pokok bahasan: interaksi...
TRANSCRIPT
Pokok Bahasan:
Interaksi gen
6.1. Interaksi antar alel
6.2. Interaksi antar lokus
Sub Pokok Bahasan :
Sebagian besar fenotipe dikendalikan oleh
banyak gen.
Gen-gen saling berinteraksi membentuk
protein dan fenotipe.
Selain itu interaksi gen dan lingkungan juga
berperan dalam penampilan fenotipe.
(P = G x E)
Bahasan ini sangat penting dalam penelitian-
penelitian yang berhubungan dengan genetika
dan pemuliaan tanaman.
Penyimpangan nisbah Mendel
dikarenakan :
1. Interaksi antar alel
(Intra alelik)
2. Interaksi antar lokus
(Inter alelik)
3. Keterpautan antar lokus
4. Pewarisan sitoplasmik
Interaksi Gen
■ Interaksi INTRA-ALELIK : Interaksi alel-
alel pada lokus yang sama. Alel dominan menutupi pengaruh dari alel resesif, sebagian atau penuh
■ Interaksi INTER-ALELIK : Interaksi alel-
alel pada lokus berbeda. Gen pada satu lokus mempengaruhi ekspresi dari lokus lain atau gen pada satu lokus berinteraksi dengan gen pada lokus lain.
Interaksi Intra-alelik
1) Dominan Sempurna (complete
dominance)
2) Dominan tidak Sempurna (Incomplete dominance/Partial dominance)
3) Kodominan (codominance)
4) Gen Letal (lethal gene)
5) Gen ganda (multiple alleles)
1) Dominan Sempurna (Complete
dominance
■ Contoh :
AA aa
AA aa
P
F1
F2
Aa
aA Aa
2) Dominan Tidak Sempurna(Incomplete dominance/Partial dominance)
■ Contoh : Warna bunga pukul empat (Mirabilis jalapa)
Aa
AA aa
AA Aa aA aa
P
F1
F2
Akibat dari interaksi antar alel
maka nisbah fenotipe F2 sama
dengan nisbah genotipenya
yaitu 1 : 2 : 1.
Red = CR CR Pink = CRCW White = CWCW
WARNA BUNGA ANYELIR (Dianthus caryophillus)
3) KODOMINAN
• Dua alel menghasilkan produk berbeda yang kerjanya
berlainan yang dapat diketahui pada keadaan heterozigot
• Contoh : warna bulu pada kuda
crcr = red hairs
cwcw = white hairs
crcw = roan coat (mixture of both colors)
4). ALEL GANDA
■ Alel ganda ada tiga atau lebih bentuk alel dari suatu gen pada satu lokus tertentu.
■ Umumnya setiap individu hanya mempunyai dua alel untuk setiap gen.
■ Karena itu alel ganda hanya dapat dipelajari pada populasi
■ Contoh :
– Golongan darah manusia
– Sterilitas jantan pada tanaman tembakau
■ ABO blood groups in humans are determined by
three alleles, IA, IB, and IO (also referred to as i)■ Both the IA and IB alleles are dominant to the IO allele
■ The IA and IB alleles are codominant to each other
■ I stands for “isoagglutinogen”, which is another
word for antigen.
■ Because each individual carries two alleles, there
are six possible genotypes and four possible blood
types■ IA IA or IAIO- type A
■ IB IB or IBIO- type B
■ IA IB - type AB
■ IOIO - type O
STERILITAS JANTAN PADA TEMBAKAU
CONTOH 1 :
GENOTIPE P : S1 S2 X S1 S2
Gamet : S1 S2 S1 S2
GENOTIPE F1 : -------------
Polen S1 dan S2 tidak dapat tumbuh pada kepala putik
(betina) karena memiliki alel yang sama (S1 dan S2)
CONTOH 2 :
GENOTIPE P : S1 S2 X S2 S3
Gamet : S1 S2 S2 S3
GENOTIPE F1 : S1 S3 S2 S3
Polen S2 tidak dapat tumbuh pada kepala putik (betina) karena memiliki alel yang sama (S2)
Sterilitas jantan pada tembakau
CONTOH 3 :
GENOTIPE P : S1 S2 X S3 S4
Gamet : S1 S2 S3 S4
GENOTIPE F1 : S1 S3 S2 S3
S1 S4 S2 S4
Polen S3 dan S4 dapat tumbuh pada kepala putik (betina) karena tidak memiliki alel yang sama
Sterilitas jantan pada tembakau
5). Gen Letal■ Alel menyebabkan tidak terbentuknya produk sehingga
mengakibatkan kematian (lethalitas)
■ Contoh : Defisiensi klorofil pada jagung
P : Yy x Yy
Gamet : Y, y Y, y
F1 : 1YY : 2Yy : yy
hijau kuning-hijau defisiensi klorofil(albino)
Jika dua gen atau lebih yang
berbeda lokus berinteraksi dalam
membentuk satu fenotipe.
Aksi gen-gen dari satu lokus dapat
menutupi pengaruh dari gen-gen
pada lokus yang lain.
Interaksi antar lokus
Suatu fenotipe merupakan hasil
suatu proses metabolisme yang
setiap tahapnya terdapat satu
gen yang terlibat.
Jadi, diperlukan sederetan gen.
Ilustrasi lintasan metabolisme
ProdukProduk
Enzim
A
Enzim
A
AA
Enzim
B
Enzim
B
Enzim
C
Enzim
C
BB CC DD
Gen
A
Gen
A
Gen
B
Gen
B
Gen
C
Gen
C
1. Komplementasi
2. Modifikasi
3. Duplikasi
Jenis Interaksi
AABB (1)
AABb (2)
AaBB (2)
AaBb (4)
AAbb (1)
Aabb (2)
aaBB (1)
aaBb (2)
aabb(1)
Nisbah
Tanpa interaksi 9:3:3:1
Komplementasi9:7
9:3:4
Modifikasi
13:3
7:6:3
12:3:1
Duplikasi 15:1
INTERAKSI INTER-ALEL (EPISTASI)
1. KomplementasiEpistasis Resesif ganda (9:7)
Epistasis Resesif (9:3:4)
2. ModifikasiEpistasis Dominan-Resesif (13:3)
Semi epistasi/Gen ganda dengan efek kumulatif
(7:6:3)
Epistasis Dominan (12:3:1)
3.DuplikasiEpistasis Dominan Ganda/Isoepistasi (15:1)
Interaksi gen komplementasi :
Dalam metabolisme, fungsi gen dari
satu lokus akan diperlukan oleh gen
dari lokus lain.
Terdapat 2 kasus:
1. nisbah 9 : 7
2. nisbah 9 : 3 : 4
Kasus nisbah 9 : 7
(Epistasis Resesif ganda)
Contoh : pembentukan HCN
pada tanaman Clover.
Sianida dibentuk dari diagenik
glukosa dengan bantuan enzim
linamerase. Diperlukan alel-alel
dominan pada lokus A dan B.
Jika tidak ada lokus A, maka
sianogenik glukosida tidak
terbentuk.
Jika tidak ada lokus B, maka
enzim linamerase tidak
terbentuk, dan sianida juga
tidak dihasilkan.
ab
aB
Ab
AB
abaBAbAB
AABB
AAbB
AaBB
AabB
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
AaBb
AABB aabbP
F1
F2
Sehingga ratio :
9 (A-B-) :
7 (3 A-bb; 3 aaB-; 1 aabb) :
Epistasis Resesif Ganda (9 : 7)
9 C_P_ : 3 C_pp :3 ccP_ : 1 ccpp
purple white
Bila kedua genotipe homozigot resesifmenghasilkan fenotip yg identik
Kasus nisbah 9 : 3 : 4
(epistasis resesif)
Contoh : warna bunga
Linaria maroccana
(ungu, merah, putih).
Alel dominan A membentuk antosianin.
Alel dominan B menimbulkan lingkungan
basa. Alel resesif b menimbulkan
lingkungan asam.
Jika selnya mengandung
antosianin dalam keadaan basa
akan muncul warna ungu.
Jika selnya mengandung
antosianin dalam keadaan asam
akan muncul warna merah.
Jika selnya tidak mengandung
antosianin maka muncul warna
putih.
ab
aB
Ab
AB
abaBAbAB
AABB
AAbB
AaBB
AabB
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
AaBb
AABB aabbP
F1
F2
Perbandingan :
9 A-B- =
3 (A-bb) =
4 (3 aaB-; 1 aabb) =
Interaksi gen modifikasi :
Kegiatan satu gen menekan
atau merubah hasil aktivitas gen
lainnya.
Terdapat tiga kasus :
1. nisbah 13 : 3
2. nisbah 7 : 6 : 3
3. nisbah 12 : 3 : 1
Kasus nisbah 13 : 3
(Epistasis dominan dan resesif)
Contoh : pembentukan warna
aleuron jagung.
Alel dominan B membentuk pigmen.
Alel dominan A mencegah
pembentukan pigmen.
Aleuron jagung akan berwarna
jika terdapat alel dominan B dan
homozigot resesif aa.
Perbandingan :
13 (9 A-B-; 3 A-bb; 1 aabb) :
3 (aaB-) :
AaBb
AABB aabbP
F1
ab
aB
Ab
AB
abaBAbAB
AABB
AAbB
AaBB
AabB
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
F2
Kasus nisbah 7 : 6 : 3
Contoh : warna bawang bombay.
Pigmen terbentuk jika ada gen
dominan B.
Genotipe AA menekan
pembentukan pigmen.
Genotipe bb, tidak terbentuk
pigmen.
Genotipe Aa menekan
sebagian, sehingga jika ada
gen B akan berwarna kuning.
Genotipe aa tidak menekan
peran gen B, sehingga pigmen
berwarna merah.
AaBb
AABB aabbP
F1
ab
aB
Ab
AB
abaBAbAB
AABB
AAbB
AaBB
AabB
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
F2
Perbandingan pada F2 :
7 (3 AAB-, 3Aabb, 1 aabb) :
6 AaB- :
3 aaB- :
Kasus nisbah 12 : 3 : 1
(epistasis dominan)
Kedua gen bekerja
menghasilkan produk yang
berbeda.
Produk salah satu gen tersebut
menutupi penampilan produk
lainnya.
Epistasis Dominan (12 : 3 : 1)
A-B- = white
A-bb
aaB- = yellow
aabb = green
Gen A tidak aktif memberikan warna.
Gen A epistasis terhadap gen B.
Epistasis Dominan (12 : 3 : 1)
Therefore, if AaBb is crossed to AaBb, the F2 is as follows:
A-B- white 9/16
A-bb white 3/16
aaB- yellow 3/16
aabb green 1/16
12/16 white
3/16 yellow
1/16 green
Interaksi gen duplikasi :
Interaksi berlangsung karena
2 gen menghasilkan bahan
yang sama, dan fenotipe
yang sama.
Terdapat 1 kasus :
nisbah 15 : 1
Epistasis Dominan Ganda
(15 : 1)
TV
TV
Tv
Tv
tV
tV
tv
tv
TTVV TTVv TtVV TtVv
TTVv TTvv TtVv Ttvv
TtVV TtVv ttVV ttVv
TtVv Ttvv ttVv ttvv
(b) The crosses of Shull
TTVVTriangular
ttvvOvate
TtVvAll triangular
F1 (TtVv) x F1 (TtVv)
x
F1 generation
Gen T dan V epistasis terhadap gen t dan v
End of slide….