bbc slide genetika klinik
GENETIKA KLINIK
I. GENETIC – TRANSFORMATION
(Penurunan-sifat Herediter).
Gregor Johann Mendel.
dr. Kamajaya,MSc,SpAnd.
Bagian Biologi FK-USU, M
edan.
1.
GENETIKA PENURUNAN SIFAT HEREDITER.
• Gregor Mendel pertama kali meletakkan dasar-dasar
penurunan sifat melalui pengamatannya thd tumbuhan
sweat-pea (Pisum sativum) sekitar abad ke-XVI. Sifatsifat herediter yang diturunkan berdasarkan Hukumhukum Mendel disebut Inheritansi Mendel.
• Johanssen seorang ahli botani memberi nama “Gene”
untuk faktor Mendel. Gen inilah yang berfungsi sebagai
pembawa sifat herediter yang diturunkan kepada
turunan.
• Ada 3 hal utama yang ditentukan dari 2 Hukum Mendel,
yakni :
• 1. Inheritansi unit : sepasang sifat dapat dibawakan oleh
pasangan “faktor”. Pasangan faktor yang sama disebut
pasangan faktor homozigot, dan bila anggota pasangan
faktor berbeda disebut heterozigot.
• 2. Segregasi : setiap individu akan membawa 2 faktor
untuk setiap pasang sifat herediter. Hanya 1 faktor saja
yang diturunkan pada turunan nya dalam tiap kali
persilangan.
• 3. Free-assortment (ketergantungan-bebas) : Setiap
pasangan faktor membawa sifat tertentu dan tidak
dipengaruhi oleh efek herediter pasangan faktor lainnya.
PENURUNAN SIFAT HEREDITER.
• Penurunan sifat herediter (Genetika transformasi)
adalah cabang genetika yang mempelajari cara-cara
penurunan sifat/penyakit/cacat herediter.
• Penurunan sifat secara umum terbagi atas 2 bentuk,
yakni :
• 1. Mendelian Inheritansi.
•
•
•
•
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
Monohiybrid inheritansi.
Dihybrid inheritansi.
Trihybrid inheritansi
Multihybrid inheritansi.
•
•
•
•
•
•
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
Inheritansi
Inheritansi
Inheritansi
Inheritansi
Inheritansi
Inheritansi
• 2. Non-Mendelian Inheritansi.
dominansi inkomplit.
intermedier.
gen-berganda.
epistasis.
alel-berganda
sehub. dgn perbedaan jenis kelamin.
− 2.6.1. Sex influenced characters.
− 2.6.2. Sex limited characters.
− 2.6.3. Sex-linked characters.
• 1. INHERITANSI MENDEL.
• A. Hipotesa Mendel
• Sepasang sifat dibawakan oleh sepasang faktor.
• Anggota pasangan faktor, satu dominan thd alel nya.
• Kedua anggota pasangan faktor terpisah dalam dua
gamet yang berbeda.
• B. Kaidah Mendel.
• Kaidah Mendel-I. Bila dipersilangkan sepasang individu
dgn sepasang sifat alternatif, maka pd turunan-I akan
muncul sifat yg dominan, dan pd turunan-II sifat yg
dominan dan recesif diturunkan dlm perbandingan 3 : 1.
• Kaidah Mendel-II. Bila dipersilangkan sepasang individu
dengan dua pasang sifat alternatif atau lebih, maka
setiap pasang sifat diturunkan tidak tergantung satu
dgn yang lain.
→ Batasan / kriteria Mendel :
1. Setiap sifat herediter dibawakan oleh sepasang faktor.
2. Anggota pasangan faktor satu dominan thd alel nya.
3. Setiap ppasang sifat diturunkan tidak tergantung satu
dgn lain nya (free assortment).
MENDELIAN INHERITANCES.
• A. Monohybrid.
P. ♂ Black X ♀ White
F2.
BB
bb
♂
G1.
B
b ♀
B
b
F1.
Bb
(Black)
B
BB
Bb
G2.
B-b
Black Black
b
Bb
Bb
Black Whit
e
F2.ratio = Black : White = 3 : 1.
B. Mendelian dihybrid
F2.
P. ♂ Black-short X ♀ White-long
G1.
F1.
BBSS
bbss
BS
bs
BbSs
♂
♀
BS
Bs
bS
bs
BS
BBSS
BBSs BbSS BbSs
Bs
BBSs
BBss BbSs Bbss
bS
BbSS
BbSs bbSS bbSs
bs
BbSs
Bbss
(Black-short)
G2.
BS – Bs – bS - bs
bbSs
F2. ratio = Bl-sh : Bl-Lg : Wh-sh : Wh-lg = 1 : 3 : 3 : 1.
bbss
PEDIGREE.
1ST GENERATION
2ND
GENERATION
3RD
GENERATION
Propositus Carrier
/proband heterozygote
4RD
GENERATION
PEDIGREE INHERITANSI MENDEL AUTOSOMAL DOMINAN
TRANSMISSION GENETICS.
1. Mendelian Genetics.
• Autosomal dominant.
• Contoh : porphyria, brachydactyly, osteogenesis
imperfecta.
• Bentuk homozigot dan heterozigot akan defek.
Suami defek homozigot,
isteri normal
Defek homozigot
Suami defek heterozigot,
isteri normal
Defek heterozigot
Suami defek heterozigot,
isteri defek heterozigot
Normal.
• INHERITANSI DOMINAN AUTOSOMAL.
• Sifat yang manifest pd heterozigot.
• Umumnya terjadi krn mutasi kode-gen utk struktur
protein diturunkan dominan dan akan diturunkan ke
banyak generasi dlm keluarga.
• Misalnya : porphyria, brachydactyly, osteo-genesis
imperfecta.
• Terkadang dimunculkan dalam bentuk “transmisi
vertikal”.
• Resiko genetik : Anak dgn penyakit autosomal
dominan akan menurunkan nya pd 50% turunan nya;
dan setiap anak turunan ini mempunyai
kemungkinan mendapatkan penyakit ini pd 50%
turunannya.
• Kesimpulan :
• 1. Penderita dapat mempunyai genotip homozigot
ataupun heterozigot.
• 2. Penurunan sifat tidak tergantung jenis kelamin
• 3. Penderita heterozigot menurunkan sifat ini kpd
sebagian anak nya, dan penderita homozigot
menurunkan sifat ini ke semua anak-anak nya.
• 4. Penderita dapat ditemui disetiap generasi.
• Variasi penurunan sifat autosomal dominan.
• 1. Pleiotropy.
• Setiap gen hanya memberikan satu efek utama yi.
Secara langsung dlm sintesa rantai polipeptida.
• Dari efek primer ini banyak hal yg terjadi → multiple
phenotype.
• Contoh : Tuberous sclerosis.
• 2. Penetrance dan Expressivity.
• Penetrance : gen yg menunjukkan fenotip nya.
• Expressivity : tingkatan bentuk fenotip. Secara klinik
penyakit bermanifestasi ringan, sedang atau berat.
• 3. Variable Expressivity.
• Gambaran klinik yg bervariasi dari seorang ke orang
lainnya.
• Contoh : Neurofibromatosis Type I.
• 4. Reduced Penetrance.
• Individu heterozigot yang mengalami mutasi gen
dominan, namun tak terdeteksi secara klinis.
• 5. Forme Fruste.
• Ekspresi gambaran klinik yg tak sesuai (nonsignificant) dgn abnormalitas, penyakit dan sindroma.
• Contoh : Marfan’s syndrome.
• New mutation.
• Gambaran fenotip yg tak diperkirakan disebab kan
oleh kesalahan transmisi gen.
• Turunan menderita penyakit herediter tertentu,
dimana penyakit yg sama tak ditemui pd kedua
parental.
• Contoh : achondroplasia.
• Bila mutasi tidak menyebabkan kelainan atau
gangguan kesehatan penderita → disebut
polymorphism.
• Mutasi dpt terjadi akibat perobahan urutan-basa (base
sequences) di bagian fungsional gen (exon);
menyebabkan pembentukan protein dgn as.amino yg
berbeda → disbt nissence mutation.
• Ko-dominan dan Inheritansi intermedier.
• Ko-dominan : dua alel, yg kedua nya meng expresikan
bentuk heterozigot. Misalnya : golongan darah ABO.
• Inheritansi intermedier : Gambaran klinik pd
heterozigot berbeda dgn homozigot. Contoh : Sickle
cell anemia.
• INHERITANSI AUTOSOMAL RECESIF.
• Hanya manifest bila alel mutan dlm dosis ganda
(homozigot).
• Turunan heterozigot tdk menunjukkan gejala,
namun menjadi carrier.
• Resiko genetik : Turunan dari parental heterozigot
mempunyai kemungkinan 1 : 4 (25%) → homozigot
penderita; 1 : 2 (50%) kemungkinan heterozigot
(bukan penderita).
• Kesimpulan :
• Turunan akan menjadi penderita hanya bila homozigot.
• Penurunan sifat tak dipengaruhi perbedaan jenis
kelamin.
• Hanya muncul pd tingkatan saudara kandung; tidak pd
orang-tua, turunan mereka ataupun keluarga lain nya.
• Ratio : penderita : carrier : normal = 1 : 2 : 1.
Resiko muncul nya dlm keluarga 1 dlm 4 kelahiran.
• Parental dari penderita, kemungkinan menikah
sepupu.
TRANSMISSION GENETICS.
1. Mendelian Genetics.
• Autosomal recesive.
• Chance : 25% homozygous affected, 50%
heterozygous unaffected, & 25% homozygous
unaffected.
Suami defek homozigote,
isteri normal
Defek homozigot.
Suami normal heterozigot,
isteri normal.
Normal heterozigot.
Suami normal heterozigot,
isteri normal heterozigot.
Normal.
• Beberapa variasi penurunan sifat autosomal
recesif.
• 1. Pseudodominance.
• Bila individu homozigot utk penyakit recesif
autosomal yg menikah dgn wanita carrier utk
penyakit yg sama. Turunan nya mempunyai
kemungkinan menderita 1 : 2 (50%)..
• 2. Locus Heterogeneity.
• Penyakit yg diderita seorang anak disebabkan
mutasi di lebih dari satu gen atau yg dikenal dgn
nama locus heterogeneity.
• Contoh : Penyakit gangguan sensorineural
pendengaran.
• 3. Mutational Heterogeneity.
• Heterogeneity juga dpt dlm tingkatan alleles.
• Individu dgn mutasi pd lokus yg sama (heterozigot
berganda) → Mutational Heterogeneity.
PROBABILITAS
• Probabilitas turunan :
pria (a) : wanita (b) = 1 : 1 → a = b =½
• Pasangan suami-isteri dengan 5 anak :
(a + b)5 = a5 +5 a4b +10 a3b2 +10 a2b3 + 5ab4
+ b5
• 2. NON-MENDELIAN INHERITANSI.
• → Bila penurunan sifat tidak
menuruti salah-satu atau lebih
kriteria Mendel, maka sifat tsb
diturunkan Non-Mendel, a.l.:
a. Tidak ada faktor dominan atau
pun recesif.
b. Sepasang sifat dibawakan oleh
lebih dari sepasang faktor.
c. Pasangan-pasangan sifat di
turunkan saling mempengaruhi.
2. Non-Mendelian Inheritansi.
2.1. Inheritansi dominansi inkomplit.
2.2. Inheritansi intermedier.
2.3. Inheritansi gen-berganda.
2.4. Inheritansi epistasis.
2.5. Inheritansi alel-berganda
2.6. Inheritansi sehubungan dengan
perbedaan jenis kelamin.
2.6.1. Sex influenced characters.
2.6.2. Sex limited characters.
2.6.3. Sex-linked characters.
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
2.1. Dominansi inkomplit &
2.2. Inheritansi intermedier
♂ Red X ♀ White
RR
WW
G1.
R
W
F1.
RW
(Orange)
F2.
♂
♀
R
W
R
RR
RW
W
RW WW
F2. ratio = Red : Orange : White = 1 : 2 : 1.
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
2.3. Epistasis (Deaf-mutism).
P. ♂ Normal X ♀ Normal
DdMm
DdMm
G1.
DM-Dm-dM-dm
♂
♀
DM Dm dM
dm
D
M
DD
MM
DD
Mm
Dd
MM
Dd
Mm
F2.
D
m
DD
Mm
DD Dd
mm Mm
Dd
mm
Dd
Mm
dd
MM
dd
Mm
Dd
dd
mm Mm
dd
mm
dM Dd
MM
F2.ratio = Normal : Deaf-mute = 9 : 7.
dm Dd
Mm
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
2.4. Multiple gene Inheritance.
Lebih dari sepasang gen bekerjasama
→ satu fenotip.
Contoh : a. Tinggi-badan,
b. Warna-kulit
c. Hypertensi herediter.
d. Diabetes-mellitus herediter.
Faktor lingkungan sangat berpengaruh
→ Phenotype = Genotype + Environment.
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
2.5. Multiple alleles.
a. ABO blood-groups. ABO blood-groups
b. Rhesus-factor.
P. ♂ A-Group het. X ♀ B-Group. Het.
Phenotype
Genotype
A
IAIA-IAIO
B
IBIB-IBIO
AB
IAIB
O
IOIO
G1.
IAIO
IBIO
IA – IO
IB – IO
F1.
♂ IA
♀
IB
IO
IO
IAIB IBIO
IAIO IOIO
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
• 2.5. Multiple alleles.
• Gol.darah Rhesus : Rhesus positif dan
Rhesus negatif.
• Frekwensi :
- Ras Kaukasia → Rh.+ = 85-87%
- Ras Mongol → Rh.+ = 98-99%
• Rhesus positif dominan thd Rhesus negatif.
Rhesus-factor.
♂ Rh.pos.,het.
Rr
G1.
R–r
F1.
♂
R
♀
R
RR
r
Rr
X
♀ Rh.pos.het.
Rr
R-r
r
Rr
rr
F2-ratio : Rhesus pos. : Rhesus neg. =
3
:
1
Antigen Rhesus : Wiener.
Genotype Antigen rhesus
r
-
Ro
Ro
R’
R’
R”
R’’
R1
Ro – R’
R2
Ro – R”
Rx
Ro – R’ – R”
Ry
R’ – R”
SEX-DETERMINATION.
22 ps A
+ XY
22 A
+X
22 ps A
+ XY
22 A
+Y
22 ps A
+ XX
22 A
+X
22 A
+X
22 ps A
+ XX
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
• 2.6.1. Sex influenced characters.
• Membedakan secara fisik diantara
pria dan wanita dewasa.
• Disebut juga secondary sex
character.
• Dibawakan autosomal; perbedaan
perkembangan diusia pubertas
akibat perbedaan kadar hormon
reproduksi.
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
• 2.6.2. Sex limited
characters.
• Contoh : Baldness.
• Autosomal
inheritances.
• Dominan pd pria,
recesif pd wanita.
Genotyp
e
Sex &
Phenotype.
BB
♂→ Baldness
♀→ Baldness
Bb
♂→ Baldness
♀→ Normal
bb
♂→ Normal
♀→ Normal
TRANSMISSION GENETICS.
2.6.3. Sex-linked Inheritances.
Homoloog portion between X and Y
or
Y
Homoloog portion diturunkan Incompletely sex- Linked
→ Autosomal Inheritances.
•
•
X
Non-homoloog portion
Non-homoloog portion → Sex-Linked.
• Sex-Linked → X-Linked dan Y-Linked.
• Y- Linked syn. Holandric.
SEX-LINKED INHERITANCE.
• Sex-linked inheritance – bentuk penurunan sifat
ditunjukkan oleh gen-gen yg berada di kedua kromosomsex (X dan Y – krom-sex).
• Gen yg berada di krom-X diturunkan X-linked; dan gen-gen
di krom-Y disbt Y-linked inheritance (holandric).
• X-linked recessive inheritances.
• Diturunkan oleh wanita sehat heterozigot carrier pd anak
laki-laki. Dan laki-laki penderita menurunkan pd anak wanita
heterozigot carrier. Ini disebut juga sbg bentuk diagonal
transmissi.
• Contoh : hemophilia, partial color blindness, DMP, G-6-P.D.
Def., Adontia, dll.
• X-linked Dominant Inheritances.
• Keadaan ini jarang.
• Wanita heterozigot akan defek seperti juga pd pria.
• Mis. : Vitamin-D resistant rickets.
• Y-linked Inheritances (holandric).
• Hanya turunan pria yg defek.
• Contoh : Hairy ears, webbed toes.
• X-linked dominant inheritances.
• Jarang ditemui, biasanya heterozigot baik pd pria
ataupun wanita.
• Turunan wanita dg X-linked dominan 50% akan
menderita penyakit yg sama.
• Pd X-linked dominan pria, semua anaknya akan
menderita penyakit yg sama.
• Contoh : penyakit vitamin-D resistant rickets.
Homozygotic father
Heterozigotic mother
• X-linked recessive.
• Diturunkan oleh wanita sehat heterozigot carrier pd
anak laki-laki. Dan laki-laki penderita menurunkan
pd anak wanita heterozigot carrier. Ini disebut juga
sbg bentuk diagonal transmissi.
• Contoh : hemophilia, partial color blindness, DMP, G6-P.D. Def., Adontia, dll.
defek
N
N
XY
XX
XY
N
N het
N
N het
defek
XY
XX
XY
XX
XY
XY
XX
N het
XX
defek
XY
N het
N
defek
N het
XX
N
XY
XX
N het
XX
defek
XY
N
XX
• Y-linked Inheritance (Holandric).
• Hanya diderita pria.
• Diturunkan pd semua anak laki-laki, tidak pd anak
perempuan.
• Contoh : Hairy ears, Webbed toes.
• Mitochondrial Inheritance.
• Sel-sel yg membutuhkan energi banyak (brain & muscle)
memerlukan lbh banyak mitochondrial DNA (mt-DNA).
• Mitochondria diturunkan dari ibu melalui Oosit. mt-DNA ber
mutasi spontan sangat tinggi dibandingkan dg nuclear DNA.
• Akumulasi mutasi mt-DNA menyebabkan berbagai efek somatik
yg tampak pd orang tua.
• Cytoplasmic atau mitochondrial inheritances dpt terobservasi
dlm beberapa penyakit yg jarang baik pd pria maupun wanita,
tapi hanya diturunkan melalui ibu → disbt maternal atau
matrilineal inheritances.
• Gambaran mutasi mt-DNA dpt dikenali pd penderita kelainan pd
syaraf dan otot, misalnya penderita diabetes mellitus dan tuli.
• Mitochondria penting utk metabolisme selular, dg demikian organ
sangat sensitif thd mutasi mt-DNA mis. pd sel syaraf, otot dan
jantung.
• Beberapa penyakit mis.: Leigh disease, mitochondrial
encephalophaty, lactic acidosis, dan stroke-like syndrome
(MELAS).
Dr. Kamajaya,MSc,SpAnd.
Dept.Biologi FK-USU.
Medan.
KROMOSOM MANUSIA.
• Jumlah Kromosom Manusia = 46 Kromosom, terdiri atas :
• 44 Autosom + 2 Kromosom-sex ;
p-arm
centromere
q-arm
• 44 Autosom + XX (Krom-sex)
→ Wanita (♀)
• 44 Autosom + XY (Krom-sex)
→ Pria (♂).
• Setiap kromosom terdiri atas dua kromatid yang
bertemu di satu penyempitan disbt centromere.
• Centromere membagi kromosom atas 2 buah lenganp (petit-arm) dan lengan-q/g (granded-arm).
• Secara morfologi, kromosom terdiri dari :
1. Kromosom metacentric (p-arm = q-arm),
2. Kromosom submetacentric (p-arm < q-arm),
3. Kromosom acrocentric (p-arm
I. GENETIC – TRANSFORMATION
(Penurunan-sifat Herediter).
Gregor Johann Mendel.
dr. Kamajaya,MSc,SpAnd.
Bagian Biologi FK-USU, M
edan.
1.
GENETIKA PENURUNAN SIFAT HEREDITER.
• Gregor Mendel pertama kali meletakkan dasar-dasar
penurunan sifat melalui pengamatannya thd tumbuhan
sweat-pea (Pisum sativum) sekitar abad ke-XVI. Sifatsifat herediter yang diturunkan berdasarkan Hukumhukum Mendel disebut Inheritansi Mendel.
• Johanssen seorang ahli botani memberi nama “Gene”
untuk faktor Mendel. Gen inilah yang berfungsi sebagai
pembawa sifat herediter yang diturunkan kepada
turunan.
• Ada 3 hal utama yang ditentukan dari 2 Hukum Mendel,
yakni :
• 1. Inheritansi unit : sepasang sifat dapat dibawakan oleh
pasangan “faktor”. Pasangan faktor yang sama disebut
pasangan faktor homozigot, dan bila anggota pasangan
faktor berbeda disebut heterozigot.
• 2. Segregasi : setiap individu akan membawa 2 faktor
untuk setiap pasang sifat herediter. Hanya 1 faktor saja
yang diturunkan pada turunan nya dalam tiap kali
persilangan.
• 3. Free-assortment (ketergantungan-bebas) : Setiap
pasangan faktor membawa sifat tertentu dan tidak
dipengaruhi oleh efek herediter pasangan faktor lainnya.
PENURUNAN SIFAT HEREDITER.
• Penurunan sifat herediter (Genetika transformasi)
adalah cabang genetika yang mempelajari cara-cara
penurunan sifat/penyakit/cacat herediter.
• Penurunan sifat secara umum terbagi atas 2 bentuk,
yakni :
• 1. Mendelian Inheritansi.
•
•
•
•
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
Monohiybrid inheritansi.
Dihybrid inheritansi.
Trihybrid inheritansi
Multihybrid inheritansi.
•
•
•
•
•
•
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
Inheritansi
Inheritansi
Inheritansi
Inheritansi
Inheritansi
Inheritansi
• 2. Non-Mendelian Inheritansi.
dominansi inkomplit.
intermedier.
gen-berganda.
epistasis.
alel-berganda
sehub. dgn perbedaan jenis kelamin.
− 2.6.1. Sex influenced characters.
− 2.6.2. Sex limited characters.
− 2.6.3. Sex-linked characters.
• 1. INHERITANSI MENDEL.
• A. Hipotesa Mendel
• Sepasang sifat dibawakan oleh sepasang faktor.
• Anggota pasangan faktor, satu dominan thd alel nya.
• Kedua anggota pasangan faktor terpisah dalam dua
gamet yang berbeda.
• B. Kaidah Mendel.
• Kaidah Mendel-I. Bila dipersilangkan sepasang individu
dgn sepasang sifat alternatif, maka pd turunan-I akan
muncul sifat yg dominan, dan pd turunan-II sifat yg
dominan dan recesif diturunkan dlm perbandingan 3 : 1.
• Kaidah Mendel-II. Bila dipersilangkan sepasang individu
dengan dua pasang sifat alternatif atau lebih, maka
setiap pasang sifat diturunkan tidak tergantung satu
dgn yang lain.
→ Batasan / kriteria Mendel :
1. Setiap sifat herediter dibawakan oleh sepasang faktor.
2. Anggota pasangan faktor satu dominan thd alel nya.
3. Setiap ppasang sifat diturunkan tidak tergantung satu
dgn lain nya (free assortment).
MENDELIAN INHERITANCES.
• A. Monohybrid.
P. ♂ Black X ♀ White
F2.
BB
bb
♂
G1.
B
b ♀
B
b
F1.
Bb
(Black)
B
BB
Bb
G2.
B-b
Black Black
b
Bb
Bb
Black Whit
e
F2.ratio = Black : White = 3 : 1.
B. Mendelian dihybrid
F2.
P. ♂ Black-short X ♀ White-long
G1.
F1.
BBSS
bbss
BS
bs
BbSs
♂
♀
BS
Bs
bS
bs
BS
BBSS
BBSs BbSS BbSs
Bs
BBSs
BBss BbSs Bbss
bS
BbSS
BbSs bbSS bbSs
bs
BbSs
Bbss
(Black-short)
G2.
BS – Bs – bS - bs
bbSs
F2. ratio = Bl-sh : Bl-Lg : Wh-sh : Wh-lg = 1 : 3 : 3 : 1.
bbss
PEDIGREE.
1ST GENERATION
2ND
GENERATION
3RD
GENERATION
Propositus Carrier
/proband heterozygote
4RD
GENERATION
PEDIGREE INHERITANSI MENDEL AUTOSOMAL DOMINAN
TRANSMISSION GENETICS.
1. Mendelian Genetics.
• Autosomal dominant.
• Contoh : porphyria, brachydactyly, osteogenesis
imperfecta.
• Bentuk homozigot dan heterozigot akan defek.
Suami defek homozigot,
isteri normal
Defek homozigot
Suami defek heterozigot,
isteri normal
Defek heterozigot
Suami defek heterozigot,
isteri defek heterozigot
Normal.
• INHERITANSI DOMINAN AUTOSOMAL.
• Sifat yang manifest pd heterozigot.
• Umumnya terjadi krn mutasi kode-gen utk struktur
protein diturunkan dominan dan akan diturunkan ke
banyak generasi dlm keluarga.
• Misalnya : porphyria, brachydactyly, osteo-genesis
imperfecta.
• Terkadang dimunculkan dalam bentuk “transmisi
vertikal”.
• Resiko genetik : Anak dgn penyakit autosomal
dominan akan menurunkan nya pd 50% turunan nya;
dan setiap anak turunan ini mempunyai
kemungkinan mendapatkan penyakit ini pd 50%
turunannya.
• Kesimpulan :
• 1. Penderita dapat mempunyai genotip homozigot
ataupun heterozigot.
• 2. Penurunan sifat tidak tergantung jenis kelamin
• 3. Penderita heterozigot menurunkan sifat ini kpd
sebagian anak nya, dan penderita homozigot
menurunkan sifat ini ke semua anak-anak nya.
• 4. Penderita dapat ditemui disetiap generasi.
• Variasi penurunan sifat autosomal dominan.
• 1. Pleiotropy.
• Setiap gen hanya memberikan satu efek utama yi.
Secara langsung dlm sintesa rantai polipeptida.
• Dari efek primer ini banyak hal yg terjadi → multiple
phenotype.
• Contoh : Tuberous sclerosis.
• 2. Penetrance dan Expressivity.
• Penetrance : gen yg menunjukkan fenotip nya.
• Expressivity : tingkatan bentuk fenotip. Secara klinik
penyakit bermanifestasi ringan, sedang atau berat.
• 3. Variable Expressivity.
• Gambaran klinik yg bervariasi dari seorang ke orang
lainnya.
• Contoh : Neurofibromatosis Type I.
• 4. Reduced Penetrance.
• Individu heterozigot yang mengalami mutasi gen
dominan, namun tak terdeteksi secara klinis.
• 5. Forme Fruste.
• Ekspresi gambaran klinik yg tak sesuai (nonsignificant) dgn abnormalitas, penyakit dan sindroma.
• Contoh : Marfan’s syndrome.
• New mutation.
• Gambaran fenotip yg tak diperkirakan disebab kan
oleh kesalahan transmisi gen.
• Turunan menderita penyakit herediter tertentu,
dimana penyakit yg sama tak ditemui pd kedua
parental.
• Contoh : achondroplasia.
• Bila mutasi tidak menyebabkan kelainan atau
gangguan kesehatan penderita → disebut
polymorphism.
• Mutasi dpt terjadi akibat perobahan urutan-basa (base
sequences) di bagian fungsional gen (exon);
menyebabkan pembentukan protein dgn as.amino yg
berbeda → disbt nissence mutation.
• Ko-dominan dan Inheritansi intermedier.
• Ko-dominan : dua alel, yg kedua nya meng expresikan
bentuk heterozigot. Misalnya : golongan darah ABO.
• Inheritansi intermedier : Gambaran klinik pd
heterozigot berbeda dgn homozigot. Contoh : Sickle
cell anemia.
• INHERITANSI AUTOSOMAL RECESIF.
• Hanya manifest bila alel mutan dlm dosis ganda
(homozigot).
• Turunan heterozigot tdk menunjukkan gejala,
namun menjadi carrier.
• Resiko genetik : Turunan dari parental heterozigot
mempunyai kemungkinan 1 : 4 (25%) → homozigot
penderita; 1 : 2 (50%) kemungkinan heterozigot
(bukan penderita).
• Kesimpulan :
• Turunan akan menjadi penderita hanya bila homozigot.
• Penurunan sifat tak dipengaruhi perbedaan jenis
kelamin.
• Hanya muncul pd tingkatan saudara kandung; tidak pd
orang-tua, turunan mereka ataupun keluarga lain nya.
• Ratio : penderita : carrier : normal = 1 : 2 : 1.
Resiko muncul nya dlm keluarga 1 dlm 4 kelahiran.
• Parental dari penderita, kemungkinan menikah
sepupu.
TRANSMISSION GENETICS.
1. Mendelian Genetics.
• Autosomal recesive.
• Chance : 25% homozygous affected, 50%
heterozygous unaffected, & 25% homozygous
unaffected.
Suami defek homozigote,
isteri normal
Defek homozigot.
Suami normal heterozigot,
isteri normal.
Normal heterozigot.
Suami normal heterozigot,
isteri normal heterozigot.
Normal.
• Beberapa variasi penurunan sifat autosomal
recesif.
• 1. Pseudodominance.
• Bila individu homozigot utk penyakit recesif
autosomal yg menikah dgn wanita carrier utk
penyakit yg sama. Turunan nya mempunyai
kemungkinan menderita 1 : 2 (50%)..
• 2. Locus Heterogeneity.
• Penyakit yg diderita seorang anak disebabkan
mutasi di lebih dari satu gen atau yg dikenal dgn
nama locus heterogeneity.
• Contoh : Penyakit gangguan sensorineural
pendengaran.
• 3. Mutational Heterogeneity.
• Heterogeneity juga dpt dlm tingkatan alleles.
• Individu dgn mutasi pd lokus yg sama (heterozigot
berganda) → Mutational Heterogeneity.
PROBABILITAS
• Probabilitas turunan :
pria (a) : wanita (b) = 1 : 1 → a = b =½
• Pasangan suami-isteri dengan 5 anak :
(a + b)5 = a5 +5 a4b +10 a3b2 +10 a2b3 + 5ab4
+ b5
• 2. NON-MENDELIAN INHERITANSI.
• → Bila penurunan sifat tidak
menuruti salah-satu atau lebih
kriteria Mendel, maka sifat tsb
diturunkan Non-Mendel, a.l.:
a. Tidak ada faktor dominan atau
pun recesif.
b. Sepasang sifat dibawakan oleh
lebih dari sepasang faktor.
c. Pasangan-pasangan sifat di
turunkan saling mempengaruhi.
2. Non-Mendelian Inheritansi.
2.1. Inheritansi dominansi inkomplit.
2.2. Inheritansi intermedier.
2.3. Inheritansi gen-berganda.
2.4. Inheritansi epistasis.
2.5. Inheritansi alel-berganda
2.6. Inheritansi sehubungan dengan
perbedaan jenis kelamin.
2.6.1. Sex influenced characters.
2.6.2. Sex limited characters.
2.6.3. Sex-linked characters.
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
2.1. Dominansi inkomplit &
2.2. Inheritansi intermedier
♂ Red X ♀ White
RR
WW
G1.
R
W
F1.
RW
(Orange)
F2.
♂
♀
R
W
R
RR
RW
W
RW WW
F2. ratio = Red : Orange : White = 1 : 2 : 1.
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
2.3. Epistasis (Deaf-mutism).
P. ♂ Normal X ♀ Normal
DdMm
DdMm
G1.
DM-Dm-dM-dm
♂
♀
DM Dm dM
dm
D
M
DD
MM
DD
Mm
Dd
MM
Dd
Mm
F2.
D
m
DD
Mm
DD Dd
mm Mm
Dd
mm
Dd
Mm
dd
MM
dd
Mm
Dd
dd
mm Mm
dd
mm
dM Dd
MM
F2.ratio = Normal : Deaf-mute = 9 : 7.
dm Dd
Mm
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
2.4. Multiple gene Inheritance.
Lebih dari sepasang gen bekerjasama
→ satu fenotip.
Contoh : a. Tinggi-badan,
b. Warna-kulit
c. Hypertensi herediter.
d. Diabetes-mellitus herediter.
Faktor lingkungan sangat berpengaruh
→ Phenotype = Genotype + Environment.
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
2.5. Multiple alleles.
a. ABO blood-groups. ABO blood-groups
b. Rhesus-factor.
P. ♂ A-Group het. X ♀ B-Group. Het.
Phenotype
Genotype
A
IAIA-IAIO
B
IBIB-IBIO
AB
IAIB
O
IOIO
G1.
IAIO
IBIO
IA – IO
IB – IO
F1.
♂ IA
♀
IB
IO
IO
IAIB IBIO
IAIO IOIO
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
• 2.5. Multiple alleles.
• Gol.darah Rhesus : Rhesus positif dan
Rhesus negatif.
• Frekwensi :
- Ras Kaukasia → Rh.+ = 85-87%
- Ras Mongol → Rh.+ = 98-99%
• Rhesus positif dominan thd Rhesus negatif.
Rhesus-factor.
♂ Rh.pos.,het.
Rr
G1.
R–r
F1.
♂
R
♀
R
RR
r
Rr
X
♀ Rh.pos.het.
Rr
R-r
r
Rr
rr
F2-ratio : Rhesus pos. : Rhesus neg. =
3
:
1
Antigen Rhesus : Wiener.
Genotype Antigen rhesus
r
-
Ro
Ro
R’
R’
R”
R’’
R1
Ro – R’
R2
Ro – R”
Rx
Ro – R’ – R”
Ry
R’ – R”
SEX-DETERMINATION.
22 ps A
+ XY
22 A
+X
22 ps A
+ XY
22 A
+Y
22 ps A
+ XX
22 A
+X
22 A
+X
22 ps A
+ XX
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
• 2.6.1. Sex influenced characters.
• Membedakan secara fisik diantara
pria dan wanita dewasa.
• Disebut juga secondary sex
character.
• Dibawakan autosomal; perbedaan
perkembangan diusia pubertas
akibat perbedaan kadar hormon
reproduksi.
TRANSMISSION GENETICS.
2. Non-Mendelian Inheritances.
• 2.6.2. Sex limited
characters.
• Contoh : Baldness.
• Autosomal
inheritances.
• Dominan pd pria,
recesif pd wanita.
Genotyp
e
Sex &
Phenotype.
BB
♂→ Baldness
♀→ Baldness
Bb
♂→ Baldness
♀→ Normal
bb
♂→ Normal
♀→ Normal
TRANSMISSION GENETICS.
2.6.3. Sex-linked Inheritances.
Homoloog portion between X and Y
or
Y
Homoloog portion diturunkan Incompletely sex- Linked
→ Autosomal Inheritances.
•
•
X
Non-homoloog portion
Non-homoloog portion → Sex-Linked.
• Sex-Linked → X-Linked dan Y-Linked.
• Y- Linked syn. Holandric.
SEX-LINKED INHERITANCE.
• Sex-linked inheritance – bentuk penurunan sifat
ditunjukkan oleh gen-gen yg berada di kedua kromosomsex (X dan Y – krom-sex).
• Gen yg berada di krom-X diturunkan X-linked; dan gen-gen
di krom-Y disbt Y-linked inheritance (holandric).
• X-linked recessive inheritances.
• Diturunkan oleh wanita sehat heterozigot carrier pd anak
laki-laki. Dan laki-laki penderita menurunkan pd anak wanita
heterozigot carrier. Ini disebut juga sbg bentuk diagonal
transmissi.
• Contoh : hemophilia, partial color blindness, DMP, G-6-P.D.
Def., Adontia, dll.
• X-linked Dominant Inheritances.
• Keadaan ini jarang.
• Wanita heterozigot akan defek seperti juga pd pria.
• Mis. : Vitamin-D resistant rickets.
• Y-linked Inheritances (holandric).
• Hanya turunan pria yg defek.
• Contoh : Hairy ears, webbed toes.
• X-linked dominant inheritances.
• Jarang ditemui, biasanya heterozigot baik pd pria
ataupun wanita.
• Turunan wanita dg X-linked dominan 50% akan
menderita penyakit yg sama.
• Pd X-linked dominan pria, semua anaknya akan
menderita penyakit yg sama.
• Contoh : penyakit vitamin-D resistant rickets.
Homozygotic father
Heterozigotic mother
• X-linked recessive.
• Diturunkan oleh wanita sehat heterozigot carrier pd
anak laki-laki. Dan laki-laki penderita menurunkan
pd anak wanita heterozigot carrier. Ini disebut juga
sbg bentuk diagonal transmissi.
• Contoh : hemophilia, partial color blindness, DMP, G6-P.D. Def., Adontia, dll.
defek
N
N
XY
XX
XY
N
N het
N
N het
defek
XY
XX
XY
XX
XY
XY
XX
N het
XX
defek
XY
N het
N
defek
N het
XX
N
XY
XX
N het
XX
defek
XY
N
XX
• Y-linked Inheritance (Holandric).
• Hanya diderita pria.
• Diturunkan pd semua anak laki-laki, tidak pd anak
perempuan.
• Contoh : Hairy ears, Webbed toes.
• Mitochondrial Inheritance.
• Sel-sel yg membutuhkan energi banyak (brain & muscle)
memerlukan lbh banyak mitochondrial DNA (mt-DNA).
• Mitochondria diturunkan dari ibu melalui Oosit. mt-DNA ber
mutasi spontan sangat tinggi dibandingkan dg nuclear DNA.
• Akumulasi mutasi mt-DNA menyebabkan berbagai efek somatik
yg tampak pd orang tua.
• Cytoplasmic atau mitochondrial inheritances dpt terobservasi
dlm beberapa penyakit yg jarang baik pd pria maupun wanita,
tapi hanya diturunkan melalui ibu → disbt maternal atau
matrilineal inheritances.
• Gambaran mutasi mt-DNA dpt dikenali pd penderita kelainan pd
syaraf dan otot, misalnya penderita diabetes mellitus dan tuli.
• Mitochondria penting utk metabolisme selular, dg demikian organ
sangat sensitif thd mutasi mt-DNA mis. pd sel syaraf, otot dan
jantung.
• Beberapa penyakit mis.: Leigh disease, mitochondrial
encephalophaty, lactic acidosis, dan stroke-like syndrome
(MELAS).
Dr. Kamajaya,MSc,SpAnd.
Dept.Biologi FK-USU.
Medan.
KROMOSOM MANUSIA.
• Jumlah Kromosom Manusia = 46 Kromosom, terdiri atas :
• 44 Autosom + 2 Kromosom-sex ;
p-arm
centromere
q-arm
• 44 Autosom + XX (Krom-sex)
→ Wanita (♀)
• 44 Autosom + XY (Krom-sex)
→ Pria (♂).
• Setiap kromosom terdiri atas dua kromatid yang
bertemu di satu penyempitan disbt centromere.
• Centromere membagi kromosom atas 2 buah lenganp (petit-arm) dan lengan-q/g (granded-arm).
• Secara morfologi, kromosom terdiri dari :
1. Kromosom metacentric (p-arm = q-arm),
2. Kromosom submetacentric (p-arm < q-arm),
3. Kromosom acrocentric (p-arm