Modul ini terbagi menjadi 1 kegiatan pembelajaran dan di dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi.
Materi pokok yang dibahas dalam modul ini terdiri dari:
Pertama : Penentuan jenis kelamin (Determinasi Seks)
Kedua : Pautan
Ketiga : Pindah Silang (Crossing Over)
Keempat : Gagal berpisah (Non-Disjunction)
Kelima : Gen Letal
1) Penentuan Jenis Kelamin (Determinasi Seks)
Determinasi seks adalah proses penentuan jenis kelamin pada makhluk hidup berdasarkan kromosom kelamin (gonosom). Gonosom yang menentukan jenis kelamin suatu individu tersebut diperoleh dari kedua induknya saat terjadi fertilisasi. Berdasarkan jenis gonosom yang diperoleh dari kedua induknya, dapat dibedakan individu homogametik dan individu heterogametik. Individu homogametik mempunyai satu macam gonosom, misalnya wanita (XX) dan ayam jantan (ZZ). Sementara itu, individu heterogametik mempunyai dua macam gonosom, misalnya laki-laki (XY) dan ayam betina (ZW)
1) Penentuan Jenis kelamin pada Tumbuhan
Umumnya tumbuhan memiliki bunga dengan benang sari dan putik sebagai alat kelaminnya. Oleh karena itu, umumnya tumbuhan tidak dibedakan jenis kelaminnya. Namun, beberapa tumbuhan dapat dibedakan jantan atau betina sesuai dengan system XY. Tumbuhan jantan bergonosom XY dan betina bergonosom XX, misalnya pada tanaman salak.
2) Penentuan Jenis Kelamin pada Hewan
Beberapa tipe penentuan jenis kelamin pada hewan antara lain tipe XY, XO, ZW, dan tipe ploidi.
a. Tipe XY
Tipe XY terdapat pada lalat buah (Drosophila melanogaster), manusia, dan semua mamalia. Lalat buah betina memiliki sepasang kromosom X, sedangkan lalat buah jantan memiliki satu kromosom X dan satu kromosom Y. Gonosom Y pada lalat buah tidak menentukan jenis kelamin, tetapi menentukan kesuburan (fertilitas). Jenis kelamin lalat buah dapat ditentukan dengan perimbangan jumlah gonosom X dengan jumlah set autosom (indeks kelamin).
Contoh:
- Lalat diploid, berkromosom 3AA,XX →X/A = 2/2 = 1 adalah betina.
- Lalat diploid, berkromosom 3AA,XY →X/A = 1/2 = 0,5 adalah jantan, fertile.
- Lalat diploid, berkromosom 3AA,XO →X/A = 1/2 = 0,5 adalah jantan, tetapi steril.
- Lalat diploid, berkromosom 3AA,XXX →X/A = 3/2 = 1,5 adalah betina super.
- Lalat triploid, berkromosom 3AA,XXY →X/A = 2/3 = 0,67 adalah interseks (sifat antara jantan dan betina).
b. Tipe XO
Tipe XO terdapat pada beberapa serangga (belalang, kecoa, dan kutu daun). Individu yang memiliki kromosom X homozigot (XX) berjenis kelamin betina. Sedangkan individu yang memiliki hanya satu kromosom X atau XO berjenis kelamin jantan.
Contoh:
- Belalang berkromosom 22A+XX = 24 →betina
- Belalang berkromosom 22A+XO = 23→jantan
c. Tipe ZW
Tipe ZW terdapat pada burung, ikan, dan beberapa jenis kupu-kupu. Individu ZW adalah betina, sedangkan individu ZZ adalah jantan.
Contoh:
- Ayam berkromosom 19AA+ZW →betina
- Ayam berkromosom 19AA+ZZ →jantan
d. Tipe haploid-diploid
Tipe haploid-diploid terdapat pada beberapa serangga yang dapat melakukan parthenogenesis (terbentuknya individu baru dari sel telur tanpa didahului pembuahan oleh sel sperma), misalnya pada lebah madu. Peristiwa parthenogenesis terjadi pada pembentukan lebah jantan sehingga bersifat haploid (n) yang memiliki 16 buah kromosom. Sedangkan lebah madu betina (lebah ratu dan pekerja) terbentuk dari hasil perkawinan sehingga bersifat diploid (2n) yang memiliki 32 kromosom. Karena perbedaan tempat dan makanannya, lebah ratu yang dihasilkan bersifat fertile sedangkan lebah pekerja bersifat steril. Oleh karena itu, penentuan jenis kelamin pada tipe ini tidak dipengaruhi oleh kromosom kelamin, melainkan tergantung dari sifat ploidi dari makhluknya.
Pautan (linkage) adalah peristiwa dua gen atau lebih yang terletak pada kromosom yang sama dan tidak dapat memisah secara bebas pada waktu pembelahan meiosis. Gen-gen tersebut berada dalam keadaan tertaut sehingga cenderung diturunkan bersama-sama. Pautan dapat terjadi pada kromosom tubuh (pautan gen) maupun kromosom seks (pautan seks).
1) Pautan gen
Setiap kromosom mengandung gen yang tersimpan di tempat khusus yang disebut lokus. Gen-gen ini dapat berada pada kromosom yang sama atau kromosom yang berbeda. Gen-gen yang berada dalam satu kromosom homolog yang sama dan letaknya saling berdekatan inilah yang disebut pautan gen (gene linkage). Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut.
Gambar : 2. Contoh gen berpautan dan gen tidak berpautan sumber: generasi biologi.com
Akibat letaknya yang saling berdekatan, gen-gen tersebut akan tetap bersama sampai saat pembentukan gamet. Pautan dari dua macam gen atau lebih akan menghasilkan jumlah gamet yang lebih sedikit, sehingga keturunan yang dihasilkan akan memiliki perbandingan fenotip dan genotip yang lebih sedikit pula. Contoh peristiwa pautan gen dapat Anda temui pada Drosophila melanogaster.
Dalam kehidupan sehari-hari, mungkin Anda pernah mengamati adanya suatu sifat khas individu yang hanya dimiliki oleh wanita saja atau laki-laki saja. Peristiwa ini terjadi karena adanya pautan seks. Peristiwa terdapatnya gen dalam kromosom kelamin disebut terpaut seks (sex linkage). Gen-gennya disebut gen-gen terpaut seks (sex linked genes). Oleh karena kromosom X lebih panjang dari kromosom Y, jumlah gen-gen yang terpaut kromosom X lebih banyak daripada gen-gen terpaut kromosom Y.
a. Pautan seks pada Drosophila melanogaster
Sifat warna mata Drosophila melanogaster terpaut pada kromosom X. Drosophila melanogaster bermata putih selalu berkelamin jantan. Hal ini menunjukkan warna mata merah lebih dominan daripada warna mata putih. Perhatikan diagram persilangan berikut.
P : ♀XMXM >< ♂XmY(mata merah) (mata putih)
G : XM XmY
F1: XMXM = betina mata merah
XMY = jantan mata merahF1 disilangkan sesamanya, maka:P : ♀XMXm >< ♂XMYG : XM, Xm XM,YF2:
XMXM = betina mata merah
XMY = jantan mata merahXMXm = betina mata merah
XMY = jantan mata putih
b. Pautan seks pada manusia
Pautan seks pada manusia dapat dibedakan pada gen dominan dengan gen resesif. Pautan gen pada gen dominan misal gigi coklat dan hypertrichosis . Adapun pautan seks pada gen resesif missal hemophilia, buta warna, dan anadontia.
c. Pautan seks pada kucing
Sifat warna rambut terpaut pada kromosom X. Akibatnya, kucing kaliko yang berambut belang tiga selalu berkelamin betina. Namun pernah dijumpai kucing kaliko berkelamin jantan. Kucing kaliko jantan mempunyai kelebihan kromosom X sehingga susunan kromosom kelaminnya XXY. Hal ini terjadi karena adanya nondisjunction selama induk jantan membentuk gamet. Perhatikan diagram persilangan berikut.
P : ♀XbXb >< ♂XBY(oranye) (hitam)G: Xb XBY,OF1: XBXbY = jantan kaliko XbO = betina oranye
d. Pautan seks pada ayam
Penentuan jenis kelamin pada ayam mengikuti tipe ZW. Ayam betina memiliki tipe ZW, sedangkan ayam jantan memiliki tipe ZZ. Pautan seks pada ayam berpengaruh pada penentuan warna bulu. Warna bulu ayam ditentukan oleh gen-gen yang terpaut pada kromosom seks, misal:
B = gen untuk bulu bergaris-garis (blorok) B = gen untuk bulu polos
Perkawinan antara ayam betina berbulu blorok dengan ayam jantan berbulu polos akan menghasilkan keturunan berupa ayam betina berbulu polos dan ayam jantan berbulu blorok. Perhatikan diagram persilangan berikut.
P : ♀ZBW >< ♂ZbZb(blorok) (polos)G : ZBZb = jantan blorok ZbW = betina polos
3) Pindah Silang (Crossing Over)
Pindah silang adalah peristiwa pertukaran segmen kromatid yang bukan saudaranya dari sepasang kromosom homolog. Pindah silang terjadi saat pembelahan meiosis I, yaitu pada akhir profase I atau awal metaphase I. Peristiwa tersebut menghasilkan kombinasi baru (rekombinan gen) dari sifat induknya. Pindah silang mengakibatkan terbentuknya empat macam gamet, dua macam gamet yang sifatnya sama dengan induknya (tipe parental) dan dua macam gamet yang merupakan hasil pindah silang (tipe rekombinan). Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut.