db = 1 maka χ2tabel = 3.84
46
Karena χ2hitung < χ2
tabel maka terima H0, Jadi data F2 tersebut sesuai
dengan perbandingan 3:1
3. Pada percobaan persilangan tanaman berbiji bulat (P1) dan
tanaman berbiji keriput (P2) menghasilkan F2: 705 biji bulat dan 224 berbiji
keriput. Uji data F2 apakah sesuai dengan
Penyelesaian
Hipotesis yang diajukan pada kasus monohybrid adalah
H0 = data sesuai nisbah 3:1
H1 = data tidak sesuai dengan nisbah 3:1
Berdasarkan nisbah harapan 3:1 maka disusun tabel sebagai berikut:
Kelas
Diamati (O) Diharapkan (E) (O-E) (O-E)2/E
Bulat 705 697 64 0.09
Keriput 224 232 -64 0.0.28
Total 929 929 X2=0.37
Pada α = 0.05 ; db = 1 maka χ2tabel = 3.84
Karena χ2hitung < χ2
tabel maka terima H0, Jadi data F2 tersebut sesuai
dengan perbandingan 3:1
4. Seorang mahasiswa agroteknologi fakultas pertanian
mengawinkan tanaman kacang-kacangan berbunga merah dan berbunga
putih. Pada generasi F1 semua turunan berbunga merah. Setelah turunan F1
diselfing diperoleh 198 tanaman berbunga ungu, dan 72 tanaman berbunga
putih. Buat hipotesis untuk menerangkan penelitian tersebut? Buat diagram
semua perkawinan tersebut lengkap dengan lambang gennya dan bandingkan
dengan yang diharapkan?
47
Penyelesaian
Bunga ungu x Bunga putih
F1: Ungu
F2: 198 ungu
72 Putih
Hipotesis yang diajukan:
H0: sesuai dengan nisbah Mendel 3:1
H1: tidak sesuai dengan nisbah Mendel 3:1
Misalkan A merupakan alel dominan yang mengendalikan sifat
warna merah, a alel resesif yang mengendalikan warna putih maka
diagram persilangannya adalah:
AA x aa
F1: Aa
F2: 198A-
72aa
Kelas
Diamati (O) Diharapkan (E) (O-E) (O-E)2/E
Merah 198 202.5 -4.5 0.1
Putih 72 67.5 4.5 0.3
Total 270 270 X2=0.4
Derajat bebas (db) = banyaknya kelas -1
= 2-1
= 1
Pada α = 0.05 ; db = 1 maka χ2tabel = 3.84
48
Karena χ2hitung < χ2
tabel maka terima H0, Jadi data F2 tersebut sesuai
dengan perbandingan 3:1
5. Seorang mahasiswa mempunyai 3 biji Pisum sativum berbiji
kuning mengkilap, kemudian mahasiswa tersebut menandai masing-masing
Pisum sativum tersebut dengan X,Y,Z. Ketiga biji tersebut ditanam kemudian
disilangkan dengan dengan tanaman yang berasal dari biji hijau keriput. Dari
masing-masing tanaman diperoleh 100 biji masing-masing berfenotipe:
Biji X: 48 kuning mengkilap, 52 kuning keriput
Biji Y: 100 kuning mengkilap
Biji Z: 23 kuning lusuh, 26 kuning mengkilap, 27 hijau mengkilap,
24 hijau lusuh
Tentukan genotipe dari X, Y, dan Z!
Penyelesaian
Biji Pisum sativum kuning mengkilap memiliki beberapa
kemungkinan yaitu: 1) KKMM, 2) KkMM, 3) KKMm, 4) KkMm. Biji hijau
lusuh bergenotipe hhmm
Apabila dilakukan persilangan:
Biji X akan menghasilkan 1 kuning mengkilap: 1 kuning lusuh,
sehingga kemungkinan persilangan 4 yaitu KKMm.
Biji Y menghasilkan 100 kuning mengkilap maka kemungkinan
genotipe X adalah KKMM
Biji Z menghasilkan 1:1:1:1, maka kemungkinan genotipe Z
adalah KkMm
Tugas
1. Jika dilakukan persilangan:
P1 KkLlMmNnOoPp x P2: KkLLMmNnOoPp
Menggunakan kaidah perhitungan peluang, hitung peluang untuk
mendapatkan:
49
Genotipe: kkLlmmNnOOpp
Genotipe: KkllMmNnooPP
Genotipe: KkLlMMNnOoPp
Fenotipe: kkL-mmN-oopp
Fenotipe sama dengan P2
2. Seorang pemulia tanaman menanam tanaman okra berbuah merah
dan berbuah hijau serta bentuk daun kentang dan terpotong.
Maing-masing sifat dikendalikan oleh satu gen dua alel yang tidak
terpaut satu sama lain. Berikut merupakan tabel hasil persilangan
dua tanaman okra tersebut.
No Fenotipe
tetua
Banyaknya turunan
Merah,
Terpotong
Merah,
Kentang
Hijau,
Terpotong
Hijau,
Kentang
1 Merah,
Terpotong x
Hijau,
Kentang
322 102 312 105
2 Merah,
Terpotong x
Merah
Kentang
215 206 66 74
3 Merah,
Terpotong x
Hijau,
Terpotong
733 242 0 0
4 Merah,
Terpotong x
Hijau,
410 0 398 0
50
Kentang
5 Merah,
Kentang x
Hijau,
Terpotong
78 89 90 75
Tentukan genotipe untuk setiap tetua persilangan tanaman okra paling
mungkin!
Lakukan pengujian khi-kuadrat untuk setiap persilangannya
3. Jika terdapat suatu tanaman bergenotipe AabbCcDDeeFfGgHhii
berapa kemungkinan: 1) jumlah gametnya, 2) macam genotipe
hasil penyerbukan sendiri, 3) jumlah individu lengkap dengan
hasil penyerbukan sendiri, 4 macam fenotipe hasil penyerbukan
jika terjadi dominan penuh!
51
PRAKTIKUM VIII PENYIMPANGAN MENDEL
Pendahuluan
Para ahli setelah Mendel melakukan percobaan-percobaan
dengan berbagai macam tumbuhan dan hewan. Prinsip-prinsip yang
ditemukan Mendel ternyata berlaku secara umum, misalnya percobaan
dengan menggunakan tanaman kacang-kacangan, padi, tikus dan lalat dan
sebagainya. Beberapa ahli sering menemukan perbandingan fenotipa yang
tidak mengikuti Hukum Mendel. Misalnya pada turunan F2 suatu percobaan
para ahli memperoleh hasil perbandingan 12:3:1 dan 9:3:4, bukan 9:3:3:1,
akan tetapi jika diikuti angka-angka tersebut adalah penggabungan angka-
angka yang semula ditemukan oleh Mendel, yaitu : (9 + 3):3:1 atau 9:3:(3 +
1) atau juga (9 + 3 + 3):1 dan 9: (3 + 3 + 1) dan seterusnya.
Penyimpangan-penyimpangan di atas adalah penyimpangan
semu, yang sebenarnya masih mengikuti Hukum Mendel. Oleh para ahli juga
diketahui adanya sifat-sifat menurun yang dipengaruhi oleh dua atau lebih
pasangan alel, yang dalam penampakannya saling berinteraksi, tergantung
pada macam interaksi ini perbandingan fenotipa berubah dalam berbagai
bentuk, walaupun prinsip dasar dari cara pewarisan sifat menurun adalah
tetap sama.
Adapun bentuk-bentuk penyimpangan Hukum Mendel adalah
sebagai berikut : Kriptomeri, Polimeri, Epistasi, Hipostasis. Interaksi
beberapa pasangan alel dan lain-lain. Contohnya adalah Linaris marocana
berbunga merah homozigot dikawinkan dengan yang berbunga putih
52
homozigot. F1 yang diperoleh adalah tanaman berbunga ungu, merah, putih
dengan perbandingan 9:3:4.
Contoh Polimeri adalah hasil persilangan gandum berbiji merah dengan
putih, F1-nya berwarna merah tua merupakan 1/64 dari F2, demikian yang
putih sehingga disimpulkan bahwa warna merah dibawakan oleh 3 gen,
karena makin banyaknya gen merah (3M) makin merah warnanya, maka
dinamakan peristiwa polimer.
Sedang contoh dari epistasi dan hipostasis adalah percobaan yang
menyilangkan gandum bersekam hitam dengan kuning, F1-nya adalah
bersekam hitam, namun hitam bukanlah warna dominant, karena pada F2
terdiri atas warna hitam : kuning : putih dengan perbandingan 12:1:1, jika
yang bersekam putih disilangkan dengan hitam atau kuning dengan
perbandingan 3:1, sehingga jelas berwarna hitam dan kuning sama-sama
dominant terhadap putih.
Tujuan
Adapun yang menjadi tujuan dari praktikum ini adalah untuk
memahami peristiwa-peristiwa pada pewarisan sifat keturunan yang
mengikuti penyimpangan semu hukum Mendel.
Soal–Soal
1. Pada gandum, warna biji yang merah tergantung dari adanya dua
gen dominant R dan B bersama. Bila kedua gen tersebut berada
dalam keadaan resesif, maka warna biji akan putih rr.B dan R.bb
menghasilkan warna coklat. Persilangan antara 2 tumbuhan yang
53
berbiji coklat keturunannya 1/4 merah, 1/2 coklat, 1/4 putih.
Carilah genotipa tumbuhan berbiji coklat yang digunakan dalam
persilangan tersebut. Maka epistasi apa yang terlihat ?
2. Pada jagung gen C dan R dibutuhkan untuk menghasilkan warna
merah pada aleuron. Bila salah satu atau keduanya dalam
keadaan resesif, maka aleuron menjadi putih. Gen P dapat
menjadikan aleuron berwarna ungu apabila berada bersama
dengan R dan C tetapi tak mempunyai efek bila C atau R
keduanya absent. Carilah ratio fenotipik dari penyilangan-
penyilangan berikut ini :
a. CcRrpp x ccRrPp b. CCrrPp x CcRrPp
3. Dua varietas pohon antara yang berpolong bunga putih
disilangkan menghasilkan F1-nya menghasilkan F2 54 berbunga
ungu dan 42 berbunga putih.
a. Macam epistasis apa yang terlihat disini
b. Carilah genotipa-genotipa P, F1 dan F2
4. Pada jagung A bila disilangkan dengan jagung B menghasilkan 255
hijau dan 89 putih, tetapi bila disilangkan sendiri menghasilkan
153 hijau dan 118 putih. Bagaimana genotipa kedua tanaman ini ?
Apa yang diharapkan tanaman B bila disilangkan sendiri ?
5. Pada athyrus odoratus (seew pea), untuk menghasilkan bunga
warna ungu dibutuhkan gen-gen C dan P bersama. Bila salah satu
atau keduanya dalam keadaan resesif (cc.P / C.pp / ccpp), maka
bunga akan berwarna putih. Dalam ketiga penyilangan dibawah
ini. Carilah genotipa-genotipa parentalnya :
54
a. Putih x Ungu b. Putih x Ungu c. Putih x
Putih
F1 : 3/8 ungu F1 : 1/2 putih F1 : 3/4
putih
5/8 putih 1/2 ungu
1/4 ungu
55
PRAKTIKUM IX
GENETIKA POPULASI
PENDAHULUAN
Genetika populasi adalah cabang dari genetika yang mempelajari
gen-gen dalam populasi. Populasi adalah suatu kelompok dari satu macam
organisme dan dari situ dapat diambil suatu sampel atau cuplikan. Sebagai
hasil perkawinan antar species dan mempunyai lengkang atau gen pol yang
sama. Gen pool adalah jumlah dari semua alel dari suatu populasi yang
membiak secara kawin. Gen pool mempunyai hubungan dinamis dengan alel
lainnya dan dengan lingkungan dimana makhluk hidup itu berada. Faktor-
faktor lingkungan seperti seleksi mempunyai kecenderungan untuk merubah
frekuensi gen yang menyebabkan perubahan evolusi dalam populasi.
Dalam tahun 1908 G. Hardy (seorang ahli matematika dari
Inggris) dan W. Weinberg (seorang dokter dari jerman) secara terpisah
menemukan dasar-dasar yang ada hubungannya dengan frekuensi gen dalam
populasi yang dikenal dengan hukum keseimbangan Hardy-Weinberg.
Hukum tersebut menyatakan bahwa dalam populasi yang equilibrium
(keseimbangan), maka baik frekuensi gen maupun frekuensi genotipe akan
tetap dari generasi satu ke generasi seterusnya. Ini dijumpai dalam populasi
yang besar, dan perkawinannya berlangsung secara acak atau random, dan
tidak ada pilihan atau pengaturan atau faktor lain yang dapat merubah
frekuensi gen seperti mutasi, seleksi.
Pemisahan menurut Mendel dapat dikemukakan secara
matematika dengan menggunakan rumus binomium (a + b)n, dimana a adalah
kemungkinan bahwa suatu kejadian akan terjadi, sedang b adalah yang
mungkin tidak akan terjadi. Perbandingan 1 : 2 : 1 yang memperlihatkan
pemisahan dari sepasang alel tunggal (Aa), pada perkawinan monohibrid
dapat digambarkan sebagai berikut :
56
(a + b)n = (A + a)2 = 1AA + 2 Aa + 1aa
Untuk menunjukkan bahwa ini dapat diterapkan untuk setiap
pasang alel, maka simbol p dan q digunakan. Dalam keseimbangan, frekuensi
genotip menjadi p2(AA), 2pq(Aa) dan q2(aa).
Frekuensi adalah perbandingan antara banyaknya individu dalam
suatu kelas dengan jumlah seluruh individu.
Andaikan frekuensi alel A = p dan frekuensi alel a = q, maka
kemungkinan kombinasi dari spermatozoa dan sel telur pada perkawinan
individu heterozigotik Aa X Aa ialah sebagai berikut :
Ovum Spermatozoa
A(p) a(q)
A(p) AA(p2) Aa(pq)
a(q) Aa(pq) aa(q2)
Jumlah : p2(AA) + 2pq(Aa) + q2(aa)
Jika hanya dua alel yang mengambil peranan, maka p + q = 1
karena p + q = 1, p = 1 – q
TUJUAN :
Mahasiswa mampu mengetahui prinsip-prinsip dasar
kesetimbangan Hardy-Weinberg
SOAL – SOAL
1. Dalam suatu populasi Coleus, daun berlekuk dalam (D) dominan
dan daun berlekuk dangkal (d) resesif. Frekuensi dd 0,25.
a) Berapa frekuensi alel D dan d ?
b) Berapa frekuensi fenotipe bila populasi dalam keadaan
keseimbangan ?
2. Gen A mengatur batang ungu pada tomat dan alel resesifnya (a)
menghasilkan batang hijau dalam keadaan homosigot; C mengatur
daun terbelah dan CC menghasilkan daun utuh. Bila pengamatan
57
fenotipe dalam suatu contoh dari suatu populasi tomat diperoleh
204 ungu, daun terbelah : 194 ungu, daun utuh : 102 hijau, daun
terbelah : 100 hijau, daun utuh, tentukan frekuensi (1) alel daun
terbelah, (ii) alel batang hijau. Perhatikan pekerjaan saudara
(populasi tersebut berda dalam keseimbangan Hardy – Weinberg).
3. Seorang petani bibit menjual Snapdragon dan langganannya lebih
suka bunga merah (RR) dan merah muda (Rr) tetapi tidak suka
putih (rr). Petak tanaman Snapdragon miliknya mempunyai 9%
bunga putih. Dia menanyakan kepada saudara sebagai seorang ahli
genetika–pemulia tanaman untuk menyelesaikan masalahnya
membuang tipe berbunga putih.
a) Buat satu anjuran metode sehingga ia dapat mengurangi jumlah
homosigot resesif. Berapa persentase biji-biji yang akan
menghasilkan tanaman dengan bunga putih setelah satu generasi
seleksi, setelah 10 generasi seleksi ? Berapa frekuensi alel setelah
10 generasi seleksi ? Perhatikan pekerjaan saudara
b) Dapatkah menghilangkan bunga putih dengan sempurna ?
mengapa dapat atau mengapa tidak ?
58
PETUNJUK PRAKTIKUM
GENETIKA TANAMAN
digunakan untuk kalangan sendiri
OLEH:
Dr. Achmad Amzeri, SP MP
Dr. Ir. Siti Fatimah, MSi
Mohammad Syafii, SP.MSi.
Yusy Purwaningsih,SP
LABORATORIUM BIOTEKNOLOGI
PRODI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA
Nama Praktikan :………………………………
NRP : ……………………………...