Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
THE EVOLUTION OF POPULATIONS Priyambodo, M.Sc.
staff.unila.ac.id/priyambodo
UAS GENETIKA
14 Juni 2016 pukul 07.30 – 09.10 WIB di BI2.05
Materi:
Regulasi Ekspresi Gen
Dogma Sentral Biologi
Regulasi Ekspresi Gen pada prokariotik dan eukariotik
Teknologi kloning
Rekombinasi DNA, kloning reproduktif dan kloning terapeutik
Prinsip Hardy Weinberg
Genetika populasi
Boleh membawa kalkulator (bukan HP dengan kalkulator)
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
TUGAS
Tidak berlaku bagi mahasiswa dengan NPM
1417021059 dan 1417021077
Berlaku bagi mahasiswa selain NPM di atas yang
menginginkan perbaikan nilai quis
Silakan akses ke staff.unila.ac.id/priyambodo
untuk mengetahui tugasnya
Tugas dikirim via e-mail ke
[email protected] paling lambat 13
Juni 2016 pukul 23.59 WIB.
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
mailto:[email protected]
TUGAS
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
GENETIKA POPULASI Priyambodo, M.Sc.
staff.unila.ac.id/priyambodo
Genetika populasi
Genetika populasi adalah ilmu yang mempelajari
tentang perubahan populasi secara genetik dari
waktu ke waktu
Genetika populasi menjadi salah satu dasar dalam
mempelajari evolusi
Mikroevolusi dapat terjadi karena adanya
perubahan materi genetik dalam sebuah populasi
dalam seri waktu tertentu
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Population
A population
Is a localized group of individuals that are capable of
interbreeding and producing fertile offspring
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Gene Pool (Lungkang Gen)
Merupakan kumpulan seluruh alel gen yang
terdapat dalam satu populasi pada satu waktu
tertentu
Terdiri atas seluruh lokus gen dari semua individu
yang terdapat dalam populasi tersebut
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Evolusi pada level populasi
Lima faktor penyebab evolusi di tingkat populasi:
Genetic Drift (hanyutan genetik)
Gene flow (aliran gen)
Mutation (mutasi)
Sexual selection/nonrandom mating (perkawinan tak
acak)
Natural selection (seleksi alam)
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Genetic Drift
Mendeskripsikan fluktuasi frekuensi alel yang tidak
dapat diprediksi dari satu generasi ke generasi
selanjutnya
Cenderung menurunkan variasi genetik
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
CRCR
CRCW
CRCR
CWCW CRCR
CRCW
CRCW
CRCW CRCR
CRCR
Only 5 of
10 plants
leave
offspring
CWCW CRCR
CRCW
CRCR CWCW
CRCW
CWCW CRCR
CRCW CRCW
Only 2 of
10 plants
leave
offspring
CRCR
CRCR CRCR
CRCR CRCR
CRCR
CRCR
CRCR
CRCR CRCR
Generasi 2
p = 0.5
q = 0.5
Generasi 3
p = 1.0
q = 0.0
Generasi 1
p (frequency of CR) = 0.7
q (frequency of CW) = 0.3
Genetic Drift
Dapat terjadi melalui dua mekanisme:
The founder effect
The bottleneck effect
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
The Founder Effect
Terjadi saat sejumlah populasi kecil terisolasi dari
populasi awal yang jauh lebih besar
Dapat berpengaruh pada frekuensi alel di populasi
tersebut
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
The Founder Effects
Dapat terjadi saat sejumah sampel dari populasi
besar “menemukan” lokasi baru yang terpisah dari
populasi sebelumnya
Karena sampel adalah subset acak dari populasi awal,
maka sampel juga membawa alel yang acak yang
mungkin tidak mencerminkan frekuensi alel pada
populasi sebelumnya
Alel yang awalnya jarang (frekuensinya kecil) pada
populasi awal, dapat menjadi alel dengan frekuensi
tertinggi pada populasi baru
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
The Bottleneck Effect
Terjadi karena adanya perubahan lingkungan yang
drastis sehingga mengurangi besarnya populasi
Gene pool pada populasi baru mungkin tidak
mencerminkan gene pool populasi lama
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Original
population
Bottlenecking
event
Surviving
population
Genetic Drift
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Gene Flow
Menyebabkan fluktuasi alel dalam sebuah populasi,
dapat bertambah atau berkurang
Hasil dari proses perpindahan individu/gamet fertil
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Gene Flow
Pada populasi dalam percobaan kesetimbangan
genetik selalu diasumsikan tidak ada aliran genetik
closed system tidak ada gen yang masuk ataupun
keluar
In reality, few populations are isolated. The random
movement of individuals between populations, or
migration, increases genetic variation within a
population and reduces differences between
populations
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Mutation
Perubahan acak dari materi genetik
Gen
Kromosom
Menyebabkan munculnya alel baru atau hilangnya
alel tertentu
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Sexual Selection
Nonrandom mating
Perkawinan acak sebenarnya sangat mutlak tidak
dapat terjadi
Umumnya, ada kriteria tertentu dalam perkawinan
This promotes inbreeding
Could lead to a change in allelic proportions favoring
individuals that are homozygous for particular traits
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Intersexual selection
Terjadi ketika individu dengan jenis kelamin tertentun
(biasnya betina) memiliki kriteria tertentu dalam
memilih pasangan kawin.
Sifat tertentu yang disenangi betina akan terus ada.
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Natural Selection
Hukum Hardy Weinberg mempersyaratkan seluruh individu dalam populasi mempunyai kesamaan kriteria sehingga memberikan kontribusi yang sama dari generasi ke generasi.
Jarang terjadi
Seleksi alam berperan dalam “memilih” individu yang mampu bertahan hidup dan terus berbiak.
Seleksi alam dapat menyebabkan perubahan frekuensi fenotipe organisme dominan dan mengubah frekuensi alel.
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Selection
Selection
Favors certain genotypes by acting on the phenotypes
of certain organisms
Three modes of selection are
Directional
Disruptive
Stabilizing
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
The three modes of selection
Directional selection
Favors individuals at one end of the phenotypic range
Disruptive selection
Favors individuals at both extremes of the phenotypic
range
Stabilizing selection
Favors intermediate variants and acts against extreme
phenotypes
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
The three modes of selection
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
(a) Directional selection shifts the overall
makeup of the population by favoring
variants at one extreme of the
distribution. In this case, darker mice are
favored because they live among dark
rocks and a darker fur color conceals them
from predators.
(b) Disruptive selection favors variants
at both ends of the distribution. These
mice have colonized a patchy habitat
made up of light and dark rocks, with the
result that mice of an intermediate color are
at a disadvantage.
(c) Stabilizing selection removes
extreme variants from the population
and preserves intermediate types. If
the environment consists of rocks of
an intermediate color, both light and
dark mice will be selected against.
Phenotypes (fur color)
Original population
Original
population
Evolved
population
VARIASI GENETIK DAN
KESESUAIAN MAKHLUK HIDUP Priyambodo, M.Sc.
staff.unila.ac.id/priyambodo
Variasi Genetik dalam Populasi
Berkontribusi pada terjadinya evolusi
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Genetic Variation
Terjadi pada setiap individu dalam populasi
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
(a) Map butterflies that
emerge in spring:
orange and brown
(b) Map butterflies that
emerge in late summer:
black and white
Mengukur Variasi Genetik
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Karyotipe
1 2.4 3.14 5.18 6 7.15
XX 19 13.17 10.16 9.12 8.11
1 2.19 3.8 4.16 5.14 6.7
XX 15.18 13.17 11.12 9.10
Variasi Sekuens DNA
Single Nucleotide Sequence
Fragment DNA
RAPD, RFLP, SSCP
Gene
Protein sequence
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
RFLP: Sickle-cell genotyping MstII recognition
sequence
CCTNAGG
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Sickle-cell mutation in beta hemoglobin gene
Base pair substitution leading to an amino acid change
Homozygotes for the S allele develop sickle-cell disease
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Analisis Protein
In vitro evaluation of
AcV5, HA, FLAG and
cMyc epitope detection
in commonly studied
plants (in total leaf
protein)
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
Dari rentang variasi yang ada dalam populasi
Seleksi alam meningkatkan frekuensi genotipe tertentu,
kesesuaian organisme terhadap lingkungan dari satu
generasi ke generasi selanjutnya
Fitness and Relative Fitness
Fitness
Merupakan kontribusi dari individu terhadap
lungkang gen (gene pool) pada generasi
selanjutnya.
Setiap individu memiliki kontribusi yang relatif
Relative fitness
Merupakan kontribusi dari sebuah genotipe
kepada generasi selanjutnya dibandingkan
dengan genotipe lain pada lokus yang sama.
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo
“it is not the strongest of the species,
nor the most intelligent, but the one
most responsive to change”
-Charles Darwin, 1809
[email protected] staff.unila.ac.id/priyambodo