GENETIKA DASAR

Oleh

Siti Wasilah

Genetika adalah ilmu biologi yang mempelajari sifat-sifat yang diturunkan disebut hereditas

PENDAHULUAN

ISTILAH GENETIKA (1)

• DIPLOID: Sel jaringan/organisme yang mempunyai dua set (2n) kromosom

• HAPLOID : sel jaringan/organisme yang mempunyai satu set (n) kromosom

• GENOM : kandungan informasi genetik pada sel induk (ovum, spermatozoa) yang mengambarkan satu set (n) kromosom

• ALEL : Satu, dua atau lebih bentuk-bentuk lain (alternatif) dari gen yang masing-masing memiliki urutan nukleotida khusus

• DOMINAN : Alel yang diekspresikan dalam keadaan heterozigot (Aa) dan homozigot (AA)

• RESESIF : Alel yang diekspresikan dalam keadaan homozigot (aa)

• GEN – Pembawa sifat yang diturunkan, digambarkan oleh urutan nukleotida yang mengambarkan fungsi khusus dalam genom organisme

• GENOTIPE – Jumlah informasi gentik yang dikandung/dimiliki organisme.

ISTILAH GENETIKA (2)ISTILAH GENETIKA (2)

ISTILAH GENETIK (3)

• FENOTIPE – Karakteristik (ciri-ciri) dari individu yang dapat diamati dan dihasilkan dari interaksi antara genotif dan lingkungan saat terjadi perkembangan

• HOMOZIGOT – Individu yang mempunyai dua gen yang akan memberikan dua karakter identik

• HETEROZIGOT – Individu dengan dua gen yang akan memberikan karakter berbeda

• LOCUS GEN – Tempat di mana gen berada pada kromosom dilihat secara map genetik

PENDAHULUAN

• Peneliti sebelum Mendel menganut paham berupa pewarisan sifat secara campuran (blend)

•Mendel mengembangkan teori pewarisan secara khusus

DASAR-DASAR HUKUM MENDELDASAR-DASAR HUKUM MENDEL

MENGGUNAKAN KACANG ERCIS (Pisum sativum) dapat mengadakan penyerbukan sendiri dan

dapat disilangkan mempunyai sifat kontras Daur hidup pendek Jumlah kromosom 7 pasang

POSTULAT MENDEL

1. Faktor keturunan berupa benda (gen) selalu berpasangan pada individu yang diploid

2. Pada gametogenesis, kedua faktor keturunan akan berpisah (segregasi) → setiap gamet hanya memiliki satu dari pasangan faktor keturunan tersebut (Hukum segregrasi (hukum mendel I)

3. Faktor keturunan : dominan, resesif

POSTULAT MENDEL

4. Bila ada 2 faktor keturunan atau lebih, maka pada gametogenesis akan memisah secara bebas (INDEPENDENT ASSORTMENT) → bermacam kombinasi terjadi dengan jumlah sama (HUKUM MENDEL II (HUKUM INDEPENDENT ASSORTMENT)

MACAM PERSILANGAN

1. Back CrossP ♂ HH X ♀ hh

F1 Hh F1 Hh x F1 Hh x ♂ ♂ HH / Hh x HH / Hh x ♀ ♀ hhhh

F2 HH : Hh = 1 : 1

2. Test CrossF1 Hh X hh (individu homozigot resesif)F2 Hh : hh : 1 : 1

3. ResiprokPersilangan yang merupakan kebalikan dari persilangan semula yang telah dilakukan

MODIFIKASI HUKUM MENDEL (1)

A. Modifikasi monohibridaINTERMEDIET

Suatu karakter dominanyang dalam keadaanheterozigot tidakmemunculkan sifatdominan penuhsehingga alel resesifnya tidak pula bersifat penuh, maka dalam keadaan heterozigot F1-nya Muncul sifatantara/intermediet

MODIFIKASI HUKUM MENDEL (2)

B. MODIFIKASI DIHIBRIDA GEN-GEN GANDA (POLIGEN)

Terdapat berbagai macam variasi yang disebabkan oleh gen-gen ganda (poligen) atau gen penambah (adatif) sehingga satu fenotif dapat dibentuk oleh 2 macam gen atau lebih yang bukan alelnya. Contoh : tinggi badan, warna kulit/pigmentasi kulit, tipe sidik jari, warna mata

INTERAKSI GENDua macam gen saling mempengaruhi atau berinteraksi dalam pembentukan fenotif

EPISTASISSuatu gen menekan atau menghalangi pemunculan sifat gen lainnya yang bukan alelnyao Epistatik dominan : 12 : 3 : 1o Epistatik resesif : 9 : 3 : 4o Epistatik dominan resesif : 13 : 3o Epistatik dominan ganda : 15 : 1o Epistatik resesif ganda : 9 : 7o Epistatik resesif ganda tidak lengkap : 9 : 6 : 1

PEDIGREE CONSTRUCTION

PEDIGREE CONSTRUCTION

HETEROZIGOT UTK GEN AUTOSOM

PROBANDUS

ADOPSI

?

C C

HUB.ILEGAL DG ANAK TDK SAH

NO OFFSPRING

CERAI

MENCARI KONSULTASI

MENINGGAL

HAMIL

NON-IDENTICAL TWIN

SIFAT KEMBAR TIDAK JELAS

ISTRI MENIKAH LAGI SETELAH SUAMI MATI

LAKI-LAKI DGN 2 ISTRI

ABORSI

CONSANGUITY

perkawinan antara anggota keluarga yang masih ada hubungan darah, baik melalui pihak pria, maupun pihak perempuan atau sebaliknya dengan pola menurut garis keturunan vertical maupun horizontal

Dianjurkan untuk tidak menikah dengan orang sekeluarga dikarenakan adanya kenaikan mortalitas pada postnatal dan frekuensi abnormalitas kelainan bawaan yang amat signifikan

Sebaran insiden perkawinan sedarah

NEGARA INSIDEN (%)

KUWAITSAUDIA ARABIAJORDANPAKISTANINDIASYIRIAEGYPTLEBANONALGERIAJAPANFRANCE,U.K,USA

545450

40-505-60332825232-42

NoDefek Persentase kejadian

1.2.3.4.5.6.7.8.

PseudohemaproditBisu tuliAlkaptonuriaXeroderma PigmentosaAlbinismeButa warna penuhGalaktosemiaFenilketonuria

37332620181194

PERSENTASE PENYAKIT CACAT RESESIF PADA PERKAWINAN SEPUPU

Hubungan antara Jenis Perkawinan Sedarah dengan Peluang Abnormalitas pada Keturunannya

Hubungan genetik Proporsi pembagian gen

% Risiko abnormalitas pada keturunan

Tingkat I - Ortu/anak - kakak beradikTingkat II - paman/keponakan - bibi/keponakan - antara keponakan tingkat ITingkat III - perkawinan tingkat I - keponakan

½

¼

1/8

50

5 – 10

3 - 5

Frekuensi Kejadian yang Terpenting pada Perkawinan Sedarah

Abnormalitas Frekuensi

Retardasi mental - berat - sedangKelainan penyakit bersifat autosomal resesifMalformasi bawaan

2535

10 – 15

10

Nilai F (coeficien of consanguity)

Macam perkawinan coeficien of consanguity

1.Perkawinan antara kakak beradik

2.Perkawinan antara paman dan bibi

3.Perkawinan antara 2 cucu

4.Perkawinan antara cucu buyut

5.Perkawinan antara 2 buyut

¼

1/3

1/16

1/32

1/64

PROBABILITAS DALAM PEWARISAN SECARA MENDEL

Dasar-dasar teori probabilitas :Probabilitas terjadinya sesuatu yang

diinginkan = perbandingan antara sesuatu yang diinginkan itu terhadap keseluruhannya

Probabilitas terjadinya dua peristiwa atau lebih, independent = hasil perkalian dari besarnya kemungkinan untuk peristiwa itu

Probabilitas terjadinya dua peristiwa atau lebih, saling mempengaruhi = jumlah dari besarnya kemungkinan untuk peristiwa itu

Berapa kemungkinannya seorang ibu akan melahirkan anak laki-laki?K (♂) = ♂= 1/2

♂+♀ Berapa kemungkinan bahwa dua anak

pertama dari suatu keluarga adalah laki-laki?K (♂+ ♂) = ½ x ½ = ¼

PROBABILITAS PADA ANALISIS SILSILAH

Aplikasi praktis prinsip Mendel dan hukum probabilitas

CARA MENENTUKAN ANALISA SILSILAH

Menentukan ciri pembawa apakah dominan atau resesif. Kemudian menghitung probabilitas salah satu parental (ortu) adalah carrier untuk gen yang ditanya

Jika tidak ada data yang menunjukkan bahwa suatu individu carrier, para ahli genetik akan menggunakan probabilitas sebagai alat untuk menentukan ekspresi gen resesif pada keluarga tertentu

Jika tidak ada ekspresi gen pada sejarah keluarga maka akan digunakan perkiraan frekuensi gen pada populasi umum sebagai dasar probabilitas

CONTOH KASUS

Probabilitas satu sejarah keluarga yang dicatat dari silsilah “cuping telinga menempel”

Cuping telinga menempel → a

21

2 3 4 5 61

1 2 3 4 5 876

I

II

III

PERTANYAAN : BILA ♂ III1 KAWIN DENGAN ♀ III5, PROBABILITAS ANAKNYA BERCUPING TELINGA MENEMPEL?

ALEL GANDA

suatu keadaan yang mana ada beberapa atau lebih pilihan (alternatif) gen (seri alel) yang dapat menempati suatu lokus dalam pasangan kromosom

Contoh alel ganda : Golongan darah ABO Golongan darah Rh

Golongan Darah ABO

Antigen dan antibodi dalam golongan darah

Gol.darah (fenotip)

Antigen dalam eritrosit

Antibodi dalam serum

A

B

AB

O

A

B

A dan B

-

Anti-A

Anti-B

-

Anti-A dan anti-B

Antigen dalam eritrosit seseorang diwariskan oleh suatu seri alel ganda

Alel tsb diberi simbol I (isoaglutinin; protein yang terdapat pada permukaan sel eritrosit)

Interaksi antara alel-alel yg menyebabkan terjadinya gol darah ABO

Gol.darah (fenotip)

Antigen dalam eritrosit

Alel dalam kromosom

Genotip

O

A

B

AB

-

A

B

A dan B

i

IA

IB

IA dan IB

ii

IA IB atau IA i

IB IB dan IB i

IA IB

Dominansi: (IA dan IB ) > i

PENURUNAN SIFAT

PENURUNAN SIFAT AUTOSOMDOMINAN AUTOSOM

RESESIF AUTOSOM

PENURUNAN TERIKAT SEKS (SEX-LINKED)

Y-LINKED (HOLANDRIC)

X-LINKED

SIFAT DIPENGARUHI SEKS

SIFAT TERBATAS SEKS

PENURUNAN DOMINAN AUTOSOM (1)

• Sifat pembawa dominan autosom → satu organ/ bagian dari tubuh (ex. polyactyly)

• Pleiotropi : beberapa sistem tubuh – ex. Tuberous sclerosis

– Kesukaran belajar, epilepsi, adenoma sebaceum

• Ekspresi bervariasi pada setiap orang • Reduced penetrance : mutasi tidak terdeteksi• Codominan : dua sifat pembawa

diekspresikan dalam heterozigot.– Ex. Golongan darah AB, MN

PENYAKIT DOMINAN AUTOSOM

Dominan otosclerosisFamilial hypercholesterolaemiaAdult polycystic kidneyHuntington diseaseNeurofibromatosisMyotonic dystrophyDominan blindnessDominan congenital deafness

PENURUNAN RESESIF AUTOSOM

ConsanguinityAlkaptonuria perkawinan sepupu

Pseudodominan

Genetic heterogeneityKelainan diturunkan dalam beberapa cara karena jumlah gen berbeda

Ex retinis pigmentosa : dominan autosom, x-linked

PENYAKIT RESESIF AUTOSOM

CYSTIC FIBROSISRECESSIVE MENTAL RETARDATIONCONGENITAL DEAFNESSPHENYLKETONURIA SPINAL MUSCULAR ATROPHYRECESSIVE BLINDNESSADRENOGENITAL SYNDROMEBETA THALASSAEMIASICKLE CELL DISEASEALBINISM

Sickle Cell Anemia

Albinism

PENURUNAN TERIKAT SEKS (SEX-LINKED)

Pola penurunan sifat yang dilakukan oleh gen pada kromosom seks

Pola penurunan sifat yang dibawa oleh gen pada kromosom X disebut terikat-X (X-linked)

Pola penurunan sifat yang dibawa oleh gen pada kromosom Y disebut terikat-Y (Y-linked/holandrik)

X-LINKED RESESIF

• Ditentukan oleh gen pada kromosom X• Pola penurunan penyakit pada X-linked

mempunyai sifat :– Hanya mengenai laki-laki– Diturunkan oleh wanita karrier

(heterozigot) yang sehat (pola diagonal atau knight’s move)

– Laki-laki dengan penyakit tidak dapat menurunkan penyakit tersebut ke anak laki-lakinya

PENYAKIT X-LINKED RESESIF

• BUTA WARNA MERAH HIJAU

• DUCHENNE MUSCULAR DYSTROPHY

• HAEMOFILIA A (FAKTOR VIII)

• HAEMOFILIA B (FAKTOR IX)

• X-LINKED ICHTHYOSIS

Hemophilia

X-LINKED DOMINAN

• Pola penurunan sifat/penyakit pada x-linked dominan adalah– Dapat mengenai wanita dan laki-laki tetapi

frekuensi wanita yang terkena lebih sering dibanding laki-laki

– Wanita biasanya kurang berat terpengaruh dibandingkan laki-laki

– Wanita yang terpengaruh dapat menurunkan ke anak laki-laki dan wanita

– Laki-laki yang terpengaruh hanya dapat menurunkan ke anak wanitanya, dan semuanya terpengaruh

PENYAKIT X-LINKED

DOMINAN

Xg BLOOD GROUP

PSEUDOHYPOPARATHYROIDSM

VITAMIN D-RESISTANT RICKETS

GIGI WARNA COKLAT

SIFAT DIPENGARUHI SEKS

Sifat keturunan yang ditentukan oleh gen autosomal yang ekspresinya dipengaruhi oleh seks

Sifat itu tampak pada kedua macam seks, tetapi salah satu seks ekspresinya lebih besar daripada untuk seks lainnya

EKSPRESI SIFAT YANG DIPENGARUHI SEKS

Paling sering dijumpai pada pria :

Penyakit tulang (gout)Congenital pyloric stenosisSindroma fanconiBibir sumbingKepala botakCelah bibir dan langit-langitPenyakit HirschsprungPenyakit HuntingtonGangguan mental

Lebih sering dijumpai pada wanita :

Displasia pinggang kongenitalSindroma Rothmund-ThompsonGangguan tulang AlbrightAnensefaliskleroderma

SIFAT TERBATAS SEKSSifat yang ekspresi gennya dibatasi oleh seksContohnya :

Perempuan : Pembentukan payudaraPembentukan ovarium Kemampuan membentuk sel telur

Laki-laki :Pembentukan kumis, prostat, testisKemampuan untuk membentuk spermatozoa