Sumber: Principle of Genetics, 7th ed
by Tamarin , 2001
OBJEKTIF:
Teknik analisis mencari posisi relatif gen pada kromosom organisme diploid
Teknik analisis mencari posisi relatif gen pada kromosom manusia
DIPLOID MAPPING
Two-point cross
Test cross: menyilangkan suatu individuberfenotip dominan hasil persilangan galurmurni vs. individu berfenotip resesif
Tujuan test cross: menguji keterpautan, heterozigositas genotipe dari individu
Fenotip dominan bisa muncul pada individuheterozigot
Two-point cross: dua sifat beda, dua gen, dualokus
Contoh two-point test cross:
Drosophila melanogaster memiliki gen bandresesif (bn) yang menyebabkan muncul pita pada thoraks dan gen detached (det) menyebabkan hilangnya crossvein pada venasi sayapnya
Genotipe individu
wild-type: det+ det+
Genotip individu
detached : det det
Fenotip parental/non-rekombinan: sama dengan fenotip P1
Fenotip non-parental/rekombinan: kombinasi dari dua fenotip P1
Non-rekombinan: jumlah paling banyak
Rekombinan: jumlah paling sedikit
Dari contoh di atas diperoleh, frekuensi non-rekombinan = 99,5% dan frekuensi rekombinan = 0,5%
Fenotip rekombinan muncul karena pindah silang (cross over)
Kita bisa gunakan persentase hasil testcross untuk mengestimasi jarak lokus pada kromosom
1% keturunan rekombinan sama dengan satu map unit (atau satu centimorgan, untuk menghormati T. H. Morgan, ahli genetik yang pertama kali memenangkan Nobel)
Meski map unit bukan jarak fisik, tapi memungkinkan kita untuk mengetahui urutan dan jarak relatif antara loci pada satu kromosom
Hubungan antara centimorgan (cM) dan DNA base pairs sangat bervariasi bergantung pada species, jenis kelamin, dan daerah pada kromosom
Pada manusia 1 cM dapat bervariasi antara 100,000 sampai 10,000,000 pasang basa (bp)
Pada jamur Schizosaccharomyces pombe, 1 cM is hanya sekitar 6,000 bp
Three-point cross
Analisis tiga loci, masing-masing memiliki dua alel
Contoh pada: bentuk sayap, warna tubuh, dan warna mata pada Drosophila.
Black body (b), purple eyes (pr), dan curved wings (c) semua adalah gen resesif
Geneticists use various means to present this situation.
For example, the recessive homozygote can be pictured as: bb prpr cc atau b/b pr/pr c/c atau atau b pr c/b pr c atau
Persen pada baris Table 6.1 menunjukkan bahwa 5,9% (887/15,000) dari keturunan testcross Drosophila: rekombinasi b dan pr
Map function
Dari hasil eksperimen yang diperoleh , terdapat dua map distances di antara dua lokus: “measured” dan “actual”
“Measured” map distance di antara dua lokus: nilai yang diperoleh dari two-point cross
“Actual” map distance: nilai ideal yang lebih akurat yang diperoleh dari penjumlahan jarak pendek antar banyak lokus
Plot “measured” map distance vs. “actual” map distance: diperoleh kurva MAPPING FUNCTION.
Urutan gen
Untuk three-point cross: dengan cara membandingkan double crossover (dco) dan non-rekombinan
Dari contoh: non-rekombinan adalah b pr c dan b+ pr+ c+ , sedangkan dco adalah b pr+ c dan b+ pr c+
Jika posisi pr tidak ditengah, misal pr b c dan pr+ b+ c+, tidak akan diperoleh genotip dco seperti di atas
Coefficient of Coincidence
Are crossovers occurring independently of each other?
Does the observed number of double recombinants equal the expected number?
Pada contoh di atas terdapat 132/15,000 dco, or 0.88%
Jumlah yang diharapkan (Expected): kejadian independent dari pindah silang di antara dua titik yang diukur
Dari contoh bisa dihitung:
jarak lokus b-pr = 5,9% = 0,059
jarak lokus pr-c = 19,5% = 0,195
sehingga diperoleh kemungkinan dco = 0,059x 0,195 = 0,0115 = 1,15% dari gamet
Jadi, dco yang diharapkan
= 1,15% x15000 = 172,5
coefficient of coincidence didefinisikan:
Dari contoh bisa dihitung nilai CC = 132/172 = 0,77
Dengan kata lain, hanya 77% dari expected dco yang terjadi
Kadang-kadang jumlah dco yang tereduksi dapat ditunjukkan dengan degree of interference, yang didefinisikan sebagai:
1- coefficient of coincidence
Dari contoh diperoleh, interf. = 1 - 77% = 23%
Dari contoh tampak bahwa terjadinya suatu pindah silang dapat mempengaruhi peluang pindah silang dari daerah yang berdekatan
Somatic (mitotic) crossover
Terjadi pada sel somatik
Tidak terbentuk kompleks synaptonemal
Disebabkan oleh dua kromatid homolog yang melintang satu sama lain dan terjadi patahan dan bergabung kembali seperti konsekuensi jika terjadi perbaikan DNA
Contoh pada Aspergillus nidulans
PEMETAAN KROMOSOM MANUSIA
X Linkage
Menentukan posisi loci pada kromosom X
Menentukan jarak (map unit) antar loci
“Grand father method”
Autosomal linkage
Memetakan loci pada kromosom non-sex lebih sulit: ada 22 kelompok pautan autosom
Contoh: penyakit nail-patella syndrome dan golongan darah ABO
Dari contoh di atas, alel mana yang terpaut nail-patella syndrome?
Berapa map unit jarak lokus ABO dan lokus nail-patella syndrome?
Cukup sulit untuk mencari posisi lokus pada kromosom autosomal
Dua teknik yang penting untuk pemetaan autosomal: chromosomal banding dan somatic-cell hybridization
Chromosomal banding
Menggunakan pewarnaan histokimia tertentu yang menghasilkan pola pita berulang pada kromosom
Pewarnaan Giemsa merupakan salah satu tekniknya: menghasilkan G-band
Dengan teknik banding: dapat mengidentifikasi masing-masing kromosom dalam suatu karyotype
Somatic-cell hybridization
Untuk membedakan setiap kromosom manusia dilakukan somatic-cell hybridization,: sel manusia dan tikus (atau hamster) dilebur dalam kultur untuk menghasilkan hibrid
Peleburan (fusi) biasanya dibantu dengan zat kimia seperti polyethylene glycol yang berdampak pada membran atau dengan virus yang inaktif , misalnya Sendai virus, yang mampu melebur pada lebih dari satu sel pada saat yang sama
Ketika sel melebur, nukleus mereka akan terpisah membentuk heterokaryon: sel dengan nukleus dari sumber berbeda
Ketika nukleus melebur, sel hibrid akan terbentuk dan hibrid ini dapat kehilangan kromosom manusia selama pembelahan
Dengan stabilisasi , akan dihasilkan sel dengan satu kromosom manusia atau lebih selain juga kromosom tikus atau hamster sebagai pelengkapnya
Teknik banding memungkinkan peneliti untuk mengenali kromosom manusia
Ahli genetik mencari fenotip tertentu pada manusia seperti produk enzim dan menentukan letak fenotip tersebut pada satu kromosom yang ada pada galur sel