Modul Genetika

5/28/2018 Modul Genetika

1/89

BAB I

REKOMBINASI DNAREKOMBINASI DNAREKOMBINASI DNAREKOMBINASI DNA

Teknologi DNA rekombinan

Teknik DNA rekombinan adalah rekayasa genetika untukmenghasilkan sifat baru dengan cara merekombinasikan gen tertentudengan DNA genom. Teknik DNA rekombinan merupakankumpulan bertujuan untuk merekombinasi gen dalam tabung reaksi.

Teknik DNA rekombinan meliputi isolasi DNA, teknik memotongDNA, teknik menggbung DNA dan teknik untuk memasukan DNAke dalam sel hidup. Teknologi DNA rekombinan atau sering disebutjuga rekayasa genetika ini adalah suatu ilmu yang mempelajaripembentukan kombinasi materi genetik yang baru dengan carapenyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehinggamemungkinkannya terjadinya integrasi dan mengalami perbanyakandalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang.Manfaat rekayasa genetika ini diantaranya adalah dimungkinkannyamelakukan isolasi dan mempelajari fungsi masing-masing gen danmekanisme kontrolnya. Selain itu, rekayasa genetika jugamemungkinkan diperolehnya suatu produk dengan sifat tertentudalam waktu lebih cepat dan jumlah lebih besar daripada produksisecara konvensional. Sejak jaman dahulu, nenek moyang kita telahmengetahui adanya keanekaragaman makhluk hidup.Keanekaragaman makhluk hidup ini memungkinkan manusia untukmemilih jenis makhluk hidup yang dikehendakinya. Salah satu upayanenek moyang kita dalam memilih jenis makhluk hidup yang ungguladalah dengan breeding atau mengawinkan beberapa spesies ungguluntuk didapatkan keturunan yang unggul pula dan memiliki sifat darikedua induknya. Dengan semakin berkembangnya ilmu genetika danditemukannya gen, maka manusia pun memiliki alternatif lain yanglebih efektif yaitu melalui teknik rekayasa genetika (Genetic Engineering)dengan cara melakukan perubahan langsung pada DNA. Salah satuupaya yang dilakukan adalah dengan DNA rekombinan. Teknik DNA

rekombinan adalah suatu teknik di dalam rekayasa genetika untuk


2/89

menghasilkan sifat baru dengan cara merekombinasikan gen tertentudengan DNA genom. Teknik DNA rekombinan merupakankumpulan teknik untuk merekombinasi gen dalam tabung reaksi.

Teknik itu diantaranya isolasi DNA, teknik memotong DNA, teknikmenggbung DNA dan teknik untuk memasukan DNA ke dalam sel

hidup. Setelah DNA rekombinan terbentuk maka dilakukan prosestransformasi ke host cell kemudian dilkakukan proses inkubasi selbakteri tersebut. Setelah dilakukan inkubasi maka sel bakteri dapatdiuji kehadiran DNA rekombinannya yaitu melalui uji antibiotik, ujimedium seleksi dan seleksi putih biru. Setelah didapatkan bakteridengan DNA rekombinan maka dilakukan purifikasi untukmengisolasi gen yang direplikasi.

Secara klasik analisis molekuler protein dan materi lainnyadari kebanyakan organisme ternyata sangat tidak mudah untukdilakukan karena adanya kesulitan untuk memurnikannya dalamjumlah besar. Namun, sejak tahun 1970-an berkembang suatu

teknologi yang dapat diterapkan sebagai pendekatan dalam mengatasimasalah tersebut melalui isolasi dan manipulasi terhadap gen yangbertanggung jawab atas ekspresi protein tertentu atau pembentukansuatu produk. Teknologi yang dikenal sebagai teknologi DNArekombinan, atau dengan istilah yang lebih populer rekayasa genetika,ini melibatkan upaya perbanyakan gen tertentu di dalam suatu selyang bukan sel alaminya sehingga sering pula dikatakan sebagaikloning gen. Banyak definisi telah diberikan untuk mendeskripsikanpengertian teknologi DNA rekombinan. Salah satu di antaranya, yangmungkin paling representatif, menyebutkan bahwa teknologi DNArekombinan adalah pembentukan kombinasi materi genetik yang baru

dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektorsehingga memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalamiperbanyakan di dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagaisel inang. Teknologi DNA rekombinan mempunyai dua segi manfaat.Pertama, dengan mengisolasi dan mempelajari masing-masing genakan diperoleh pengetahuan tentang fungsi dan mekanismekontrolnya. Kedua, teknologi ini memungkinkan diperolehnyaproduk gen tertentu dalam waktu lebih cepat dan jumlah lebih besardaripada produksi secara konvensional. Pada dasarnya upaya untukmendapatkan suatu produk yang diinginkan melalui teknologi DNArekombinan melibatkan beberapa tahapan tertentu. Tahapan-tahapan

tersebut adalah isolasi DNA genomik atau kromosom yang akan


3/89

diklon, pemotongan molekul DNA menjadi sejumlah fragmendengan berbagai ukuran, isolasi DNA vektor, penyisipan fragmenDNA ke dalam vektor untuk menghasilkan molekul DNArekombinan, transformasi sel inang menggunakan molekul DNArekombinan, reisolasi molekul DNA rekombinan dari sel inang, dan

analisis DNA rekombinan.

Dasar teknologi DNA rekombinan

Bakteri memiliki mekanisme seksual yang telah dibuktikanpada tahun 1946. Konsekwensi dari mekanisme seksual adalah:1. Menyebabkan terbentuknya kombinasi gen-gen yang berasal dari

dua sel yang berbeda2. Terjadi pertukaran DNA atau gen dari satu sel ke sel yang lain.

Mekanisme seksual ini tidak bersifat reproduktif atau tidakmenghasilkan keturunan

Gambar 1. Hasil Penelitian Lederberg dan Tatum

Transfer DNA atau perpindahan DNA atau perpindahanDNA ke dalam bakteri dapat melalui tiga cara, yaitu konjugasi,transformasi, dan transduksi. DNA yang masuk ke dalam sel bakteriselanjutnya dapat berintegrasi dengan DNA atau kromosom bakterisehingga terbentuk kromosom rekombinan. Konjugasi merupakanperpindahan DNA dari satu sel (sel donor) ke dalam sel bakterilainnya (sel resepien) melalui kontak fisik antara kedua sel. Sel donormemasukkan sebagian DNA-nya ke dalam sel resepien. TransferDNA ini melalui pili seks yang dimiliki oleh sel donor. Sel resepientidak memiliki pili seks. DNA dari sel resepie berpindah ke selresipien secara replikatif sehingga setelah proses ini selesai, sel jantan


4/89

tidak kehilangan DNA. Ke dua sel tidak mengalami peningkatanjumlah sel dan tidak dihasilkan sel anak. Oleh karena itu, proseskonjugasi disebut juga sebagai proses atau mekanisme seksual yangtidak reproduktif.

Gambar 2.Proses konjugasi

Gambar 3. Proses konjugasi yang menyebabkan resistensi pada plasmid


5/89

Transformasi merupakan pengambilan DNA oleh bakteri darilingkungan di sekelilingnya. DNA yang berada di sekitar bakteri(DNA asing) dapat berupa potongan DNA atau fragmen DNA yangberasal dari sel bakteri yang lain atau organisme yang lain. MasuknyaDNA dari lingkungan ke dalam sel bakteri ini dapat terjadi secara

alami. Pada tahun 1928 ditemukan strain bakteri yang tidak virulendapat berubah sifatnya menjadi virulen disebabkan adanya strain yangtidak virulen dicampur dengan sel-sel bakteri strain virulen yang telahdimatikan. Tahun 1944 ditemukan bahwa perubahan sifat atautransformasi dari bakteri yang tidak virulen menjadi virulendisebabkan oleh adanya DNA dari sel bakteri strain virulen yangmasuk ke dalam bakteri strain yang tidak virulen.

Gambar 4. Proses transformasi

Gambar 5. Proses transformasi pada sel bakteri


6/89

Transduksi adalah cara pemindahan DNA dari satu sel kedalam sel lainnya melalui perantaraan bakteriofage. Beberapa jenis

virus berkembang biak di dalam sel bakteri. Virus-virus yang inangnyaadalah bakteri sering disebut bakteriofag atau fage. Ketika virusmenginfeksi bakteri, fage memasukkan DNA-nya ke dalam sel

bakteri. DNA tersebut kemudian akan bereplikasi di dalam sel bakteriatau berintegrasi dengan kromosom baketri. DNA fage yang dikemasketika membentuk partikel fage baru akan membawa sebagian DNAbakteri yang menjadi inangnya. Selanjutnya jika fage tersebutmenginfeksi bakteri yang lain, maka fage akan memasukkan DNA-nya yang sebagian mengandung DNA sel inang sebelumnya. Jadi,secara alami fage memindahkan DNA dari satu sle bakteri ke bakteriyang lain.

Gambar 6. Proses transduksi pada sel bakteri

Perangkat teknologi DNA rekombinanAdapun perangkat yang digunakan dalam teknik DNA

rekombinan diantaranya enzim restriksi untuk memotong DNA,enzim ligase untuk menyambung DNA dan vektor untukmenyambung dan mengklonkan gen di dalam sel hidup, transposonsebagai alat untuk melakukan mutagenesis dan untuk menyisipkanpenanda, pustaka genom untuk menyimpan gen atau fragmen DNAyang telah diklonkan, enzim transkripsi balik untuk membuat DNAberdasarkan RNA, pelacak DNA atau RNA untuk mendeteksi genatau fragmen DNA yang diinginkan atau untuk mendeteksi klon yang


7/89

benar. Vektor yang sering digunakan diantarnya plasmid, kosmid danbakteriofag.

Gambar 7. Plasmid bakteri sebagai vektor

Enzim restriksi digunakan untuk memotong DNA. Enzimrestriksi mengenal dan memotong DNA pada sekuens spesifik yangpanjangnya empat sampai enam pasang basa. Enzim tersebut dikenaldengan nama enzim endonuklease restriksi. Berikut ini adalahmacam-macam enzim endonuklease restriksi.

Tabel 1. Enzim restriksi yang sering digunakan pada proses rekombinasi DNA

Enzyme SourceRecognition

SequenceCut

EcoRI Escherichia coli

5'GAATTC

3'CTTAAG

5'---G AATTC---3'

3'---CTTAA G---5'

EcoRII Escherichia coli5'CCWGG3'GGWCC

5'--- CCWGG---3'3'---GGWCC ---5'

BamHIBacillusamyloliquefaciens

5'GGATCC3'CCTAGG

5'---G GATCC---3'3'---CCTAG G---5'

HindIIIHaemophilusinfluenzae

5'AAGCTT3'TTCGAA

5'---A AGCTT---3'3'---TTCGA A---5'

TaqI Thermus aquaticus5'TCGA

3'AGCT

5'---T CGA---3'

3'---AGC T---5'


8/89

NotI Nocardia otitidis5'GCGGCCGC3'CGCCGGCG

5'---GC GGCCGC---3'3'---CGCCGG CG---5'

HinfIHaemophilus

influenzae

5'GANTCA

3'CTNAGT

5'---G ANTC---3'

3'---CTNA G---5'

Sau3A Staphylococcus aureus5'GATC3'CTAG

5'--- GATC---3'3'---CTAG ---5'

PovII* Proteus vulgaris5'CAGCTG3'GTCGAC

5'---CAG CTG---3'3'---GTC GAC---5'

SmaI* Serratia marcescens5'CCCGGG3'GGGCCC

5'---CCC GGG---3'3'---GGG CCC---5'

HaeIII*Haemophilusaegyptius

5'GGCC3'CCGG

5'---GG CC---3'3'---CC GG---5'

HgaI[33]

Haemophilus

gallinarum

5'GACGC

3'CTGCG

5'---NN NN---3'

3'---NN NN---5'

AluI* Arthrobacter luteus5'AGCT3'TCGA

5'---AG CT---3'3'---TC GA---5'

EcoRV* Escherichia coli5'GATATC3'CTATAG

5'---GAT ATC---3'3'---CTA TAG---5'

EcoP15I Escherichia coli5'CAGCAGN25NN3'GTCGTCN25NN

5'---CAGCAGN25NN ---3'3'---GTCGTCN25NN---5'

KpnI[34] Klebsiella pneumoniae 5'GGTACC3'CCATGG 5'---GGTAC C---3'3'---C CATGG---5'

PstI[34] Providencia stuartii5'CTGCAG3'GACGTC

5'---CTGCA G---3'3'---G ACGTC---5'

SacI[34]Streptomycesachromogenes

5'GAGCTC3'CTCGAG

5'---GAGCT C---3'3'---C TCGAG---5'

SalI[34] Streptomyces albus5'GTCGAC3'CAGCTG

5'---G TCGAC---3'3'---CAGCT G---5'

ScaI[34]Streptomycescaespitosus

5'AGTACT3'TCATGA

5'---AGT ACT---3'3'---TCA TGA---5'


9/89

SpeI Sphaerotilus natans5'ACTAGT3'TGATCA

5'---A CTAGT---3'3'---TGATC A---5'

SphI[34]Streptomyces

phaeochromogenes5'GCATGC3'CGTACG

5'---G CATGC---3'3'---CGTAC G---5'

StuI[35][36] Streptomycestubercidicus 5'AGGCCT3'TCCGGA 5'---AGG CCT---3'3'---TCC GGA---5'

XbaI[34] Xanthomonas badrii5'TCTAGA3'AGATCT

5'---T CTAGA---3'3'---AGATC T---5'

Ada beberapa bagian terpenting yang selalu digunakan dalamrekayasa genetika.Yang pertama adalah enzim seluler dan yang keduaadalah vektor. Hal tersebut akan dibahas sebagai berikut:

Enzim seluler

Enzim yang dipakai oleh orang-orang bioteknologi dalammemanipulasi DNA diantaranya adalah enzim Endonuklease, yaituenzim yang mengenali batas-batas sekuen nukleotida spesifik danberfungsi dalam proses restriction atau pemotongan bahan-bahangenetik. Penggunaan enzim ini yang paling umum antara lain padasekuen palindromik. Enzim ini dibentuk dari bakteri yang dibuatsedemikian rupa sehingga dapat menahan penyusupan DNA, sepertigenom bacteriophage.Ada juga DNA polimerisasi, yaitu enzim yangbiasa dipakai untuk meng-copy DNA. Enzim ini mengsintesis DNAdari sel induknya dan membentuk DNA yang sama persis ke selinduk barunya. Enzim ini juga bisa didapatkan dari berbagai jenis

organisme, yang tidak mengherankan, karena semua organisme pastiharus meng-copy DNA mereka. Selain DNA polimerisasi, ada jugaenzim RNA polimerisasi yang berfungsi untuk membaca sekuenDNA dan mengsintesis molekul RNA komplementer. Seperti halnyaDNA polimerisasi, RNA polimerisasi juga banyak ditemukan dibanyak organisme karena semua organisme harus merekamgennya.Selanjutnya yang akan dibahas adalah enzim DNA ligase.Enzim DNA ligase merupakan suatu enzim yang berfungsi untukmenyambungkan suatu bahan genetik dengan bahan genetik yanglain. Contohnya saja, enzim DNA ligase ini dapat bergabung denganDNA (atau RNA) dan membentuk ikatan phosphodiester baru antara


10/89

DNA (atau RNA) yang satu dengan lainnya.Kemudian, ada pulaenzim reverse transcriptases yang berfungsi membentuk blue-printdari molekul RNA membentuk cDNA (DNA komplementer). Enzimini dibuat dari virus RNA yang mengubah genom RNA virus menjadiDNA ketika virus menginfeksi inangnya. Enzim ini biasa dipakai

ketika bertemu dengan gen eukariotik yang biasanya terpisah-pisahmenjadi potongan kecil dan dipisahkan oleh introns dalamkromosom.

Vektor natural

Sebagai salah satu cara untuk memanipulasi DNA di luar sel,para ilmuwan dalam bioteknologi harus bisa membuat suatu tempatyang keadaannya stabil dan cocok dengan tempat DNA yangdimanipulasi. Sekali lagi, alam telah memberikan solusi dari masalahini. Vektor disini bisa diartikan sebagai alat yang membawa DNA ke

dalam sel induk barunya. Agar suatu metode dalam rekayasa genetikadianggap berhasil, di dalam vektor, DNA hasil rekombinanseharusnya benar-benar hanya dibawa setelah sebelumnya DNArekombinan digabungkan dengan DNA vektor melalui enzim ligase.Namun di dalam vektor, DNA rekombinan tidak termutasi lagimembentuk DNA dengan sifat baru. Contoh dari vektor natural darialam adalah plasmid dan virus atau bacteriophage.

Manfaat teknologi rekombinan DNA

Aplikasi teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi

diantaranya adalah produksi vaksin, insulin, antibodi dan sebagainya.Misalkan saja insulin yang digunakan untuk mengatasi diabetesdiproduksi dengan menggunakan teknik DNA rekombinan. Geninsulin yang berasal dari sapi kemudian ditentukan urutan DNA-nyasetelah itu direkombinasikan di dalam suatu vektor misal plasmidkemudian dimasukan dalam sel bakteri. Selanjutnya bakteri inimengalami transformasi dan bisa menghasilkan insulin. Ini adalahsalah satu contoh aplikasi teknik DNA rekombinan dalambioteknologi. Beberapa produk DNA rekombinan yang digunakandalam terapi manusia, diantaranya : Insulin untuk penderita diabetes

Faktor VIII untuk laki-laki menderita hemofilia a


11/89

Faktor IX untuk hemofilia b Hormon pertumbuhan manusia (hgh) Erythropoietin (epo) untuk mengobati anemia Beberapa jenis interferon Beberapa interleukin

Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (gm-csf)untuk menstimulasi sumsum tulang setelah transplantasi sumsumtulang

Granulocyte koloni-stimulating factor (g-csf) untuk merangsangneutrofil produksi, misalnya, setelah kemoterapi dan untukmemobilisasi sel induk hematopoietik dari sumsum tulang kedalam darah.

Aktivator plasminogen jaringan (tpa) untuk melarutkan gumpalandarah

Adenosin deaminase (ada) untuk mengobati beberapa bentuksevere combined immunodeficiency (scid)

Hormon paratiroid Beberapa antibodi monoklonal Antigen permukaan hepatitis B untuk vaksinasi terhadap virus

hepatitis B C1 inhibitor (c1inh) digunakan untuk mengobati edema

angioneurotic turun-temurun.


12/89

Gambar 8. Pembuatan Tanaman Transgenik dengan teknik rekombinasi DNA

Rekombinasi terjadi akibat adanya perubahan susunan basanitrogen dan sifat yang dibawa oleh suatu individu, berbeda dari sifatparentalnya. Rekombinan terjadi secara alami, baik melalui induksi,transformasi, konjugasi, maupun akibat dari adanya suatu crossing over

saat meiosis. Rekombinasi DNA dapat terjadi baik secara alamimaupun buatan oleh manusia. Rekombinasi terjadi sebagai suatubentuk untuk bertahan dan beradaptasi terhadap perubahan yangterjadi. Pada tahun 1962 berhasil diisolasi genom bakteriofage dariplasmid sel bakteri. Genom bakteriofag ini menyebabkan terjadinyarekombinasi DNA bakteri. Rekombinasi DNA bakteri terjadi melalui3 mekanisme yang berbeda, yaitu adanya transduksi, transformasi,dan konjugasi. Berikut merupaan meknisme terjadinya rekombinasipada bakteri.


13/89

Gambar 9. Bakteriofag mengakibatkan terjadinya rekombinasi pada bakterimelalui mekanisme transduksi

Gambar 10. Rekombinasi yang terjadi diakibatkan oleh induksi materi genetikdari bakteriofage


14/89

Transduksi merupakan suatu bentuk rekombinasi yangdisebabkan adanya induksi dari bakteriofage. DNA virus menempelpada plasmid bakteri ketika bakteriofag menginfeksi bakteri.Bakteriofag memiliki suatu mekanisme tersebdiri untuk membukapita DNA bakteri. Bakteriofag memiliki enzim yang mirip dengan

DNA polimmerase I dan helikase sehingga pita DNA membuka danDNA bakteri dapat disisipi dengan DNA bakteriofag. DNA akanmengalami ligasi yang dibantu oleh enzim ligase. Bakteriofagmeyisipkan DNAnya secaran langsung ke dalam DNA atau plasmidbakteri dengan tyujuan agar semua kinerja dan protein yang dihasilkanoleh sel bakteri dapat dikontrol secara langsung untuk membentukdan merakit bakteriofag. DNA atau plasmid dari bakteri akandipotongmenggunakan enzim restriksi endonuklease sehinggamenjadi potongan kecil dan digunakan untuk membentuk materigenetik bakteriofag. Ketika perakitan bakteiofag selesai, bakteriofagakan keluar dari bkteri dan sel bankteri akan mengalami lisis. Materi

genetik yang terdapat dalam kapsid bakteriofag terdir dari materigenetik bakteri dan bakteriofag. Ketika bakteriofag menginfeksibakteri lainnya. Akan terjadi penyisipan materi genetik daribakteriofag ke dalam materi genetik bakteri. Transduksi inimenyebabkan terjadinya rekombinasi DNA yang terjadi karena vektordari bakteriofag atau virus dan menyebabkan bakteri memiliki genyang berasal dari bakteri lainnya.

Gambar 11. Transformasi DNA bakteri


15/89

Gambar 12. Percobaan tentang transformasi

Transformasi DNA telah lama diketahui. Percobaan tentangtransformasi pertamakali dilakukan oleh Griffith. Percobaan inimrnggunakan bakteri strain S dan strain R. bakteri strain Smerupakan bakteri virulen yang dapat mengakibatkan kematian padahewan coba. Bakteri strain R merupakan bakteri nonvirulen yangtidak mengakibatkan kematian pada hewan coba yang diinjeksidengan bakteri ini. Percobaan ini dilakukan dengan membunuhbakteri strain S dengan merebusnya, dan kemudian diinjeksikan padamencit. Mencit yang diinjeksi dengan bakteri strain S yang telahdibunuh tersebut tidak mati dan tidak mengalami suatu kelainan.Kemudian, bakteri strain S yang telah direbus tersebut dicampurkan

dengan bakteri strai R yng masih hiidup dan diinjeksikan ke mencit.Mencit tersebut mati. Berdasarkan hasil percobaan tersebut,memunculkan suatu pertanyaan besar, mengapa mencit yang diinjeksidengan mencampurkan bakteri stain S yang telah dibunuh dengancara dipanaskan dan bakteri strain R mati, padahal bakteri strain Rbersifat nonvirulen. Berdasarkan percobaan tersebut diketahui bahwaterjadi rekombinasi DNA. Rekombinasi tersebut diakibatkan adanyatrasnformasi. Sel yang terpapar oleh meteri genetik akan denganmudah mengambil materi genetiok tersebut dari lingkungannya.Materi genetik yang berasal dari lingkungan akan berikatan denganmateri genetik dari sel yang mengakibatkan sel memiliki suatu sifat

yang berbeda dari sifat sebelumnya. Penambahan materi genetik ini


16/89

mempengaruhi eksprtesi gen dan protein yang dibentu oleh sel.Trnasformasi sangat lazim terjadi. Pene;iti yang bekerja dengan DNAmaupun RNA dari makhluk lainnya harus berhati-hati karena materigenetik tersebut dapat dengan mudah masuk ke dalam sel danmenempel pada materi genetik yang terdapat dalam sel.

Gambar 13. Konjugasi

Konjugasi merupakan suatu cara alami untuk mentrasfermateri genetik antar bakteri. Ketika suatu bakteri telah kehabisan

energi untuk melakukan pembelahan. Konjugasi sep[erti gambar 5dilakukan oleh 2 jenis bakteri yang berbeda. Bakteri 1 memilikiplasmid yang mengandung faktor R sehingga resistan terhadapantibiotik. Sedangkan bakteri 2 memiliki plasmid tetapi tidak memilikifaktor R sehingga peka terhadap antibiotik. Konjugasi merupakanperistiwa pengiriman atau membagi materi genetik yang dilakukandengan menggunakan Sex filli. Plasmid mengalami replikasi danditrnasfer menuju vakteri lainnya melalui sex filli. Setelah selesai,bakteri 2 akan memiliki gen yang mengandung faktor R sehinggabersifat resisten terhadap antibiotik. Terdapat beberapa uji yangdilakukan untuk mengetahui terjadinya rekombinan atu tidak. Analisis

yang sering dilakukan adalah dengan elektroforesis dan PCR.


17/89

Gambar 14. Metode elektroforesis

Elektroforesis gel memisahkan makromolekul berdasarkanlaju perpindahan melewati gel dengan dipengaruhi oleh medan listrik.Pada asam nukleat, laju perpindahan molekul berbanding terbalikdengan ukuran molekulnya. Semakin besar molekul, maka semakin

lambat laju perpindahannya dan jarak yang mampu ditempuh akansemakin pendek. Elektroforesis ini bisa digunakan untuk menentukanbasa nitrogen yang menyusun DNA dan dapaty digunakan untukmembuat DNA sequencing.


18/89

Gambar 15. Metode PCR

PCR dilakukan untuk menentukan susunan nitrogen yangmenyusun DNA. PCR dilakukan dengan mengisolasi DNA dariorganisme dan dirunning untuk menentukan basa nitrogen yangmenysunnya dengan menggunakan computer. Metode yng digunakandalam PCR meliputi denaturasi, anneling, dan expanding.


19/89

Gambar 16.Transformasi gen diperantarai plasmid

Cara pembuatan insulin secara Rekombinan

a. Ekstraksi mRNA dari sample pankreas manusia. Gunakanpelarut untuk melepaskan protein tanpa mempengaruhi DNA/RNA Sebagian mRNA manusia mempunyai ekor yangterdiri dari basa adenin yang berpasangan dengan timin dansitosin dengan guanin.

b. Hal ini mendesak mRNA untuk bergeser ke arah bead(affinitychromatography). Sebagian besar DNA dan non-mRNA tidak

dapat melekat pada bead dan keduanya terpisah dari mRNAc. Plasmid disisipkan ke bakteri secara transformasi sehinggabanyak salinan plasmid yang akan dibuat.biasanya setiapbakteri memilki satu plasmid. Khususnya Escherichia coli,bakteri usus sebagai pekerja. Bakteri rekombinan yang barumemiliki gen yang baru. DNA mengkode sebuah protein yangmenginstruksi bakteri untuk membuat mRNA baru yangmembuat protein baru. Tujuannya untuk menciptakan bakteriyang menghasilkan insulin bagi manusia.

d. Karena sejumlah mRNA telah diekstraksi, maka terdapat genaktif pankreas. Untuk menemukan bakteri rekombinan

spesifik dengan insulin sebagai target spesifik, kita


20/89

membutuhkan peta . Pada proses ini, perlu dibedakan baiksekuen insulin DNA ataupun protein insulin. Sel yang dapatmengekspresikan insulin dengan benar diidentifikasi.Kemudian dapat berkembang dalam jumlah banyak dalammedia yang dibuat dalam asam amino, vitamin dan

gula.sehingga insulin dalam jumlah banyak dapat diproduksidengan cepat (bakteri menggandakan diri setiap 40 menit).Pecahkan sel, kemudian murnikan insulin dari protein bakteridengan kromatografi.

e. Kemas insulin murni, lalu simpan di vial atau injeksi.

Rekombinasi membutuhkan enzim spesifik

Proses identifikasi dan memahami enzim-enzim tersebutditunjukan oleh E. coli. Enzim rekombinasi penting dikode oleh genrecA, B, C, dan D dan oleh gen ruvC. Gen rec B, C, dan D

mengkode enzim RecBCD yang dapat menginisiasi rekombinandengan melepaskan DNA. Protein RecA mempromosikan semuatahapan sentral pada proses: pemasangan dua DNA, formasi Hollidayintermediate, dan cabang imigrasi seperti yang dijelaskan berikut.Nukleus tersebut sering disebut resolvases; resolvase E. colimerupakan protein RuvC. Enzim RecBCD berikatan dengan DNAlinear pada salah satu ujung dan menggunakan energi ATP untukberpindah sepanjang helix, melepaskan DNA didepan danmelepaskannya kembali dibelakang. Pelepasan kembali lebih lambatdari pelepasan sehingga gelembung strand tunggal segera terbentukdan membesar. Strand tunggal dalam gelembung segera dipotong saat

enzim bertemu susunan tertentu yang disebut chi((5)GCTGGTGG(3). Ada sekitar 1000 dari sususan tersebut padagenom E. coli, dan berpengaruh meningkatkan frekuensi rekombinasipada daerah dimana rekombinasi itu terjadi. Susunan yangmeningkatkan frekuensi rekombinasi diidentifikasi pada beberapaorganisme.

Protein RecA tidak biasa telibat dalam metabolism DNAkarena bentuk aktif enzim ini merupakan perintah, filament helixyang memasang secara kooperatif pada DNA dan mampu melibatkanmonomer RecA. Formasi filament ini secara normal terjadi padaDNA strand tunggal seperti yang diproduksi oleh enzim RecBCD.

Filamen juga akan terbentuk pada DNA duplex dengan gap strand


21/89

tunggal, dimana monomer RecA berikataan pertama kali denganDNA strand tunggal dalam gap dan kemudian kumpulan filamentmenyelimuti dupleks tetangganya. Paradigma in vitro yang bergunauntuk aktivitas rekombinasi filament RecA adalah reaksi yang disebutpertukaran DNA strand. DNA dalam filament dibentangkan dengan

DNA duplex kedua, dan strand ditukar antar dua DNA untukmembentuk heteroduplex DNA. Pertukaran yang terjadi antaratingkatan 3 samapi 6 pasangan basa dan berkembang menjadi arahyang unik, 5_3 yang berkaitan dengan DNA strand tunggal didalamfilament. Reaksi ini dapat melibatkan tiga sampai empat strand, danpada kasus berikutnya struktur Holliday merupakan intermediatedalam proses. Ketika intermediate Holliday terbentuk, enzim yangterlibat dalam melengkapi rekombinasi termasuk topoisomerase,resolvase, dan nuclease yang lain, DNA polymerase I atau III, danDNA ligase. Protein RuvC (Mr20.000) pada E. coli menyayatintermediate Holliday banyak detail dari reaksi ini yang dilaksanakan

oleh enzim rekombinasi dan koordinasi dari enzim ini belum banyakdiketahui. Contoh enzim restriksi endonuklease yang biasa digunakandalam DNA rekombinan ditunjukkan oleh tabel 1.Teknologi DNArekombinan meliputi beberapa teknik, yaitu:1. Teknik untuk mengisolasi DNA2. Teknik untuk memotong DNA3. Teknik untuk nggabungkan atau menyambungkan DNA4. Teknik untuk memasukkan DNA rekombinan ke dalam sel hidup

sehingga DNA rekombinan tersebut dapat bereplikasi dan dapatdiekspresikan dalam sel bakteri lainnya atau sel resipien melaluikontak fisik antara dua sel.

Isolasi DNA

Isolasi DNA diawali dengan perusakan dan atau pembuangandinding sel, yang dapat dilakukan baik dengan cara mekanis sepertisonikasi, tekanan tinggi, beku-leleh maupun dengan cara enzimatisseperti pemberian lisozim. Langkah berikutnya adalah lisis sel. Bahan-bahan sel yang relatif lunak dapat dengan mudah diresuspensi didalam medium bufer nonosmotik, sedangkan bahan-bahan yang lebihkasar perlu diperlakukan dengan deterjen yang kuat seperti triton X-100 atau dengan sodium dodesil sulfat (SDS). Pada eukariot langkah

ini harus disertai dengan perusakan membran nukleus. Setelah sel


22/89

mengalami lisis, remukan-remukan sel harus dibuang. Biasanyapembuangan remukan sel dilakukan dengan sentrifugasi. Protein yangtersisa dipresipitasi menggunakan fenol atau pelarut organik sepertikloroform untuk kemudian disentrifugasi dan dihancurkan secaraenzimatis dengan proteinase. DNA yang telah dibersihkan dari

protein dan remukan sel masih tercampur dengan RNA sehinggaperlu ditambahkan RNAse untuk membersihkan DNA dari RNA.Molekul DNA yang telah diisolasi tersebut kemudian dimurnikandengan penambahan amonium asetat dan alkohol atau dengansentrifugasi kerapatan menggunakan CsCl.Teknik isolasi DNAtersebut dapat diaplikasikan, baik untuk DNA genomik maupunDNA vektor, khususnya plasmid. Untuk memilih di antara keduamacam molekul DNA ini yang akan diisolasi dapat digunakan duapendekatan. Pertama, plasmid pada umumnya berada dalam strukturtersier yang sangat kuat atau dikatakan mempunyai bentuk covalentlyclosed circular (CCC), sedangkan DNA kromosom jauh lebih

longgar ikatan kedua untainya dan mempunyai nisbah aksial yangsangat tinggi. Perbedaan tersebut menyebabkan DNA plasmid jauhlebih tahan terhadap denaturasi apabila dibandingkan dengan DNAkromosom. Oleh karena itu, aplikasi kondisi denaturasi akan dapatmemisahkan DNA plasmid dengan DNA kromosom. Pendekatankedua didasarkan atas perbedaan daya serap etidium bromid, zatpewarna DNA yang menyisip atau melakukan interkalasi di sela-selabasa molekul DNA. DNA plasmid akan menyerap etidium bromidjauh lebih sedikit daripada jumlah yang diserap oleh DNA kromosomper satuan panjangnya. Dengan demikian, perlakuan menggunakanetidium bromid akan menjadikan kerapatan DNA kromosom lebih

tinggi daripada kerapatan DNA plasmid sehingga keduanya dapatdipisahkan melalui sentrifugasi kerapatan.

Enzim Restriksi

Tahap kedua dalam kloning gen adalah pemotongan molekulDNA, baik genomik maupun plasmid. Perkembangan teknikpemotongan DNA berawal dari saat ditemukannya sistem restriksidan modifikasi DNA pada bakteri E. coli, yang berkaitan denganinfeksi virus atau bakteriofag lambda (l). Virus l digunakan untukmenginfeksi dua strainE. coli, yakni strain K dan C. Jika l yang telah


23/89

menginfeksi strain C diisolasi dari strain tersebut dan kemudiandigunakan untuk mereinfeksi strain C, maka akan diperoleh l progeni(keturunan) yang lebih kurang sama banyaknya dengan jumlah yangdiperoleh dari infeksi pertama. Dalam hal ini, dikatakan bahwaefficiency of plating (EOP) dari strain C ke strain C adalah 1. Namun,

jika l yang diisolasi dari strain C digunakan untuk menginfeksi strainK, maka nilai EOP-nya hanya 10-4. Artinya, hanya ditemukan lprogeni sebanyak 1/10.000 kali jumlah yang diinfeksikan. Sementaraitu, l yang diisolasi dari strain K mempunyai nilai EOP sebesar 1, baikketika direinfeksikan pada strain K maupun pada strain C. Hal initerjadi karena adanya sistem restriksi atau modifikasi (r/m) padastrain K. Pada waktu bakteriofag l yang diisolasi dari strain Cdiinfeksikan ke strain K, molekul DNAnya dirusak oleh enzimendonuklease restriksi yang terdapat di dalam strain K. Di sisi lain,untuk mencegah agar enzim ini tidak merusak DNAnya sendiri, strainK juga mempunyai sistem modifikasi yang akan menyebabkanmetilasi beberapa basa pada sejumlah urutan tertentu yangmerupakan tempat-tempat pengenalan (recognition sites) bagi enzimrestriksi tersebut. DNA bakteriofag l yang mampu bertahan dariperusakan oleh enzim restriksi pada siklus infeksi pertama akanmengalami modifikasi dan memperoleh kekebalan terhadap enzimrestrisksi tersebut. Namun, kekebalan ini tidak diwariskan dan harusdibuat pada setiap akhir putaran replikasi DNA. Dengan demikian,bakteriofag l yang diinfeksikan dari strain K ke strain C dandikembalikan lagi ke strain K akan menjadi rentan terhadap enzimrestriksi. Metilasi hanya terjadi pada salah satu di antara kedua untai

molekul DNA.Berlangsungnya metilasi ini demikian cepatnya padatiap akhir replikasi hingga molekul DNA baru hasil replikasi tidakakan sempat terpotong oleh enzim restriksi. Enzim restriksi daristrain K telah diisolasi dan banyak dipelajari. Selanjutnya, enzim inidimasukkan ke dalam suatu kelompok enzim yang dinamakan enzimrestriksi tipe I. Banyak enzim serupa yang ditemukan kemudian padaberbagai spesies bakteri lainnya. Pada tahun 1970 ditemukan enzimpertama yang kemudian dimasukkan ke dalam kelompok enzimrestriksi lainnya, yaitu enzim restriksi tipe II. Ia mengisolasi enzimtersebut dari bakteri Haemophilus influenzaestrain Rd, dan sejak saat ituditemukan lebih dari 475 enzim restriksi tipe II dari berbagai spesies


24/89

dan strain bakteri. Semuanya sekarang telah menjadi salah satukomponen utama dalam tata kerja rekayasa genetika. Enzim restriksitipe II antara lain mempunyai sifat-sifat umum yang penting sebagaiberikut:1. Mengenali urutan tertentu sepanjang empat hingga tujuh pasang

basa di dalam molekul DNA2. Memotong kedua untai molekul DNA di tempat tertentu pada

atau di dekat tempat pengenalannya3. Menghasilkan fragmen-fragmen DNA dengan berbagai ukuran

dan urutan basa.Sebagian besar enzim restriksi tipe II akan mengenali dan

memotong urutan pengenal yang mempunyai sumbu simetri rotasi.Pemberian nama kepada enzim restriksi mengikuti aturan sebagaiberikut. Huruf pertama adalah huruf pertama nama genus bakterisumber isolasi enzim, sedangkan huruf kedua dan ketiga masing-masing adalah huruf pertama dan kedua nama petunjuk spesiesbakteri sumber tersebut. Huruf-huruf tambahan, jika ada, berasal darinama strain bakteri, dan angka romawi digunakan untukmembedakan enzim yang berbeda tetapi diisolasi dari spesies yangsama.

Tempat pemotongan pada kedua untai DNA sering kaliterpisah sejauh beberapa pasang basa. Pemotongan DNA dengantempat pemotongan semacam ini akan menghasilkan fragmen-fragmen dengan ujung 5 yang runcing karena masing-masing untaitunggalnya menjadi tidak sama panjang. Dua fragmen DNA denganujung yang runcing akan mudah disambungkan satu sama lain

sehingga ujung runcing sering pula disebut sebagai ujung lengket(sticky end) atauujung kohesif. Hal itu berbeda dengan enzim restriksiseperti Hae III, yang mempunyai tempat pemotongan DNA padaposisi yang sama. Kedua fragmen hasil pemotongannya akanmempunyai ujung 5 yang tumpul karena masing-masing untaitunggalnya sama panjangnya. Fragmen-fragmen DNA dengan ujungtumpul (blunt end) akan sulit untuk disambungkan. Biasanyadiperlukan perlakuan tambahan untuk menyatukan dua fragmenDNA dengan ujung tumpul, misalnya pemberian molekul linker,molekul adaptor, atau penambahan enzim deoksinukleotidiltransferase untuk menyintesis untai tunggal homopolimerik 3.


25/89

Ligasi molekul DNA

Pemotongan DNA genomik dan DNA vektor menggunakanenzim restriksi harus menghasilkan ujung-ujung potongan yangkompatibel. Artinya, fragmen-fragmen DNA genomik nantinya harus

dapat disambungkan (diligasi) dengan DNA vektor yang sudahberbentuk linier. Ada tiga cara yang dapat digunakan untuk meligasifragmen-fragmen DNA secara in vitro. Pertama, ligasi menggunakanenzim DNA ligase dari bakteri. Kedua, ligasi menggunakan DNAligase dari sel-sel E. coli yang telah diinfeksi dengan bakteriofag T4atau lazim disebut sebagai enzim T4 ligase. Jika cara yang pertamahanya dapat digunakan untuk meligasi ujung-ujung lengket, cara yangkedua dapat digunakan baik pada ujung lengket maupun pada ujungtumpul. Sementara itu, cara yang ketiga telah disinggung di atas, yaitupemberian enzim deoksinukleotidil transferase untuk menyintesisuntai tunggal homopolimerik 3. Dengan untai tunggal semacam iniakan diperoleh ujung lengket buatan, yang selanjutnya dapat diligasimenggunakan DNA ligase. Suhu optimum bagi aktivitas DNA ligasesebenarnya 37C. Akan tetapi, pada suhu ini ikatan hidrogen yangsecara alami terbentuk di antara ujung-ujung lengket akan menjaditidak stabil dan kerusakan akibat panas akan terjadi pada tempatikatan tersebut. Oleh karena itu, ligasi biasanya dilakukan pada suhuantara 4 dan 15C dengan waktu inkubasi (reaksi) yang diperpanjang(sering kali hingga semalam). Pada reaksi ligasi antara fragmen-fragmen DNA genomik dan DNA vektor, khususnya plasmid, dapatterjadi peristiwa religasi atau ligasi sendiri sehingga plasmid yang telah

dilinierkan dengan enzim restriksi akan menjadi plasmid sirkulerkembali. Hal ini jelas akan menurunkan efisiensi ligasi. Untukmeningkatkan efisiensi ligasi dapat dilakukan beberapa cara, antaralain penggunaan DNA dengan konsentrasi tinggi (lebih dari100g/ml), perlakuan dengan enzim alkalin fosfatase untukmenghilangkan gugus fosfat dari ujung 5 pada molekul DNA yangtelah terpotong, serta pemberian molekul linker, molekul adaptor,atau penambahan enzim deoksinukleotidil transferase untukmenyintesis untai tunggal homopolimerik 3 seperti telah disebutkandi atas.


26/89

Transformasi Sel Inang

Tahap berikutnya setelah ligasi adalah analisis terhadap hasilpemotongan DNA genomik dan DNA vektor serta analisis hasilligasi molekul-molekul DNA tersebut. menggunakan teknik

elektroforesis (lihat Bab X). Jika hasil elektroforesis menunjukkanbahwa fragmen-fragmen DNA genomik telah terligasi dengan baikpada DNA vektor sehingga terbentuk molekul DNA rekombinan,campuran reaksi ligasi dimasukkan ke dalam sel inang agar dapatdiperbanyak dengan cepat. Dengan sendirinya, di dalam campuranreaksi tersebut selain terdapat molekul DNA rekombinan, juga adasejumlah fragmen DNA genomik dan DNA plasmid yang tidakterligasi satu sama lain. Tahap memasukkan campuran reaksi ligasi kedalam sel inang ini dinamakan transformasi karena sel inangdiharapkan akan mengalami perubahan sifat tertentu setelah dimasukimolekul DNA rekombinan. Teknik transformasi pertama kali

dikembangkan pada tahun 1970 oleh M. Mandel dan A. Higa, yangmelakukan transformasi bakteri E. coli. Sebelumnya, transformasipada beberapa spesies bakteri lainnya yang mempunyai sistemtransformasi alami seperti Bacillus subtilis telah dapat dilakukan.Kemampuan transformasi B. subtilis pada waktu itu telahdimanfaatkan untuk mengubah strain-strain auksotrof (tidak dapattumbuh pada medium minimal) menjadi prototrof (dapat tumbuhpada medium minimal) dengan menggunakan preparasi DNAgenomik utuh. Baru beberapa waktu kemudian transformasidilakukan menggunakan perantara vektor, yang selanjutnya jugadikembangkan pada transformasi E.coli. Hal terpenting yang

ditemukan oleh Mandel dan Higa adalah perlakuan kalsium klorid(CaCl2) yang memungkinkan sel-sel E. coli untuk mengambil DNAdari bakteriofag l. Pada tahun 1972 S.N. Cohen dan kawan-kawannyamenemukan bahwa sel-sel yang diperlakukan dengan CaCl2dapat jugamengambil DNA plasmid. Frekuensi transformasi tertinggi akandiperoleh jika sel bakteri dan DNA dicampur di dalam larutan CaCl2pada suhu 0 hingga 5C. Perlakuan kejut panas antara 37 dan 45Cselama lebih kurang satu menit yang diberikan setelah pencampuranDNA dengan larutan CaCl2 tersebut dapat meningkatkan frekuensitransformasi tetapi tidak terlalu esensial. Molekul DNA berukuranbesar lebih rendah efisiensi transformasinya daripada molekul DNA

kecil. Mekanisme transformasi belum sepenuhnya dapat dijelaskan.


27/89

Namun, setidak-tidaknya transformasi melibatkan tahap-tahap berikutini. Molekul CaCl2 akan menyebabkan sel-sel bakteri membengkakdan membentuk sferoplas yang kehilangan protein periplasmiknyasehingga dinding sel menjadi bocor. DNA yang ditambahkan kedalam campuran ini akan membentuk kompleks resisten DNase

dengan ion-ion Ca

2+

yang terikat pada permukaan sel. Kompleks inikemudian diambil oleh sel selama perlakuan kejut panas diberikan.

Seleksi Transforman dan Seleksi Rekombinan

Oleh karena DNA yang dimasukkan ke dalam sel inangbukan hanya DNA rekombinan, maka kita harus melakukan seleksiuntuk memilih sel inang transforman yang membawa DNArekombinan. Selanjutnya, di antara sel-sel transforman yangmembawa DNA rekombinan masih harus dilakukan seleksi untukmendapatkan sel yang DNA rekombinannya membawa fragmen

sisipan atau gen yang diinginkan. Pada dasarnya ada tiga kemungkinanyang dapat terjadi setelah transformasi dilakukan, yaitu (1) sel inangtidak dimasuki DNA apa pun atau berarti transformasi gagal, (2) selinang dimasuki vektor religasi atau berarti ligasi gagal, dan (3) selinang dimasuki vektor rekombinan dengan/tanpa fragmen sisipanatau gen yang diinginkan. Untuk membedakan antara kemungkinanpertama dan kedua dilihat perubahan sifat yang terjadi pada sel inang.

Jika sel inang memperlihatkan dua sifat marker vektor, maka dapatdipastikan bahwa kemungkinan kedualah yang terjadi. Selanjutnya,untuk membedakan antara kemungkinan kedua dan ketiga dilihat pulaperubahan sifat yang terjadi pada sel inang. Jika sel inang hanya

memperlihatkan salah satu sifat di antara kedua marker vektor, makadapat dipastikan bahwa kemungkinan ketigalah yang terjadi.Seleksi sel rekombinan yang membawa fragmen yang

diinginkan dilakukan dengan mencari fragmen tersebut menggunakanfragmen pelacak (probe),yang pembuatannya dilakukan secara in vitromenggunakan teknik reaksi polimerisasi berantai atau polymerase chainreaction(PCR). Penjelasan lebih rinci tentang teknik PCR dapat dilihatpada Bab XII. Pelacakan fragmen yang diinginkan antara lain dapatdilakukan melalui cara yang dinamakan hibridisasi koloni (lihat BabX). Koloni-koloni sel rekombinan ditransfer ke membran nilon,dilisis agar isi selnya keluar, dibersihkan protein dan remukan sel

lainnya hingga tinggal tersisa DNAnya saja. Selanjutnya, dilakukan


28/89

fiksasi DNA dan perendaman di dalam larutan pelacak. Posisi-posisiDNA yang terhibridisasi oleh fragmen pelacak dicocokkan denganposisi koloni pada kultur awal (master plate). Dengan demikian, kitabisa menentukan koloni-koloni sel rekombinan yang membawafragmen yang diinginkan.

Gambar 17. Teknik rekombinan DNA

Teknologi yang dikenal sebagai teknologi DNA rekombinanmerupakan suatu upaya perbanyakan gen tertentu di dalam suatu sellain atau lebih dikenal dengan kloning gen, sehingga dalam hal ini

terjadi pembentukan kombinasi materi genetik yang baru denganmenyisipkan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehinggamemungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan didalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang.Dalam hal ini perlu dilakukan beberapa teknik yaitu teknik isolasiDNA, teknik pemutusan DNA dengan menggunakan enzim retriksiendonuklease, teknik penyambungan DNA dan teknik pemasukanDNA ke dalam sel lain. Dalam penggunaan DNA rekombinan inimemungkinkan didapatkannya produk dengan gen tertentu dalam

waktu yang lebih cepat dan dalam jumlah yang besar daripadaperlakuan secara konvensional.


29/89

Dalam perlakuan dengan menggunakan DNA rekombinan inidilakukan beberapa tahapan yang tercakup semua teknik di atas:1. Isolasi DNA yang diawali dengan melakukan perusakan serta

penghilangan dinding sel. Dalam proses ini dapat dilakukan secaramekanis ataupun dengan cara enzimatis. Setelah perusakan sel

telah dilakukan, langkah selanjutnya adalah pelisisan sel hal inidapat dilakukan dengan menggunakan buffer nonosmotik, sertadeterjen yang kuat seperti triton X-100 atau dengan sodiumdodesil sulfat (SDS). Remukan sel yang diakibatkan oleh lisisnyasel dibuang dengan melakukan sentrifugasi sehingga bisadibedakan antara bagian yang rusak serta organel target. Yangpada akhirnya didapatlkan DNA yang nantinya dilakukanpemurnian dengan penambahan amonium asetat dan alkohol.

Teknik isolasi DNA ini dapat diaplikasikan untuk DNA genomikmaupun DNA vektor, khususnya plasmid. Plasmid padaumumnya berada dalam struktur tersier yang sangat kuat atau

dikatakan mempunyai bentuk covalently closed circular sedangkanDNA kromosom ikatan antara kedua untaiannya lebih longgar.Hal ini akan menyebabkan DNA plasmid lebih rentan terhadapterjadinya denaturasi protein apabila dibandingkan dengan DNAkromosom. Tahap kedua dalam kloning gen adalah pemotonganmolekul DNA, baik genomik maupun plasmid. Perkembanganteknik pemotongan DNA berawal dari saat ditemukannya sistemrestriksi dan modifikasi DNA pada bakteri E. coli,yang berkaitandengan infeksi virus atau bakteriofag lambda. Virus l digunakanuntuk menginfeksi dua strain E. coli, yakni strain K dan C. Jika lyang telah menginfeksi strain C diisolasi dari strain tersebut dan

kemudian digunakan untuk mereinfeksi strain C, maka akandiperoleh l progeni (keturunan) yang lebih kurang samabanyaknya dengan jumlah yang diperoleh dari infeksi pertama.Dalam hal ini, dikatakan bahwa efficiency of plating(EOP) dari strainC ke strain C adalah 1. Namun, jika l yang diisolasi dari strain Cdigunakan untuk menginfeksi strain K, maka nilai EOP-nyahanya 10-4. Artinya, hanya ditemukan l progeni sebanyak 1/10.000kali jumlah yang diinfeksikan. Sementara itu, l yang diisolasi daristrain K mempunyai nilai EOP sebesar 1, baik ketikadireinfeksikan pada strain K maupun pada strain C. Hal ini terjadikarena adanya sistem restriksi/modifikasi (r/m) pada strain K.


30/89

2. Selanjutnya adalah pemotongan DNA dengan menggunakanenzim restriksi endonuklease. Pemutusan ini dilakukan di dalamstrain tertentu yang bertujuan untuk mencegah agar tidak merusakDNA. Selain itu strain tersebut juga mempunyai suatu sistemmodifikasi yang menyebabkan pemutusan basa pada urutan

tertentu yang merupakan recognition sites bagi enzim restriksitersebut. Pemotongan DNA genomik dan DNA vektor denganmenggunakan enzim restriksi ini harus menghasilkan ujung-ujungpotongan yang kompatibel dalam arti setiap fragmen DNAnyaharus dapat disambungkan dengan DNA vektor yang sudahberbentuk linier.

3. Tahap penyambungan DNA terdapat beberapa cara, yaitupenyambungan dengan menggunakan enzim DNA ligase daribakteri, penyambungan dengan menggunakan DNA ligase dari sel

E. coli yang telah diinfeksi dengan bakteriofag T4 atau seringdisebut dengan enzim T4 ligase. Serta dengan pemberian enzim

deoksinukleotidil transferase untuk menyintesis untai tunggalhomopolimerik 3. Dengan untai tunggal semacam ini akandiperoleh ujung lengket buatan, yang selanjutnya dapat diligasimenggunakan DNA ligase. Aktiviotas enzim ini berada pada suhu37 C. namun, proses penyambungan biasa dilakukan pada suhu 4dan 15C.

4. Tahap berikutnya adalah analisa terhadap hasil pemotongan DNAgenomik dan DNA vektor serta analisis hasil ligasi molekul-molekul DNA dengan menggunakan teknik elektroforesis. Hasildari penyambungan ini dimasukkan ke dalam sel inang agar dapatdiperbanyak dengan cepat. Dalam hal ini pada campuran reaksi

tersebut selain terdapat molekul DNA rekombinan, juga adasejumlah fragmen DNA genomik dan DNA plasmid yang tidakterligasi satu sama lain. Tahap memasukkan campuran reaksiligasi ke dalam sel inang ini dinamakan transformasi. Sehinggadiharapkan sel inang mengalami perubahan sifat tertentu setelahdimasuki molekul DNA rekombinan.

5. Tahap selanjutnya adalah seleksi transforman dan seleksirekombinan. Cara seleksi sel transforman akan diuraikan lebihrinci pada penjelasan tentang plasmid. Pada dasarnya ada tigakemungkinan yang dapat terjadi setelah transformasi dilakukan,yaitu sel inang tidak dimasuki DNA apa pun atau berarti

transformasi gagal,sel inang dimasuki vektor religasi atau berarti


31/89

ligasi gagal, dan sel inang dimasuki vektor rekombinan denganatau tanpa fragmen sisipan atau gen yang diinginkan. Untukmembedakan antara kemungkinan pertama dan kedua dilihatperubahan sifat yang terjadi pada sel inang. Jika sel inangmemperlihatkan dua sifat marker vektor, maka dapat dipastikan

bahwa kemungkinan kedualah yang terjadi. Seleksi selrekombinan yang membawa fragmen yang diinginkan dilakukandengan mencari fragmen tersebut menggunakan fragmen pelacakyang pembuatannya dilakukan secara in vitro menggunakan teknikreaksi polimerisasi berantai ataupolymerase chain reaction.

Gambar 18. Teknik Rekombinasi DNA

Rekombinasi memiliki tiga mekanisme dasar dalam menjalaniprosesnya. Yaitu transformasi, konjugasi dan transduksi.

Transformasi merupakan transfer DNA telanjang yang umumnyaberasal dari satu sel bakteri ke dalam sel yang berbeda. Prosesnyaadalah ketika sebuah sel bakteri pecah atau lisis maka DNA sirkularakan terlepas ke lingkungan. Efisiensi transformasi bergantung padakompetensi sel. Konjugasi merupakan pemindahan materi genetik

berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan


32/89

membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yangberdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif. Sedangkantransduksi merupakan transfer materi genetik dari satu bakteri kebakteri lainnya dengan menggunakan virus bakteri sebagai vektor.

Transfer ini menggunakan prinsip dasar dari galur donor yang

menyediakan DNA bagi galur resipien. Perbedaan utamanya dengantransfer DNA lainnya adalah DNA ditransfer melalui perantaraanbakteriofag. Terdapat beberapa jenis teknologi rekombinasi yangsedang berkembang saat ini, diantaranya adalah:

1. Homologous recombination

Meningkatkan keragaman

Menjaga integritas genome (DNA repair)

2. Site-specific recombination Termasuk non homolog bagian DNA rekombinasi di bagian

spesifik. Fragmen DNA bergabung kembali untuk membuat

kombinasi baru

Fragmen yang menyediakan lokasi tertentu dimana akanterjadinya rekombinasi dan integrasi genom virus

Immunoglobulin genDNA splicing

3. Transposition

Bagian terkecil DNA (transposons) yang dapat bergeraksendiri untuk beberapa lokasi dalam kromosom inang DNA.

Integrasi segmen kecil dari DNA ke dalam kromosom Terjadi di lokasi yang berbeda dalam genom segmen DNA.

Gen Imunoglobulin dirakit dengan rekombinasi

Contoh yang penting dari peristiwa rekombinasi terprogramyang terjadi selama perkembangan adalah generasi gen Imunoglobulindari segmen gen yang dipisahkan pada genome. Imunoglobulin (atauantibody), diproduksi oleh B lymphocytes, merupakan prajurit darinsistem imun vertebrata-molekul yang berikatan dengan agen menulardan semua substansi asing bagi organisme. Mamalia seperti manusia


33/89

mampu meproduksi jutaan antibody dengan perbedaan ikatan khusus.Namun, genom manusia mengandung hanya 100.000 gen.rekombinasi membiarkan organisme untuk memproduksi perbedaanyang luar biasa dari sejumlah kecil kapsitas DNA-coking. Vertebrataumumnya memproduksi kelas ganda immunoglobulin. Untuk

mengilustrasikan bagaimana keanekaragaman antibody digenerisasi,kami akan fokus pada kelas immunoglobulin (IgG) pada manusia.Imunoglobulin terdiri atas dua cincin polipeptida berat dan dua cincinpolipeptida ringan, masing-masing cincin memiliki daerah tidak tetapdengan susunan yang sangat berbeda dari satu immunoglobulindengan immunoglobulin yang lainnya. Ada dua family berbeda daricincin polipeptida ringan, yaitu kappa dan lambda, yang bebeda padasusunan daerah konstannya. Masing-masing dari tiga tipe cincinpolipeptida tersebut (cincin berat, cincin ringan kappa, dan lambda),perbedaan dari daerah variablenya digenerasi dengan mekanisme yangsama. Gen untuk polipeptida ini dibagi menjadi segmen dan tandan

yang mengandung versi ganda dari masing-masing segmen yang adapada genom. Satu versi dari masing-masing segmen digabungkanuntuk membentuk gen lengkap.

Organisasi DNA yang mengkode cincin ringan kappa IgGmanusia dan proses yang mana cincin ringan kappa dewasa digenerasiditunjukan oleh GB 24-38b. sel yang tidak terdiferensiasi, informasiyang dikode untuk cincin polipeptida ini dipisahkan menjadi tigasegmen. Segmen V (variable)mengkode residu 95 pasangan basa

wilayah variable, segmen J (joining) mengkode residu 12 asam aminowilayah variable berikutnya, dan segmen C mengkode wilayahkonstan. Ada sekitar 300 segmen V berbeda , 4 segmen J berbeda,

dan 1 segmen C. seperti pada sel batang (stem)tulang sumsummembedakan untuk membentuk B limposit dewasa, satu V dan satu Jdibawa secara bersama-sama oleh rekombinasi tempat khusus. Inimerupakan delesi DNA yang deprogram secara efektif, dan DNAyang terlibat dibuang. Ada 300x 4=1200 kemungkinan kombinasi.Proses rekombinasi tidaklah senyata rekombinasi tempat khususseperti yang dijelaskan sebelumnya, dan beberapa variasi kombinasiterjadi pada susunan persimpangan V-J yang menambahkan faktorsekurangnya 2.5 pada total variasi yang mungkin, sehingga sekitar 2.5x 1200 = 3000 kombinasi V-J yang berbeda dapat digenerasi.Penggabungan akhir kombinasi V-Jke wilayah C diselesaikan dengan

reaksi penyambungan RNa setelah transkripsi. Penyambungan RNA


34/89

akan dijelaskan pada bab berikutnya. Gen untuk cincin berat danlambda cinicn ringan dibentuk secara sama. Pada cincin berat, adalebuh banyak segmen gen dan lebih dari 5000 kemungkinankombinasi. Karena semua cincin berat dapat berkombinasi dengansemua cincin ringan untuk mengenerasi immunoglobulin, ada

sekurangnya 3000 x 5000 atau 1.5 x 107 kemungkinan IgG.Keberagaman lainnya digenerasi karena susunan V diperlakukan padamutasi tinggi (mekanisme yang tidak diketahui) selama diferensiasi B-limposit. Masing-masing B-limposit dewasa memproduksi hanya satuantibody, tetapi cakupan antibody yang diproduksi oleh sel yangberbeda sangat banyak. Enzim yang mengkatalisasi penyusunankembali gen ini belum diisolasi , tetapi susunan yng mengkoreksiproses penggabungan V-J yang sepertinya disadari oleh enzim yangtelah teridentifikasi ini. Proses rekombinasi ini membantu untukmengilustrasikan prinsip bahwa rekombinasi tidak menghancurkanmaterial genetic yang dipelihara oleh proses replikasi dan perbaikan.

di sini kita bisa lihat proses penyusunan yang nyata yang terjadi hanyapada sel-sel khususnya (germ-line DNA tidak tipengaruhi) danmemungkinkan organisme lebih efisien menggunakan sumberinformasi genetik.

KUIS1. Menurut saudara mungkinkah menitipkan gen manusia pada

tumbuhan? Jelaskan!2. Menurut saudara mungkinkah menitipkan gen tumbuhan

pada manusia? Jelaskan!3. Mengapa perkawinan antar spesies jarang menghasilkan

keturunan dan jika berhasil menghasilkan keturunanumumnya steril?4. Mengapa rekombinasi antara sel tumor dan sel sel B

diperlukan untuk memperoleh antibodi?5. Jelaskan mengapa crossing oversangan penting pada terjadinya

proses rekombinasi?


35/89

BAB II

GENETIKA POPULASIGENETIKA POPULASIGENETIKA POPULASIGENETIKA POPULASI

Genetika Populasi

Genetika populasi adalah bidang biologi yang mempelajarikomposisi genetik populasi biologi, dan perubahan dalam komposisigenetik yang dihasilkan dari pengaruh berbagai faktor, termasukseleksi alam. Genetika populasi mengejar tujuan mereka denganmengembangkan model matematis abstrak dinamika frekuensi gen,mencoba untuk mengambil kesimpulan dari model-model tentangpola-pola kemungkinan variasi genetik dalam populasi yangsebenarnya, dan menguji kesimpulan terhadap data empiris. Genetikapopulasi terikat erat dengan studi tentang evolusi dan seleksi alam,dan sering dianggap sebagai landasan teori Darwinisme modern. Inikarena seleksi alam merupakan salah satu faktor yang paling pentingyang dapat mempengaruhi komposisi genetik populasi. Seleksi alamterjadi ketika beberapa varian dalam populasi-out mereproduksi

varian lainnya, sebagai akibat karena lebih disesuaikan denganlingkungan, atau 'yang lebih cocok'. Menganggap perbedaankebugaran setidaknya sebagian karena perbedaan genetik, ini akanmenyebabkan makeup genetik populasi yang akan diubah dari waktuke waktu. Dengan mempelajari model formal perubahan frekuensigen, genetika populasi oleh karena itu berharap untuk menjelaskanproses evolusi, dan untuk memungkinkan konsekuensi dari hipotesisevolusi yang berbeda yang dapat dieksplorasi dalam cara yang tepatsecara kuantitatif. Seiring dengan pesatnya kemajuan teknologi dibidang biologi molekuler, aspek-aspek ilmu genetika juga mengalamiperkembangan yang sangat pesat. Aspek yang dimaksud masuk kedalam ranah ilmu genetika yaitu clasical genetics, molecular geneticsdan population genetics. Quantitative genetics yang membahas secaramendalam berbagai macam sifat kuantitatif seperti tinggi badan, beratbadan, IQ, kepekaan terhadap penyakit, dan sebaginya masuk ke

dalam ilmu population genetics. Ilmu population genetics pula yang


36/89

mendukung teori evolusi yang dikemukaan oleh Charles Darwin 150tahun lalu. Ilmu ini menggunakan berbagai macam pendekatanstatistik untuk membuktikan, menjelaskan atau mendeteksi adanyaperubahan organisme dalam lingkungan oleh sebab adanya doronganevolusi (evolutionary force). Dari sinilah lahir istilah Neo-Darwinism

Dalam Neo-Darwinism, evolusi dideskripsikan sebagai perubahanfrekuensi alel yang ada dalam populasi di tempat dan waktu tertentuoleh sebab adanya evolutionary force. Evolutionary force yangdimaksud di sini terdiri dari (1) Mutation, sebagai the building blockof evolution, ia cenderung meningkatkan variasi genetis ataufrekuensi alel yang menjadi subyek seleksi alam; (2) Natural Selection,terdiri dari directional selection, stabilizing selection dan disruptiveselection; (3) random genetic drift, yang cenderung menekan variasigenetis; (4) Non-random mating yang meningkatkan homozigositasfenotip tanpa mempengaruhi frekuensi alel; (5) migration, yangmendorong kesamaan frekuensi alel antar populasi yang berbeda.

Untuk mempelajari pola pewarisan sifat pada tingkat populasi terlebihdahulu perlu difahami pengertian populasi dalam arti genetika ataulazim disebut juga populasi Mendelian. Populasi mendelian ialahsekelompok individu suatu spesies yang bereproduksi secara seksual,hidup di tempat tertentu pada saat yang sama, dan di antara merekaterjadi perkawinan (interbreeding) sehingga masing-masing akanmemberikan kontribusi genetik ke dalam lungkang gen (gene pool),yaitu sekumpulan informasi genetik yang dibawa oleh semua individudi dalam populasi. Deskripsi susunan genetik suatu populasimendelian dapat diperoleh apabila kita mengetahui macam genotipeyang ada dan juga banyaknya masing-masing genotipe tersebut.

Sebagai contoh, di dalam populasi tertentu terdapat tiga macamgenotipe, yaitu AA, Aa, dan aa. Maka, proporsi atau persentasegenotipe AA, Aa, dan aa akan menggambarkan susunan genetikpopulasi tempat mereka berada. Adapun nilai proporsi ataupersentase genotipe tersebut dikenal dengan istilah frekuensigenotipe. Jadi, frekuensi genotipe dapat dikatakan sebagai proporsiatau persentase genotipe tertentu di dalam suatu populasi. Denganperkataan lain, dapat juga didefinisikan bahwa frekuensi genotipeadalah proporsi atau persentase individu di dalam suatu populasi yangtergolong ke dalam genotipe tertentu. Pada contoh di atas jikabanyaknya genotipe AA, Aa, dan aa masing-masing 30, 50, dan 20


37/89

individu, maka frekuensi genotipe AA = 0,30 (30%), Aa = 0,50(50%), dan aa = 0,20 (20%).

Frekuensi Alel

Di samping dengan melihat macam dan jumlah genotipenya,susunan genetik suatu populasi dapat juga dideskripsi atas dasarkeberadaan gennya. Hal ini karena populasi dalam arti genetika,seperti telah dikatakan di atas, bukan sekedar kumpulan individu,melainkan kumpulan individu yang dapat melangsungkan perkawinansehingga terjadi transmisi gen dari generasi ke generasi. Dalam prosestransmisi ini, genotipe tetua (parental) akan dibongkar dan dirakitkembali menjadi genotipe keturunannya melalui segregasi danrekombinasi gen-gen yang dibawa oleh tiap gamet yang terbentuk,sementara gen-gen itu sendiri akan mengalami kesinambungan(kontinyuitas). Dengan demikian, deskripsi susunan genetik populasi

dilihat dari gen-gen yang terdapat di dalamnya sebenarnya justru lebihbermakna bila dibandingkan dengan tinjauan darigenotipenya.Susunan genetik suatu populasi ditinjau dari gen-genyang ada dinyatakan sebagai frekuensi gen, atau disebut juga frekuensialel, yaitu proporsi atau persentase alel tertentu pada suatu lokus. Polapewarisan suatu sifat tidak selalu dapat dipelajari melalui percobaanpersilangan buatan. Pada tanaman keras atau hewan-hewan dengandaur hidup panjang seperti gajah, misalnya, suatu persilangan baruakan memberikan hasil yang dapat dianalisis setelah kurun waktu yangsangat lama. Demikian pula, untuk mempelajari pola pewarisan sifattertentu pada manusia jelas tidak mungkin dilakukan percobaan

persilangan. Pola pewarisan sifat pada organisme-organisme semacamitu harus dianalisis menggunakan data hasil pengamatan langsungpada populasi yang ada. Seluk-beluk pewarisan sifat pada tingkatpopulasi dipelajari pada cabang genetika yang disebut genetikapopulasi.

Genetika populasi mempunyai cakupan yang sangat luaskarena melibatkan populasi suatu biotik dan abiotik. Dalampembahasan masalah genetika populasi ekosistem menjadi tinjaunpenting yang akan menghubungkan terjadinya perubahan suatupopulasi akibat adanya adaptasi bahkan suatu mutasi dalam kerangkakonsep evolusi. Sebagai gambran bahwa semua variasi di dalam tapak

hutan terbentuk sebagai hasil kekuatan alami. Hal itu tersedia untuk


38/89

digunakan rimbawan jika dapat dikenali dan dikemas ke dalamindividu pohon dalam wujud peningkatan genotip. Sumber terakhirdari semua variabilitas adalah mutasi. Sebagai tambahan variabilitasyang ditemukan pada tapak alami, manusia dapat menghilangkan danmenciptakan baik variabilitas baru maupun membentuk bersama-

sama genotypes untuk menciptakan kombinasi genetik baru danbermanfaat. Walaupun variasi di dalam hutan saat ini merupakan hasilkekuatan alami di mana rimbawan hanya mempunyai sedikit kendali,adalah penting untuk memahami kekuatan ini. Rimbawanmenentukan jumlah dan macam variasi genetik ditemukan antar dandi dalam populasi. Bentuk kekuatan ini dasar untuk area spesiasi yangkhusus dan mencakup kejadian evolusi. Di dalam terminologi yangpaling sederhana, variabilitas di dalam tapak alami disebabkan olehempat faktor utama. Dua faktor akan menyebabkan terjadinyapeningkatan variasi dan dua yang menurunkan. Kekuatan secara alamiaktif untuk meningkatkan variasi adalah mutasi dan gene flow

sedangkan yang menurunkan adalah seleksi alami dan genetik drift.Kekuatan yang bekerja digambarkan secara sistimatik.

Mutasi

Mutasi merupakan sumber variasi yang terakhir. Suatu mutasiadalah suatu perubahan turun temurun di dalam konstitusi Genetikdari suatu organisma, pada umumnya di tingkat gen. Sejak total

genetik diperbaiki pada suatu pohon (genotypenya) ditentukan oleh


39/89

tindakan dan interaksi beribu-ribu kombinasi allelic dan genic, mutasidapat terjadi di suatu tempat dalam suatu organisma denganfrekwensi patut dipertimbangkan, tetapi ini tidak akan sering terjadiuntuk gen spesifik dan gen lain yang kompleks atau untukmemberikan karakteristik pohon. Walaupun membicarakan tentang

frekwensi mutasi nyata jumlah tak lain hanya suatu praktek akademis,sebab mereka sangat bertukar-tukar oleh jenis dan loci di dalam jenis,suatu figur umum sering dikutip adalah 1 dalam 10,000 sampai 1dalam 100,000 gen. Ketika seseorang mempertimbangkan bahwapohon mempunyai sepuluh ribu gen, biasa untuk pohon tunggalmempunyai beberapa mutasi. Kebanyakan tersimpan dan hanyamempunyai sedikit efek pada phenotype pohon itu. Mutasi terjadikurang lebih secara acak. Kebanyakan mutasi adalah mengganggu,dan banyak yang hilang dari populasi itu. Melewati waktu, kekuatanevolusi sudah membuat banyak populasi yang baik menyesuaikan diridengan lingkungan, dengan gen dan gen kompleks populasi yang

lebih sesuai untuk pertumbuhan dan reproduksi. Kesempatan mutasiacak akan meningkatkan sistem koordinasi yang baik adalah sangatkecil. Ada sejumlah kekuatan yang mengubah pola variasi dalampopulasi. Meningkat dengan mutasi dan gene flow dan yang dikurangioleh seleksi alami dan genetik drift. Beberapa Mutasi tertahan dalampopulasi, sungguhpun merupakan gangguan, sebab mereka dari typeyang resesif dan tidaklah dapat ditemukan atau dikenali kecuali jikaterbentuk homozygous. Nilai mutasi macam ini tidak mungkin yangdiketahui. Mungkin hanya menjadi penting kemudian ketika kekuatanberbeda mempengaruhi lingkungan dan mutasi yang tadinya sia-sia,membuat pohon lebih cocok untuk tumbuh dan atau bereproduksi.

Mutasi netral atau resesif ini tidak secara normal mengganggu suatusistem genetik terintegrasi seperti akan suatu yang dominan. Olehkarena itu, mereka dapat terbawa sepanjang populasi untuk banyakgenerasi. Walaupun mutasi mungkin kecil dan jarang, akanmenghasilkan variasi yang mungkin membuat suatu pohon dapatmenyesuaikan diri seperti pada perubahan lingkungan. Gene flow (Migrasi Gen). Tindakan lain dalam suatu populasi yang meningkatkan

variasi disebut gen flow, migrasi alleles dari satu populasi atau spesieslain dimana mereka mungkin hadir atau pada suatu frekwensiberbeda. Gen flow dapat diakibatkan oleh beberapa penyebab, tetapiyang paling umum adalah bergeraknya pollen atau benih. Adakalanya,

arus gen atau perpindahan gen berlangsung pada tingkatan spesies


40/89

melalui suatu proses yang disebut introgression bahwa kadang-kadangterjadi antara dua jenis setelah hybridisasi. Hybridisasi membawabersama-sama dua kompleks genetik parental berlainan, denganbegitu menciptakan suatu genotip baru. Organisma baru ini mungkintidak dengan baik menyesuaikan diri dengan bersaing dengan jenis

parental, tetapi kadang-kadang itu akan ditemukan suatu "relung"lingkungan itu khususnya cocok dan itu memungkinkan genotypebaru untuk tumbuh dan bereproduksi. Sebab genotype yang baruadalah jarang, atau salah satu dari suatu bentuk, pada umumnyapertukaran gen dengan salah satu parent untuk menghasilkan suatubackcross untuk salah satu jenis parental itu. Setelah proses ini terjadibeberapa kali, menghasilkan populasi pohon serupa dengan parentalasli, walaupun mereka akan berisi beberapa gen atau gen kompleksyang ditransfer dari satu jenis parental kepada yang lain. Konsep genflow dapat digunakan pada program breeding . Sebagai contoh, Pinus

Jeffreyi adalah suatu bentuk yang baik jenis peka kepada kumbang

penggerek reproduksi cemara. Pinus Coulteri, pada sisi lain,mempunyai bentuk lebih miskin sebab kulit batangnya lebih tebal,hambatan kepada kumbang penggerek itu. Jika kita menciptakansuatu persilangan P. Coulteri x P. Jeffreyi dan kemudian backcrossuntuk P. Jeffreyi beberapa kali dan memilih individu yang palingdiinginkan, suatu pohon yang adalah serupa ke Pinus Jeffrey dapatdiproduksi bahwa masih membawa resistensi kumbang penggerekpatut dipertimbangkan. Gen yang kompleks untuk kulit batang lebihtebal ditransfer dari Pinus Coulteri ke Pinus Jeffrey. Gen flow dapatmenjadi penting dalam populasi alami, dan akan merubah perbedaandalam bentuk variasi. Gen flow bersama dengan rekombinasi adalah

sumber yang segera meningkatkan bentuk variasi dalam banyakpopulasi, sungguhpun sumber variasi yang terakhir adalah mutasi.

Seleksi

Seleksi alami adalah suatu kekuatan kuat yang pada umumnyamengurangi variabilitas. Sebab menentukan pohon yang akan tumbuhdan bereproduksi, mempunyai suatu directional (nonrandom)mempengaruhi perbaikan genetik pohon dalam suatu populasi.Seleksi alami menyokong fittest, kombinasi gen membuat lebih cocokuntuk tumbuh dan bereproduksi pada lingkungan yang ditentukan.

Seleksi alami memelihara dan mengakibatkan suatu peningkatan


41/89

dibanyak genotypes yang paling cocok untuk suatu lingkunganspesifik. Walaupun seperti umumnya proses yang mengurangi

variabilitas, seleksi alami dapat benar-benar memelihara ataumeningkatkan variasi jika seleksi menyokong heterozygotes. Apakahseleksi alami bekerja untuk menyokong heterozygotes (memelihara

variabilitas) atau homozygotes (mengurangi variabilitas) sekarang inisuatu topik patut dipertimbangkan walaupun kebanyakan ahligenetika berpikir bahwa seleksi bekerja mengurangi variasi dengankebaikan alleles terbaik dalam suatu kondisi homozygous. Seringsukar untuk menilai efek seleksi sebab sangat banyak faktor terlibatdalam penentuan pohon yang terbaik dicoba untuk tumbuh danbereproduksi. Masing-Masing karakteristik baik mempunyai nilaiseleksi sendiri, dan adaptasi yang diciptakan oleh satu faktor positiflain atau dengan mengurangi pengaruh yang lain. Secara umum,seleksi alami dianggap sebagai suatu kekuatan kuat untuk mengurangi

variabilitas di dalam suatu populasi dalam arah yang ditentukan.

Genetic Drift

Genetik drift adalah suatu mekanisme kompleks yangberoperasi melalui fluktuasi kesempatan (maupun fluktuasi yangdisebabkan tekanan seleksi) dalam frekwensi allele di dalam suatupopulasi. Sangat penting suatu peristiwa sampling dimana frekwensigen populasi keturunan kebetulan menyimpang dari yang ditemukanpada populasi parental. Dengan demikian populasi hampir selalu kecildan mempunyai suatu kecenderungan ke arah maksud mendalam atauhilangnya suatu allele yang mempengaruhi suatu karakteristik. Seperti

Genetik drift cenderung mengurangi variasi dengan perbaikan ataukehilangan alleles. Genetik drift adalah bukanlah arah dan cenderungmenciptakan "kekacauan" gen atau alleles diperbaiki atau hilangdengan cepat pada suatu kesempatan. Walaupun teori Genetik driftadalah masuk akal, operasinya sukar untuk membuktikan denganpohon berumur panjang dan banyak pertimbangan dapat dikutipmengapa tidak bisa menjadi suatu faktor di dalam variasi pohonhutan yang alami. Tetapi di samping keberatan ini, beberapa tapakalami menunjukkan bentuk variasi yang bisa menjadi hasil genetikdrift jika terlaksana. Genetik drift pada umumnya sangat pentingdalam breeding populasi kecil barangkali 25 atau lebih sedikit

individu, suatu situasi yang sering terjadi dalam kehutanan dalam


42/89

kaitan catastrophies alami atau pengaruh manusia. Perkembanganteknik molekuler seperti penemuan teknik Polymerase Chain Reaction(PCR) yang mampu mengamplifikasi untai DNA hingga mencapaikonsentrasi tertentu, penggunaan untai DNA lestari sebagai markerdalam proses PCR, penemuan lokus mikrosatelit yang hipervariabel,

dan penemuan metode sekuensing DNA, telah menyebabkan ilmugenetik molekuler mempunyai pengaruh yang sangat besar dalamstudi biologi suatu populasi. Terobosan-terobosan ini, bersamaandengan berkembangnya teknik pemodelan matematika melaluiprogram-program komputer, telah mempermudah para peneliti untukmendapatkan data genetik suatu populasi yang sangat berguna dalammerancang program konservasi suatu spesies tertentu. Penerapanstudi genetik dalam permasalahan konservasi didasari oleh teorigenetika populasi. Genetika populasi merupakan salah satu cabangilmu biologi populasi yang mempelajari tentang faktor-faktor yangmenentukan komposisi genetik suatu populasi dan bagaimana faktor-

faktor tersebut berperan dalam proses evolusi. Genetika populasi jugameliputi studi terhadap berbagai faktor yang membentuk strukturgenetik suatu populasi dan menyebabkan perubahan-perubahanevolusioner suatu spesies sepanjang waktu. Terdapat beberapa faktoryang sangat berperan dalam kejadian evolusi pada suatu populasi,yaitu mutasi, rekombinasi, seleksi alam, genetic drift, gene flow, danperkawinan yang tidak acak. Faktor-faktor tersebut akanmemepengaruhi keragaman genetik pada suatu populasi. Prinsiputama dalam genetik populasi adalah prinsip Hardy-Weinberg.Prinsip Hardy-Weinberg menduga bahwa, dalam kondisi tertentu,frekuensi alel dan genotipe akan tetap konstan dalam suatu populasi,

dan keduanya saling berhubungan satu sama lain. Kondisi-kondisitertentu yang dimaksud dalam prinsip Hardy-Weinberg ini meliputi :1) kawin secara seksual dan acak, 2) tidak ada seleksi alam, 3) kejadianmutasi diabaikan, 4) tidak ada individu yang masuk atau keluar darisuatu populasi, dan 5) ukuran populasi yang cukup besar. Jikakondisi-kondisi ini terpenuhi oleh suatu populasi, maka populasitersebut disebut sebagai populasi yang berada dalam keseimbanganHardy-Weinberg (Hardy-Weinberg Equilibrium). Penyimpangan darikeseimbangan Hardy-Weinberg ini merupakan dasar untukmendeteksi kejadian inbreeding, fragmentasi populasi, migrasi, danseleksi.


43/89

Memahami dan mempertahankan keragaman genetik suatupopulasi sangat penting dalam konservasi karena keragaman genetikyang tinggi akan sangat membantu suatu populasi beradaptasiterhadap perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungan sekitarnya,termasuk mampu beradaptasi terhadap penyakit-penyakit yang ada di

alam. Sebagai contoh, suatu populasi dengan keragaman genetik yangrendah dapat kita umpamakan sebagai suatu kelompok individu yangsaling bersaudara satu sama lain. Sehingga dalam jangka panjang,perkawinan yang terjadi di dalam kelompok tersebut akan merupakanperkawinan antar saudara (inbreeding). Kejadian inbreeding ini akanmenyebabkan penurunan kualitas reproduksi dan menyebabkan suatuindividu menjadi sensitif terhadap patogen. Dengan mengetahuistatus genetik suatu populasi, kita dapat merancang programkonservasi untuk menghindari kepunahan suatu spesies. Misalnyadengan memasukkan individu baru yang berasal dari populasi yangmemiliki keragaman genetik yang tinggi ke dalam populasi dengan

keragaman genetik yang rendah (istilahnya : memasukkan darah baruatau darah segar ke dalam suatu populasi) untuk menghindarikejadian inbreeding. Atau tindakan-tindakan konservasi lainnya sepertimenjadikan wilayah yang dihuni oleh populasi spesies dengankeragaman genetik yang tinggi sebagai taman nasional? (Ahlimanajemen konservasi tentu lebih paham tentang hal ini). Segalausaha yang dilakukan tetap memiliki tujuan yang sama, yaitu untukmempertahankan keragaman genetik pada suatu populasi spesiesuntuk mempertahankan keberadaannya di alam di masa yang akandatang.

Genetika populasi juga membahas transmisi bahan genetik

pada ranah populasi. Genetika populasi dapat dikelompokkan sebagaicabang genetika yang berfokus pada pewarisan genetik. Pengertianpopulasi dalam arti genetika atau lazim disebut juga populasiMendelian ialah sekelompok individu suatu spesies yang bereproduksisecara seksual, hidup di tempat tertentu pada saat yang sama, dan diantara mereka terjadi perkawinan (interbreeding) sehingga masing-masing akan memberikan kontribusi genetik ke dalam lungkang gen(gene pool), yaitu sekumpulan informasi genetik yang dibawa olehsemua individu di dalam populasi. Genetika populasi merupakansalah satu cabang ilmu biologi populasi yang mempelajari tentangfaktor-faktor yang menentukan komposisi genetik suatu populasi dan

bagaimana faktor-faktor tersebut berperan dalam proses evolusi.


44/89

Genetika populasi juga meliputi studi terhadap berbagai faktor yangmembentuk struktur genetik suatu populasi dan menyebabkanperubahan-perubahan evolusioner suatu spesies sepanjang waktu.

Terdapat beberapa faktor yang sangat berperan dalam kejadianevolusi pada suatu populasi, yaitu mutasi, rekombinasi, seleksi alam,

genetic drift, gene flow, dan perkawinan yang tidak acak. Faktor-faktortersebut akan memepengaruhi keragaman genetik pada suatupopulasi. Prinsip utama dalam genetik populasi adalah prinsip Hardy-

Weinberg. Prinsip Hardy-Weinberg menduga bahwa, dalam kondisitertentu, frekuensi alel dan genotipe akan tetap konstan dalam suatupopulasi, dan keduanya saling berhubungan satu sama lain. Kondisi-kondisi tertentu yang dimaksud dalam prinsip Hardy-Weinberg inimeliputi :1. Kawin secara seksual dan acak2. Tidak ada seleksi alam3. Tidak ada mutasi dari satu keadaan alel kepada yang lainnya

4. Tidak ada individu yang masuk atau keluar dari suatu populasi5. Ukuran populasi yang cukup besar6. Meiosis normal, peluang yang menjadi faktor operatif ada pada

gametogenesis.

Frekuensi Genotipe dan Frekuensi Alel

Deskripsi susunan genetik suatu populasi mendelian dapatdiperoleh apabila kita mengetahui macam genotipe yang ada dan jugabanyaknya masing-masing genotipe tersebut. Sebagai contoh, didalam populasi tertentu terdapat tiga macam genotipe, yaitu AA, Aa,

dan aa. Maka, proporsi atau persentase genotipe AA, Aa, dan aa akanmenggambarkan susunan genetik populasi tempat mereka berada.Frekuensi genotipe didefinisikan sebagai proporsi atau persentasegenotipe tertentu di dalam suatu populasi. Frekuensi genotipe dapatpula diartikan sebagai proporsi/persentase individu di dalam suatupopulasi yang tergolong ke dalam genotipe tertentu. Frekuensigenetik menggambarkan susunan genetik populasi tempat merekaberada. Susunan genetik suatu populasi ditinjau dari gen-gen yang adadinyatakan sebagai frekuensi gen, atau disebut juga frekuensi alel,yaitu proporsi atau persentase alel tertentu pada suatu lokus. Contohperhitungan frekuensi genotipe dan frekuensi alel adalah data

frekuensi golongan darah sistem MN pada orang Eskimo di


45/89

Greenland menurut Mourant (1954) menunjukkan bahwa frekuensigolongan darah M, MN, dan N masing-masing sebesar 83,5 %,15,6%, dan 0,9% dari 569 sampel individu. Genotipe golongan darahM, MN, dan N masing-masing adalah IMIM, IMIN, dan ININ. Jadi,dari data frekuensi genotipe tersebut dapat dihitung besarnya

frekuensi alel IM dan IN. Frekuensi alel IM = 83,5% + (15,6%) =91,3%, sedang frekuensi alel IN = 0,9% + (15,6%) = 8,7%. Hasilperhitungan frekuensi alel dapat digunakan untuk menentukan sifatlokus tempat alel tersebut berada. Suatu lokus dikatakan bersifatpolimorfik jika frekuensi alelnya yang terbesar sama atau kurang dari0,95. Sebaliknya, suatu lokus dikatakan bersifat monomorfik jikafrekuensi alelnya yang terbesar melebihi 0,95. Jadi, pada contohgolongan darah sistem MN tersebut lokus yang ditempati oleh alel IMdan IN adalah lokus polimorfik karena frekuensi alel terbesarnya ( IM= 91,3%), masih lebih kecil dari 0,95. Proporsi lokus polimorfik padasuatu populasi sering kali digunakan sebagai salah satu indeks

keanekaragaman genetik. Nilai lainnya yang juga sering digunakansebagai indeks keanekaragaman genetik suatu populasi adalahheterozigositas rata-rata atau frekuensi heterozigot (H) rata-rata. Padacontoh di atas besarnya nilai H untuk lokus MN adalah 15,6%. Jikadapat diperoleh nilai H untuk lokus-lokus yang lain, maka dapatdihitung nilai heterozigositas rata-rata pada populasi tersebut.

Jika kondisi-kondisi ini terpenuhi oleh suatu populasi, makapopulasi tersebut disebut sebagai populasi yang berada dalamkeseimbangan Hardy-Weinberg (Hardy-Weinberg Equilibrium).Penyimpangan dari keseimbangan Hardy-Weinberg ini merupakandasar untuk mendeteksi kejadian inbreeding, fragmentasi populasi,

migrasi, dan seleksi. Untuk mempelajari pola pewarisan sifat padatingkat populasi terlebih dahulu perlu difahami pengertian populasidalam arti genetika atau lazim disebut juga populasi Mendelian.Populasi mendelian ialah sekelompok individu suatu spesies yangbereproduksi secara seksual, hidup di tempat tertentu pada saat yangsama, dan di antara mereka terjadi perkawinan (interbreeding)sehingga masing-masing akan memberikan kontribusi genetik kedalam lungkang gen (gene pool), yaitu sekumpulan informasi genetikyang dibawa oleh semua individu di dalam populasi. Deskripsisusunan genetik suatu populasi mendelian dapat diperoleh apabilakita mengetahui macam genotipe yang ada dan juga banyaknya

masing-masing genotipe tersebut. Di samping dengan melihat macam


46/89

dan jumlah genotipenya, susunan genetik suatu populasi dapat jugadideskripsi atas dasar keberadaan gennya. Hal ini karena populasidalam arti genetika, seperti telah dikatakan di atas, bukan sekedarkumpulan individu, melainkan kumpulan individu yang dapatmelangsungkan perkawinan sehingga terjadi transmisi gen dari

generasi ke generasi. Dalam proses transmisi ini, genotipe tetua(parental) akan dibongkar dan dirakit kembali menjadi genotipeketurunannya melalui segregasi dan rekombinasi gen-gen yang dibawaoleh tiap gamet yang terbentuk, sementara gen-gen itu sendiri akanmengalami kesinambungan (kontinyuitas). Dengan demikian,deskripsi susunan genetik populasi dilihat dari gen-gen yang terdapatdi dalamnya sebenarnya justru lebih bermakna bila dibandingkandengan tinjauan dari genotipenya. Susunan genetik suatu populasiditinjau dari gen-gen yang ada dinyatakan sebagai frekuensi gen, ataudisebut juga frekuensi alel, yaitu proporsi atau persentase alel tertentupada suatu lokus.

Hasil perhitungan frekuensi alel dapat digunakan untukmenentukan sifat lokus tempat alel tersebut berada. Suatu lokusdikatakan bersifat polimorfik jika frekuensi alelnya yang terbesar samaatau kurang dari 0,95. Sebaliknya, suatu lokus dikatakan bersifatmonomorfik jika frekuensi alelnya yang terbesar melebihi 0,95.Proporsi lokus polimorfik pada suatu populasi sering kali digunakansebagai salah satu indeks keanekaragaman genetik. Nilai lainnya yangjuga sering digunakan sebagai indeks keanekaragaman genetik suatupopulasi adalah heterozigositas rata-rata atau frekuensi heterozigot(H) rata-rata. Perhitungan frekuensi alel menggunakan dataelektroforesis Frekuensi alel pada suatu populasi spesies organisme

dapat dihitung atas dasar data elektroforesis protein/enzim atauzimogram yang menampilkan pita-pita sebagai gambaran mobililitasmasing-masing polipeptida penyusun protein . Elektroforesismerupakan teknik pemisahan molekul yang berbeda-beda ukuran danmuatan listriknya. Oleh karena itu, molekul-molekul yang akandipisahkan tersebut harus bermuatan listrik seperti halnya protein danDNA. Prinsip kerja elektroforesis secara garis besar dapat dijelaskansebagai berikut. Sampel ditempatkan pada salah satu ujung mediaberupa gel, kemudian kedua ujung gel tersebut diberi aliran listrikselama beberapa jam sehingga komponen-komponen penyusunsampel akan bergerak menuju kutub yang muatan listriknya

berlawanan dengannya. Kecepatan gerakan (mobilitas) tiap


47/89

komponen ini akan berbeda-beda sesuai dengan ukuran molekulnya.Makin besar ukuran molekul, makin lambat gerakannya. Akibatnya,dalam satuan waktu yang sama molekul berukuran besar akanmenempuh jarak migrasi yang lebih pendek daripada jarak migrasimolekul berukuran kecil. Pola pita seperti pada zimogram esterase di

atas sebenarnya merupakan gambaran fenotipe, bukan genotipe.Namun, analisis variasi fenotipe terhadap kebanyakan enzim padaberbagai macam organisme sering kali dapat memberikan dasargenetik secara sederhana. Seperti diketahui, tiap enzim dapatmengandung sebuah polipeptida atau lebih dengan susunan asamamino yang berbeda sehingga menghasilkan fenotipe berupa pita-pitadengan mobilitas yang berbeda. Variasi fenotipe ini disebabkan olehperbedaan alel yang menyusun genotipe. Jika alel-alel yangmenyebabkan perbedaan polipeptida pada enzim tertentu terletakpada suatu lokus, maka bentuk alternatif enzim yang diekspresikannyadikenal sebagai alozim. Alel yang mengatur alozim biasanya bersifat

kodominan, yang berarti dalam keadaan heterozigot kedua-duanyaakan diekspresikan. Populasi mendelian yang berukuran besar sangatmemungkinkan terjadinya kawin acak (panmiksia) di antara individu-individu anggotanya. Artinya, tiap individu memiliki peluang yangsama untuk bertemu dengan individu lain, baik dengan genotipe yangsama maupun berbeda dengannya. Dengan adanya sistem kawin acakini, frekuensi alel akan senantiasa konstan dari generasi ke generasi.Prinsip ini dirumuskan oleh G.H. Hardy, ahli matematika dari Inggris,dan W.Weinberg, dokter dari Jerman,. sehingga selanjutnya dikenalsebagai hukum keseimbangan Hardy-Weinberg. Di samping kawinacak, ada persyaratan lain yang harus dipenuhi bagi berlakunya

hukum keseimbangan Hardy-Weinberg, yaitu tidak terjadi migrasi,mutasi, dan seleksi. Dengan perkatan lain, terjadinya peristiwa-peristiwa ini serta sistem kawin yang tidak acak akan mengakibatkanperubahan frekuensi alel. Deduksi terhadap hukum keseimbanganHardy-Weinberg meliputi tiga langkah, yaitu (1) dari tetua kepadagamet-gamet yang dihasilkannya, (2) dari penggabungan gamet-gametkepada genotipe zigot yang dibentuk, dan (3) dari genotipe zigotkepada frekuensi alel pada generasi keturunan.

Sebagai contoh bahwa pada generasi tetua terdapat genotipeAA, Aa, dan aa, masing-masing dengan frekuensi P, H, dan Q.Sementara itu, frekuensi alel A adalah p, sedang frekuensi alel a

adalah q. Dari populasi generasi tetua ini akan dihasilkan dua macam


48/89

gamet, yaitu A dan a. Frekuensi gamet A sama dengan frekuensi alelA (p). Begitu juga, frekuensi gamet a sama dengan frekuensi alel a (q).Dengan berlangsungnya kawin acak, maka terjadi penggabungangamet A dan a secara acak pula. Oleh karena itu, zigot-zigot yangterbentuk akan memilki frekuensi genotipe sebagai hasil kali frekuensi

gamet yang bergabung. Pada Tabel 15.1 terlihat bahwa tiga macamgenotipe zigot akan terbentuk, yakni AA, Aa, dan aa, masing-masingdengan frekuensi p2, 2pq, dan q2. Oleh karena frekuensi genotipezigot telah didapatkan, maka frekuensi alel pada populasi zigot ataupopulasi generasi keturunan dapat dihitung. Fekuensi alel A = p2 + (2pq) = p2 + pq = p (p + q) = p. Frekuensi alel a = q2 + (2pq)= q2 + pq = q (p + q) = q. Dengan demikian, dapat dilihat bahwafrekuensi alel pada generasi keturunan sama dengan frekuensi alelpada generasi tetua. Pada manusia dan beberapa spesies organismelainnya dikenal adanya jenis kelamin homogametik (XX) danheterogametik (XY). Pada jenis kelamin homogametik hubungan

matematika antara frekuensi alel yang terdapat pada kromosom X(rangkai X) dan frekuensi genotipenya mengikuti formula seperti padaautosom. Namun, pada jenis kelamin heterogametik formula tersebuttidak berlaku karena frekuensi alel rangkai X benar-benar samadengan frekuensi genotipe. Pada jenis kelamin ini tiap individu hanyamembawa sebuah alel untuk masing-masing lokus pada kromosomX-nya. Migrasi merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi bagiberlakunya hukum keseimbangan Hardy-Weinberg. Hal ini berartibahwa peristiwa migrasi akan menyebabkan terjadinya perubahanfrekuensi alel. Lebih jauh, kuantifikasi migrasi dalam bentuk lajumigrasi (lazim dilambangkan sebagai m), sering kali digunakan untuk

menjelaskan adanya perbedaan frekuensi alel tertentu di antaraberbagai populasi, misalnya perbedaan frekuensi golongan darahsistem ABO yang terlihat sangat nyata antara ras yang satu danlainnya.Laju migrasi dapat didefinisikan sebagai proporsi atau persentase aleltertentu di dalam suatu populasi yang digantikan oleh alel migranpada tiap generasi. Faktor lain yang dapat menyebabkan terjadinyaperubahan frekuensi alel adalah mutasi. Namun, peristiwa yang sangatmendasari proses evolusi ini sebenarnya tidak begitu nyatapengaruhnya dalam perubahan frekuensi alel. Hal ini terutama karenalaju mutasi yang umumnya terlalu rendah untuk dapat menyebabkan

terjadinya perubahan frekuensi alel. Selain itu, individu-individu


49/89

mutan biasanya mempunyai daya hidup (viabilitas), dan juga tingkatkesuburan (fertilitas) yang rendah. Dari kenyataan tersebut di atasdapat dimengerti bahwa mutasi hanya akan memberikan pengaruhnyata terhadap perubahan frekuensi alel jika mutasi berlangsungberulang kali (recurrent mutation) dan mutan yang dihasilkan

memiliki kemampuan untuk beradaptasi dengan lingkungan yang ada.Individu-individu dapat memberikan kontribusi genetik yang berbedakarena mereka mempunyai daya hidup dan tingkat kesuburan yangberbeda. Proporsi atau persentase kontribusi genetik suatu individukepada generasi berikutnya dikenal sebagai fitnes relatif atau nilaiseleksi individu tersebut. Nilai fitnes relatif berkisar antara 0 dan 1.Faktor lain yang meyebabkan gangguan keseimbangan Hardy-

Weinberg adalah sistem kawin tidak acak (non random mating). Jikadilihat dari segi fenotipe, ada sistem kawin tidak acak yang dikenalsebagai perkawinan asortatif. Dengan perkataan lain, perkawinanasortatif adalah sistem kawin tidak acak yang didasarkan atas fenotipe.

Perkawinan asortatif dapat berupa perkawinan asortatif positif atauasortatif negatif (disasortatif). Pada perkawinan asortatif positifindividu-individu yang mempunyai fenotipe sama cenderung untuklebih sering bertemu bila dibandingkan dengan individu-individudengan fenotipe berbeda. Sebaliknya, pada perkawinan asortatifnegatif individu-individu yang mempunyai fenotipe berbedacenderung untuk lebih sering bertemu bila dibandingkan denganindividu-individu dengan fenotipe yang sama. Di samping perkawinanasortatif ada

Documents

Modul Genetika