Pertemuan ke-8 Hereditas dan Variasi Oleh: Dwi Kusuma Wahyuni, S.Si., M.Si. Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Sub Topik Hereditas Sumber-Sumber Variasi Genetik Gen Dalam Evolusi: pengaturan variasi Pengukuran Variasi Variasi dan Struktur Populasi

Pengantar Individu di dunia ini sangat bervariasi, ada banyak karakter yang bervariasi di dalamnya Ada populasi monomorfik dan ada populasi polimorfik

Heriditas Vs Heritabilitas

Heriditas Heriditas adalah proses penurunan sifat dari induk ke keturunannya baik secara biologis melalui gen atau secara sosial melalui pewarisan gelar atau status sosial Dalam pertemuan ini akan dipelajari hereditas secara biologi terkait dengan mekanisme evolusi

Heritabilitas Karakter individu yang diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya Diukur sebagai proporsi variasi suatu sifat dalam suatu populasi yang dinyatakan sebagai variasi gen

Central Dogma A S Tumbuh G Reproduksi B P Translasi Transkripsi D Replikasi Transkripsi Translasi

Genetic Terminology Heterozygote and homozygote Zygote and gamete Gene, allele, locus, and chromosome Dominant and recessive Blending inheritance Particulate inheritance Genotype and phenotype

DNA and Modern Genetics
Human karyotype, 2N = 46 (female) The DNA molecule James Watson & Francis Crick Fertilization

Watson & Crick Double Helix Nucleotides made up of sugars, phosphates, and nitrogenous bases Hydrogen bonds between complementary bases A and G T and C Information resides in linear sequence of bases on one of the strands

DNA Replication How do chromosomes copy themselves during cell division? DNA double helix unzips, and forms template for replication Nucleotides come in and pair off in complementary fashion fashion to create two double helices, identical to the original

Protein Synthesis How do genes make proteins? Transcription is copying of DNA info onto mRNA mRNA then travels to ribosome Translation is production of a polypeptide tRNA brings in amino acids in appropriate sequence Amino acids are linked by peptide bonds to form protein Complementary base pairing occurs at every step of the process transcription translation

The Genetic Code Triplet code, each triplet of bases codes for a single amino acid Code is redundant and universal Evidence of single ancestry of life on Earth Mutations are mistakes in some step of this process

What are genes? Genes: discrete subunit of chromosome, carry genetic information Chromosomes: the threadlike structures where DNA is contained DNA: Deoxyribonucleric acid. All DNA is composed of the same 4 nucleotide (ATGC), differ in sequence. Alleles: alternate forms of a gene (A, a). Locus: the position of an allele occupies on a chromosome Homozygous (AA, aa) vs heterozygous (Aa) Dominance (A vs a), incomplete dominance (Aa shows different trait to AA or aa)

How are genes transmitted? Genotype: the sum of genes carried by the individual. Gene pool: total collection of genes across all individual in the population at any one time Phenotype: the observed expression of genotype (color etc)

Phenotypic plasticity Phenotypic plasticity: the ability of a genotype to give a range of phenotypic expressions under different environmental conditions.

Variasi Genetik Adalah Bahan Seleksi Alam Variasi genetik dalam suatu populasi adalah sangat penting untuk terjadinya seleksi alam Jika semua individu-individu dalam suatu populasi adalah sama maka kecocokannya terhadap lingkungan juga akan sama

Sumber-Sumber Variasi Genetik 1. Mutasi: peubahan-perubahan pada gen dan kromoson yang dapat diturunakan Mutasi Gen: (point mutation: frameshift mutation and base substitution), Mutasi Kromosom deletion, duplication, inversion, translocation, poliployd 2. Recombinasi Genetik

4. Reproduksi Seksual: dua individu memproduksi gamet ( ovum dan sperma) yang dikombinasi menjadi sel diploid atau sigot Percampuran gen melalui gamet dari kedua induknya diturunkan pada keturunannya Peningkatan variasi populasi secara dramatik terjadi karena kombinasi baru gen-gen yang eksis 5. Reproduction aseksual: sedikit variasi (hanya mutasi)

Gen-Gen Dalam Populasi: Pengaturan Variasi

Evolusi adalah perubahan pada frekuensi gen 4/3/2017 Evolusi adalah perubahan pada frekuensi gen Evolusi adalah suatu perubahan frekuensi gen dalam populasi ( atau spesies) sepanjang waktu Individu-individu tidak berkembang, populasi berkembang Fokus pada gene pool, kolektif Tetapi kenapa kita melihat populasi-populasi masih terlihat “sama” untuk beberapa generasi???? 21

The Hardy-Weinberg Principle 4/3/2017 The Hardy-Weinberg Principle The Hardy-Weinberg Principle: Gene frequencies will remain the same in successive generations of a sexually reproducing population if the following five conditions hold: Random mating There is no mutation The population is very large There is no selection There is no migrations (isolated from other populations) 22

The Hardy-Weinberg Principle 4/3/2017 The Hardy-Weinberg Principle 23

Pengukuran Evolusi 1. Pengukuran Variasi Pada karakter-karakter fenotif 2. Pengukuran Heritabilitas : variasi genetik variasi fenotif total 3. Pengukuran Variasi Genetik: Elektroforesis, Teknik Imunologi, Sequencing Asam Amino, Sequencing DNA, Analisis RLFP, Analisis RAPD, DNA finger printing, DNA hybridization

Variasi dan Struktur Populasi Variasi Genetik yang ada dalam suatu populasi (gene pool) Natural Selection Inbreeding effects Genetic Drift Founder effect Genetic bottleneck Inbreeding Depression