pewarisan ekstra kromosomal

7/24/2019 Pewarisan Ekstra Kromosomal

1/13

PEWARISAN EKSTRA KROMOSOMAL

PENDAHULUAN

Ilmu genetika khususnya genetika pada organisme eukariot selain biasanya

memfokuskan pada kromosom-kromosom dan gen-gen yang terdapat di dalamnya.

Namun demikian masih terdapat organel-organel sel lain yang berada d i luar inti

sel yang uga mengandung bahan genetik. !eberapa per"obaan pe#arisan

menunukkan bah#a bahan di luar inti atau elemen-elemen sitoplasmik uga

merupakan pemba#a sifat keturunan. !enda-benda di luar inti mungkin

merupakan bahan dari DNA yang terletak dalam mitokondria dari sel-sel tanaman

dan he#an$ dan plastida dari sel tanaman. %arena itu pe#arisan karakter dari tetua

kepada &uriat dapat dibedakan menadi dua mekanisme yaitu pe#arisan

kromosomal 'kromosom inti( dan pe#arisan ektrakromosomal 'kromosomsitoplasma(. %eunikan pola pe#arisan sitoplasma 'mitokondria dan kloroplas pada

tanaman( menyebabkan DNA ini dapat digunakan sebagai penanda untuk

mengidentifikasi hubungan kekerabatan se"ara maternal)garis ibu. Dalam keadaan

tertentu pe#arisan dari tetua betina diatur oleh gen- gen dalam inti yang

menyebabkan efek maternal segera terlihat pada keturunannya. *ifat-sifat lain ada

hubungannya dengan bahan-bahan bakteri atau +irus yang sukar dibedakan dari

gen-gen di luar kromosom.

Pe#arisan ,endel biasanya dikenal sebagai genetika klasik. *ifat turun temurun

ada hubungannya dengan bahan DNA dalam inti 'gen-gen(. Dari persilangan yangtelah diketahui dapat diduga nisbah segregasi keturunan$ termasuk nisbah

penyimpangannya. *edangkan pada pe#arisan ekstrakromosomal teradi

perbedaan kriteria antara lain '( Perbedaan dalam persilangan resiprok 'tidak

termasuk tautan seks( sifat-sifat di#ariskan melalui enis betina$ '/( Pe#arisan

melalui induk 'maternal)uniparental inheritan"e( keturunan memperlihatkan sifat-

sifat dari orang tua betina gamet betina 'sel telur( memberikan seumlah

sitoplasma dan benda-benda dalam sitoplasma untuk di#ariskan kepada &igote$ '0(

1agal memperlihatkan segregasi yang sesuai dengan pola ,endel maupun

penyimpangannya$ '2( *ifat-sifat itu tidak dapat dipetakan pada salah satu dari

kelompok tautan$ misalnya terletak pada satu kromosom dengan lokus yang telah

diketahui$ '3( Pemisahan inti 'apabila mungkin( yang diketahui mengatur bentuk

lain dari sifat tersebut tidak akan mengubah penampilan dan '4( 5erdapat DNA

yang bukan DNA kromosom.

Pe#arisan ekstrakromosomal)sitoplasma teradi karena pe#arisan partikel

sitoplasma yang memiliki kelangsungan hidup. !enda-benda yang berpotensi


2/13

sebagai pemba#a faktor pe#arisan sitoplasmik antara lain '( %loroplas$

berhubungan dengan fotosintesis dalam tanaman$ mengandung DNA telanang dan

ribosom$ '/( ,itokondria$ berperan penting dalam mekanisme pernapasan pada

tanaman dan he#an$ mengandung DNA telanang dan ribosom$ '0( *entriol$ ikut

dalam pembentukan aster dan kemungkinan benang gelendong pada he#an$

mungkin mengandung DNA$ '2( 6etikulum endoplasma$ susunan selaput dalam

sitoplasma tanaman dan he#an$ tempat ak tifitas ribosom$ '3( %inetoplas$ teradi

dalam 5ripanosoma dan beberapa Protosoalain$ mengandung DNA dan '4( Plasma

gen$ elemen yang mengganda 'disebut gen-gen sitoplasmik( yang diduga ada

karena adanya suatu pengaruh pada penampakan fenotipe$ tetap i tidak pernah

terlihat$ misalnya faktor mandul antan pada beberapa tanaman.

1EN7, 761ANEL '%L767PLA* 8 ,I57%7ND6IA(

*e"ara kon+ensional gen-gen yang ada pada genom inti di#ariskan dari generasi

ke generasi mengikuti pola penurunan ,endel sedangkan sifat-sifat yangdikendalikan oleh gen yang ada pada genom kloroplas 'uga genom mitokondria(

di#ariskan dengan pola pe#arisan "ytoplasmi" atau uniparental atau pola

pe#arisan maternal. 1en-gen pada genom ini di#ariskan melalui tetua betina.

%edua genom 'genom inti dan plastom( bisa mengkode protein yang berbeda

menadi sub unit dari satu en&im yang sama. *ebagai "ontoh adalah en&im

6ubis"o 'ribulose $3-biphosphate "ar bo9ylase-o9ygenase( yang berfungsi dalam

fiksasi karbon dan mengkontribus i sampai 3:; dari total protein dapat larut yang

ada di daun. *ubunit terke"ilnya dikode oleh gen yang ada di genom inti$ se

dangkan sub unit besarnya dikode oleh gen yang ada di plastom. Di kloroplas

terdapat DNA$ 6NA$ ribosom dan berbagai en&im. *emua molekul ini sebagianbesar terdapat di stroma$ tempat berlangsungnya transkripsi dan translasi. %lorop

las mengandung peralatan biokimia lengkap yang diperlukan dalam reflikasi dan

ekspresi dari plastom$ termasuk DNA dan 6NA polim erase$ ribosom$ t6NA dan

r6NA sintase. Namun ukuran plastom tidak "ukup besar untuk mengkode semua

protein yang diketa hui ada pada klor oplas. Hal ini membuktikan bah#a organel

masih tetap tergantung dari genom inti untuk bisa menalankan fungsinya.

Pada tanaman tingkat tinggi$ DNA klor oplas berbentuk molekul melingkar

tertutup ' "lose "ir"ular DNA ( berutas ganda. DNA kloroplas 'genom( terdapat

dalam 3: atau lebih lingkaran alur-ganda melilit dalam tiap plastid. Pada keadaanyang lebih komplek s$ genom kloroplas akan membentuk *uper"oiled


3/13

sehingga hampir tidak terdapat DNA berulang pada genom kloroplas. 1enom

kloroplas te rdiri dari dua gen$ pada setiap kloroplas terdapat 6NA ribosom '4 *

/0 * 2$3 * 3 *(. !e rbeda dengan DNA mitokondria yang hanya memiliki satu

tiruan gen. 1enom uga terdiri dari gen untuk 6NA transfer$ dan gen untuk yang

lainnya$ tetapi bukan semuanya. *usunan protein untuk transkripsi dan translasi

dari gen yang sudah ditandai pada kloroplas 'seperti protein ribosom$ sub unit

6NA polimerase$ dan faktor-fak tor translasi( atau untuk proses fotosintesis. Intron

ditemukan pada beberapa daerah peng kodean protein dan gen 6NA transfer pada

DNA kloroplas.Plastid 'uga mitokondria( mempunyai al at produksi ribosomal

sendiri . Di dalam agung$ gen 6NA disalin menad i bagian dari suatu /::::

nukleotida pasangan membalikkan pengulangan$ denga n 3* rD NA berbatasan

sampai /0* rDNA$ karena itu adanya di dalam E. "oli dan dengan pemisahan

keduanya dari 4 r DNA oleh alat pengatur dasar. Dalam sel eukariot kadang-

kadang perbandingannya rangkaian />* dan >* rDNA yang bersebelahan s atu

sama lainnya$ sedangkan rangkaian 3* rDNA ditempatkan di mana saa di dalamgen. ,itokondria merupakan organel yang ug a terdapat di dalam sitoplasma dari

semua he#an aerob dan sel tana man. ?ungsi utama mitokondria adalah sebagai

sumber energi di dalam sel. ,itokondria mengandung en&im untuk siklus %reb$

melakukan fosforilasi oksidatif dan uga terlibat dala m biosin tesa asam lemak.

*truktur DNA mitokondria ditemuka n dalam keadaaan rantai ganda dan melingkar

tertutup '


4/13

Pada tahun =:=$


5/13

Ioap dan hanya mendapatkan tanaman yang bergaris-garis. Ia berpendapat bah#a

keadaan homo&igot resesif menghasilkan f enotipe Ioap dan ia telah melakukan

penyerbukan pada tanaman hetero&igot. Ca di keadaan homo&igot itu kemudian

diberi simbol ii.!eberapa tahun kemudian$ ,. ,"6 hoades mempelaari pola

pe#arisan Ioap dan mendapatkan adanya pola pe#arisan di luar in ti. Pola garis-

garis putih yang dihasilkan oleh homo&igot resesif itu disebabkan oleh perubahan

tetap yang terpisah dari g en-gen dalam inti. Apabila tanaman Ioap dig unakan

sebagai tetua antan untuk menyerbuki tanaman hiau normal$ maka keturunan ?

semua hiau. 5etapi apabila tanaman ioap digunakan se bagai tetua betina$ maka

menghasilkan keturunan yang bergaris-gari s. 1aris-gari s putih ini diduga te radi

sesuatu pada kloroplas. Pemeriksaan sel-sel pada daerah yang puti h menunukkan

adanya plastida yang abnormal. Pada beberapa sel terdapat plastida normal dan

abnormal bersama-sama. Plastid a mutan mempunyai beberapa bulatan-bulatan

yang ber#arna gelap. !ulatan-bulatan ini mungkin suatu timbunan lipida karena

tida k ada protein yang biasanya terdapat bersama-sama dengan lipida dalampembentukan selaput dalam dari kloroplas. Diduga dalam mutan Io ap$ DNA dari

plastida normal telah berubah sehingga robosom dan selaput yang memba#a hiau

daun normal tidak terbent uk. Plastida mutan tidak berhen ti membelah dan sintesis

DNA tidak terhambat.

PE@A6I*AN *I57PLA*,I% PADA PE@A6I*AN PLA*5IDA 5E,!A%AU

Penyebaran mitotik plastida tanaman tembakau normal dan mutan se"ara rambang

mengakibatkan pola belang-belang pada daun. !elang-belang dapat meluas

sampai bunga dan polong. Polong pada "abang putih menghasilkan bibit putih

dan pada "abang berbelang-belang menghasilkan bibit yang ugaberbelangbelang$ sedangkan "abang hiau menghasilkan bibit hiau. Pengamatan

plastida dalam sel menunukkan "ampuran tipe normal dan mutan pada aringan

yang berbelang. Pola belang-belang pada agung dan tembakau berbeda$ meskipun

keduanya akibat dari penyebaran plastida mutan yang tidak membentuk kloroplas

normal. Cagung mempunyai garis memanang pada daunnya karena sel-sel yang

membentuk daun timbul dari pangkal daun. %umpulan sel-sel yang membelah

ditemukan pada pangkal daun dan menyebabkan daun mamanang. Apabila satu

atau beberapa sel yang membelah itu hanya mempunyai plastida mutan yang

diperoleh se"ara a"ak$ maka semua sel anak akan mempunyai plastida mutan danber#arna putih. 1aris putih yang dibentuk oleh sel-sel ini akan beralan sepanang

daun. *ebaliknya$ daun tembakau Dpl mempunyai sel-sel dasar putih. Daun

tembakau berasal dari sel-sel yang membelah pada bagian atas daun 'ape9(.

Apabila sel-sel uung dari lapisan luar mengandung kloroplas mutan$ maka sel

epidermis daun akan kekurangan plastida normal. Apabila sel-sel uung dari


6/13

lapisan dalam mempunyai plastida mutan$ sel-sel palisade atau sel-sel mesofil

spons 'spongy mesophyl( ber#arna putih.

,ANDUL CAN5AN *5E6IL )


7/13

memiliki tipe mandul antan sitoplasmik. *e ara umum terdapat dua tipe sitoplasma

yaitu normal 'N( dan steril '*(. Cuga terdapat gen pemulih kesuburan '6f(. *elain

itu uga terdapat istilah mandul antan sitoplasmik-genik yang merupakan sifat

mandul antan yg dikendalikan oleh interaksi sitoplasma 'penyebab mandul($ dan

gen pemulih fertilitas dalam inti. *terilitas akan teradi ika dalam sitoplasma steril$

dan gen pemulih tidak ada. *terilitas teradi karena ketidak-setimbangan nukleus

dan sitoplasma $ akibat teradi persilangan antar spesies. %esetimbangan akan

pulih pada generasi berikutnya ika teradi mutasi pada nukleus yang menghasilkan

alel pemulih. Pemulia tanaman telah berhasil memindahkan sterilitas antar spesies

dengan "ara persilangan interspesifik. Dalam persilangan antar spesies$ alel 'gen(

pemulih bisa dipindahkan atau mungkin tidak bisa dipindahkan dari spesies donor

ke spesies penerima. Di alam banyak ditemui mandul antan sitoplasmik-genik.

ang berhubungan dengan sistem fenotipe polenB sporofitik 'ber kaitan dengan

tetua polen( dan gametofitik 'berkaitan dengan genotipe polen(.

APLI%A*I


8/13

dua bentuk yai tu gen sitoplasmik fertil antan yang dominan menyebabkan tepung

sari fertil meskipun gen pemulih kesuburan dalam keadaan hom o&igot resesif.

Apab ila ada gen pemulih fertilitas dominan dalam inti 'hetero&igot atau

homo&igot($ tanamannya fertil antan meskipun gen sitoplasmiknya resesif.

Pelestarian tanaman agung mandul antan Cagung adalah spesies tanaman bersari

bebas 'menyerbuk silang( sehingga tiap tanaman bersari bebas merupakan

keturunan hibrid a yang timbul dari persilangan dua genotipe yang berbeda. 5elah

ditemukan bah#a hasil bii dapat dinaikkan dengan mengembangka n galur inbred

agung ' inbred lines ( dan kemudian menyilangkan galur inbred te rsebut untuk

menghasilka n hibrida khusus. Inbred dihasilkan dengan menggunaka n tepung sari

dari tanaman tertentu untuk membuahi sel telur dari tanam an itu sendiri. Pada

agung dapat dikerakan dengan menutup malai antan dengan ka ntong sebelum

kepala sari terbuka dan menu tup tongkol dengan kantong sebelum ke luar rambut

tongkolnya. 5epung sari yang dikumpulkan itu untuk menyerbuki putik 'rambut-

rambut( pada tongkol dari tanaman yang sama. Dengan manipulasi yang sesuaidari gen-gen dalam inti dan gen-gen sitoplasmik dapat dikembangkan galur in

bred isogenik mandul antan dan fertil antan. 1alur isogenik mempunyai genotipe

id entik 'atau ha mpir identik( ke"uali gen pemulih kesuburan dan gen mandul a

ntan sitoplasmik. Ini adalah tipe-tipe seperti disebutkan di atas. Cadi dengan

menyilangkan tanaman mandul dan pasangannya yang fertil$ galur mandul antan

dapat dilestarikan. ,enghasilkan agung hibrida *erangkaian galur inbred agung

yang berbeda dapat dikembangkan dengan melakukan pembuahan sendiri 'selfing(

berulang-ulang pada genotipe yang terpilih$ misalnya inbred A$ !$


9/13

Padi merupakan tanaman menyer buk sendiri yang sangat kuat dengan persentase

menyerbuk silang sangat re ndah$ sehingga diper lukan galur mandul antan untuk

memproduksi benih padi hi brida se"ara komersial. Ada beberapa ma"am mandul

antan yang dapat digun akan untuk memproduksi benih padi hibrida$ yaitu

mandul ant an sitoplasmik genetik ' "ytoplasmi"-geneti" male sterility $


10/13

yang digunakan dalam pembuatan padi hibr ida y aitu mandul antan genetik peka

fotoperiode 'photoperiod-sensiti+e geni" male sterility$ P1,*( dan mandul antan

genetik peka temperatur 'termosensiti+e geni" male sterility$ 51,*(. *terilitas

polen pada galur P1,* dipengaruhi ole h fotoperiode atau panang hari. Pada

umumnya galur P1,* bersifat mandul antan pada kondisi hari yang panang

'siang ha ri l ebih dari 0.3 am( dan menadi fertil pada hari yang pendek 'siang

hari kurang adri 0$3 am(. !eberapa galur P1,* yang tel ah diidentifikasi

antara lainB Nongken 3> * '


11/13

serupa ke"uali bah#a galur A mandul antan sedangkan galur ! normal.

%adangkadang morfologi kedua galur tersebut berbeda karena adanya pengaruh

sitoplasma. Perbedaan yang sering diumpai antara lain galur A berumur /-0 hari

lebih lambat dan pemun"ulan malai le bih pendek 'kurang sempurna(. ! enih

hibrida diproduksi melalui persilangan antara galur A dengan galur 6. Padi hibrida

yang dibudidayakan s e"ara komersial sebagian besar menggunakan sistem tiga

galur. *et elah dite mukan sifat polen abortif pada padi liar pada tahun =:$

peneliti


12/13

E?E% ,A5E6NAL PADA ULI6


13/13

menghasilkan. %arena bagian dari bii berasal dari aringan induk .!ii ? 'dari

tanaman P($ rasa nya manis 'tidak mengandung senya#a penyebab rasa pahit(.

5anaman ? me nghasilkan senya#a tsb. 5etapi pada ke"ambah ? tidak

mengandung senya#a tsb$ sehingga rasanya manis. !ii ? yang dipanen d ari

tanaman P/ rasanya pahit$ karena tetua betinanya 'P/( menghasilkan senya#a

pahit. *enya#a yang dihasilkan tetua betina ter ba#a dalam bii$ dan akan tetap ada

dalam ke"ambah sehingga rasa ke"ambah pahit .

DA?5A6 PU*5A%A

As#idinnor H. /::0. 1enetika ,olekuler$ 7rganisasi 1enom$ 6eflikasi DNA dan

Ekspresi 1en pada 5anaman. ,akalah Pelatihan ,arka 1 enetik dalam Penguian

%ebenaran arietas dan ,utu !enih. !ogorB P*P5 IP!. >-> Culi /::0.

!hara 5*$ irmani ** and 1s %hush . ==3. 0B4=-0.

!urnham$

pewarisan ekstra kromosomal

Documents