07 MATERI DAN LATIHAN SBMPTN TOP LEVEL - XII SMA BIOLOGI SET 07 POLA HEREDITAS 2 A. TAUTAN/LINKAGE Tautan gen merupakan salah satu penyimpangan terhadap hukum Mendel. Pada peristiwa ini, dua gen atau lebih terletak pada satu kromosom dan tidak dapat memisahkan diri secara bebas. Hal ini terjadi karena gen-gen yang mengendalikan dua sifat beda terletak pada kromosom yang sama. Contoh peristiwa tautan terdapat pada Drosophila melanogaster yang dilaporkan pertama kali oleh T.H. Morgan. Drosophila melanogaster memiliki empat pasang kromosom dalam inti selnya dan memiliki banyak gen yang semua berada pada kromosom. Fakta menjelaskan bahwa faktor pembawa sifat panjang sayap dan lebar abdomen terletak pada kromosom yang sama dan diturunkan bersama-sama. Dengan kata lain, gen yang mengatur ukuran panjang sayap bertaut dengan gen yang mengatur ukuran lebar abdomen. Gen untuk ukuran sayap dan ukuran abdomen terletak pada kromosom yang sama dan tidak dapat disegregasikan secara bebas (terpaut). Gen V (sayap panjang) dominan terhadap gen v (sayap pendek), dan gen A (abdomen lebar) dominan terhadap gen a (abdomen sempit). 1
Perhatikan diagram persilangan berikut! P : VVAA >< vvaa sayap panjang, abdomen lebar sayap pendek, abdomen sempit F 1 : VvAa sayap panjang, abdomen lebar P 2 : VvAa >< VvAa F 2 : sayap panjang, abdomen lebar : sayap pendek, abdomen sempit = 3 : 1 Jika F1 dilakukan test cross: VvAa >< vvaa diperoleh hasil = sayap panjang, abdomen lebar : sayap pendek, abdomen sempit = 1 : 1. a. Pindah Silang (Crossing Over) Pindah silang terjadi apabila ada pertukaran sebagian gen suatu kromatid dengan gen dari kromatid homolognya. Pada peristiwa meiosis, kromatid yang berdekatan dengan kromosom homolog tidak selalu berjejer, berpasangan, dan beraturan, tetapi kadangkadang saling melilit satu dengan yang lainnya. Pindah silang menyebabkan rekombinasi genetik. Pada persilangan dihibrid, macam gamet yang dihasilkan F 1 tidak dua macam, tetapi empat macam. Dua gamet memiliki gen yang seperti induknya, disebut gamet tipe parental. Dua gamet lainnya berbeda dengan induknya dan merupakan hasil pindah silang, disebut gamet tipe rekombinasi. Jumlah macam fenotip hasil uji silang (test cross) tidak 1 : 1. Perhatikan bagan gametogenesis di bawah ini yang menggambarkan terjadinya pindah silang antara satu pasang kromosom yang membawa gen AaBb dan menghasilkan empat macam gamet. Diagram pindah silang pada Drosophila melanogaster. Berdasarkan percobaan Morgan dan Bridges pada Drosophila melanogaster, dilaporkan adanya peristiwa pindah silang pada lalat betina, tetapi tidak terjadi pada lalat jantan. Morgan dan Bridges menyilangkan lalat buah jantan bermata merah-sayap normal (AABB) dengan lalat buah betina bermata ungu-sayap keriput (aabb). Setelah itu, dilakukan uji silang (test cross) terhadap keturunan F 1 (AaBb), baik pada lalat buah jantan maupun betina. P : AABB >< aabb mata merah, sayap normal mata ungu, sayap keriput 2 F 1 : AaBb (mata merah, sayap normal)
Gamet yang terbentuk ada 4 macam, yaitu AB : Ab : ab : ab. Gamet AB dan ab = kombinasi asli (parental), jumlah AB = ab. Gamet Ab dan ab = kombinasi baru (rekombinan), gamet ini hanya terbentuk jika terjadi pindah silang, jumlah Ab = ab. Untuk mengetahui adanya tautan, dilakukan testcross pada F 1 : P 2 : AaBb >< aabb Bila kedua gen terpaut,kombinasi parental pasti melebihi 50%, sedangkan rekombinan akan kurang dari 50% dari total keturunan. Hukum Morgan tentang pindah silang : jarak gen yang terpaut (satuan unit) adalah sebanding dengan Nilai Pindah Silang (NPS) dan NPS menunjukkan persentase gamet kombinasi baru/rekombinan. Pada contoh diatas jika jarak A-B = 10 unit, maka NPS = 10% gamet rekombinan = 10%, sehingga Ab = ab = 5% gamet kombinasi parental = 90%, sehingga AB = ab = 45%. Rekombinasi antara 2 gen yang berpautan tidak dapat melebihi 50 %. Jika F 1 AaBb di test cross : AaBb >< aabb b. Tautan Seks/Rangkai Kelamin (Sex Linked) Setiap individu memiliki dua macam kromosom yaitu kromosom tubuh (autosom) dan kromosom kelamin (gonosom). Melalui kedua kromosom tersebut seluruh sifat/karakter diturunkan dari induk kepada keturunannya. Gen-gen yang terdapat pada kromosom kelamin atau sifat yang diwariskan melalui gonosom disebut tautan seks/rangkai kelamin (sex linked). Untuk determinasi seks tipe X - Y, maka tautan seks dibedakan atas tautan X (X - linked) dan tautan Y (Y - linked). 1. Tautan Seks pada Manusia Manusia memiliki tipe determinasi seks X - Y, maka tautan seks terdapat pada gonosom X baik pada wanita maupun pada pria, dan tautan Y khusus pada pria. 1) Tautan X (X - linked) Beberapa sifat yang terpaut kromosom X adalah buta warna, hemofilia, amolar, anodontia dan distrofi otot. 2) Buta Warna Buta warna dibedakan atas buta warna merah hijau dan buta warna total. Buta warna merah hijau disebut buta warna deutan, jika yang rusak/lemah bagian mata yang peka terhadap warna hijau dan buta warna protan jika bagian yang rusak/ 3
lemah adalah bagian mata yang peka terhadap warna merah. Buta warna total hanya dapat melihat warna hitam dan putih. Penderita buta warna umumnya adalah buta warna merah hijau. Buta warna merupakan penyakit keturunan yang disebabkan oleh gen resesif c (c = colour blind) yang terpaut kromosom X, sedang alelnya gen C menumbuhkan mata normal/tidak buta warna. Karena setiap wanita memiliki dua kromosom X, maka kemungkinan fenotipnya adalah normal homozigote, normal heterozigote (carier) dan penderita buta warna. XCXC = XX = CC = normal (homozigote) XCXc = XXc = Cc = normal (heterozigote) XcXc = cc = buta warna Setiap pria hanya memiliki satu kromosom X sehingga variasi genotip dan fenotipnya hanya dua macam, yaitu; XCY = XY = CY = normal XcY = cy = buta warna 3) Hemofilia Hemofilia ialah penyakit keturunan dimana jika seseorang terluka, darahnya sukar membeku karena tidak adanya protein tertentu yang diperlukan untuk pembekuan darah. Rahasia pewarisan hemofilia diketahui setelah keturunan kedua Ratu Victoria dari Inggris meninggal dunia karena hemofilia dan penyelidikan menyimpulkan bahwa Ratu Victoria adalah carrier hemofilia. Hemofilia disebabkan oleh gen resesif terpaut kromosom seks X. Simbol yang digunakan adalah h (hemofilia) dan gen H (normal). Pada kenyataannya tidak pernah ditemukan wanita penderita hemofilia karena dalam keadaan homozigote gen h menyebabkan kematian (letal resesif). 4) Tautan Y (Y - linked) Gen terpaut kromosom Y dan sifat-sifat yang ditimbulkannya disebut holandrik, berarti sifat yang diturunkan hanya terdapat pada laki-laki, karena wanita tidak memiliki kromosom Y. Beberapa gen yang terpaut Y dan diwariskan secara resesif (Y - linked resesif) pada manusia: webbed toes (wt) : tumbuhnya kulit kasar diantara jari-jari terutama jari kaki, sehingga kaki atau tangan mirip kaki katak. hystryx gravior (hg) : pertumbuhan rambut panjang dan kasar di permukaan tubuh sehingga menyerupai landak. 4
hypertrichosis (ht) : tumbuhnya rambut di tepi daun telinga. Penderita ini banyak ditemukan pada bangsa Pakistan dan India. Alel resesif ketiga gen di atas menumbuhkan cacat sedang alel dominannya menumbuhkan sifat normal. 2. Tautan Seks pada Drosophila Dengan menggunakan lalat buah (Drosophila melanogaster), Thomas Morgan (1901) berhasil menemukan peristiwa tautan seks. Pada percobaannya Morgan menyilangkan lalat buah jantan bermata putih dengan betina tipe liar bermata merah, diperoleh F 1 semua mata merah dan F 2 -nya mata merah : mata putih = 3 : 1 dan yang bermata putih hanya terdapat pada jantan. Dari percobaan tersebut disimpulkan: mata merah dominan terhadap mata putih gen warna mata terpaut kromosom X 3. Tautan Seks pada Mammalia Tautan seks pada Mammalia, misalnya gen yang menentukan rambut kucing. Warna rambut kucing ditentukan oleh gen-gen berikut: B = gen yang menentukan warna hitam. b = gen yang menentukan warna kuning. Bb = gen yang menentukan warna rambut belang tiga (hitam - kuning - putih) atau disebut kaliko dan selalu betina. Gen tersebut terpaut kromosom X kucing betina : X B X B = betina hitam, X b X b = betina kuning; X B X b = betina kaliko kucing jantan : X B Y = jantan hitam, X b Y = jantan kuning. 4. Tautan Seks pada Ayam Tautan seks pada ayam dengan penentuan jenis kelamin tipe ZW untuk ayam betina dan jantan ZZ. Warna bulu ayam ditentukan oleh gen yang terpaut pada kromosom seks Z Misalnya B = gen untuk bulu bergaris (blorok) yang bersifat dominan terhadap b = gen untuk bulu polos. ayam betina : Z B W = bulu blorok, Z b W = bulu polos. ayam jantan : Z B Z B = bulu blorok, Z B Z b = bulu blorok, Z b Z b = bulu polos 5
LATIHAN SOAL 1. Suatu tumbuhan bergenotip AaBbCc, Gen B bertautan dengan gen C, sedangkan gen A adalah gen bebas, maka gamet yang terbentuk adalah... A. ABC, abc B. ABc, abc C. ABC, AbC, abc, abc D. ABC, Abc, abc, abc E. ABC, ABc, AbC, Abc, abc, abc, abc, abc 2. Hasil uji silang (test cross) Drosophila melanogaster tubuh abu-abu sayap panjang diperoleh hasil: tubuh abu-abu sayap panjang 902 ekor, tubuh hitam sayap pendek 905 ekor, tubuh abu-abu sayap pendek 899 ekor tubuh hitam sayap panjang 900 ekor. Berdasarkan data tersebut, dapat disimpulkan bahwa proses yang terjadi yaitu... A. tidak ada tautan antara tubuh abu-abu dengan sayap panjang B. terjadi pindah silang antara tubuh abu-abu dengan sayap panjang C. terjadi gagal berpisah antara tubuh abuabu dengan sayap panjang D. tidak ada gen yang terpaut pada kromosom seks E. tidak terjadi rekombinasi antara tubuh abu-abu dengan sayap panjang 3. Pada tanaman tomat (Solanum lycopersicum) dikenal gen-gen berikut: O = buah bulat H = batang berambut (tebal) o = buah oval h = batang tak berambut Uji silang tanaman dihibrid menghasilkan keturunan sebagai berikut: 430 tanaman buah bulat, batang berambut 74 tanaman buah bulat, batang tak berambut 76 tanaman buah oval, batang berambut 420 tanaman buah oval, batang tak berambut Nilai pindah silang... A. 7% B. 8% C. 15% D. 42% E. 45% 6
4. Persilangan antara lalat buah mata merah sayap normal dengan lalat buah mata ungu sayap keriput dihasilkan F 1 yang bermata merah sayap normal. Kemudian diadakan uji silang antara F 1 mata merah sayap normal heterozigotik dengan induk jantan resesif, diperoleh hasil sebagai berikut. 866 mata merah sayap normal 874 mata ungu sayap keriput 32 mata merah sayap keriput 28 mata ungu sayap normal Kedua gen tersebut terletak pada kromosom yang sama. Nilai pindah silangnya sebesar... A. 0,3 % D. 33,3 % B. 3,3 % E. 66,7 % C. 6,7 % 5. Di bawah ini adalah karakter yang terpaut pada kromosom X, kecuali... A. colour blind B. hemophilia C. anodontia D. amolar E. hystrix gravior 6. Jika seorang pria mengandung gen yang bertaut seks dalam kromosom X-nya, sifat tersebut akan diwariskan kepada... A. 25% anak laki-laki B. 50% anak laki-laki C. 50% anak perempuan D. 100% anak perempuan E. 100% anak laki-laki 7. Perhatikan peta silsilah di bawah ini! A B Keterangan : : Pria normal : Pria buta : Wanita normal : Wanita buta warna 7
Bagaimana genotip A dan B? A. XY dan X*X* B. XY dan XX* C. X*Y dan X*X* D. X*Y dan XX E. X*Y dan XX* 8. Buta warna merah hijau adalah terpaut X resesif. Seorang ayah berpenglihatan normal dan ibu buta warna akan mendapatkan anak... A. pria buta warna dan wanita normal B. pria normal dan wanita buta warna C. pria buta warna, wanita sebagian normal dan sebagian buta warna D. pria normal, wanita sebagian normal dan sebagian buta warna E. pria normal atau buta warna, wanita normal atau buta warna 9. Kelainan pada manusia yang diwariskan secara X-linked resesif: (1) haemofilia (2) anodontia (3) buta warna (4) ompong 10. Warna rambut pada kucing ditentukan pasangan gen B (berambut hitam) dan b (berambut kuning) yang terpaut kromosom X. Alel heterozigot Bb menumbuhkan rambut belang tiga hitam-kuning-putih yang disebut juga kaliko. Jika disilangkan jantan hitam dengan betina kuning akan diperoleh keturunan... (1) jantan kaliko (2) betina kaliko (3) betina hitam (4) jantan kuning 8