Pautan dan Pindah Silang
Pautan dan Pindah Silang - Telah kita pelajari bahwa peristiwa pewarisan sifat keturunan disebabkan oleh suatu faktor yang disebut gen. Terdapat ratusan hingga ribuan gen yang menentukan pewarisan sifat. Gen-gen tersebut berada di dalam kromosom makhluk hidup. Jika pada satu kromosom terdapat dua atau lebih gen, maka hal tersebut dikenal sebagai pautan. Gen-gen yang berada pada kondisi pautan disebut gen-gen berangkai. Keadaan gen-gen yang mengalami pautan tersebut dapat diperhatikan pada gambar di bawah ini.
Pada keadaan pautan, gen-gen yang berangkai tersebut tidak dapat dipisahkan. Oleh karena itu, pada saat pembentukan gamet, gen-gen tersebut saling berikatan dan diturunkan secara bersama-sama. Sehingga, hukum segregasi Mendel tidak berlaku pada keadaan gen yang berangkai. Adanya peristiwa pautan menyebabkan frekuensi tiap jenis gamet yang terbentuk menjadi tidak sama. Lalu, frekuensi genotipe dan fenotipe pada keturunan menjadi menyimpang dari perbandingan Mendel.
Pautan dapat terjadi pada kromosom tubuh (autosom) dan juga pada kromosom kelamin (gonosom). Pautan pada kromosom tubuh biasa disebut sebagai pautan gen (gene linkage), sedangkan pautan pada kromosom kelamin disebut pautan kelamin (sex linkage).
Pautan Gen (gene linkage)
Pautan gen terjadi karena dua gen atau lebih berada di dalam kromosom tubuh (autosom) yang sama. Gen-gen tersebut berada pada lokus yang jaraknya berdekatan. Gen-gen tersebut tidak dapat terpisah jika dilakukan pembentukan gamet, sehingga pada ekspresinya, gen-gen itu akan tetap bersama.
Misalnya, pautan terjadi pada gen lalat buah Drosophila penentu sifat warna tubuh dan ukuran sayap. Drosophila bertubuh abu-abu dan bersayap panjang (AaPp) dikawinkan dengan Drosophila bertubuh hitam dan bersayap pendek (aapp). Gen A dan P berada pada satu kromosom yang sama. Sehingga pada keturunan dihasilkan 50% Drosophila bertubuh abu-abu dan bersayap panjang (AaPp) dan 50% bertubuh hitam dan bersayap pendek (aapp).
Pada pautan gen Drosophila di atas, dihasilkan keturunan yang memiliki tipe fenotipe yang sama dengan fenotipe tipe parental. Tidak terdapat fenotipe tipe rekombinan yang berbeda dari induknya. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pautan gen menyebabkan frekuensi rekombinan menjadi berkurang.
Pautan Kelamin (Sex Linkage)
Jika pautan gen terjadi pada kromosom tubuh (autosom), maka pautan kelamin terjadi pada kromosom kelamin (gonosom). Pautan kelamin sering disebut juga terpaut seks. Dua atau lebih gen mengalami pautan pada kromosom kelamin. Karena pautan terjadi pada kromosom kelamin, maka sifat yang diekspresikan oleh gen yang mengalami pautan hanya muncul pada jenis kelamin tertentu saja.
Karena terdapat dua jenis kelamin, maka pautan kelamin terbagi menjadi dua berdasarkan jenis kelamin tersebut, yaitu pautan pada kromosom kelamin X dan pautan pada kromosom kelamin Y. Pautan kromosom X adalah pautan gen yang hanya terdapat di kromosom X. Contohnya adalah gen penyebab buta warna dan hemofilia. Sedangkan pautan kromosom Y adalah pautan gen yang hanya terdapat di kromosom Y. Contoh pautan kromosom Y adalah gen penyebab jari berselaput.
Salah satu contoh pautan kelamin terjadi pada penentuan warna mata lalat drosophila. Pada drosophila, gen penentu warna mata mengalami pautan di kromosom X. Untuk lebih jelas, perhatikan gambar di bawah ini. Gen warna mata merah pada Drosophila ditentukan oleh gen M yang bersifat dominan. Drosophila betina bermata merah heterozigot dikawinkan dengan jantan bermata putih.
Pada keturunan F1 dihasilkan keturunan Drosophila 100% betina bermata merah, 50% jantan bermata merah dan 50% jantan bermata putih.
Pindah Silang (Crossing Over)
Pindah silang adalah peristiwa pertukaran gen yang terdapat di kromosom pada saat proses pembelahan meiosis, tepatnya pada saat profase I. Pertukaran gen terjadi di antara kromosom yang homolog. Akibatnya, terjadi variasi pada gamet yang dihasilkan, sehingga terdapat rekombinasi pada frekuensi keturunan hasil perkawinan.
Sebagai contoh, terjadi pindah silang pada pembentukan gamet dari suatu genotipe BbTt. Sehingga akan dihasilkan gamet sebanyak empat macam, yaitu BT, Bt, bT, dan bt.
Pindah silang menyebabkan terbentuknya keturunan baru. Keturunan baru tersebut memiliki tipe fenotipe yang berbeda dengan kedua induknya, sehingga disebut tipe rekombinan. Oleh karena itu, pindah silang menjadi salah satu faktor yang menyebabkan keragaman pada makhluk hidup.
Pada perkawinan yang mengalami pindah silang, tumbuhan berfenotipe buah besar dan batang tinggi (AABB) dikawinkan dengan tumbuhan berfenotipe buah kecil batang pendek (aabb). Kemudian dihasilkan F1 tumbuhan berbuah besar batang panjang (AaBb) seluruhnya. Kemudian sesama F1 dikawinkan dan dihasilkan empat jenis fenotipe pada F2, yaitu:
- Berbuah besar batang panjang
- Berbuah kecil batang pendek
- Berbuah besar batang pendek
- Berbuah kecil batang panjang
Jenis fenotipe 1 dan 2 disebut sebagai tipe parental, dan jenis fenotipe 3 dan 4 disebut tipe rekombinan.
Persentase terbentuknya tipe rekombinan pada pindah silang disebut sebagai Nilai Pindah Silang (NPS). Nilai Pindah Silang dapat dihitung dengan rumus:
Nilai pindah silang juga disebut sebagai jarak antara dua gen yang saling berpautan.