Makalah Genetika materi PDF

Preview

Summary

Makalah Genetika:GENETIKA POPULASID I S U S U NOLEH:NADYA4174541002PENDIDIKAN BIOLOGI BFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMPROGRAM STRUDI PENDIDIKAN BIOLOGIUNIVERSITAS NEGERI MEDANKATA PENGANTARPuji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat, berkah, dan r...

Description

Makalah Genetika:

GENETIKA POPULASI

D I S U S U N OLEH:

NADYA 4174541002 PENDIDIKAN BIOLOGI B

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STRUDI PENDIDIKAN BIOLOGI UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2019

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat, berkah, dan ridho-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Genetika Populasi”. Makalah ini disusun guna memberikan informasi tambahan kepada para pembaca agar dapat lebih memahami tentang genetika populasi dan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Genetika. Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, arahan, dan bantuan dari berbagai pihak. Penulis berharap, semoga informasi yang ada dalam makalah ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan bagi para pembaca pada umumnya.

Medan, 25 November 2019

Penulis Nadya

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................................................i DAFTAR ISI............................................................................................................ii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1 1.1 Latar Belakang ..................................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah..............................................................................................2 1.3 Tujuan.................................................................................................................2 1.4 Manfaat..............................................................................................................2

BAB II ISI PEMBAHASAN...................................................................................3 2.2 Pengertian Genetika Populasi............................................................................3 2.3 Defenisi Hukum Hardy-Weinberg......................................................................5 2.3 Ciri-Ciri Hukum Keseimbangan Hardy-Weinberg.............................................7 2.4 Frekuensi Alel Dan Frekuensi Genotif Dalam Populasi...................................7 2.5 Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Frekuensi GEN......................................8 2.6 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Frekuensi Gen Dan Keanekaragaman (Variabilitas) Genetic.......................................................................................10 2.7 Hubungan Genetika Populasi Dengan Cabang Ilmu Biologi Lainnya.............11

BAB III PENUTUP................................................................................................13 3.1 Kesimpulan......................................................................................................13 3.2 Saran.................................................................................................................13

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................14

3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Populasi adalah suatu kelompok individu sejenis yang hidup pada suatu daerah tertentu. Genetik populasi adalah cabang dari ilmu genetika yang mempelajari gen-gen dalam populasi dan menguraikannya secara matematik akibat dari keturunan pada tingkat populasi. Suatu populasi dikatakan seimbang apabila frekuensi gen dan frekuensi genetik berada dalam keadaan tetap dari setiap generasi (Suryo 1994: 344). Pola pewarisan suatu sifat tidak selalu dapat dipelajari melalui percobaan persilangan buatan. Pada tanaman keras atau hewan-hewan dengan daur hidup panjang seperti gajah, misalnya, suatu persilangan baru akan memberikan hasil yang dapat dianalisis setelah kurun waktu yang sangat lama. Demikian pula, untuk mempelajari pola pewarisan sifat tertentu pada manusia jelas tidak mungkin dilakukan percobaan persilangan. Pola pewarisan sifat pada organisme-organisme semacam itu harus dianalisis menggunakan data hasil pengamatan langsung pada populasi yang ada. Seluk-beluk pewarisan sifat pada tingkat populasi dipelajari pada cabang genetika yang disebut genetika populasi. Ruang lingkup genetika populasi secara garis besar oleh beberapa penulis dikatakan terdiri atas dua bagian, yaitu (1) deduksi prinsip-prinsip Mendel pada tingkat populasi, dan (2) mekanisme pewarisan sifat kuantitatif. Untuk mempelajari pola pewarisan sifat pada tingkat populasi terlebih dahulu perlu difahami pengertian populasi dalam arti genetika atau lazim disebut juga populasi Mendelian. Populasi mendelian ialah sekelompok individu suatu spesies yang bereproduksi secara seksual, hidup di tempat tertentu pada saat yang sama, dan di antara mereka terjadi perkawinan (interbreeding) sehingga masing-masing akan memberikan kontribusi genetik ke dalam lungkang gen (gene pool), yaitu

4

sekumpulan informasi genetik yang dibawa oleh semua individu di dalam populasi.

1.2 Rumusan masalah Adapun rumusan masalah dalam makalah ini ialah : 1. Apa yang dimaksud dengan Genetika Populasi ? 2. Apa Hukum Hardy-Weinberg ? 3. Apa saja Ciri-Ciri Hukum Keseimbangan Hardy-Weinberg ? 4. Bagaimana Frekuensi Alel dan Frekuensi Genotif Dalam Populasi ? 5. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi frekuansi GEN ? 6. Bagaimana Hubungan Genetika Populasi Dengan Cabang Ilmu Biologi Lainnya?

1.3 Tujuan Tujuan dari makalah genetika populasi ini yaitu, 1. Untuk lebih dapat mengetahui apa itu genetika populasi 2. Mengetahui hukum Hardy-Weinberg 3. Mengetahui ciri-ciri Hukum Hardy-Weinberg 4. Mengetahui frekuensi alel dan frekuensi genotif dalam populasi 5. Mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi frekuensi gen 6. Mengetahui hubungan genetika populasi dengan cabang ilmu lainnya

1.4 Manfaat Dengan adanya makalah ini, semoga dapat menambah pengetahuan para pembaca tentang genetika khususnya mempelajari tentang genetika populasi

5

BAB II ISI PEMBAHASAN

2.1 Pengertian genetika populasi Genetika populasi adalah bidang biologi yang mempelajari komposi genetik populasi biologi, dan perubahan dalam komposisi genetik yang dihasilkan dari pengaruh berbagai faktor, termasuk seleksi alam. Genetika populasi mengejar tujuan mereka dengan mengembangkan model matematis abstrak dinamika frekuensi gen, mencoba untuk mengambil kesimpulan dari model-model tentang pola-pola kemungkinan variasi genetika populasi yang sebenarnya, dan menguji kesimpulan terhadap data empiris. Gen merupakan unit dasar yang meneruskan sifat-sifat dari satu generasi ke generasi berikutnya. Tapi apa yang terjadi ketika Anda mengubah frekuensi gen? Pada dasarnya, evolusi adalah perubahan frekuensi gen dalam populasi. Genetika populasi terikat erat dengan studi tentang evolusi dan seleksi alam, dan sering dianggap sebagai landasan teori Darwinisme modern. Ini karena seleksi alam merupakan salah satu faktor yang paling penting yang dapat mempengaruhi komposisi genetik populasi. Seleksi alam terjadi ketika beberapa varian dalam populasi-out mereproduksi varian lainnya, sebagai akibat karena lebih disesuaikan dengan lingkungan, atau yang lebih cocok. Menganggap perbedaan kebugaran setidaknya sebagian karena perbedaan genetik, ini akan menyebabkan make up genetik populasi yang akan diubah dari waktu ke waktu. Aspek yang dimaksud masuk ke dalam ranah ilmu genetika yaitu clasical genetics, molecular genetics dan genetika populasi. Quantitative genetics yang membahas secara mendalam berbagai macam sifat kuantitatif seperti tinggi badan, berat badan, IQ, kepekaan terhadap penyakit, dan sebaginya masuk ke dalam ilmu genetika populasi. Ilmu genetika populasi pula yang mendukung teori evolusi yang dikemukaan oleh Charles Darwin 150 tahun lalu. Ilmu ini menggunakan berbagai macam pendekatan statistik untuk membuktikan, menjelaskan atau mendeteksi adanya perubahan organisme dalam lingkungan oleh sebab adanya doronganevolusi (evolutionary force). Dari sinilah

6

lahir istilah Neo-Darwinism Dalam Neo-Darwinism, evolusi dideskripsikan sebagai perubahan frekuensi alel yang ada dalam populasi di tempat dan waktu tertentu oleh sebab adanya evolutionary force. Evolutionary force yang dimaksud di sini terdiri dari: 1) Mutation, sebagai the building block of evolution, ia cenderung meningkatkan variasi genetis atau frekuensi alel yang menjadi subyek seleksi alam. 2) Natural Selection, terdiri dari directional selection, stabilizing selection dan disruptiveselection 3) random genetic drift, yang cenderung menekan variasi genetis. 4) Non-random mating yang meningkatkan homozigositas fenotip tanpa mempengaruhi frekuensi alel 5) migration, yang mendorong kesamaan frekuensi alel antar populasi yang berbeda. Untuk mempelajari pola pewarisan sifat pada tingkat populasi terlebih dahulu perlu difahami pengertian populasi dalam arti genetika atau lazim disebut juga populasi Mendelian. Populasi mendelian ialah sekelompok individu suatu spesies yang bereproduksi secara seksual, hidup di tempat tertentu pada saat yang sama, dan di antara mereka terjadi perkawinan (interbreeding) sehingga masingmasing akan memberikan kontribusi genetik ke dalam lungkang gen (gene pool), yaitu sekumpulan informasi genetik yang dibawa oleh semua individu di dalam populasi. Deskripsi susunan genetik suatu populasi mendelian dapat diperoleh apabila kita mengetahui macam genotipe yang ada dan juga banyaknya masingmasing genotipe tersebut. Sebagai contoh, di dalam populasi tertentu terdapat tiga macam genotipe, yaitu AA, Aa, dan aa. Maka, proporsi atau persentase genotipe AA, Aa, dan aa akan menggambarkan susunan genetik populasi tempat mereka berada. Adapun nilai proporsi atau persentase genotipe tersebut dikenal dengan istilah frekuensi genotipe. Jadi, frekuensi genotipe dapat dikatakan sebagai proporsi atau persentase genotipe tertentu di dalam suatu populasi. Dengan perkataan lain, dapat juga didefinisikan bahwa frekuensi genotipe adalah proporsi atau persentase

7

individu di dalam suatu populasi yang tergolong ke dalam genotipe tertentu. Pada contoh di atas jika banyaknya genotipe AA, Aa, dan aa masing-masing 30, 50, dan 20 individu, maka frekuensi genotipe AA = 0,30 (30%), Aa = 0,50(50%), dan aa = 0,20 (20%).

2.2 Defenisi Hukum Hardy-Weinberg Hukum Hardy-Weinberg ditemukan oleh ahli Fisika W. Weinberg dan ahli Matematika G.H. Hardy pada tahun 1908. Kedua ahli tersebut berasal dari Inggris. Hukum ini menyatakan bahwa dalam suatu kondisi tertentu yang stabil, frekuensi gen dan frekuensi genotif akan tetap konstan dari satu generasi ke generasi dalam suatu populasi yang berbiak seksual. Hukum Hardy-Weinberg ini berfungsi sebagai parameter evolusi dalam suatu populasi. Bila frekuensi gen dalam suatu populasi selalu konstan dari generasi ke generasi, maka populasi tersebut tidak mengalami evolusi. Bila salah satu saja syarat tidak dipenuhi maka frekuensi gen berubah, artinya populasi tersebut telah dan sedang mengalami evolusi Untuk menjelaskan hukum ini digunakan contoh perkawinan sapi Shorthon warna merah, putih, dan roan. Seperti diketahui, sifat ini dikontrol oleh dua alel yang kodominan yaitu alel merah (R) dan alel putih (r). Jika kita asumsikan bahwa frekuensi gen merah adalah p dan frekuensi gen putih adalah q, dengan p = 0,7 dan q = 0,3 maka proporsi gen sapo merah RR adalah p2 = 0,49 , proporsi gen sapi putih adalah q2 = 0,09 dan proporsi sapi roan = 2pq = 2 (0,7)(0,3) = 0,42. Akan dua didepan pq disebabkan oleh adanya dua kemungkinan terbentuknya sapi roan yaitu dari pertemuan sperma yang mengandung gen R dengan sel besar dengan sel telur yang mengandung gen r dan dari sperma yang mengandung gen r sperma dengan sel telur yang mengandung gen R. Hukum Hardy-Weinberg ini berfungsi sebagai parameter evolusi dalam suatu populasi. Bila frekuensi gen dalam suatu populasi selalu konstan dari generasi ke generasi, maka populasi tersebuttidak mengalami evolusi. Bila salah satu saja syarat tidak dipenuhi maka frekuensi gen berubah, artinya populasi tersebut telah dan sedang mengalami evolusi.

8

Ada dua hal yang perlu diperhatikan sehubungan dengan hukum Hardy Weinberg yaitu : 

Jumlah frekuensi gen dominan dan resesif ( p + q ) adalah 1.



Jumlah proporsi dari ketiga macam genotif ( p2 + 2pq + q2 ) adalah 1. Jadi pada dasarnya hukum ini menyatakan bahwa frekuensi gen dominan

dan resesif. Pada sutau populasi yang cukup besar tidak akan berubah dari satu generasi ke generasi lainnya. Keadaan populasi yang demikian disebut dlaam keadaan equilibrium (dalam keadaan seimbang). Susunan genetik ini akan tetap dan tidak berubah jika beberapa keadaan terpenuhi antara lain : 

Tidak ada mutasi atau mutasi berjalan seimbang (jika gen A bermutasi menjadi gen a, maka harus ada gen a yang menjadi gen A dalam jumlah yang sama).



Tidak terjadi seleksi alam.



Tidak ada migrasi.



Perkawinan acak.



Populasi besar. Hukum Hardy-Weinberg dirumuskan sebagai berikut : P2 + 2PQ + Q2

Sebagai contoh alel gen A dan a, maka menurut persamaan diatas adalah : P2

= Frekuensi Individu Homozigot AA

2PQ

= Frekuensi Individu Heterzigot Aa

Q2

= Frekuensi Individu Homozigote aa.

Rumus ini berlaku dengan syarat sebagai berikut : 1. Mutasi tidak terjadi atau mutasi menguntungkan sama jumlahnya dengan mutasi yang merugikan 2. Semua anggota [populasi tersebut mempunyai kesempatan yang sama untuk mengawini anggota populasi (perkawinan acak atau panmiksi) 3. Tidak terjadi imigrasi atau jumlah individu yang berimigrasi adalah sama dengan yang berimigrasi

9

4. Semua alela mempunyai kemungkinan yang sama untuk berada dalam populasi, tidak ada yang lebih unggul dari yang lain. Dengan perkataan lain, seleksi alam tidak terjadi. 5. Jumlah populasi tetap, atau jumlah individu yang mati sama dengan jumlah individu yang lahir 6. Populasi berjumlah besar sehingga factor kebetulan tidak terjadi atau dapat diabaikan.

2.3 Ciri-Ciri Hukum Keseimbangan Hardy-Weinberg Adapun ciri-ciri dalam hokum keseimbangan Hardy-Weinberg, antara lain: 1. Jumlah frekuensi genotype harus sama dengan 1, yaitu p 2(CC) + 2pq(Cc) + q2(cc)=1 2. Hubungan p2 + 2pq + q2 tetap, tidak peduli besarnya frekuensi alel permulaan (p atau q) dapat bernilai 0 sampai 1), yaitu frekuensi genotype pada saat keseimbangan hanya tergantung pada frekuensi alel permulaan dan tidak tergantung dari frekuensi genotype dari populasi asal. 3. Keseimbangan dapat tercapai dalam satu generasi; kemudian frekuensi alel dan genotip tidak berubah dari generasi ke generasi asal syarat-syarat keseimbangan Hardy-Weinberg terpenuhi. 4. Frekuensi alel dapat ditentukan dari frekuensi satu genotype yang diketahui. 5. Bila suatu populasi dalam keseimbangan, maka frekuensi alel dapat dihitung apabila diketahui srekuensi satu genotip homozigot. Umpama saudara menangkap suatu contoh tikus dari pertanaman padi dan diperoleh frekuensi no-agouti (aa) adalah 0,509 persen.

2.4 Frekuensi Alel dan Frekuensi Genotif Dalam Populasi Untuk mempelajari komposisi dan variasi genetik suatu populasi, maka seorang peneliti Genetika Populasi harus mampu menggambarkan lengkang gen populasi tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan menghitung frekuensi genotip dan frekuensi alel populasi tersebut. Jika gamet yang dihasilkan oleh suatu populasi ditetapkan sebagai suatu campuran unit-unit genetik yang akan

10

menimbulkan generasi berikutnya, kita mempunyai konsep suatu lengkang gen. Misalnya dalam lengkang gen: p adalah frekuensi alel A atau alel dominan q adalah frekuensi alel a atau alel resesif Dengan demikian frekuensi genotip yang diharapkan pada generasi berikutnya adalah: p2 (AA) + 2pq(Aa) + q2(aa)

= 1 yang berasal dari :

f (AA)

= (p x p) = p2

f (Aa)

= (p x q) + (p x q) = 2pq

f (aa)

= (q x q) = q2

Sedangkan frekuensi alel adalah p(A) + q(a) = 1 Berdasarkan hal di atas, beberapa peneliti genetika populasi ada yang menganggap bahwa frekuensi alel adalah frekuensi gen atau gamet, sedangkan frekuensi genotip adalah frekuensi zigot. Penggunaan frekuensi alel memiliki kelebihan bila dibandingkan dengan frekuensi genotip. Sebagai contoh jika suatu lokus memiliki 3 alel (A1, A2, A3), maka frekuensi genotip yang harus dihitung ada 6 yaitu genotip A1A1, A1A2, A1A3, A2A2, A2A3, A3A3, sedangkan frekuensi alel yang harus dihitung hanya 3, yaitu frekuensi A1, A2, dan A3.

2.5 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Frekuensi GEN 1. Seleksi Seleksi merupakan suatau proses yang melibatkan kekuatan – kekuatan untuk menentukan ternaka mana yang boleh berkembang biak pada generasi selanjutnya. Kekuaktan – kekuatan itu bisa di kontrol se0penuhnya oleh alam yang disebut seleksi alam. Jika kekuatan itu di kontrol oleh manusia maka prosesnya disebut seleksi buatan kedua macam seleksi itu akan merubah frekuensi gen yang sat relatif terhadap alelnya. Laju perubahan frekuensi pada seleksi buatan jika dibandingkan dengan seleksi alam. Untuk mendemonstrasikan peran seleksi dalam mengubah frekuesni gen, diambil suatu contoh populasi yang terdiri dari beberapa ribu sap yang bertanduk dan yang tidak bertanduk. Jika diasunsikan bahwa frekuensi gen yang bertanduk

11

dan yang tidak bertandu pada populasi tersebut masing – masing 0,5 ( bila terjadi kawin acak) maka sekitar 75% dari total sapi yang ada tidak bertanduk dan 25% bertanduk. Dari 75% sapi yang tidak bertanduk sebanyak 1/3 bergenotip hemozigot dan 2/3 bergenotip heterozigot.

2. Mutasi Mutasi adalah suatu perubahan kimia gen yang berakibat berubahnya fungsi gen. Jika gen mengalami mutasi dengan kecepatan tetap maka frekuensi gen akan sedikit menurun, sedangkan frekuensi alel akan meningkat. Laju mutasi bervariasi dari suatu kejadian mutasi ke kejadian mutasi lain. Namun, laju relatif rendah ( kira – kira satu dalam satu juta pengandaan ge) sebagai gambaran, diambil contoh frekuensi gen merah pada sapi angus, yaitu antara 0.05-0.08. jika terjadi kawin acak maka akan dijumpai 25-64 ekor sapi merh dari setiap 10.000 kelahiran. Anak sapi yang berwarna merah dan juga tetua yang heterozigot akan dikeluarkan dari peternakan. Secara teoritis frekuensi gen merah akan menurun mendekati angkan nol, namun kenyataan frekuensi gen merah tetap anata 0.050.08 dari suatu generasi ke generasi berikutnya hal itu bisa dijalaskan dengan mengunakkan teori mutasi. Diduga bahwa laju mutasi gen hitam menjadi gen merah sama dengan laju seleksi terhadaap gen merah sehingga tercapai suatu keseimbangan.

3. Pencampuran populasi Percampuran dua populasi yang frekuensi gennya berbeda dapat mengubah frekuensi gen tertentu. Frekuenssi gen ini merupakan rataan dari frekuensi gen dari dua populasi yang bercampur. Jika seorang peternak memiliki 150 ekor sapi dengan frekuensi bertanduk dengan = 0.95 ( bila terjadi kawin acak) maka sekitar 90% dari sapi – sapinya akan bertanduk. Selanjutnya, jika diasumsikan bahwa ada enam pejatan baru yang diamsukkan ke peternakan utnuk memperbaiki mutu geneteik terna – ternak yang ada. Dari enam pejantan dimasukkan terdapat satu ekor yang bertanduk, dua ekor yang tidak bertanduk heterozigot dan tiga ekor yang tidak bertanduk

12

homozigot. Frekuensi gen bertanduk pada kelompok pejantan = 1/6 = 0.033. dengan asumsi bahwa tidak ada sapi lain yang masuk kedalam peternakan maka frekuensi gen bertanduk pada populasi itu setelah terjadi kawin acak, selama satu generasi ( 0.950 + 0.333) / 2 = 0.064

4. Silang dalam (inbreeding ) dan sialng luar (outbreeding) Silang dalam merupakan salah satu bentuk isolasi secara genetik. Jika suatu populais terisolasi, silang dalam cenderung terjadi karena adanya keterbatasan pilihan dalam proses perkawinan. Jika silang dalam terjadi anatara grup ternak yang tidak terisolasi secara ...