6. Interaksi Gen

6. INTERAKSI GEN

Interaksi Gen • Interaksi INTRA-ALELIK : Interaksi alel-alel pada lokus yang sama. Alel dominan menutupi pengaruh dari alel resesif, sebagian atau penuh

• Interaksi INTER-ALELIK : Interaksi alel-alel pada lokus berbeda. Gen pada satu lokus mempengaruhi ekspresi dari lokus lain atau gen pada satu lokus berinteraksi dengan gen pada lokus lain.

Interaksi Intra-alelik • Dominan Sempurna (complete dominance) • Dominan tidak Sempurna (Incomplete dominance/Partial dominance)

• Kodominan (codominance) • Gen Letal (lethal gene) • Gen ganda (multiple alleles)

Dominan Tidak Sempurna • Contoh : Warna bunga pukul empat P : RR x rr Merah putih Gamet : R r F1 : Rr (Merah muda) F2

:

Rr x Rr RR 2 Rr rr 1 Merah : 2 Merah muda: 1 putih

red snapdragon crossed with white snapdragon •F1 offspring have pink flowers •F2 generation : ¼ are red, ½ are pink, ¼ are white

AWARNA BUNGA ANYELIR (Dianthus caryophillus) Red = CR CR

Pink = CRCW

White = CWCW

• Egg Plant Pigmentation

Bagaimana rasio fenotipe F2 ?

KODOMINAN • Dua alel menghasilkan produk berbeda yang kerjanya berlainan yang dapat diketahui pada keadaan heterozigot • Contoh : warna bulu pada kuda crcr = red hairs cwcw = white hairs crcw = roan coat (mixture of both colors)

ALEL GANDA • Alel ganda ada tiga atau lebih bentuk alel dari suatu gen pada satu lokus tertentu. • Umumnya setiap individu hanya mempunyai dua alel untuk setiap gen. • Karena itu alel ganda hanya dapat dipelajari pada populasi • Contoh : – Golongan darah manusia – Sterilitas jantan pada tanaman tembakau

• ABO blood groups in humans are determined by three alleles, IA, IB, and IO (also referred to as i) • Both the IA and IB alleles are dominant to the IO allele • The IA and IB alleles are codominant to each other

• I stands for “isoagglutinogen”, which is another word for antigen. • Because each individual carries two alleles, there are six possible genotypes and four possible blood types • • • •

IA IA or IAIO- type A IB IB or IBIO- type B IA IB - type AB IOIO - type O

Sterilitas jantan pada tembakau CONTOH 1 : GENOTIPE

Gamet

GENOTIPE

P

:

S 1 S2

:

S1 S2

X

S 1 S2 S1 S2

F1 : -------------

Polen S1 dan S2 tidak dapat tumbuh pada kepala putik (betina) karena memiliki alel yang sama (S2 dan S2)

Sterilitas jantan pada tembakau CONTOH 2 :

GENOTIPE

Gamet

GENOTIPE

P

: :

S 1 S2 X S1 S2

F1 : S1 S3

S 2 S3 S2 S 3

S 2 S3

Polen S2 tidak dapat tumbuh pada kepala putik (betina) karena memiliki alel yang sama (S2)

Sterilitas jantan pada tembakau CONTOH 3 :

GENOTIPE

Gamet

GENOTIPE

P

: :

S 1 S2 X S1 S2

F1 : S1 S3 S1 S4

S 3 S4 S3 S 4

S 2 S3 S 2 S4

Polen S3 dan S4 dapat tumbuh pada kepala putik (betina) karena tidak memiliki alel yang sama

• Tiga atau lebih bentuk gen pada lokus tertentu, misal warna kulit bulu kelinci Genotipe : Fenotipe : C+ C+ Agouti (abu-abu liar) C+ Cch, C+ Ch, C+ Ca Agouti (abu-abu liar) Cch Cch, Cch Ch, Cch Ca Chinchilla Ch Ch,Ch Ca Himalayan Ca Ca Albino

• Alel ganda pada kelinci

Genotipe : C + C+ C+ Cch, C+ Ch, C+ Ca Cch Cch, Cch Ch, Cch Ca Ch Ch,Ch Ca Ca Ca

Fenotipe : Agouti (abu-abu liar) Agouti (abu-abu liar) Chinchilla Himalayan Albino

• Tipe liar selalu lebih dominan terhadap alel-alelnya.

P F1

C+C+

x

CaCa

C+Ca

F2 1 C+C+ 2 C+Ca 1 CaCa Fenotipe : 3 agouti : 1 albino

Gen Letal • Alel menyebabkan tidak terbentuknya produk sehingga mengakibatkan kematian (lethalitas) • Contoh : Defisiensi klorofil pada jagung P Gamet

: :

Yy Y, y

F1

:

1YY hijau

x

:

Yy Y, y 2Yy

:

yy

kuning-hijau defisiensi klorofil (albino)

Jagung albino

Dominant Lethal Alleles

INTERAKSI INTER-ALEL (EPISTASI) • • • • • • •

Kodominan Epistasis Dominan Epistasis Resesif Epistasis Dominan Ganda/Isoepistasi Epistasis Resesif ganda Epistasis Dominan-Resesif Semi epistasi/Gen ganda dengan efek kumulatif

Categories of Inheritance Paterns

KODOMINAN (9 : 3 : 3 : 1)

Epistasis Dominan (12 : 3 : 1) Inheritance of fruit color in summer squash: two loci together control color and a dominant allele at one locus can mask the expression of the alleles at the second locus. A-B- = white Gen A tidak aktif memberikan warna. Gen A epistasis terhadap gen B. A-bb aaB- = yellow aabb = green Therefore, if AaBb is crossed to AaBb, the F2 is as follows: A-BA-bb aaBaabb

white white yellow green

9/16 3/16 3/16 1/16

12/16 white 3/16 yellow 1/16 green

Dominant Epistasis

Fig. 13.13 Dominance epistasis

台大農藝系 遺傳學 601 20000

Chapter 12 slide 30

Fig. 13.14 Dominance epistasis

台大農藝系 遺傳學 601 20000

Epistasis Resesif (9 : 3 : 4) Contoh : Warna bunga Snapdragon aaBB (putih) x AAbb (ungu)

AaBb (biru)

Genotype Phenotype

AaBb x AaBb

A-BA-bb aaBaabb

biru ungu putih putih

F2 ratio Final phenotypic ratio

9/16 9/16 3/16 3/16 3/16 1/16 4/16

Due to gene interaction, we see a 9:3:4 F2 ratio.

x

Epistasis Dominan Ganda (15 : 1)

TTVV Triangular

ttvv Ovate

F1 generation TtVv All triangular F1 (TtVv) x F1 (TtVv)

Gen T dan V epistasis terhadap gen t dan v

TV

Tv

tV

tv

TV

Tv

tV

tv

TTVV

TTVv

TtVV

TtVv

TTVv

TTvv

TtVv

Ttvv

TtVV

TtVv

ttVV

ttVv

TtVv

Ttvv

ttVv

ttvv

(b) The crosses of Shull

Epistasis Resesif Ganda (9 : 7)

Bila kedua genotipe homozigot resesif menghasilkan fenotip yg identik

9 C_P_ : 3 C_pp :3 ccP_ : 1 ccpp purple

white

Fig. 13.16 Duplicate recessive epistasis: Generation of an F2 9:7 ratio for flower color in sweet peas

台大農藝系 遺傳學 601 20000

Chapter 12 slide 35

Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.

Epistasis Dominan Resesif (13:3) • Gen C : penghasil warna Gen c : mencegah warna Gen I : penghambat pembentukan warna Gen i : tidak menghambat pembentukan warna

P

IICC x iicc putih putih F1 IiCc Merah F2 9 I-C: 3 I-cc : 3 iiC: 1 iicc putih : putih : 3 berwarna : putih 13 putih : 3 berwarna

GEN DUPLIKAT DENGAN EFEK KUMULATIF/ SEMI EPISTASIS (9 : 6 : 1) * Dua gen bukan alelnya bekerja saling menambah atau bersifat kumulatif untuk menimbulkan suatu karakter. Contoh : pada Cucurbita pepo yang memiliki tiga macam bentuk buah yaitu cakram, bulat, lonjong. P:

BBLL x bbll cakram lonjong  F1 : BbLl cakram F2 : 9 B-L- cakram 3 B-ll bulat 3 bbL- bulat cakram : bulat : lonjong 1 bbll lonjong 9 : 6 : 1

Fig. 13.10 Generation of an F2 9:6:1 ratio for fruit shape in summer squash

台大農藝系 遺傳學 601 20000

Chapter 12 slide 38

Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.

Duplicate action

Complementary action

Epistasis of A- over bb

Epistasis of aa over B-

Generation of Epistatic Ratios

Epistatic Interaction Summary