Tugas 26112010 (Membuat Proposisi Makro) BAB: MEIOSIS DAN SIKLUS HIDUP SEKSUAL SUB BAB: SUMBER VARIASI GENETIK SUB SUB BAB: Siklus hidup seksual menghasilkan variasi genetik pada keturunan No 1 2 Teks Asli Teks Dasar Proposisi Mikro Dalam spesies yang bereproduksi secara seksual, perilaku kromosom selama meiosis dan fertilisasi bertanggung jawab atas sebagian besar variasi menimbulkan setiap generasi. Mari kita pelajari tiga mekanisme yang memberi kontribusi pada variasi genetic yang timbul akibat reproduksi seksual: yaitu pemilahan kromosom secara independen (bebas), pindah silang, dan fertilisasi random. Dalam spesies yang bereproduksi secara seksual, perilaku kromosom selama meiosis dan fertilisasi bertanggung jawab atas variasi yang ditimbulkan setiap generasi. Terdapat tiga mekanisme yang memberi kontribusi pada variasi genetik yang muncul akibat reproduksi seksual, yaitu: pemilahan kromosom secara independen (bebas), pindah silang, dan fertilisasi random. 1. Pemilahan kromosom secara Independen Pemilahan kromosom secara independen 3. Salah satu cara reproduksi seksual menghasilkan variasi genetik diperhatikan pada GAMBAR 13.8, yang menyajikan meiosis suatu sel diploid dengan dua pasang kromosom homolog. Warna merah dan biru yang membedakan kromosom maternal dan paternal dari masing-masing pasangan homolog memudahkan kita untuk menelusuri kromosom individual lama berlangsungnya meiosis dan Reproduksi secara seksual akan menghasilkan variasi genetik (diperhatikan pada gambar 13.8) yang dihasilkan dari pembelahan secara meiosis pada sel yang bersifat diploid dengan dua pasang kromosom homolog. Warna merah dan biru membedakan kromosom maternal dan paternal dari masing-masing pasangan homolog sehingga memudahkan untuk ditelusuri 2. 4. Perilaku kromosom 1. bertanggung jawab atas variasi di setiap generasi pada spesies yang bereproduksi secara seksual.(1) Tiga mekanisme yang memberi kontribusi pada variasi genetik, yaitu: pemilahan kromosom secara independen (bebas), pindah silang, dan fertilisasi random.(1) Variasi genetik dihasilkan 2. dari pembelahan meiosis pada sel yang bersifat diploid dengan dua pasang kromosom homolog.(2) Suatu sel anak mendapatkan kromosom maternal dan kromosom paternal dengan peluang 50%-50%.(2) Proposisi Makro 1 Proposisi Makro 2 Tiga mekanisme yang memberi kontribusi pada variasi genetik, yaitu: pemilahan kromosom secara independen (bebas), pindah silang, dan fertilisasi random. (penghapusan 1,2) Variasi genetik dihasilkan dari pembelahan meiosis pada sel yang bersifat diploid dengan dua pasang kromosom homolog. Sehingga suatu sel anak akan mendapatkan kromosom maternal dan kromosom paternal dengan peluang 50%50%.(kontruksi 3,4) Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 1 Tugas 26112010 (Membuat Proposisi Makro) kromosom-kromosom ini dikemas dalam gamet. Pada metafase I, pasangan homolog kromosom, masingmasing terdiri dari satu kromosom maternal dan satu kromosom paternal, diletakkan pada pelat metafase. Orientasi pasangan homolog relatif terhadap kutub-kutub sel bersifat random; ada dua kemungkinan alternatif untuk setiap pasangan. Jadi ada peluang 50-50 suatu sel anak meiosis I akan mendapatkan kromosom maternal dari pasangan homogen tertentu, dan peluang 50-50 bahwa sel tersebut akan menerima kromosom paternal. 3 Karena masing-masing pasangan kromosom homolog ditempatkan secara independen terhadap pasangan lainnya dalam metafase I – orientasi ini sama randomnya dengan pelemparan koin – maka pembelahan meiotic pertama menghasilkan pemilahan kromosom maternal dan paternal secara independen ke dalam sel anak. Masing-masing gamet mewakili satu hasil dari semua kemungkinan kombinasi untuk gamet yang terbentuk melalui meiosis yang dimulai dengan dua pasangan kromosom homolog (2n=4, n=2) adalah empat, seperti yang ditunjukkan oleh GAMBAR 13.8. Pada kasus n=3, ada delapan kemungkinan kombinasi kromosom untuk gamet. Lebih umumnya, jumlah kemungkinan kromosom individual lama pada meiosis dan kromosom-kromosom ini dikemas dalam gamet. Pada metafase i, pasangan homolog kromosom, masing-masing terdiri dari satu kromosom maternal dan satu kromosom paternal, diletakkan pada pelat metafase. Orientasi pasangan homolog terhadap kutub sel bersifat random; ada dua kemungkinan alternatif untuk setiap pasangan. Jadi ada peluang 50-50 untuk suatu sel anak meiosis i dalam mendapatkan kromosom maternal dari pasangan homogen tertentu, dan peluang 50%50% untuk menerima kromosom paternal. Karena masing-masing pasangan 5. kromosom homolog ditempatkan secara independen terhadap pasangan lainnya dalam metafase i maka pembelahan meiotik pertama akan menghasilkan pemilahan kromosom 6. maternal dan paternal secara independen ke dalam sel anak. Masing-masing gamet mewakili satu dari semua kemungkinan kombinasi 7. gamet yang terbentuk melalui meiosis yang dimulai dengan dua pasang kromosom homolog (2n=4, n=2) adalah empat ( seperti yang ditunjukkan oleh gambar 13.8). Pada kasus n=3, ada delapan kemungkinan kombinasi kromosom untuk gamet. Lebih tepatnya, jumlah kemungkinan kombinasi ketika kromosom memilah Pasangan kromosom homolog ditempatkan secara independen terhadap pasangan lainnya.(3) Masing-masing gamet mewakili satu dari semua kemungkinan kombinasi gamet yang terbentuk.(3) Rumus jumlah kemungkinan kombinasi secara independen adalah 2n.(3) 3. 4. Setiap pasangan 1. kromosom yang ditempatkan secara independen masingmasing mewakili satu dari semua kemungkinan kombinasi. (generalisasi 5,6) Rumus jumlah kemungkinan kombinasi secara independen adalah 2n.(mikro 7) Pasangan kromosom yang ditempatkan secara independen mewakili satu dari kemungkinan kombinasi yang memiliki rumus 2n. (generalisasi 3,4) Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 2 Tugas 26112010 (Membuat Proposisi Makro) 4 5 kombinasi ketika kromosom memilah secara independen menjadi gamet selama meiosis adalah 2n, di mana n adalah jumlah haploid dari organisme. Untuk manusia, jumlah haploid (n) dalam rumus adalah 23. Dengan demikian, jumlah kemungkinan kombinasi kromosom maternal dan peternal dalam menghasilkan gamet adalah 223, atau sekitar 8 juta. Keragaman gemet ini dapat dianalogikan dengan delapan juta kombinasi dari kemungkinan munculnya kepala dan ekor pada pelemparan secara simultan 23 keping koin. Karena itu, setiap gamet yang dihasilkan oleh manusia memuat satu dari 8 juta kemungkinan pemilahan kromosom yang diwarisi dari bapak dan ibu individu tersebut. Pindah Silang secara independen menjadi gamet adalah 2n, di mana n adalah jumlah haploid dari organisme. Sebagai konsekuensi dari pemilahan kromosom secara independen selama meiosis, kita masing-masing menghasilkan koleksi gamet yang kombinasi kromosomnya berbeda sekali dengan kromosom yang kita warisi dari kedua orangtua kita. Tetapi dari apa yang telah anda pelajari sejauh ini, mungkin akan terlihat bahwa masing-masing kromosom di dalam sebuah gamet memiliki asal-usul maternal dan penternal yang ekslusif; artinya, kromosom tersebut terdiri dari DNA yang berasal dari ibu atau bapak Sebagai konsekuensi dari pemilahan kromosom secara independen selama meiosis, masing-masing akan menghasilkan koleksi gamet yang kombinasi kromosomnya berbeda dengan kromosom yang diwarisi dari keduaorang tua. Tetapi dari apa yang telah di pelajari, mungkin akan terlihat bahwa masing-masing kromosom di dalam sebuah gamet memiliki asalusul maternal dan penternal yang ekslusif; artinya, kromosom tersebut terdiri dari dna yang berasal dari orangtua, tetapi bukan dari keduanya. Untuk manusia, jumlah haploid (n) dalam rumus adalah 23. Dengan demikian, jumlah kemungkinan kombinasi kromosom maternal dan peternal dalam menghasilkan gamet adalah 223, atau sekitar 8 juta. Karena itu, setiap gamet yang dihasilkan oleh manusia memuat satu dari 8 juta kemungkinan pemilahan kromosom yang diwarisi dari orangtua individu tersebut. Pindah silang 8. 9. Jumlah haploid (n) manusia dalam rumus adalah 23.(4) Jumlah kemungkinan kombinasi kromosom manusia sekitar 8 juta.(4) 10. Masing-masing keturunan memiliki kombinasi kromosom yang berbeda dengan kromosom keduaorang tuanya.(5) 11. Kromosom terdiri dari DNA yang berasal dari orangtua, tetapi bukan dari keduanya.(5) 12. Proses pindah silang (crossing over) menghasilkan kromosom individual yang merupakan gabungan dari kromosom kedua orangtua.(5) 5. Jumlah haploid (n) manusia dalam rumus adalah 23, sehingga jumlah kemungkinan kombinasi kromosom manusia sekitar 8 juta. (kontruksi 8,9) 6. Masing-masing keturunan memiliki kombinasi kromosom yang berbeda dengan kromosom keduaorang tuanya. (penghapusan 10,11,12) Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 3 Tugas 26112010 (Membuat Proposisi Makro) 6 kita, tetapi bukan dari keduanya. Dalam kenyataannya, hal ini bukanlah suatu masalah. Suatu proses yang dinamakan pindah silang (crossing over) menghasilkan kromosom individual yang menggabungkan gen-gen yang diwarisi dari kedua orangtua kita. Pindah silang terjadi selama profase meiosis I. Ketika kromosom homolog pertama kali muncul bersama sebagai pasangan selama profase I, seuatu perlengkapan protein yang dinamakan kompleks sinaptonemal (synaptonemal complex) menggabungkan kromosom sehingga terikat kuat satu dengan yang lainnya, fungsinya mirip sebuah risleting. Pemasangan belangsung secara cermat, penataan yang homolog satu sama lain gen demi gen. pindah silang terjadi ketika porsi homolog dua kromatid bukan saudara bertukar tempat. Dalam kasus manusia, ratarata dua atau tiga kejadian pindah silang seperti itu terjadi untuk setiap satu pasangan kromosom. Lokasi pertukaran genetik ini tampak pada mikroskop cahaya sebagai kiasmata, diperlihatkan oleh GAMBAR 13.9. Anda akan mempelajari lebih jauh tentang pindah silang di Bab 15. Yang penting dipahami sekarang adalah bahwa pindah silang, dengan mengkombinasikan DNA yang diwarisi dari kedua orangtua menjadi sebuah kromosom tunggal, merupakan sumber variasi genetic yang penting dalam Dalam proses yang dinamakan pindah silang (crossing over) menghasilkan kromosom individual yang menggabungkan gen-gen yang diwarisi dari kedua orangtua. Pindah silang terjadi selama profase meiosis I. Ketika kromosom homolog pertama kali muncul bersama sebagai pasangan selama profase i, seuatu protein yang dinamakan kompleks sinaptonemal (synaptonemal complex) menggabungkan kromosom sehingga terikat kuat satu dengan yang lainnya. Pemasangan belangsung secara cermat, dalam penataan gen yang homolog. Pindah silang terjadi ketika dua homolog kromatid yang berbeda bertukar tempat. Dalam kasus manusia, rata-rata dua atau tiga kejadian pindah silang terjadi untuk setiap satu pasang kromosom. Lokasi pertukaran genetik ini tampak pada mikroskop cahaya sebagai kiasmata, (diperlihatkan oleh gambar 13.9). Yang penting untuk dipahami sekarang bahwa pindah silang merupakan sumber variasi genetik yang penting dalam siklus hidup seksual. 13. Pindah silang terjadi 7. selama profase meiosis I.(6) 14. Protein kompleks sinaptonemal (synaptonemal complex) menggabungkan kromosom agar terikat kuat satu sama lain.(6) 15. Pindah silang terjadi ketika dua kromatid homolog yang berbeda bertukar tempat.(6) 8. 16. Lokasi pertukaran genetik terlihat pada mikroskop cahaya sebagai kiasmata.(6) 17. Pindah silang merupakan sumber variasi genetik yang penting dalam siklus hidup seksual.(6) Pindah silang terjadi 2. selama profase meiosis I, ketika dua kromosom berbeda yang digabungkan oleh kompleks sinaptonemal saling bertukar kromatid homolog yang terlihat pada mikroskop cahaya sebagai kiasmata. (ganeralisasi 13,14,15,16) Pindah silang merupakan sumber variasi genetik yang penting dalam siklus hidup seksual. (mikro 17) Pindah silang merupakan sumber variasi genetik yang penting dalam siklus hidup seksual, yang terjadi pada pasangan kromatid homolog yang bertukar tempat yang terlihat sebagai kiasmata. (generalisasi 7,8) Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 4 Tugas 26112010 (Membuat Proposisi Makro) 7 8 siklus hidup seksual. Fertilisasi Random Sifat random fertilisasi menambah variasi genetik yang ditimbulkan dari meiosis. Bayangkan sebuah zigot yang dihasilkan dari sebuah perkawinan antara wanita dan pria. Sel telur manusia, yang mewakili satu dari hampir 8 juta kemungkinan kombinasi kromosom, dibuahi oleh sebuah sperma tunggal yang mewakili satu dari 8 juta kemungkinan yang berbeda. Jadi, tanpa mempertimbangkan pindah silang sekalipun, pasangan orangtua manapun akan menghasilkan sebuah zigot dengan salah satu dari sekitar 64 triliun (8 juta X 8 juta) kombinasi diploid. Tidaklah mengherankan apabila saudara perempuan dan saudara laki-laki dapat begitu berbeda. Anda benar-benar unik. Sejauh ini, kita telah memahami bahwa ada tiga sumber variabilitas genetik dalam sebuah populasi organisme yang bereproduksi secara seksual: Pemilahan independen dari kromosom-kromosom homolog selama meiosis I Pemindahan silang antara kromosom-kromosom selama profase meiosis I Fertilisasi random satu sel telur oleh satu sel sperma Ketiga mekanisme tersebut mengubah susunan variasi gen yang dibawa oleh setiap anggota suatu populasi. Tetapi Fertilisasi random 18. Fertilisasirandom 9. Fertilisasirandom Sifat random fertilisasi menambah menambah variasi genetik menambah variasi variasi genetik yang ditimbulkan dari yang ditimbulkan dari genetik yang meiosis. Bayangkan sebuah zigot yang meiosis.(7) ditimbulkan dari dihasilkan dari perkawinan antara 19. Tanpa meiosis. Meski tanpa wanita dan pria. Sel telur manusia, mempertimbangkan mempertimbangkan yang mewakili satu dari 8 juta pindah silang, pasangan pidah silang, pasangan kemungkinan kombinasi kromosom, orangtua akan orangtua akan dibuahi oleh sperma tunggal yang menghasilkan zigot menghasilkan satu dari mewakili satu dari 8 juta kemungkinan dengan salah satu dari 64 triliun kombinasi yang berbeda. Jadi, tanpa sekitar 64 triliun diploid. (konstruksi mempertimbangkan pindah silang kombinasi diploid.(7) 18,19) sekalipun, pasangan orangtua akan menghasilkan sebuah zigot dengan salah satu dari sekitar 64 triliun (8 juta x 8 juta) kombinasi diploid. Tidaklah mengherankan apabila saudara perempuan dan saudara laki-laki dapat begitu berbeda. Anda benarbenar unik. Sejauh ini, telah dipahami bahwa ada 20. Tiga sumber variabilitas 10. Tiga sumber variabilitas 3. tiga sumber variabilitas genetik dalam genetik organisme yang genetik organisme populasi organisme yang bereproduksi bereproduksi secara secara seksual adalah secara seksual: seksual adalah pemilahan pemilahan secara Pemilahan independen dari independen dari independen, pindah kromosom-kromosom homolog kromosom-kromosom silang, dan fertilisasi selama meiosis I homolog, pindah silang random, yang Pindah silang antara kromosomantara kromosommengubah susunan kromosom selama profase meiosis kromosom, dan fertilisasi variasi gen. (generalisasi I random sel telur sel 20,21) Fertilisasi random sel telur sel sperma.(8) 11. Pada akhirnya mutasi sperma 21. Tiga mekanisme diatas akan menciptakan Ketiga mekanisme tersebut mengubah susunan variasi diversitas gen dalam mengubah susunan variasi gen yang gen yang dibawa oleh suatu populasi. (mikro dibawa oleh setiap anggota suatu setiap anggota suatu 22) Tiga sumber variabilitas genetik organisme secara seksual adalah pemilahan secara independen, pindah silang, dan fertilisasi random, yang mengubah susunan variasi gen. tapi, pada Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 5 Tugas 26112010 (Membuat Proposisi Makro) seperti yang akan Anda pelajari dalam bab berikutnya, mutasi adalah apa yang pada akhirnya akan menciptakan diversitas gen suatu populasi. No 9 populasi. Tetapi, pada akhirnya mutasi akan menciptakan diversitas gen dalam suatu populasi. Teks Asli populasi.(8) 22. Pada akhirnya mutasi akan menciptakan diversitas gen dalam suatu populasi.(8) Teks Dasar Gambar No 13.8 Gambar No 13.8 Hasil pengaturan alternative dari dua pasangan kromosom homolog pada pelat metaphase dalam meiosis I. Hasil pengaturan alternative dari dua pasangan kromosom homolog pada pelat metaphase dalam meiosis I. Pada gambar ini kita dapat melihat konsekuensi meiosis dalam suatu organism hipotesis dengan jumlah kromosom diploid4 (2n=4). Asal usul parental kromosom ditandai dengan warna berbeda, warna terang untuk kromosom yang diwarisi dari satu induk, dan warna gelap untuk kromosom dari induk yang lain. Penempatan masing-masing pasangan homolog kromosom pada metaphase I adalah masalah peluang, seperti pelemparan sebuah koin. Penyusunan kromosom pada metaphase I menentukan kromosom yang akan dikemas bersama dalam sel anak haploid. Pada gambar ini kita dapat melihat konsekuensi meiosis dalam suatu organism hipotesis dengan jumlah kromosom diploid4 (2n=4). Asal usul parental kromosom ditandai dengan warna berbeda, warna terang untuk kromosom yang diwarisi dari satu induk, dan warna gelap untuk kromosom induk lain. Penempatan masing-masing pasangan homolog kromosom pada metaphase I adalah masalah peluang. Penyusunan kromosom pada metaphase I menentukan kromosom yang akan dikemas dalam sel anak yang bersifat haploid. akhirnya mutasi yang akan menciptakan diversitas gen. (kontruksi 10,11) Proposisi Mikro Proposisi Makro 1 23. Penempatan pasangan kromosom homolog pada metaphase I adalah masalah peluang.(9) 12. Penempatan pasangan kromosom homolog pada metaphase I adalah masalah peluang. Sehingga penyusunan kromosom akan menentukan kromosom sel anak. (kontruksi 23,24) 24. Penyusunan kromosom akan menentukan kromosom sel anak. (9) Proposisi Makro 2 Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 6 Tugas 26112010 (Membuat Proposisi Makro) 10 Gambar No 13.9 Gambar No 13.9 Hasil pindah silang selama meiosis Hasil pindah silang selama meiosis Selama profase meiosis I,kromatid bukan saudara dari kromosom homolog saling bertukar segmen terkait. Dengan mengikuti kromosom-kromosom ini melalui meiosis, kita dapat melihat bahwa pindah silang menghasilkan kromosom individual yang memiliki kombinasi DNA yang berasal dari dua orang tua yang berbeda. Selama profase meiosis I, kromatid yang berbeda saling bertukar segmen yang terkait. Dengan mengikuti kromosom-kromosom ini melalui meiosis, kita dapat melihat bahwa pindah silang akan menghasilkan kromosom individual yang memiliki kombinasi DNA yang berasal dari dua orang tua yang berbeda. 25. Kromatid yang terkait saling bertukar pada profase I. (10) 26. Pindah silang akan menghasilkan kromosom individu yang merupakan kombinasi dari DNA orang tua yang berbeda. (10) 13. Pindah silang akan menghasilkan kromosom individu yang merupakan kombinasi dari DNA orang tua yang berbeda.(penghapus an 25,26) Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 7