genetika populasi

Genetika Populasi

Populasi Mendel

- Populasi mendel : terdiri atas sekelompok individu yang berkembang biak secara seksual dan bersilang secara acak

- Populasi mendel mewariskan alelnya dari satu generasi ke generasi berikutnya menurut hukum segregasi dan hukum pengelompokan bebas.

Populasi genetik

Struktur genetik sebuah populasi

  Populasi adalah sekumpulan species yang sama yang dapat melakukan perkawinan (interbreed)

Struktur genetik adalah

                Allel

                Genotype

Pola variasi genetik dalam sebuah populasi berubah dalam struktur genetik dan waktu

Gene pool

 Populasi juga dapat dikatakan sebagai kumpulan individu yang membentuk suatu genepool.

1.     Genepool adalah total keseluruhan gen yang ada dalam gamet dari suatu populasi tertentu.

2.     Individu dalam populasi datang dan pergi tetapi gen-gennya tetap ada sepanjang waktu.

3.     Gen-gen diatur kembali dari generasi ke generasi karena pemisahan, pengelompokan bebas dan pindah silang antara kromosom homolog.

Pendugaan frekuensi gen (alel) dan frekeunsi genotipe.

1.       Misalnya suatu populasi yang banyak anggotanya N, dijumpai tiga genotipe untuk satu gen dengan dua alel yaitu genotipe A1A1, A1A2, A2A2, yang masing-masing sebanyak D, H, dan R individu, dimana D + H + R = N.

1.     Frekuensi alel A1 dan A2 adalah :

                F(A1) = (2D + H)/2N = (D + 0.5H)/N

                F(A2) = (H + 2R)/2N = (0.5H + R)/N

3.       Frekuensi genotipe adalah:

                F(A1A1) = D/N,

                F(A1A2) = H/N dan

                F(A2A2) = R/N

4.       Ada satu kantong biji kedelai:

                200 bibit albino                   (gg)

                800 bibit hijau-kuning      (Gg)

                1.000 bibit hijau                        (GG)

Frekuensi alel ditentukan sebagai berikut:

1.     Frekuensi alel G = [1000 + ½(800)] / 2000 = 0,7

2.     Frekuensi alel g = [200 + ½(800)] / 2000 = 0,3

Jika p = frekuensi G (alel dominan), dan q adalah frekuensi g (alel resesif),

maka p+q = 1 sehingga 0,7 + 0,3 = 1

Frekuensi genotype

1.       Frekuensi GG = 1000/2000 = 0,5

1.     Frekuensi Gg  = 800/2000   = 0,4

2.     Frekuensi gg   = 200/2000 = 0,1

3.     Frekunsi G = 0,5 + 0,4/2 = 0,7

4.     Frekunsi g = 0,1 + 0,4/2 = 0,3

Contoh Perhitungan struktur genetik

Frekuensi genotype

Bunga putih 200

Bunga pink 500

Bunga merah 300

total = 1000 bunga

Frekuensi genotype:

200/1000 = 0.2 rr

500/1000 = 0.5 Rr

300/1000 = 0.3 RR

Frekuensi allele 

200rr=400r                                                                                     

500 Rr = 500 r, 500 R

300 RR = 600 R

Total 2000 alel

Frekuensi allele:

900/2000 = 0.45 r

1100/2000 = 0.55 R

Keseimbangan Hardy-Weinberg 

1.       Pada organisme diploid dengan ukuran populasi yang besar, jika frekuensi alel A1 sama dengan P dan frekuensi alel A2 sama dengan Q, dimana P + Q = 1.

1.     Setelah satu generasi berkawin acak, maka frekuensi genotipe akan tetap tidak berubah dari generasi ke generasi.

2.     Kawin acak adalah setiap tetua akan menyumbangkan gamet ke dalam populasi dengan jumlah yang sama, dan masing-masing gamet secara acak akan bertemu dengan setiap gamet lainnya,

Syarat yang harus dipenuhi agar prinsip HW tercapai 

1.     Populasi harus besar

2.     Sistem reproduksi organisme seksual

3.     Perkawinan acak dalam populasi

4.     Mutasi tidak ada/diabaikan

5.     Tidak ada seleksi

6.     Tidak ada migrasi

7.     Tidak ada genetik drift

Aplikasi Hukum HW 

1.       Dengan hukum HW memudahkan kita untuk menentukan apakah asumsi di atas terpenuhi dan apakah suatu populasi berada dalam kesimbangan yang stabil frekuensinya. Dengan membandingkan frekuensi alel dalam populasi pada lokasi berbeda, kita dapat menentukan apakah terjadi penyimpangan dari keseimbangan.

Secara sederhana keseimbangan HW dapat dituliskan dengan :

    (p+q)² =  1

p² + 2pq +q² =1

	Gamet jantan
		C=p =0,7	c=q=0,3
Gamet betina	C=p =0,7	CC=p2=0,49	Cc=pq=0,21
	c=q=0,3	Cc=pq=0,21	Cc=q2=0,09

(p+q)2 =  p2 + 2pq +q2 =1

(0,7CC + 0,3cc)2 = 0,49CC + 0,42Cc + 0,09cc = 1

1.       Contoh : Di suatu desa yang berpenduduk 420 orang, dijumpai 137 prgang bergolongan darah A, 196 orang bergolongan darah AB, dan 87 orang bergolongan darah B. hitung berapa frekuensi alel A dan frekuensi alel B, hitung masing–masing genotipe golongan darah jika populasi tersebut berada dalam keseimbangan Hardy Weinberg.

1.     Jawab: Frekuensi (A) = (137 +1/2(196)) / 420 = 0.56

–      Frekuensi (B) = 1 – 0.56 = 0.44

a.       Pada keadaan keseimbangan Hardy Weinberg, maka proporsi masing-masing genotype adalah :

b.      Proporsi AA : (0.56)2 =0.314 atau 0.314 x 420 = 132

c.       Proporsi AB : 2(0.56)(0.44) = 0.493 atau 0.493 x 420 = 207

d.      Proporsi BB : (0.44)2 = 0.193 atau 0.193 x 420 = 81

Genotipe	Yang diamati (O)	Yang diharapkan (E)	(O-E)2/E
AA	137	132	0.189
AB	196	207	0.584
BB	87	81	0.444
			X2 = 1.217

HW dan alel ganda

1.       Dalam individu diploid hanya ada 2 alel, tetapi jika ada tiga alel dalam populasi; yaitu a, a1, dan a2. individu-individu dalam populasi dapat aa, aa1,a1a1, a1a2,a2a2.

1.     Dalam populasi tersebut kita dapat menggunakan simbol

                p =a

                q =a1

                r = a2

3.       Jumlah frekuensi ini harus = 1, yaitu :

                p + q + r = 1. distribusi genotipenya adalah

   (p+q+r)² = 1

p² + 2pq+q²+2pr+2qr+r² =1

Misalnya : dalam populasi yang kawin acak, frekuensi alel C=0,3; cch=0,6; c=0,1. berapa frekuensi genotipenya?

A. Homozigot

      CC =p2 = (0,3)2 = 0.09

                cchcch = q2 =(0,6)2 = 0,36

   cc = r2 = (0,1)2 = 0,01

B. Heterozigot:

  Ccch = 2pq=2(0,3x0,6) = 0,36

  Cc     = 2pr= 2(0,3 x0,1) = 0,06

  cchc  = 2qr = 2(0,6x0,1) = 0,12

0,09+0,36+0.01+0,36+0,06+0,12 = 1

PERUBAHAN FREKUENSI ALEL

Keseimbangan populasi dapat berubah apabila dengan frekuensi alel berubah. Frekuensi alel dari satu generasi ke generasi dapat berubah akibat pengaruh:

                1.  Seleksi

                2. Migrasi

                3. Mutasi

                4.  Genetik drift.

Seleksi

Merupakan kekuatan utama yang mempengaruhi frekuensi alel untuk menimbulkan perubahan dalam populasi.

Seleksi dapat dibagi dua kategori, yaitu:

1) Alami – keadaan lingkungan menentukan dapat hidupnya individu atai individu-individu yang akan mempunyai keturunan lebih sedikit dari rata-rata,

2) Buatan- dilakukan oleh manusia dalm memilih individu-individu yang akan disilangkan atau dibuang.

Mutasi

Mutasi terus menerus dari suatu alel mengubah frekuensi alel secara lambat ke arah alel mutan. Mutasi biasanya dari dominan menjadi resesif, yaitu A-------a, sehingga frekuensi A dalam populasi berkurang sedikit dan sebaliknya frekuensi alel a bertambah.

Laju mutasi normal sekitar 10-4 samapi10-6 tiap lokus, pertambahan yang besar dari frekuensi alel a akan membutuhkan ribuan generasi.

Migrasi

Migrasi merupakan perpindahan individu atau gen baru ke dalam suatu populasi atau keluarnya suatu individu atau gen dari suatu populasi.

Migrasi (aliran gen) erat kaitannya dengan transformasi informasi genetik.

Transfor polen

Trandfor propagul

Sistem perkawinan

Sistem perkawinan tanaman dapat dibagi dua, ada yang menyerbuk silang dan ada yang menyerbuk sendiri. Sistem perkawinan ini akan mempengaruhi struktur genotype populasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi perkawinan tanaman adalah kerapatan populasi, fenologi pembungaan, tingkah laku polen vektor dan sebagainya.

Tanaman yang menyerbuk sendiri cenderung alelnya homozigot, untuk tanaman tahunan alel homozigot kurang baik karena tanaman harus mampu beradaptasi pada kondisi berbagai lingkungan.

Genetik drift

Genetik drift (hayutan genetik) adalah perubahan secara acak frekuensi alel dalam suatu populasi dari satu generasi ke generasi berikutnya yang disebabkan ukuran populasi yang kecil.

1.     Penghayutan genetik disebabkan karena ukuran populasi yang kecil, dan juga karena penyimpangan dari perkawinan secara kebetulan yang kadang-kadang disebut kesalahan pengambilan contoh.

2.     Apabila satu pasang alel Aa terdapat pada semua individu dari populasi perkawinan yang kecil, kita biasanya mengharapkan nisbah 1 : 2 : 1 pada keturuanannya.