Tugas 12112010 (Membuat Proposisi Mikro) BAB: MEIOSIS DAN SIKLUS HIDUP SEKSUAL SUB BAB: SUMBER VARIASI GENETIK SUB SUB BAB: Siklus hidup seksual menghasilkan variasi genetik pada keturunan No Teks Dasar 1 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. 2 Pemilahan kromosom secara independen 3 Proposisi Mikro 1. Perilaku kromosom bertanggung jawab atas variasi di setiap generasi pada spesies yang bereproduksi secara seksual.(1) 2. Tiga mekanisme yang memberi kontribusi pada variasi genetik, yaitu: pemilahan kromosom secara independen (bebas), pindah silang, dan fertilisasi random.(1) 3. Variasi genetik dihasilkan dari pembelahan meiosis pada sel yang bersifat diploid dengan dua pasang kromosom homolog.(2) 4. Suatu sel anak mendapatkan kromosom maternal dan kromosom paternal dengan peluang 50%-50%.(2) 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 kromosom individual lama pada meiosis dan kromosomkromosom 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 kromosom homolog ditempatkan secara 5. Pasangan kromosom homolog ditempatkan secara independen terhadap pasangan lainnya dalam metafase i maka independen terhadap pasangan lainnya.(3) pembelahan meiotik pertama akan menghasilkan pemilahan kromosom 6. Masing-masing gamet mewakili satu dari semua Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 1 Tugas 12112010 (Membuat Proposisi Mikro) 4 5 6 maternal dan paternal secara independen ke dalam sel anak. Masingmasing gamet mewakili satu dari semua kemungkinan kombinasi 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 secara independen menjadi gamet 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. Karena itu, setiap gamet yang dihasilkan oleh manusia memuat satu dari 8 juta kemungkinan pemilahan kromosom yang diwarisi dari orangtua individu tersebut. Pindah silang 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 asal-usul maternal dan penternal yang ekslusif; artinya, kromosom tersebut terdiri dari dna yang berasal dari orangtua, tetapi bukan dari keduanya. 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 kemungkinan kombinasi gamet yang terbentuk.(3) 7. Rumus jumlah kemungkinan kombinasi secara independen adalah 2n.(3) 8. Jumlah haploid (n) manusia dalam rumus adalah 23.(4) 9. Jumlah kemungkinan kombinasi kromosom manusia sekitar 8 juta.(4) 10. Masing-masing keturunan memiliki kombinasi kromosom yang berbeda dengan kromosom kedua orang 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) 13. Pindah silang terjadi 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 homolog kromatid yang berbeda bertukar tempat.(6) 16. Lokasi pertukaran genetik terlihat pada mikroskop Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 2 Tugas 12112010 (Membuat Proposisi Mikro) 7 8 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. Fertilisasi random Sifat random fertilisasi menambah variasi genetik yang ditimbulkan dari meiosis. Bayangkan sebuah zigot yang dihasilkan dari perkawinan antara wanita dan pria. Sel telur manusia, yang mewakili satu dari 8 juta kemungkinan kombinasi kromosom, dibuahi oleh sperma tunggal yang mewakili satu dari 8 juta kemungkinan yang berbeda. Jadi, tanpa mempertimbangkan pindah silang 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 benar-benar unik. Sejauh ini, telah dipahami bahwa ada tiga sumber variabilitas genetik dalam populasi organisme yang bereproduksi secara seksual: Pemilahan independen dari kromosom-kromosom homolog selama meiosis i Pindah silang antara kromosom-kromosom selama profase meiosis i Fertilisasi random sel telur sel sperma Ketiga mekanisme tersebut mengubah susunan variasi gen yang dibawa oleh setiap anggota suatu populasi. Tetapi, pada akhirnya mutasi akan menciptakan diversitas gen dalam suatu populasi. cahaya sebagai kiasmata.(6) 17. Pindah silang merupakan sumber variasi genetik yang penting dalam siklus hidup seksual.(6) 18. Fertilisasirandom menambah variasi genetik yang ditimbulkan dari meiosis.(7) 19. Tanpa mempertimbangkan pindah silang, pasangan orangtua akan menghasilkan zigot dengan salah satu dari sekitar 64 triliun kombinasi diploid.(7) 20. Tiga sumber variabilitas genetik organisme yang bereproduksi secara seksual adalah pemilahan independen dari kromosom-kromosom homolog, pindah silang antara kromosom-kromosom, dan fertilisasi random sel telur sel sperma.(8) 21. Tiga mekanisme diatas mengubah susunan variasi gen yang dibawa oleh setiap anggota suatu populasi.(8) 22. Pada akhirnya mutasi akan menciptakan diversitas gen dalam suatu populasi.(8) Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 3 Tugas 12112010 (Membuat Proposisi Mikro) Lamapiran Keterangan Gambar No No Gambar 9 13.8 10 13.9 Teks Dasar Hasil pengaturan alternative dari dua pasangan kromosom homolog pad ape;at metaphase dalam meiosis I. 23. Penempatan pasangan kromosom homolog pada metaphase I adalah masalah peluang.(9) 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. 24. Penyusunan kromosom akan menentukan kromosom sel anak. (9) Hasil pindah silang selama meiosis 25. Kromatid yang terkait saling bertukar pada profase I. (10) 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. 26. Pindah silang akan menghasilkan kromosom individu yang merupakan kombinasi DNA oranG tua yang berbeda. (10) Muhamad Pahrudin (109016100071), Biologi 3B| 4