Tujuan Instruksional Khusus : 7 Pokok Bahasan: Keterpautan Tujuan Instruksional Khusus : Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa akan dapat menjelaskan keterpautan dan pemetaan gen

Sub Pokok Bahasan : 7.1. Keterpautan 7.2. Pemetaan gen

Relevansi Pokok Bahasan : Pengetahuan tentang keterpautan dan pemetaan gen sangat penting dalam penelitian-penelitian pemuliaan, utamanya penelitian molekuler. Pemetaan fisik (DNA) biasanya diawali dengan peta genetik. Bahasan ini berhubungan dengan MK Dasar pemuliaan tanaman dan Bioteknologi Tanaman

Diharapkan nisbah fenotipe : 7.1. Keterpautan AaBb X AaBb Diharapkan nisbah fenotipe : 9 : 3 : 3 : 1

Bateson dan R. C. Punnet mempelajari persilangan dihibrid antar tanaman “Sweet Pea” : bunga warna ungu (P) → bunga warna merah (p) → bentuk polen panjang (L) → bentuk polen bulat (l) →

Persilangan dihibrid : PPLL ppll F1 PpLl

F2 : Fenotipe Diamati Diharapkan (9:3:3:1) Ungu, panjang (P-L-) 296 240 Ungu, bulat (P-ll) 19 80 Merah, panjang (ppL-) 27 Merah, bulat (ppll) 85 Jumlah 427

Hasil tersebut menyimpang dari 9 : 3 : 3 : 1, apa yang terjadi Hasil tersebut menyimpang dari 9 : 3 : 3 : 1, apa yang terjadi ? Tidak bisa diterangkan sebagai nisbah 2. Tetapi bila tiap sifat dianalisis secara terpisah : 315 : 112 323 : 104 ternyata sesuai nisbah 3 : 1

Bateson dan Punnet menduga gen dominan untuk bunga ungu dan tepungsari panjang cenderung tetap bersama-sama, demikian juga bunga merah dan tepungsari bulat

Morgan menemukan penyimpangan serupa dari Hukum Mendel II ketika mempelajari 2 pasang gen autosom pada drosophila. warna mata ungu (pr) → warna mata merah (pr+) → sayap pendek (vg) → sayap normal (vg+) →

pr pr vg vg X pr+ pr+ vg+ vg+ Uji silang  F1 : pr+ pr vg+ vg X pr pr vg vg pr+ vg+ : 1339 pr vg : 1195 pr+ vg : 151 pr vg+ : 154 2839 F2 : Hasil yang diperoleh menyimpang dari nisbah 1:1:1:1 Kelas kombinasi gen terbesar adalah pr+ vg+ dan pr vg  berasal dari tetua

P : pr+ pr+ vg vg X pr pr vg+ vg+ F1 : pr+ pr vg+ vg X pr pr vg vg F2 : pr+ vg+ : 157 pr vg : 146 pr+ vg : 965 pr vg+ : 1067 2335 Hasil yang diperoleh menyimpang dari nisbah 1 : 1 : 1 : 1

Hipotesis Morgan : Kedua pasang gen pada coupling ada pada pasangan kromosom homolog

Hal yang sama juga terjadi pada repulsion pr vg pr vg pr+ vg+ pr+ vg+ P : Gamet : pr vg pr+ vg+ pr vg pr+ vg+ F1 : Hal yang sama juga terjadi pada repulsion

Morgan menghipotesiskan bahwa ketika kromosom homolog berpasangan pada meiosis terjadi pertukaran fisik antar potongan kromosom yang disebut : PINDAH SILANG

Tempat terjadinya pindah silang Kromosom pindah silang pr+ vg+ pr vg pr vg+ pr vg pr+ vg+ pr+ vg Kromosom tetua Tempat terjadinya pindah silang Kromosom pindah silang

Lambang keterpautan : pr vg pr+ vg+ pr vg pr+ vg+ pr vg pr+ vg+ pr vg pr+ vg+ pr vg/pr+ vg+ pr vg/+ +

Coupling : satu tetua memberikan kedua gen dominan dan tetua yang lain memberikan kedua gen resesif  saat ini disebut cis Konformasi coupling : pr vg+ pr+ vg

Konformasi repulsion : satu tetua memberikan satu gen dominan dan satu gen resesif dan tetua yang lain memberikan gen dominan dan resesif yang lain  saat ini disebut trans Konformasi repulsion : pr vg pr+ vg+

7.2. Pemetaan gen Sturtevant (mahasiswa Morgan) : P1 X P2 F1 : pr+ vg+/pr vg X pr vg/pr vg Tipe tetua : pr vg/pr vg : 165 + + /pr vg : 191 Tipe rekombinan : pr +/pr vg : 23 + vg/pr vg : 21 400  (44/400) X 100% = 11% rekombinan

1 UM (unit map) genetik = 1% = RF 11 pr vg atau 11 pr+ vg+ Lokus gen mata Lokus gen bentuk sayap

Peta genetik adalah suatu contoh hipotetik berdasarkan analisis genetik. Pembuatannya tanpa mengenal atau berdasarkan struktur kromosom

Contoh : pada jagung Biji berwarna  A Biji keriput  sh (shrunken) Biji tak berwarna  a Biji licin  Sh F1 : A Sh/a sh X a sh/a sh A Sh/a sh : 5020 a sh/a sh : 4960 A sh/a sh : 12 a Sh/a sh : 8 10.000 Jarak genetik : A - Sh = 0,2 UM yaitu : [(12 + 8)/10.000] X 100% = 0.2%

Uji silang tiga titik Untuk melacak keterpautan melibatkan lebih dari 2 pasang gen heterozigot

sc cc vg/sc cc vg X + + +/+ + + Contoh 1 : sc cc vg/sc cc vg X + + +/+ + + F1 : sc cc vg/ + + + X sc cc vg/sc cc vg sc cc vg : 235 + + + : 241 sc cc + : 243 + + vg : 233 sc + vg : 12 + cc + : 14 + cc vg : 16 sc + + : 14 1008

sc - cc abaikan vg : sc cc : 235 + + : 241 sc cc : 243 + + : 233 Hanya 2 kelas + + dan sc cc → terpaut cc - vg abaikan sc : cc vg : 235 + + : 241 cc + : 243 + vg : 233 Perbandingan 1:1:1:1 → bebas

sc - vg abaikan cc : sc vg : 12 + + : 14 sc + : 14 + vg : 16 Perbandingan 1:1:1:1 → bebas Jarak sc - cc sc-cc = [(12 + 14 + 14 + 16)/1008] X 100% = 5.5 cM 5.5 sc cc vg

Contoh 2 : sc cc cv : 417 + + + : 430 sc + + : 25 + cc cv : 29 sc cc + : 44 + + cv : 37 982

sc - cc abaikan cv : sc cc + + Tipe tetua sc + + cc Tipe rekombinan + + sc + + cc Tipe tetua Tipe rekombinan Tipe tetua Tipe tetua = 417 + 430 + 44 + 37 = 982 Tipe rekombinan = 25 + 29 = 54 Rf = (54/982) X 100% = 5.5 5.5 sc cc

cc - cv abaikan sc : cc cv + + cc + : 44 + cv : 37 Rf = (44 + 37/982) X 100% = 8.2 8.2 sc cc

Peta genetik : ada 2 kemungkinan cc cv 5.5 sc 8.2 atau 5.5 sc cc 8.2 cv

sc - cv abaikan cc : sc cv + + + + : 25 sc cv : 29 sc + : 44 + cv : 37 Rf = [(25 + 29 +44 + 37)/982] X 100% = 13.7 Jadi peta genetiknya sebagai berikut : 5.5 sc cc 8.2 cv 13.7

Pindah silang ganda Contoh : cv ct v : 580 + + + : 592 cv + + : 45 + ct v : 40 cv ct + : 89 + + v : 94 cv + v : 3 + ct + : 5

Cari jarak cv - ct : Rf = [(45 + 40 + 3 + 5)/1448] X 100% = 6.4 Cari jarak cv - v : Rf = [(45 + 40 + 89 + 94)/1448] X 100% = 18.5 Cari jarak ct - v : Rf = [(89 + 94 + 3 + 5)/1448] X 100% = 13.2 13.2 v 6.4 cv ct 18.5  6.4 + 13.2 = 19.6 

Jadi untuk jarak genetik cv - v harus ditambah 2X tipe rekombinan ganda 8 x 2 = 16 Rf (cv - v) = [(45+40+89+94+16)/1448] x 100% = 19.6

Ciri adanya pindah silang ganda : 1. Jarak genetik hasil perhitungan tidak sama dengan hasil penjumlahan 2. Ada genotipe turunan hasil test cross mempunyai angka kecil

Interferensi (I) : efek pindah silang di satu daerah mempengaruhi pindah silang di daerah lainnya. Koefisien koinsiden (CC) CC = PS ganda diamati PS ganda diharapkan I = 1 - CC

Contoh : dari kasus diatas Frekuensi rekombinan ganda = 0.064 X 0.132 = 0.84% PS ganda yang diharapkan dari 1448 = 0.84% X 1448 = 12 PS ganda yang diamati : 8 CC = 8/12 I = 1 - CC = 1 - 8/12 = 1/3

Pada studi pindah silang tiga gen terpaut kelas rekombinan ganda paling jarang terjadi sehingga dengan diketahuinya ini, urutan ketiga gen bisa langsung diketahui tanpa harus menghitung jarak map.

Contoh : cv ct v/ + + + bisa : cv v ct + + + (a) (b) (c) v cv ct + + + (a) (b) (c) v cv ct cv cv v Yang mungkin untuk menghasilkan tipe rekombinan ganda adalah pada c

Faktor-faktor yang mempengaruhi frekuensi rekombinan : 1. Jarak antar lokus 2. Posisi sentromer terhadap lokus 3. Kontrol gen 4. Suhu yang ekstrim 5. Penggunaan bahan kimia atau radiasi