Pola Pewarisan Sifat Organisme
93
Sifat yang dihasilkan oleh interaksi gen yang saling melengkapi dan bekerja sama ini dinamakan dengan komplementer. Ketidakhadiran sifat
dominan pada suatu pasangan gen tidak akan memunculkan sifat fenotipe dan hanya akan muncul apabila hadir bersama-sama dalam pasangan gen
dominannya.
3. Pautan dan Pindah Silang
Gen berpautan merupakan gen-gen yang terletak pada kromosom yang sama. Adapun pindah silang merupakan proses pertukaran segmen dari
kromatid-kromatid dari sepasang kromosom homolog. Hal ini terjadi dalam proses pembelahan meiosis. Pada fase meiosis apakah hal ini terjadi?
a. Pautan
Peristiwa ini pertama kali ditemukan oleh seorang ahli Genetika dan
Embriologi dari Amerika, yakni Thomas Hunt Morgan pada tahun 1910. Morgan menemukan keanehan pada penelitian mengenai pewarisan sifat
yang diturunkan pada lalat buah Drosophila melanogaster Gambar 5.7. Perbandingan fenotipe dan genotipe yang ditemukannya ternyata berbeda
dengan apa yang dikemukakan oleh Mendel maupun perbandingan seperti penyimpangan-penyimpangan hukum Mendel lainnya.
Morgan berulang kali melakukan percobaan terhadap beberapa variasi sifat yang dimiliki oleh lalat buah ini. Objek penelitian lalat buah dipilih
oleh Morgan dengan beberapa alasan sebagai berikut. 1
Siklus hidupnya pendek sekitar 10 hari untuk setiap generasi. 2
Sepasang parental dapat menghasilkan beberapa ratus keturunan seekor betina bertelur 50–70 butir perhari dengan kemampuan bertelur
maksimum 10 hari. 3
Mudah dipelihara dalam medium yang sederhana. Selain itu, lalat buah memiliki pasangan gen yang tidak banyak, hanya 4
pasang. Keuntungan ini membuat penelitian Morgan dapat berjalan dengan baik dan menemukan permasalahan yang dihadapinya.
Seperti kita ketahui, gen yang dapat menurunkan sifat pada organisme terbungkus dalam suatu paket kromosom. Kromosom ini dapat terlihat
dengan baik pada saat pembelahan. Karena setiap kromosom akan diwaris- kan pada generasi selanjutnya melalui proses meiosis maka sifat-sifat yang
terkandung di dalamnya pun akan diwariskan juga pada organisme selanjutnya. Gen yang membawa suatu sifat ini ternyata dapat berada pada
kromosom yang berbeda atau kromosom yang sama. Pewarisan sifat-sifat pada kromosom yang berbeda dapat dijelaskan dengan baik melalui hukum
Mendel yang telah kita pelajari.
Masalah yang ditemukan Morgan pada lalat buah Drosophila melanogaster adalah pewarisan sifat yang berada pada satu kromosom. Oleh karena itu,
pada saat meiosis, sifat yang berada dalam gen satu kromosom ini tidak akan diturunkan secara bebas, melainkan bersama-sama. Proses inilah yang
kita namakan dengan pautan. Jadi, pautan adalah peristiwa gen-gen yang terletak pada kromosom yang sama tidak dapat memisahkan diri secara
bebas ketika pembelahan meiosis.
Atas penemuannya, pada tahun 1933 Morgan menerima hadiah Nobel dalam bidang Biologi dan Kedokteran. Pada percobaan tersebut, Morgan
mengawinkan Drosophila betina dengan warna tubuh kelabu B, sayap panjang V dengan jantan warna tubuh hitam b, sayap pendek v. Dari
hasil persilangan tersebut, diperoleh semua F
1
Drosophila memiliki warna tubuh kelabu dengan sayap panjang BbVv. Lalu, Morgan melakukan test
cross dengan mengawinkan sesama keturunan F
1
, yaitu BbVv x BbVv.
Sumber: Biology: E ploring Life, 1994
Dr osophila melanogaster merupakan objek penelitian yang
dilakukan T.H. Morgan. M engapa digunakan lalat buah?
Gambar 5.7
• Pautan
• Kromosom homolog
Kata Kunci
Di unduh dari : Bukupaket.com
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII
94
Hasil pada F
2
menunjukkan hanya ada dua macam fenotipe yang ditemukan, yaitu
1 Drosophila
tubuh kelabu, sayap panjang; 2
Drosophila tubuh hitam, sayap pendek.
Morgan menemukan permasalahan, mengapa fenotipe F
2
-nya hanya ada 2 macam. Adapun jika mengikuti hukum Mendel harusnya ditemukan 4 macam
fenotipe dengan kombinasi, yaitu 1
Drosophila tubuh kelabu, sayap panjang;
2 Drosophila
tubuh kelabu, sayap pendek; 3
Drosophila tubuh hitam, sayap panjang;
4 Drosophila
tubuh hitam, sayap pendek. Pertanyaan ini baru bisa dijawab setelah dilakukan percobaan yang sama
berulang-ulang. Berdasarkan percobaan ini, kemudian diajukan suatu teori mengenai pautan.
Gen B untuk tubuh kelabu dan gen V untuk sayap panjang, diketahui terdapat pada kromosom yang sama. Tentu saja gen b dan v sebagai alelnya
juga terletak pada kromosom homolognya. P
1
: Genotipe
:
Gamet :
BBVV ×
bbvv b
v b
v B
V B
V B
V b
v F
1
: BbVv
Gamet :
BV, bv × BV, bv
BV bv
BV BBVV
BbVc bv
BbVv bbvv
Bagan tersebut menunjukkan bahwa hanya ada 2 macam gamet yang terbentuk, yakni BV dan bv. Hasil test cross akan menghasilkan fenotipe F
2
sebagai berikut.
Perbandingan fenotipe yang ditemukan adalah 3 warna hitam sayap panjang : 1 warna abu sayap pendek. Jadi, pada proses pautan tidak terjadi
segregasi bebas seperti yang ditemukan oleh Mendel dalam percobaannya. Kebetulan saja Mendel menemukan contoh pewarisan sifat yang berada pada
kromosom yang berbeda sehingga ditemukan perbandingan 9 : 3 : 3 : 1. Apabila Mendel menemukan sifat yang diwariskan tersebut berada pada
kromosom yang sama, tentu ia akan menghasilkan penemuan yang berbeda.
b. Pindah Silang
Selain gen dalam kromosom dapat terpaut, kromosom juga dapat saling berpindah tempat pada saat kromosom-kromosom berdekatan di bidang
pembelahan pada waktu melakukan meiosis. Proses demikian dinamakan dengan pindah silang crossing over. Jadi, pindah silang adalah peristiwa
bertukarnya bagian kromosom satu dengan kromosom lainnya yang sehomolog ataupun dengan bagian kromosom yang berbeda bukan
• Pindah silang
Kata Kunci
Di unduh dari : Bukupaket.com
Pola Pewarisan Sifat Organisme
95
homolognya. Peristiwa ini kerap terjadi pada gen-gen yang terpaut, tetapi memiliki jarak lokus yang berjauhan dan terjadi pada waktu meiosis. Kromatid
yang terbentuk pada saat melakukan meiosis akan bersinapsis dan pada tahap ini seringkali ditemukan pindah silang Gambar 5.8.
B A
A b
a a
b B
B A
A b
a a
b B
• Kombinasi parental
• Rekombinan
Kata Kunci
Sumber: Biology, 1999
Mekanisme pindah silang Apa pengar uh mekanisme ini
pada pewar isan sifat?
Peristiwa pindah silang selain ditemukan oleh Morgan, juga dilaporkan
oleh G. N. Collins dan J. H. Kemton pada tahun 1911. Peristiwa pindah silang ini dapat dijelaskan sebagai berikut.
Misalnya, gen-gen A dan B terpaut pada kromosom yang sama, alelnya adalah gen a dan b. Jadi, genotipenya dapat ditulis AaBb. Dengan adanya
pindah silang maka dapat terbentuk kombinasi baru yang merupakan variasi dari peristiwa pautan. Pada organisme yang bergenotipe AaBb, memiliki
macam gamet AB dan ab karena gen A dan B terletak dalam satu kromosom sehingga keduanya saling berpautan dan begitu pula dengan alelnya.
Perbandingan antara gamet AB dan ab yang dihasilkan adalah 50 : 50 atau 1 : 1. Kombinasi tersebut dinamakan dengan kombinasi parental KP.
Jika terjadi pindah silang, satu kromosom dengan kromosom homolognya saling menyilang dan terjadi pertukaran, berarti akan terjadi juga pertukaran
gen. Maka, untuk genotipe AaBb AB terpaut akan terbentuk 4 macam gamet baru sebagai hasil kombinasi. Gamet tersebut adalah AB, Ab, aB, dan ab. Namun,
hasil frekuensi dari rekombinan baru ini ditentukan oleh frekuensi sel yang mengalami pindah silang.
Misalkan, dari seluruh populasi sel ada 20 sel yang mengalami pindah silang dan 80 lainnya tidak mengalami pindah silang, maka kombinasi
parental yang diperoleh adalah: AB = 50 × 0,8 = 40
ab = 50 × 0,8 = 40 Sementara rekombinan yang mungkin dihasilkan adalah:
AB = 25 × 0,2 = 5 Ab = 25 × 0,2 = 5
aB = 25 × 0,2 = 5 ab = 25 × 0,2 = 5
Pada sel tersebut, frekuensi kombinasi parentalnya, yaitu AB dan ab masing-masing 45 40 + 5 menjadi keseluruhan 90. Sementara itu,
frekuensi rekombinan yang terbentuk adalah 10. Peristiwa pindah silang dari gen yang berpaut akan menghasilkan
kombinasi parental lebih dari 50. Adapun rekombinannya dapat dipastikan di bawah 50.
Gambar 5.8
Di unduh dari : Bukupaket.com
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII
96
Perhitungan sederhana di atas, dapat dikatakan sebagai cara mudah untuk menentukan jarak antargen. Perlu diketahui, bahwa kekuatan tautan
gen dapat bergantung pada jarak antargen yang terpaut tersebut. Semakin dekat maka kekuatannya akan semakin besar frekuensinya akan tinggi.
Telah diketahui bahwa gen-gen terletak di dalam satu kromosom terdapat beratus-ratus, bahkan beribu-ribu gen. Gen-gen ini terletak pada lokus-lokus
yang berderet memanjang sesuai dengan panjang kromosom. Dari lokus satu dengan lokus lainnya memiliki jarak yang berbeda.
Ukuran yang dipakai untuk menentukan jarak antara lokus tersebut pada kromosom disebut dengan unit. Ukuran yang sangat halus ini tidak
dapat dilihat karena jarak antara batas lokus dengan lokus lain belum pasti skala yang mencukupi. Jadi, ukuran unit itu adalah ukuran khayal untuk
memudahkan perhitungan genetik saja.
Sentromer umumnya dianggap sebagai titik pangkal dan diberi angka 0 maka jarak gen lokus pada kromosom tersebut dihitung dari angka 0.
Misalnya, gen A adalah 10,5 unit berarti gen A ini berjarak 10,5 unit dari titik 0. Kemudian, gen B yang terpaut dengan A adalah 11,5 maka berarti
gen B berjarak 11,5 unit dari titik 0. Berapakah jarak A–B? Jarak A–B adalah 11,5 - 10,5 = 1 unit. Kemudian, 1 unit disebut 1 mM mili Morgan.
Pada persilangan AaBb dengan aabb di atas test cross, persentase masing- masing keturunannya akan dapat dihitung, yaitu sebagai berikut.
Jarak A–B sudah diketahui = 1 mM, berarti kombinasi baru rekombinasiRK = 1.
Jadi, kombinasi asli kombinasi parentalKP = 100 - 1 = 99 sehingga masing-masing keturunan memiliki persentase sebagai berikut.
1 AaBb = 49,5..................................................... kombinasi parental KP
2 Aabb = 0,5....................................................... rekombinasi RK
3 aaBb = 0,5....................................................... rekombinasi RK
4 aabb = 49,5..................................................... kombinasi parental KP
Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa pada peristiwa pautan: 1
kombinasi parental yang dihasilkan akan lebih besar dari 50, sedangkan rekombinan lebih kecil dari 50;
2 makin kecil persentase rekombinan RK, berarti makin dekat jarak
antarlokusnya.
4. Determinasi Seks