GENETIKA

GENETIKA
HEREDITAS PADA MANUSIA
PENURUNAN SIFAT MENDEL
Genetika:
Ilmu yang mempelajari mengenai
penyebaran, ekspresi dan evolusi gen,
molekul yang mengontrol fungsi,
perkembangan dan terakhir rupa
individu
“Mendelism: the basic principles of
inheritance”
PENURUNAN SIFAT MENDEL
Mendel mengajukan 4 postulat :
1.
Faktor keturunan (gen) berupa materi
(unit) selalu berpasangan pada individu
diploid.
2.
Pada gametogenesis kedua faktor (gen)
akan berpisah atau bersegregasi sehingga
setiap gamet hanya memiliki salah satu
dari pasangan gen tsb. Postulat ini
diangkat menjadi Hukum Mendel I
atau “Hukum Segregasi “.
PENURUNAN SIFAT MENDEL
Postulat Mendel lanjutan
3. Faktor keturunan (gen), ada yang bersifat
dominan dan ada yang bersifat resesif ---prinsip dominan-resesif
4. Jika ada dua atau lebih faktor keturunan
yang diperiksa, maka pada gametogenesis
terjadi pilihan bebas atau independent
assortment, sehingga bermacam-macam
kombinasi mungkin terjadi dalam jumlah
yang sama. Postulat ini dikukuhkan menjadi
Hukum Mendel II atau “Hukum Independent
Assortment”.
GEN DAN KROMOSOM
Sel memiliki nukleus, pada inti sel terdapat jalinan seperti
benang halus yang disebut kromosom. Kromosom inilah
yang merupakan pembawa sifat keturunan.
 Di sepanjang kromosom terdapat gen yang merupakan
penentu sifat keturunan suatu makhluk hidup. Jadi baik
kromosom maupun gen sama pentingnya dalam penurunan
sifat.
 Berdasarkan fungsinya, kromosom dibedakan menjadi dua
tipe, yaitu:
 1. Kromosom Tubuh (Autosom) Yaitu kromosom yang
menentukan ciri-ciri tubuh.
 2. Kromosom Kelamin (Gonosom) , mrpk kromosom yang
menentukan jenis kelamin pada individu jantan atau
betina. Misalnya: pada kromosom lalat buah (Drosophila
melanogaster) memiliki 4 pasang kromosom, terdiri atas 3
pasang autosom dan 1 pasang gonosom.


Jumlah dan bentuk kromosom pada setiap sel
tubuh spesies makhluk hidup adalah tertentu.
Misalnya pada manusia pada setiap sel
tubuhnya terdapat 46 buah kromosom atau 23
pasang kromosom. 46 kromosom tersebut berasal
dari ayah 23 buah dan berasal dari ibu 23 buah.
Jadi walaupun seorang anak mirip ayahnya
tetap saja setengah dari jumlah kromosom
tubuhnya berasal dari ayah dan setengah dari
ibu
SEL HAPLOID DAN SEL DIPLOID
Sel diploid yaitu sel yang memiliki kromosom dalam
keadaan berpasangan atau sel yang memiliki dua set
atau dua perangkat kromosom. Misalnya sel tubuh
manusia memiliki 46 buah kromosom yang selalu dalam
keadaan berpasangan sehingga disebut diploid (2n) (di
berarti dua, ploid berarti set/ perangkat).
 Sel kelamin manusia memiliki kromosom tidak
berpasangan . Hal ini terjadi karena pada saat
pembentukan sel kelamin, sel induk yang bersifat
diploid membelah secara meiosis, sehingga sel kelamin
anaknya hanya mewarisi setengah dari kromosom
induknya. Maka dalam sel kelamin (gamet) manusia
terdapat 23 kromosom yang tidak berpasangan atau
hanya memiliki seperangkat atau satu set kromosom
saja, disebut haploid (n).

GENOTIPE





Genotipe adalah susunan gen yang menentukan sifat dasar
suatu makhluk hidup dan bersifat tetap.
Dalam genetika genotip ditulis dengan menggunakan simbol
huruf dari huruf paling depan dari sifat yang dimiliki oleh
individu.
Setiap karakter sifat yang dimiliki oleh suatu individu
dikendalikan oleh sepasang gen yang membentuk alel. Sehingga
dalam genetika simbol genotip ditulis dengan dua huruf.
Jika sifat tersebut dominan, maka penulisannya menggunakan
huruf kapital dan jika sifatnya resesif ditulis dengan huruf
kecil.
Genotip yang memiliki pasangan alel sama, misalnya BB atau
bb, merupakan pasangan alel yang homozigot. Individu dengan
genotip BB disebut homozigot dominan, sedangkan individu
dengan genotip bb disebut homozigot resesif .Untuk genotipe
yang memiliki pasangan alel berbeda misal Bb, merupakan
pasangan alel yang heterozigot.
FENOTIPE
Fenotip adalah sifat yang tampak pada suatu individu
dan dapat diamati dengan panca indra, misalnya warna
bunga merah, rambut keriting, tubuh besar, buah rasa
manis, dan sebagainya.
 Fenotip merupakan perpaduan dari genotip dan faktor
lingkungan. Sehingga suatu individu dengan fenotipe
sama belum tentu mempunyai genotip sama.

 Dominan
Gen dikatakan dominan apabila gen tersebut bersama
dengan gen lain (gen pasangannya), akan menutup
peran/sifat gen pasangannya tersebut. Dalam persilangan
gen, dominan ditulis dengan huruf besar.
 Resesif
Gen dikatakan resesif apabila berpasangan dengan gen lain
yang dominan ia akan tertutup sifatnya (tidak muncul) tetapi
jika ia bersama gen resesif lainnya (alelanya) sifatnya akan
muncul. Dalam genetika gen resesif ditulis dengan huruf
kecil.
 Intermediet
Intermedit adalah sifat suatu individu yang merupakan
gabungan dari sifat kedua induknya. Hal ini dapat terjadi
karena sifat kedua induk yang muncul sama kuat
(kodominan). Misalnya bunga warna merah disilangkan
dengan bunga warna putih, menghasilkan keturunan
berwarna merah muda.
 Hibrid
Hibrid adalah hasil perkawinan antara dua individu yang
memiliki sifat beda. Bila individu tersebut memiliki satu sifat
beda disebut monohibrid, dua sifat beda disebut dihibrid, tiga
sifat beda trihibrid, dan sebagainya.
 Homozigot
Adalah pasangan gen yang sama. Homozigot dibedakan
menjadi dua, yaitu homozigot dominan (Misal AA) dan
homozigot resesif (Misal aa).
 Heterozigot
Adalah pasangan gen yang berlainan. Contoh Aa dan Mm.
 AlelAdalah gen yang merupakan pasangan dari bentuk
alternatif terhadap sesamanya dan terletak pada lokus yang
bersesuaian pada kromosom homolog. Contoh : Bb, B adalah
alel dari b, dan b adalah alel dari B.
DIHIBRID PADA MANUSIA
Contoh:
Laki-laki normal (rambut lurus & tangan
normal) X
Perempuan rambut keriting dan kidal, ada 2
tanda
beda :
1. Rambut keriting dominan  rambut lurus
genotip Kr
kr
2.Tangan kidal resesif  tangan normal
genotip kd
Kd
HUKUM MENDEL
 Hukum
mendel I : Hukum Pemisahan
Gen yang sealel
 Hukum Mendel II: Hukum
pengelompokan gen secara bebas
 Istilah :





P (Parental) : induk
F (Filial) : keturunan
Fenotip : sifat yang dapat diamati
Genotip : susunan genetik suatu individu
Alel
: anggota dari sepasang gen
PENENTUAN JENIS KELAMIN
 Kromosom
kelamin adalah X dan Y
 Pada manusia 46, XX atau 46,XY
 Jenis kelamin dipengaruhi oleh:
Lingkungan
 Genetik

 Perbandingan
dipengaruhi:
seks pada manusia
Migrasi
 Kecepatan sperma
 Diameter sperma
 Kelompok umur

PENENTUAN GOLONGAN DARAH

Sistem A B O
Penemu Dr Karl Landsteiner pada tahun 1901

Penentuannya dengan reaksi antigen-antibodi

Ada 2 jenis antigen yaitu Antigen A dan antigen B

Antibodi ada 2 jenis yaitu anti-A & anti-B


Secara biokimia antigen tersusun dari
mukopisakarida (protein sama dan gula yang
berbeda)
ANTIGEN DAN ANTIBODI DALAM GOLONGAN DARAH
Golongan darah
(fenotip)
Antigen dalam eritrosit
Antibodi dalam
serum
A
A
Anti- B
B
B
Anti-A
AB
A dan B
-
O
-
Anti A dan Anti B
CARA MENURUNKAN GOLONGAN DARAH



Secara genetika golongan darah diturunkan oleh alel
ganda (alel = I)
Interaksi antara alel I A, I B, dan I menyebabkan
terjadinya 4 fenotif golongan darah yaitu;
Gol darah
A
B
AB
O
Ag
A
B
A&B
-
Alel krom
IA
IB
IA & I
I
Genotip
IA IA, IAi
IB IB, IAi
IA IB
ii
FAKTOR RH


1.
2.
Rh singkatan dari Rhesus (mocaca rhesus)
Tes Rh pada darah manusia dibedakan menjadi 2
kelompok yaitu:
Reaksi positip (Rh +), terjadi pengumpalan berarti
mempunyai antigen –Rh
Reaksi negatif (Rh -), tidak terjadi pengumpalan
berarti tidak mempunyai antigen-Rh

Ada tidaknya antigen Rh ditentukan alel R dan r

Rh positif mempunyai genotip RR dan Rr

Rh negatif mempunyai genotip rr
PERANAN RH DALAM KLINIS


Tranfusi darah
Perkawinan
Inkompatibilitas dalam golongan darah
ABO inkompatibilitas :
1.
Perkawinan inkompatibitas
2.
Perkawinan kompatibel
GOLONGAN DARAH DAN PERKAWINAN
Wanita
Kompatibel
Inkompatibel
AB
B
O
A
B
O
A
Pria
A,O
A,B,AB,O
B,O
O
B, AB
A, AB
A, B, AB
PEWARISAN GEN BERKAITAN
DENGAN GEN KELAMIN
Buta warna
 Anodontia
 Hemofilia
 Sindroma Lesch-Nyhan

PEWARISAN GEN AUTOSOMAL PADA
MANUSIA
Polidaktili
 Kemampuan mengecap phenylthiocarbamida
 Thalassemia
 Dentinogenesis imperfecta
 Retinal aplasia
 Katarak
 Lekuk pipit, lekuk didagu, tumbuhnya rambut,
kemampuan membengkokkan ibu jari dengan
sudut yg tajam
 Daun telinga
 Warna rambut

PEWARISAN GEN AUTOSOMAL
RESESIP PADA MANUSIA
Warna mata (biru)
 Cystic fibrosis
 Penyakit tay-Sachs

PEWARISAN KESALAHAN
METABOLISME BAWAAN
Phenylketonuria
 Albinisme
 Alkaptonuria
 Kretinisme

ABNORMALITAS AKIBAT KELAINAN
KROMOSOM
Sindrom Turner (45 X, wanita, tubuh pendek,
leher pendek dan bersayap, dada lebar, tanda
kelamin sekunder tidak muncul)
 Sindrom Klinefelter (47, XXY, laki laki,
memperlihatka tanda wanita, testis kecil, lengan
dan kaki sangat panjang/tinggi)
 Sindroma tripel –X (47-XXX wanita, alat kelamin
dalam dan payudara tidak berkembang,
mengalami gangguan mental)

ABNORMALITAS AKIBAT KELAINAN
KROMOSOM
Pria XYY (47-XYY, tubuh ektrim tinggi, IQ 80 –
118, abnormal alat genetalia luar dan dalam,
tidak menimbulkan anomali pada tubuh, lebih
agresip dan suka berbuat jahat
 Sindrom Down (49, XX+21 atau 47,XY+21, tanda
tanda tuna mental, adanya lipatan kelopak
mata, tubuh pendek, muka bulat, mulut selalu
terbuka,ujung lidah besar,hidung lebar dan
datar, IQ rendah)

PENURUNAN SIFAT NON MENDEL
Extensions of Mendelism
Gene Action: From Genotype to
Phenotype
• Gene Interactions
• Epistasis
• Pleiotropy
• Influence of the Environment
Penurunan Sifat Non Mendel (1)
Gene Interactions
Tanaman bunga merah X putih
Jengger ayam
Contoh pada manusia: Pekerjaan
rumah untuk mahasiswa.
PENURUNAN SIFAT NON MENDEL (2)
Epistasis:
Gen-gen yang menutupi
ekspresi gen-gen yang lain.
Gen yang menutupi efek
fenotip pada gen yang lain
disebut gen epistatik, gen
yang ditutup efek feno tipnya
 gen hipostatik
PENURUNAN SIFAT NON MENDEL (6)
Influence of the Environment :
Environment Effects on the Expression of Human
Genes: Bagaimana faktor lingkungan (the physical
Environment) dapat mempengaruhi fenotip
Contoh: Phenylketonuria (PKU) suatu kelainan
rese
sif dari metabolisme asam amino.
Bayi  homozigot untuk “mutant allele” menyebab
kan akumulasi substans toksik pada otaknya, tidak
letal, substans ini dapat merusak kemampuan
mental karena pengaruh perkembangan otak.
PENURUNAN SIFAT NON MENDEL (7)
Bahaya dari PKU karena sedikit asam amino phenylalanine
yang dikonsumsi dalam makanan. Bayi PKU  diberikan
makan yang cukup phenylalaninenya, akan keluar dari manifes
tasi buruk dari penyakit ini.
PKU dapat didiagnosa sejak bayi baru lahir, pengaruh klinik
dari penyakit ini dapat dikurangi jika PKU homozigot diberikan
diet phenylalanine dalam waktu singkat setelah lahir. Ini
Contoh bagaimana faktor lingkungan  diet dapat digunakan
utk mengurangi Fenotip dari kejadian yang menimpa seseorang.
GENETIKA
MANUSIA
Jenis Kelamin
Buta warna
Hemofilia
Albino
Golongan darah
Kelainan Kromosom
Pemeriksaan Peta kromosom
Peta silsilah
MEDICAL GENETICS
When studying rare disorders, 6 general
patterns of inheritance are observed:






Autosomal recessive
Autosomal dominant
X-linked recessive
X-linked dominant
Codominant
Mitochondrial
MEDICAL GENETICS (CONT.)
Autosomal recessive

The disease appears
in male and female
children of
unaffected parents.

e.g., cystic fibrosis
MEDICAL GENETICS (CONT.)
Autosomal dominant
 Affected males and females
appear in each generation of
the pedigree.
 Affected mothers and
fathers transmit the
phenotype to both sons and
daughters.
 e.g., Huntington disease.
MEDICAL GENETICS (CONT.)
X-linked recessive
 Many more males than
females show the disorder.
 All the daughters of an
affected male are “carriers”.
 None of the sons of an
affected male show the
disorder or are carriers.
 e.g., hemophilia
MEDICAL GENETICS (CONT.)
X-linked dominant

Affected males pass the
disorder to all daughters but
to none of their sons.
Affected heterozygous
females married to
unaffected males pass the
condition to half their sons
and daughters

e.g. fragile X syndrome

MEDICAL GENETICS (CONT.)
Codominant inheritance



Two different versions
(alleles) of a gene can be
expressed, and each version
makes a slightly different
protein
Both alleles influence the
genetic trait or determine
the characteristics of the
genetic condition.
E.g. ABO locus
MEDICAL GENETICS (CONT.)
Mitochondrial inheritance
 This type of inheritance
applies to genes in
mitochondrial DNA
 Mitochondrial disorders can
appear in every generation of
a family and can affect both
males and females, but
fathers do not pass
mitochondrial traits to their
children.
 E.g. Leber's hereditary optic
neuropathy (LHON)
HUMAN GENOME
Most human cells
contain 46 chromosomes:


2 sex chromosomes (X,Y):
XY – in males.
XX – in females.
22 pairs of chromosomes
named autosomes.
DNA is an information molecule with two functions:
1. storage and copying (i.e., inheritance)
2. expression (i.e., physiology, health, disease)
I. Penentuan Jenis Kelamin
Ayah
P:
G:
F1:
><
XY
X
Y
Ibu
XX
X
XX
XY
(50%)
(50%)
Peran kromosom X = membawa gen-gen yang
menentukan sifat wanita
Peran kromosom Y = membawa gen-gen untuk sifat lakilaki
II. Cacat dan Penyakit
Contoh:
• Albinisme (albino)
• Haemofilia
• Buta warna
• Imbisil (gangguan mental)
Cacat dan penyakit menurun bersifat:
 Tidak dapat disembuhkan, tapi ada yg dpt ditangani
 Tidak menular
 Dapat diusahakan agar terhindar
 Biasanya dibawa oleh gen resesif, sehingga harus
muncul dalam keadaan homozigot
 Dalam keadaan heterozigot, sifat tsb tidak nampak
(individunya disebut dengan carier.
A. ALBINISME
(seseorang tidak memiliki gen yg memproduksi pigmen)
P
R
:
f
g
Aa
Ayah
><
Aa
Ibu
AA
2Aa
aa
: 3 normal : 1 albino
:1:2:1
B. GANGGUAN MENTAL
c/ imbisil
Tanda-tanda imbisil :
• 1Q < 60 (1Q 2L)
• Reaksi refleks lambat
• Tampang tubuh khas
• Warna kulit dan rambut kurang pigmen
• Dalam urine terdapat derivat protein asam fenil priuvat
(gangguan proses metabolisme fenilalanin )
• Sifat ini dipengaruhi oleh gen resesif (i)
C. BUTA WARNA
Faktor buta warna bersifat :
• Resesif
• Terpaut kromosom X
P
XcXc
normal
G
Xc
F1
XcXc
normal
><
XcY
buta warna
Xc
Y
;
XcY
normal
D. HAEMOPHILIA
c/ pada peta silsilah Ratu Victoria
Disebabkan karena tidak adanya / tidak diproduksinya
trombokinase, sehingga darah sukar membeku jika
terjadi pendarahan
Faktor haemophilia bersifat
• Resesif
• Terpaut kromosom X
• Bersifat letal dalam keadaan homozigot resesif
Peta Pedigree (peta silsilah keluarga)
Contoh peta silsilah Ratu Victoria dengan keturunan yang menderita
haemofilia.
c/ haemophilia
P
G
:
:
XHXH
XH
><
F1
:
XHXh (normal carier)
XHY (normal)
P
G
:
:
F1
:
XHXh
><
XH
Xh
XHXh (carier)
XHY (normal)
XHY
Xh
Y
c2
XhY
Xh
Y
XhXh (letal)
XhY (haemofilia)
Faktor-faktor genetik pada beberapa
penyakit umum
A. Penyakit TBC bukan turunan, tapi ada kecenderungan
kepekaan terhadap TBC diturunkan
B. Ulcus pepticus, bukan penyakit menurun, tapi ada
kecenderungan saudara-saudara penderita lebih rentan
terhadap penyakit tersebut dibanding orang lain. Ulcus
pepticus ada hubungannya dengan tekanan (stress) dan
kecemasan.
Pada beberapa penyakit genetis, faktor genetik dan
lingkungan ikut bertanggung jawab terhadap manifestasi
penyakit.
KELAINAN GENETIK
Klasifikasi :
1. Kelainan kromosom (sitogenetik)
2. Kelainan Mendelion
3. Kelainan Multifactorial
Kelainan sitogenetik disebabkan oleh :
1. Perubahan jumlah kromosom
2. Perubahan struktur kromosom
JENIS KELAINAN JUMLAH
Monosomi (2n – 1)
 Trisomi (2n + 1)
 Mosaik : -lebih dari 1 populasi sel, sebagian sel normal,
sebagian lainnya berubah.
-kesalahan mitosis dalam xygote

Akibat nondisjunction
monosomi dan trisomi  + fetus
 Gonosom monosomi dan trisomi  toleransi > baik
 Autosomal
PENYIMPANGAN STRUKTUR KROMOSOM
a. Translokasi
b. Iso kromosom
c. Delesi
d. Inversi
Gambaran Klinis
I.
II.
•
•
•
•
•
Trisomi 21 (Down Syndrome) 80%  ibu usia 40 th.
Mosaik
Profil wajah mendatar, pelpebra miring, lekukan epikant
Retardasi mental
Resiko leukemia akut
Penyakit Alkheimer sampai dengan usia ≥ 30 th
Harapan hidup rata-rata 30 th.
SINDROM CRY DU CAT
Gambaran klinis :
• Tangisan seperti kucing
• Terjadi retardasi mental berat
• Terjadi penyakit jantung kongenital
• Beberapa individu dapat bertahan hidup sampai dewasa
Kariotipe : terjadi delesi pada lengan pendek dari
kromosom no 5 (5p -)
KELAINAN SITOGENETIK KROMOSOM SEX
Sindroma klinefelter
 Sindroma XYY
 Sindroma turner
 Hermafrodit dan Pseudohermafrodit

SINDROMA KLINEFELTER
Definisi
Hipogonadisme pria berkaitan dengan dua atau lebih
kromosom X dan paling sedikit satu kromosom Y (mungkin
lebih).
Kariotipe
47, XXY adalah yang tersering (80% kasus), lainnya adalah
mosaik (misalnya 46, XY / 47, XXY)
SINDROMA KLINEFELTER
Gambaran klinis :
 Penyebab utama infertilitas pria
 Postur tubuh eunuchoid
 Retardasi mental minimal atau tidak da
 Tidak terdapat tanda-tanda seksual sekunder pria
 Ginekomastia, penyebaran rambut seperti wanita
 Atrofi testis dengan hiperplasia sel Leydig
 Kadar FSH dan estrogen plasma meningkat, kadar
testosteron
rendah
SINDROMA XYY
Biasanya tinggi, fenotip normal
 Beberapa mempunyai kesulitan tingkah laku (agresif, antisosial,
bersifat impulsif)

SINDROMA TURNER
Definisi :
Hipogonadisme pada fenotip wanita disebabkan monosomi
lengkap atau parsial kromosom X.
Kariotipe
 Tersering 45, X (57% kasus)
 46, X, I (isokromosom lengan panjang dengan
penghilangan
lengan pendek)
 Mosaik, misalnya 45, X / 46, XX
SINDROMA TURNER
Gambaran klinis
Mempunyai jarak derajat abnormalitas yang luas, tergantung pada
kariotipe, 45,X adalah yang paling berat. Gambaran khasnya adalah:
 Limfedema leher, tangan dan kaki
 Leher melebar (“webbing of neck”)
 Bertubuh pendek
 Dada lebar dan jarak putting susu jauh
 Amenore primer
 Kegagalan perkembangan payudara
 Genetalia eksterna infantil
 Ovarium atrofi berat dan fibrotik
 Penyakit jantung kongenital, terutama koarktasio aorta
HERMAFRODIT DAN PSEUDOHERMAFRODIT
Hermafrodit sejati
Mempunyai ovarium dan testis, dapat berupa kombinasi
ovotestis atau dengan satu gonad pada setiap sisi.
2/3 mempunyai kariotipe 46,XX dengan translokasi
kromosom Y ke kromosom X, atau suatu autosom.
Sisanya (1/3) adalah mosaik, misalnya XX/XXY, dimana ada
sel yang mengandungY.
Pseudohermafrodit
Mempunyai tanda-tanda seksual fenotip yang tidak sama
dengan gonadnya.
HERMAFRODIT DAN PSEUDOHERMAFRODIT
Pseudohermafrodit wanita
Mempunyai kariotipe 46,XX. Ovarium dan genetalia interna normal, tapi
gentalia eksterna dapat berarti dua atau bersifat kelaki-lakian. Penyebab
tersering adalah selama gestasi paparan terhadap steroid androgen tidak
adekuat.
Keadaan ini dapat terjadi pada hiperplasia adrenal kongenital atau jika pada
ibu terdapat tumor yang mensekresi androgen.
HERMAFRODIT DAN PSEUDOHERMAFRODIT
Pseudohermafrodit pria
Kromosom Y ada, dan karenanya gonad yang ada hanya
testis, tetapi genetalia eksterna dapat berarti dua atau
benar-benar wanita.
Keadaan ini disebabkan cacatnya sifat kejantanan embrio
laki-laki karena sintesa androgen menurun atau resisten
terhadap kerja androgen.
Bentuk tersering adalah feminisasi testis lengkap
berkaitan dengan mutasi struktur gen untuk reseptor
androgen.