Makalah Genetika Populasi

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Genetika populasi adalah bidang biologi yang mempelajari komposisi genetic populasi biologi, dan perubahan dalam komposisi ko mposisi genetik yang dihasilkan dari pengaruh penga ruh berbagai faktor, termasuk seleksi alam. Genetika populasi mengejar tujuan mereka dengan mengembangkan model matematis abstrak dinamika frekuensi gen, mencoba untuk mengambil kesimpulan dari model-model tentang pola-pola kemungkinan variasi genetik dalam populasi yang sebenarnya, dan menguji kesimpulan terhadap data empiris. Genetika populasi terikat erat dengan studi tentang evolusi dan seleksi alam, dan sering dianggap sebagai landasan teori Darwinisme modern. Ini karena seleksi alam merupakan salah satu faktor yang paling penting yang dapat mempengaruhi komposisi genetik populasi. Dengan mempelajari model formal perubahan frekuensi gen dalam genetika populasi diharapkan dapat menjelaskan proses evolusi, dan untuk memungkinkan konsekuensi dari hipotesis evolusi yang berbeda yang dapat dieksplorasi dengan cara yang tepat secara kuantitatif. Seiring dengan pesatnya kemajuan teknologi di bidang biologi molekuler, aspek-aspek ilmu genetika juga mengalami perkembangan yang sangat pesat. Aspek yang dimaksud masuk ke dalam ranah ilmu genetika yaitu clasical genetics, molecular genetics dan population genetics. Quantitative genetics yang membahas secara mendalam berbagai macam sifat kuantitatif seperti tinggi badan, berat badan, IQ, kepekaan terhadap penyakit, dan sebaginya masuk ke dalam ilmu genetika populasi. Ilmu genetika populasi juga yang mendukung teori evolusi yang dikemukaan oleh Charles Darwin 150 tahun lalu. Ilmu ini menggunakan berbagai macam pendekatan statistik untuk membuktikan, menjelaskan atau mendeteksi adanya perubahan organisme dalam lingkungan oleh sebab adanya dorongan evolusi (evolutionary force). Dari sinilah lahir istilah Neo-Darwinism Dalam Neo-Darwinism, evolusi dideskripsikan sebagai perubahan frekuensi alel yang ada dalam populasi di tempat dan waktu tertentu oleh sebab adanya evolutionary force.

B. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah diatas maka secara garis besar masalah yang di angkat didalam makalah ini dapat dirumuskan sebagai berikut: 1. Apa pengertian dari Genetika Populasi? 2. Bagaimana sejarah perkembangan Genetika Populasi? 3. Bagaimana hukum Hardy-Weinberg menjekaskan Genetika Populasi? 4. Apa ciri-ciri dari hukum keseimbangan Hardy-Weinberg? 5. Bagaimana frekuensi alel dan frekuensi genotip diukur dalam populasi? 6. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi frekuensi gen dan keanekaragaman genetik dalam populasi? 7. Bagaimana hubungan Genetika Populasi dengan cabang ilmu biologi lainnya? 8. Bagaimana aplikasi Genetika Populasi?

C. Tujuan Berdasarkan rumusan makalah diatas, maka tujuan penulisan dalam pembuatan makalah ini, antara lain: 1. Mengetahui pengertian dari Genetika Populasi. 2. Mengetahui sejarah perkembangan Genetika Populasi. 3. Mengetahui hukum Hardy-Weinberg. 4. Mengetahui ciri-ciri dari hukum keseimbangan Hardy-Weinberg.

Genetika Populasi | 1

5. Mengetahui cara mengukur frekuensi alel dan frekuensi genotip dalam p 6. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi frekuensi gen dan keanekaragaman genetik dalam populasi. 7. Mengetahui hubungan Genetika Populasi dengan cabang ilmu biologi lainnya. 8. Mengetahui aplikasi Genetika Populasi.


BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Genetika Populasi Populasi adalah suatu kelompok individu sejenis yang hidup pada suatu daerah tertentu. Genetika populasi adalah cabang dari ilmu genetika yang mempelajari gen-gen dalam populasi dan menguraikannya secara sistematik akibat dari keturunan pada tingkat populasi. Suatu populasi dikatakan seimbang apabila frekuensi gen dan frekuensi genetik berada dalam keadaan tetap dari setiap generasi (Suryo 1994: 344). Dalam (Arisuryanti, 2007: 2), Genetika populasi adalah suatu ilmu yang mempelajari komposisi dan variasi genetik individu-individu dalam suatu populasi dan faktor-faktor yang dapat mengubah komposisi genetik tersebut. Jadi genetika populasi adalah Ilmu yang mempelajari tentang Komposisi Genetik dalam suatu populasi. Dalam genetika populasi yang menjadi masalah adalah bagaimana memperbaiki kemampuan genetic populasi tertentu, bukan kepada Individu tertentu. Hal ini disebabkan oleh kemampuan genetic Individu tidak bisa diperbaiki, yang bisa diusahakan adalah memperbaiki kemampuan genetic dari keturunan-keturunannya dengan cara mengawinkannya, Misalnya apabila ternak tersebut betina maka dikawinkan dengan pejantan unggul (mempunyai kemampuan genetic unggul). Dengan demikian sebenarnya perbaikan mutu genetic adalah proses memanipulasi kombinasi gen-gen supaya sesuai dengan keinginan. Dalam perbaikan produktivitas selain dengan cara memperbaiki mutu genetic juga perlu memperbaiki lingkungan, misalnya untuk produksi susu sapi perah diperlukan perbaikan makanan, perkandangan, pemberantasan penyakit dll. Sedangkan pada tanaman diperlukan pemupukan yang baik dari jenis pupuk maupun dosisnya. Kesimpulannya adalah Sebagai Berikut: a. 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. b. Populasi Genetik  Struktur genetik sebuah populasi  Populasi adalah sekumpulan species yang sama yang dapat melakukan perkawinan (interbreed)  Struktur genetik adalah Allel dan Genotype  Pola variasi genetik dalam sebuah populasi berubah dalam struktur genetik dan waktu.

Genetika populasi ini tidak dapat dipisahkan dengan teori evolusi yang dicetuskan oleh Charles Darwin (1809-1882) yang secara garis besar terdiri dari 3 prinsip, yaitu: a. Prinsip variasi yang artinya bahwa individu-individu dalam suatu populasi akan memiliki variasi morfologi, fisiologi dan perilaku. Dalam hal ini, Darwin memandang bahwa variasi tersebut dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. b. Prinsip Hereditas yang artinya bahwa setiap individu dalam suatu populasi memiliki kesempatan yang sama untuk menghasilkan keturunan. Namun, ada individu-individu yang berhasil menghasilkan keturunan dan ada yang tidak berhasil, sehingga densitas suatu populasi umumnya konstan setiap saat. Selain itu individu-individu keturunan (filial) akan lebih menyerupai induk atau parentalnya bila dibandingkan dengan individu-individu lain yang tidak sekerabat. c. Prinsip Seleksi yang artinya bahwa beberapa individu dalam suatu populasi lebih mampu beradaptasi, bertahan hidup, dan bereproduksi bila dibandingkan dengan individu-individu


lainnya. Pada tahapan ini, gen-gen yang menentukan karakter-karakter yang baik pada individu-individu tersebut akan dipertahankan keberadaannya dan selanjutnya diharapkan dapat diwariskan kegenerasi berikutnya. Populasi bersifat dinamis, artinya dapat bertambah (dengan kelahiran), berkurang (dengan kematian), dan meluas (migrasi), sehingga konsekuensinya suatu saat keadaan tersebut akan mempengaruhi struktur genetik suatu populasi. Ilmu genetika populasi ini menggunakan berbagai macam pendekatan statistik untuk membuktikan, menjelaskan atau mendeteksi adanya perubahan organisme dalam lingkungan oleh sebab adanya dorongan evolusi (evolutionary force). Dari sinilah lahir istilah NeoDarwinism Dalam Neo-Darwinism, evolusi dideskripsikan sebagai perubahan frekuensi alel yang ada dalam populasi di tempat dan waktu tertentu oleh sebab adanya evolutionary force. Evolutionary force yang dimaksud di sini terdiri dari: 1. Mutation, sebagai the building block of evolution, ia cenderung meningkatkan variasi genetis atau frekuensi alel yang menjadi subyek seleksi alam; 2. Natural Selection, terdiri dari directional selection, stabilizing selection dan disruptive selection; 3. Random genetic drift, yang cenderung menekan variasi genetis; 4. Non-random mating yang meningkatkan homozigositas fenotip tanpa mempengaruhi frekuensi alel; 5. Migration, yang mendorong kesamaan frekuensi alel antar populasi yang berbeda. B. Sejarah dan Perkembangan Genetika Populasi Secara garis besar genetika terdiri dari dari tiga cabang utama, yaitu Genetika Klasik, Genetika Molekuler, dan Genetika Populasi. Ketiga cabang genetika tersebut saling terkait antara satu dengan lainnya. Pada saat Mendel (1822-1884) melakukan penelitian pada kacang kapri dan kemudian Hukum Mendel I dan II diciptakan, beliau masih belum menggunakan istilah gen. Mendel hanya menjelaskan bahwa ada faktor yang berperan dalam pewarisan. Selanjutnya dengan penemuan struktur pita berpilin ganda atau yang dikenal dengan asam deoksiribonukleat (DNA) oleh Watson dan Crick pada tahun 1953, Genetika Molekuler berkembang dengan pesat. Berdasarkan pendekatan Genetika Molekuler inilah pewarisan Mendel dapat diterangkan dengan jelas. Namun demikian, penelitian-penelitian yang dilakukan Mendel lebih menitik-beratkan pada penyebaran genotip-genotip dan variasi genetik individu-individu yang dihasilkan dari perkawinan tunggal. Hasil penelitian Mendel ini tidak membahas tentang penyebaran genotipgenotip dan pola variasi genetik suatu group atau populasi. Oleh karena itu, Godfrey H. Hardy (1877-1947) melakukan beberapa penelitian yang menggambarkan hubungan antara penyebaran genotip-genotip dengan variasi fenotip individu-individu pada suatu populasi. Hasil penelitian ini kemudian dipublikasikan oleh Wilhelm Weinberg dan selanjutnya menjadi dasar dalam merumuskan prinsip-prinsip dasar Genetika Populasi. Prinsip-prinsip tersebut adalah bahwa: Genetika Populasi lebih menitik-beratkan pada suatu group atau populasi daripada individuindividu, artinya lebih memfokuskan pada frekuensi alel dan frekuensi genotip dari satu generasi ke generasi berikutnya dalam suatu populasi daripada membahas penyebaran genotip-genotip dan variasi fenotip yang dihasilkan dari perkawinan tunggal. Para ahli Genetika Populasi umumnya menggambarkan frekuensi alel dan frekuensi genotip sebagai lengkang gen (gene pool) yaitu suatu set informasi genetik yang dibawa oleh individu-individu suatu populasi yang dapat melakukan perkawinan (interbreeding) di dalamnya. Oleh karena itu lengkang gen memiliki arti yang sangat penting dalam konservasi. Pada awal perkembangannya, Genetika Populasi lebih menekankan pada teori dan perkembangan model-model matematika untuk menggambarkan struktur genetik suatu populasi.


Selanjutnya ketika era komputer mulai berkembang, para ahli Genetika Populasi mulai membuat program-program simulasi suatu populasi pada eksperimen yang dilakukan. Para ahli yang mengembangkan model-model matematika tersebut antara lain: G. Udny Yule, William Castle, Godfrey Hardy, dan Wilhelm Weinberg. Selanjutnya dengan berkembangnya biologi molekuler, bidang ini juga menggunakan teknik-teknik biologi molekuler (antara lain : teknik allozim elektroforesis, RAPD, RFLP, microsatellite) untuk mengamati variasi genetik suatu populasi C. Hukum Hardy-Weinberg dan Genetika Populasi Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi alel dan frekuensi genotipe dalam suatu populasi akan tetap konstan, yakni berada dalam kesetimbangan dari satu generasi ke generasi lainnya kecuali apabila terdapat pengaruh-pengaruh tertentu yang mengganggu kesetimbangan tersebut. Pengaruh- pengaruh tersebut meliputi perkawinan tak acak, mutasi, seleksi, ukuran populasi terbatas, hanyutan genetik, dan aliran gen. Hal yang penting untuk dimengerti bahwa di luar laboratorium, satu atau lebih pengaruh ini akan selalu ada. Oleh karena itu, kesetimbangan Hardy-Weinberg sangatlah tidak mungkin terjadi di alam. Kesetimbangan genetik adalah suatu keadaan ideal yang dapat dijadikan sebagai garis dasar untuk mengukur perubahan genetik.

Syarat berlakunya asas Hardy-Weinberg, yaitu: 1. Setiap gen mempunyai viabilitas dan fertilitas yang sama 2. Perkawinan terjadi secara acak 3. Tidak terjadi mutasi gen atau frekuensi terjadinya mutasi sama besar 4. Tidak terjadi migrasi 5. Jumlah individu dari suatu populasi selalu besar Jika lima syarat yang diajukan dalam kesetimbangan Hardy-Weinberg tadi banyak dilanggar, jelas akan terjadi evolusi pada populasi tersebut, yang akan menyebabkan perubahan perbandingan alel dalam populasi tersebut. Definisi evolusi sekarang dapat dikatakan sebagai: ”Perubahan dari generasi ke generasi dalam hal frekuensi alel atau genotipe populasi”. Genetika populasi adalah cabang dari genetika yang mempelajari gen-gen dalam populasi, yang menguraikan secara matematik kibat dari keturunan pada tingkat populasi. Adapun populasi ialah suatu kelompok dari satu macam organisme, dan dari situ dapat diambil cuplikan (sampel). Semua mahkluk merupakan suatu masyarakat sebagai hasil perkawinan antar spesies dan mempunyai lengkang gen yang sama. Lengkang gen (gene pool) ialah jumlah dari semua alel yang berlainan atau keterangan genetik dalam anggota dari suatu populasi yang membias secara kawin. Gen-gen dalam lengkang mempunyai hubungan dinamis dengan alel lainnya dan dengan lingkungan dimana mahkluk-mahkluk itu berada. Faktor-faktor lingkungan seperti seleksi, mempunyai kecenderungan untuk merubah frekuensi gen dan dengan demikian akan menyebabkan perubahan evolusi dalam populasi. Dalam tahun 1908 G. Hardy (seorang ahli matematika bangsa inggris) dan W. Weinberg (seorang dokter bangsa jerman) secara terpisah menemukan dasar-dasar yang ada hubungan dengan frekuensi gen di dalam populasi. Prinsip yang berbentuk pernyataan teoritis itu dikenal sebagai prinsif ekuilibrium Hardy Weinberg pernyataan itu menegaskan bahwa didalam populasi yang equilibrium (dalam kesimbangan), maka baik frekuensi gen mapun frekuensi genotip akan tetap dari satu generasi ke genarasi seterusnya. Kondisi-kondisi yang menunjang Hukum Hardy-Weinberg sebagai berikut: 1. Ukuran populasi harus besar 2. Ada isolasi dari polulasi lain


3. Tidak terjadi mutasi 4. Perkawinan acak 5. Tidak terjadi seleksi alam Hal ini dijumpai dalam populasi yang besar, dimana perkawinan berlangsung secara acak (Random) dan tidak ada pilihan/ pegetahuan atau faktor lain yang dapat merubah frekuensi gen. Pimisahan menurut mendel dapat dikemukankan secara matematis mengunakkkan rumus binomium (a + b)ⁿ diman a adalah kemungkinan bahwa suatu kejadian akan terjadi, sedang b yang mungkin tidak akan terjadi. Perbandingan 1:2:1 yang memperlihatkan pemisahan dari sepasng alel tunggal (Aa), pada perkawinan monohibrid dapat digambarkan sebagai berikut: (a+b)ⁿ = (A+a)² = 1AA + 2Aa + 1aa (Surya, 2008). Secara terpisah Hardy dan Weinberg menemukan suatu rumusan yang menyatakan bahwa frekuensi suatu alel dalam populasi akan tetap berada dalam keseimbangan dan hal ini dijabarkan dengan rumus: P2+2pq+q2=1 P adalah frekuensi alel (A) da n q adalah frekuensi alel (a). Rumus ini berlaku apabila: 1. Mutasi tidak terjadi atau mutasi menguntungkan sama jumlahnya dengan mutasi yang merugikan 2. Semua anggota populasi tersebut mempunyai kesempatan yang sama untuk mengawini anggota populasi (perkawinan acak atau panmiksi) 3. Tidak terjadi imigrasi atau jumlah individu yang berimigrasi adalah sama dengan yang berimigrasi 4. Semua alela mempunyai kemungkinan yang sama untuk berada dalam populasi, tidak ada yang lebih unggul dari yang lain. Dengan perkataan lain, seleksi alam tidak terjadi. 5. Jumlah populasi tetap, atau jumlah individu yang mati sama dengan jumlah individu yang lahir 6. Populasi berjumlah besar sehingga factor kebetulan tidak terjadi atau dapat diabaikan. D. Ciri-Ciri Hukum Keseimbangan Hardy-Weinberg Adapun ciri-ciri dalam hokum keseimbangan Hardy-Weinberg, antara lain: 1. Jumlah frekuensi genotype harus sama dengan 1, yaitu p2(CC) + 2pq(Cc) + q2(cc)=1 2. Hubungan p2 + 2pq + q2 tetap, tidak peduli besarnya frekuensi alel permulaan (p atau q) dapat bernilai 0 sampai 1), yaitu frekuensi genotype pada saat keseimbangan hanya tergantung pada frekuensi alel permulaan dan tidak tergantung dari frekuensi genotype dari populasi asal. 3. Keseimbangan dapat tercapai dalam satu generasi; kemudian frekuensi alel dan genotip tidak berubah dari generasi ke generasi asal syarat-syarat keseimbangan Hardy-Weinberg terpenuhi. 4. Frekuensi alel dapat ditentukan dari frekuensi satu genotype yang diketahui. 5. Bila suatu populasi dalam keseimbangan, maka frekuensi alel dapat dihitung apabila diketahui srekuensi satu genotip homozigot. Umpama saudara menangkap suatu contoh tikus dari pertanaman padi dan diperoleh frekuensi no-agouti (aa) adalah 0,509 persen. E. Frekuensi Alel dan Frekuensi Genotif Dalam Populasi Untuk mempelajari komposisi dan variasi genetik suatu populasi, maka seorang peneliti Genetika Populasi harus mampu menggambarkan lengkang gen populasi tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan menghitung frekuensi genotip dan frekuensi alel populasi tersebut. Jika gamet yang dihasilkan oleh suatu populasi ditetapkan sebagai suatu campuran unit-unit genetik yang


akan menimbulkan generasi berikutnya, kita mempunyai konsep suatu lengkang gen. Misalnya dalam lengkang gen: p adalah frekuensi alel A atau alel dominan q adalah frekuensi alel a atau alel resesif

Dengan demikian frekuensi genotip yang diharapkan pada generasi berikutnya adalah: p2(AA) + 2pq(Aa) + q2(aa) = 1 yang berasal dari : f(AA) = (p x p) = p2 f(Aa) = (p x q) + (p x q) = 2pq f(aa) = (q x q) = q2 Sedangkan frekuensi alel adalah p(A) + q(a) = 1 Berdasarkan hal di atas, beberapa peneliti genetika populasi ada yang menganggap bahwa frekuensi alel adalah frekuensi gen atau gamet, sedangkan frekuensi genotip adalah frekuensi zigot. Penggunaan frekuensi alel memiliki kelebihan bila dibandingkan dengan frekuensi genotip. Sebagai contoh jika suatu lokus memiliki 3 alel (A1, A 2, A 3), maka frekuensi genotip yang harus dihitung ada 6 yaitu genotip A1A1, A1A2, A1A3, A2A2, A2A3, A3A3, sedangkan frekuensi alel yang harus dihitung hanya 3, yaitu frekuensi A1, A2, dan A3. F. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Frekuensi Gen dan Keanekaragaman Genetik dalam Populasi Estimasi frekuensi gen yang sebenarnya didalam suatu populasi sering memerlukan penggunan berbagai pendekatan matematik. Namun pada pembahasan kita, untuk sebagian besar akan kita pusatkan pada prinsip-prinsip dan konsep-konsep saja, dan mengabaikan langkahlangkah sebenarnyaa dalam kalkulasi, yang dapat dicari dalam buku-buku genetika yang terperinci. Kalkulasi ini memperhitungkan sejumlah faktor yang diketahui mempengaruhi frekuensi gen dalam atau variabbilitas genetik dari, populasi. Faktor-faktor itu diantaranya adalah mutasi, reproduksi seksual dan rekombinasi, perkawinan keluarga, migrasi, arus genetik secara acak (“rendom genetic drift”), seleksi, dan lingkungan. Mutasi Akhirmya, gen-gen terdapat dalam berbagai bentuk sebagai alela yang berlainan karena mereka mengalami mutasi. Sebab itu, frekuensi alela-alela pada lokus didalam suatu populasi di pengaruhi oleh sifat dapat bermutasi dari lokus itu. Mutasi maju (“forward mutation”) mengurangi frekuensi gen-gen tipe liar; mutasi surut (“back mutation”) meningkatkan frekuensi gen-gen tipe liar. Selain dari pada itu, gen-gen dapat mengalami mutasi maju menjadi banyak bentuk yang berlainan, suatu penomena yang telah kita teliti terdahulu sebagai alelisma jamak. Adanya banyak alela yang berlainan bagi gen yang sama dikenal sebagai polimorfism. Pada tahun – tahun terakhir ini, genetika molekular telah meningkatkan pengetahuan kita mengenai polimorfisma ekstensif melalui studi struktur molekular protein-protein (hemoglobin, misalnya) dan deretan ADN. G. Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Frekuensi Gen 1. Seleksi Seleksi merupakan suatau proses yang melibatkan kekuatan-kekuatan untuk menentukan ternaka mana yang boleh berkembang biak pada generasi selanjutnya. Kekuaktan-kekuatan itu bisa di kontrol sepenuhnya oleh alam yang disebut seleksi alam. Jika kekuatan itu di kontrol oleh manusia maka prosesnya disebut seleksi buatan kedua macam seleksi itu akan merubah frekuensi gen yang relatif terhadap alelnya. Laju perubahan frekuensi pada seleksi buatan jika dibandingkan dengan seleksi alam. Untuk


2.

3.

4.

5.

mendemonstrasikan peran seleksi dalam mengubah frekuesni gen, diambil suatu contoh populasi yang terdiri dari beberapa ribu bertanduk dan yang tidak bertanduk. Jika diasunsikan bahwa frekuensi gen yang bertanduk dan yang tidak bertandu pada populasi tersebut masing – masing 0,5 ( bila terjadi kawin acak) maka sekitar 75% dari total sapi yang ada tidak bertanduk dan 25% bertanduk. Dari 75% sapi yang tidak bertanduk sebanyak 1/3 bergenotip hemozigot dan 2/3 bergenotip heterozigot. Mutasi Mutasi adalah suatu perubahan kimia gen yang berakibat berubahnya fungsigen. Jika gen mengalami mutasi dengan kecepatan tetap maka frekuensi gen akan sedikit menurun, sedangkan frekuensi alel akan meningkat. Laju mutasi bervariasi dari suatu kejadian mutasi ke kejadian mutasi lain. Namun, laju relative rendah (kira-kira satu dalam satu juta pengandaan gen) sebagai gambaran, diambil contoh frekuensi gen merah pada sapi angus, yaitu antara 0.05-0.08. Jika terjadi kawin acak maka akan dijumpai 25-64 ekor sapi merah dari setiap 10.000 kelahiran. Anak sapi yang berwarna merah dan juga tetua yang heterozigot akan dikeluarkan dari peternakan. Secara teoritis frekuensi gen merah akan menurun mendekati angkan nol, namun kenyataan frekuensi gen merah tetap anata 0.050.08 dari suatu generasi ke generasi berikutnya hal itu bisa dijalaskan dengan mengunakkan teori mutasi. Diduga bahwa laju mutasi gen hitam menjadi gen merah sama dengan laju seleksi terhadaap gen merah sehingga tercapai suatu keseimbangan. Pencampuran Populasi Percampuran dua populasi yang frekuensi gennya berbeda dapat mengubah frekuensi gen tertentu. Frekuensi gen ini merupakan rataan dari frekuensi gen dari dua populasi yang bercampur. Jika seorang peternak memiliki 150 ekor sapi dengan frekuensi bertanduk dengan = 0.95 ( bila terjadi kawin acak) maka sekitar 90% dari sapi-sapinya akan bertanduk. Selanjutnya, jika diasumsikan bahwa ada enam pejatan baru yang diamsukkan ke peternakan utnuk memperbaiki mutu geneteik terna-ternak yang ada. Dari enam pejantan dimasukkan terdapat satu ekor yang bertanduk, dua ekor yang tidak bertanduk heterozigot dan tiga ekor yang tidak bertanduk homozigot. Frekuensi gen bertanduk pada kelompok pejantan = 1/6 = 0.033. dengan asumsi bahwa tidak ada sapi lain yang masuk kedalam peternakan maka frekuensi gen bertanduk pada populasi itu setelah terjadi kawin acak, selama satu generasi (0.950 + 0.333) / 2 = 0.064. Silang Dalam (Inbreeding ) dan Sialng Luar (Outbreeding) Silang dalam merupakan salah satu bentuk isolasi secara genetik. Jika suatu populais terisolasi, silang dalam cenderung terjadi karena adanya keterbatasan pilihan dalam proses perkawinan. Jika silang dalam terjadi anatara grup ternak yang tidak terisolasi secara geografis maka pengaruhnya juga yang sama. Oleh sebab itu, silang dalam merupakan suatu isolasi buatan. Sebenarnya silang dalam tidak merubah frekuensi gen awal pada saat proses silang dalam dimulai. Jika terjadi perubahan frekuensi gen maka perubahan itu disebabkan oleh adanya seleksi, mutasi dan pengaruh sampel acak. Jika silang luar dilakukan pada suatu populasi yang memilik rasio jenis kelamin yang sama dengan frekuensi gen pada suatu lokus yang sama pada kedua jenis kelamin maka frekuensi gen tidak akan berubah akibat pengaruh langsung silang luar. Genetic Drift Genetic drift merupakan perubahan frekuensi gen yang mendadak. Perubahan frekuensi gen yang mendadak biasanya terjadi pada kelompok kecil ternak yang di pindahkan untuk tujuan pemulian ternak atau dibiakan. Jika kelompok ternak diisolasi dari kelompok ternak asalnya maka frekuensi gen yang terbentuk pada populasi baru dapat berubah. Perubahan frekuensi gen yang mendadak dapat pula disebabkan oleh bencana alam, misal matinya sebagian besar ternak yang memiliki gen tertentu.


H. Hubungan Genetika Populasi Dengan Cabang Ilmu Biologi Lainnya Genetika populasi mempunyai hubungan yang erat dengan evolusi, sistematik, dan ekologi. Secara garis besar hubungan tersebut adalah sebagai berikut: 1. Hubungan antara Genetika Populasi dengan Evolusi Evolusi menggambarkan perubahan frekuensi alel dan frekuensi genotip individuindividu suatu populasi akibat adanya mutasi, migrasi, seleksi dan random genetic drift. Perubahan ini terjadi karena individu-individu tersebut harus beradaptasi dengan perubahan perubahan yang terjadi pada lingkungannya. Dengan demikian, proses evolusi akan selalu menimbulkan keanekaragaman organisme. 2. Hubungan antara Genetika Populasi dengan Sistematik Seperti telah dijelaskan di atas bahwa proses evolusi dan spesiasi akan selalu menimbulkan keanekaragaman organisme. Agar tidak membingungkan, maka keanekaragaman individu-individu antar populasi perlu diklasifikasikan. Demikian halnya pula dengan individu-individu yang terdapat pada populasi yang terisolasi, artinya status taksonomi individu-individu populasi tersebut perlu diperhatikan. Untuk mengetahui keanekaragaman organisme-oragnisme atau individu-individu dalam suatu populasi, maka organisme-organisme tersebut tidak hanya diamati variasi morfologi, fisiologi, dan perilakunya saja, namun perlu diteliti juga variasi genetiknya yang meliputi frekuensi alel dan frekuensi genotip individu-individu dalam populasi yang diamati. Berdasarkan frekuensi alel dan frekuensi genotip, hubungan kekerabatan antar populasi satu spesies dapat dianalisis, sehingga hal ini akan memudahkan dalam menentukan kedudukan taksonomi individu-individu populasi yang diteliti tersebut. Bahkan, data variasi genetik ini sangat berguna dalam mengklarifikasi spesies-spesies kompleks maupun cryptic species, yaitu individu-individu yang kenampakan morfologinya sama namun variasi genetiknya berbeda. Sesungguhnya pada populasi alami banyak ditemukan spesies-spesies kompleks yang belum banyak diteliti status taksonominya. Oleh karena itu para ahli sistematik perlu menggunakan pendekatan-pendekatan genetika populasi dalam menentukan kedudukan taksonomi spesies-spesies kompleks tersebut dan juga hubungan kekerabatannya. 3. Hubungan antara Genetika Populasi dengan Ekologi Kajian ekologi pada populasi-populasi yang mengalami perubahan frekuensi alel dan frekuensi genotip memiliki arti yang sangat penting terutama untuk mengetahui proses seleksi dan adaptasi yang terjadi. I. Aplikasi Genetika Populasi Genetika populasi dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang, khususnya kesehatan, pemuliaan, dan konservasi. Dalam bidang kesehatan, Genetika populasi diterapkan untuk:  Konseling genetika terutama bagi orang-orang yang memiliki kelainan genetic.  Pembuatan peta populasi kelainan genetik dan identifikasi gen-gen yang berperan dalam menimbulkan suatu kelainan genetik pada manusia.  Skrening terutama bagi mereka yang dianggap sebagai pembawa (carrier) penyakit keturunan. Hal ini ada hubungannya dengan masalah asuransi kesehatan. Dalam bidang pemuliaan, karakterisasi genetik suatu populasi dapat digunakan sebagai basis data untuk mendapatkan sifat-sifat unggul yang nantinya dapat diterapkan untuk program pemuliaan. Selanjutnya untuk bidang konservasi, Genetika Populasi diterapkan untuk:




Program perkembangbiakan (breeding program) hewan-hewan atau tumbuh- tumbuhan yang hampir punah (endangered species) baik di kebun binatang maupun ditempattempat yang dilindungi (taman nasional, taman margasatwa, dll).  Perlindungan plasma nutfah (germ plasma) baik hewan maupun tumbuhan yang secara potensial menguntungkan dan diperkirakan hampir punah dihabitat aslinya.  Pembuatan basis data variasi genetik suatu populasi. J. Peranan Studi Genetika populasi dalam Kegiatan Konservasi Keanekaragaman hayati (biodiversity) dibagi menjadi tiga kategori dasar, yaitu keragaman genetik, keragaman spesies, dan keragaman ekosistem. Keragaman genetik merupakan variasi genetik di dalam setiap spesies yang mencakup aspek biokimia, struktur, dan sifat organisme yang diturunkan secara fisik dari induknya dan dibentuk dari DNA. Keragaman spesies merupakan variasi seluruh tumbuhan, hewan, fungi, dan mikroorganisme yang masingmasing bertumbuh dan berkembangbiak sesuai dengan karakteristiknya. Keragaman ekosistem merupakan variasi ekosistem, dimana ekosistem adalah unit ekologis yang mempunyai komponen biotik dan abiotik yang saling berinteraksi, dan antar komponen-komponen tersebut terjadi pengambilan dan perpindahan energi. Kegiatan konservasi diperlukan untuk mempertahankan keanekaragaman hayati tersebut, dimana saat ini kerusakan lingkungan akibat ulah manusia tidak hanya mengurangi populasi spesies hewan dan tumbuhan, tetapi juga menyebabkan spesies-spesies tersebut terancam punah. Ilmu konservasi mempelajari individu dan populasi yang sudah terpengaruh oleh kerusakan habitat, eksploitasi, dan perubahan lingkungan. Informasi ini digunakan untuk membuat suatu keputusan yang dapat mempertahankan keberadaan suatu spesies di alam. Sudah lebih dari satu dekade ini, studi genetik digunakan untuk mendapatkan informasi yang lebih mendalam dalam pengambilan keputusan tersebut karena, dengan studi genetik, informasi tentang keragaman antar individu di dalam dan antar populasi, terutama pada spesies-spesies yang terancam punah, dapat diketahui. Perkembangan teknik molekuler seperti penemuan teknik Polymerase Chain Reaction(PCR) yang mampu mengamplifikasi untai DNA hingga mencapai konsentrasi tertentu, penggunaan untai DNA lestari sebagai marker dalam proses PCR, penemuan lokus mikrosatelit yang hipervariabel, dan penemuan metode sekuensing DNA, telah menyebabkan ilmu genetik molekuler mempunyai pengaruh yang sangat besar dalam studi biologi suatu populasi. Terobosan-terobosan ini, bersamaan dengan berkembangnya teknik pemodelan matematika melalui program-program komputer, telah mempermudah para peneliti untuk mendapatkan data genetik suatu populasi yang sangat berguna dalam merancang program konservasi suatu spesies tertentu. Penerapan studi genetik dalam permasalahan konservasi didasari oleh teori genetika populasi. Genetika populasi merupakan salah satu cabang ilmu biologi populasi yang mempelajari tentang faktor-faktor yang menentukan komposisi genetik suatu populasi dan bagaimana faktorfaktor tersebut berperan dalam proses evolusi. Genetika populasi juga meliputi studi terhadap berbagai faktor yang membentuk struktur genetik suatu populasi dan menyebabkan perubahan perubahan evolusioner suatu spesies sepanjang waktu. Terdapat beberapa faktor yang sangat berperan dalam kejadian evolusi pada suatu populasi, yaitu mutasi, rekombinasi, seleksi alam, genetic drift, gene flow, dan perkawinan yang tidak acak. Faktor -faktor tersebut akan memepengaruhi keragaman genetik pada suatu populasi. Memahami dan mempertahankan keragaman genetik suatu populasi sangat penting dalam konservasi karena keragaman genetik yang tinggi akan sangat membantu suatu populasi beradaptasi terhadap perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungan sekitarnya, termasuk mampu beradaptasi terhadap penyakit- penyakit yang ada di alam. Sebagai contoh, suatu populasi dengan keragaman genetik yang rendah dapat kita umpamakan sebagai suatu kelompok


individu yang saling bersaudara satu sama lain. Sehingga dalam jangka panjang, perkawinan yang terjadi di dalam kelompok tersebut akan merupakan perkawinan antar saudara (inbreeding). Kejadian inbreeding ini akan menyebabkan penurunan kualitas reproduksi dan menyebabkan suatu individu menjadi sensitif terhadap patogen. Dengan mengetahui status genetik suatu populasi, kita dapat merancang program konservasi untuk menghindari kepunahan suatu spesies. Misalnya dengan memasukkan individu baru yang berasal dari populasi yang memiliki keragaman genetik yang tinggi ke dalam populasi dengan keragaman genetik yang rendah untuk menghindari kejadian inbreeding , atau dengan melakukan tindakan-tindakan konservasi lainnya seperti menjadikan wilayah yang dihuni oleh populasi spesies dengan keragaman genetik yang tinggi sebagai taman nasional. Segala usaha yang dilakukan tetap memiliki tujuan yang sama, yaitu untuk mempertahankan keragaman genetik pada suatu populasi spesies untuk mempertahankan keberadaannya di alam di masa yang akan datang.


BAB III PENUTUP Simpulan Adapun kesimpulan dalam makalah ini, antara lain:  Genetika populasi adalah suatu ilmu yang mempelajari komposisi dan variasi genetik individu-individu dalam suatu populasi dan faktor-faktor yang dapat mengubah komposisi genetik tersebut.  Prinsip-Prinsip Dasar Genetika Populasi 

Genetika Populasi lebih menitik-beratkan pada suatu group atau populasi daripada individu-individu.

Frekuensi alel dan frekuensi genotip sebagai lengkang gen (gene pool) yaitu suatu set informasi genetik yang dibawa oleh individu-individu suatu populasi yang dapat melakukan perkawinan (interbreeding) di dalamnya.  Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi alel dan frekuensi genotipe dalam suatu populasi akan tetap konstan, yakni berada dalam kesetimbangan dari satu generasi ke generasi lainnya kecuali apabila terdapat pengaruh-pengaruh tertentu yang mengganggu kesetimbangan tersebut.  Secara terpisah Hardy dan Weinberg menemukan suatu rumusan yang menyatakan bahwa frekuensi suatu alel dalam populasi akan tetap berada dalam keseimbangan dan hal ini dijabarkan dengan rumus: P2+2pq+q2=1  Ciri-ciri dalam hokum keseimbangan Hardy-Weinberg, antara lain: 

 

Jumlah frekuensi genotype harus sama dengan 1, yaitu p2(CC) + 2pq(Cc) + q2(cc)=1 Hubungan p2 + 2pq + q2 tetap, tidak peduli besarnya frekuensi alel permulaan (p atau q) dapat bernilai 0 sampai 1).



Keseimbangan dapat tercapai dalam satu generasi.



Frekuensi alel dapat ditentukan dari frekuensi satu genotype yang diketahui.

Bila suatu populasi dalam keseimbangan, maka frekuensi alel dapat dihitung apabila diketahui srekuensi satu genotip homozigot.  Syarat berlakunya asas Hardy-Weinberg, yaitu: 



Setiap gen mempunyai viabilitas dan fertilitas yang sama



Perkawinan terjadi secara acak



Tidak terjadi mutasi gen atau frekuensi terjadinya mutasi sama besar



Tidak terjadi migrasi

Jumlah individu dari suatu populasi selalu besar  Faktor – faktor yang mempengaruhi frekuensi gen, antara lain: 



Seleksi



Mutasi



Pencampuran Populasi



Silang Dalam (Inbreeding ) dan Sialng Luar (Outbreeding)

Genetic Drift  Genetika populasi dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang, khususnya kesehatan, pemuliaan, dan konservasi. Dalam bidang kesehatan, Genetika populasi diterapkan untuk: 

 



Konseling genetika terutama bagi orang-orang yang memiliki kelainan genetic. Pembuatan peta populasi kelainan genetik dan identifikasi gen-gen yang berperan dalam menimbulkan suatu kelainan genetik pada manusia. Skrening terutama bagi mereka yang dianggap sebagai pembawa (carrier) penyakit keturunan.


DAFTAR PUSTAKA

Crowder, L.V. 1990. Genetika Tumbuhan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Nurmasita. 2013. Genetika Populasi. Makasar: Universitas Hasanudin.

Rohmat.

2012. Genetika. (diakses

dari https://rohmatfapertanian.wordpress.com/ pada

hari

Jumat, 25 Nivember 2015 pukul 14.23 WITA).

Suryo. 1996. Genetika. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi.


Makalah Genetika Populasi

Recommend Documents