Pengertian pindah silang dan mengapa penting pada meiosis

Meiosis diperlukan dalam pemeliharaan jumlah kromosom serta membawa peningkatan keragaman genetik. Dalam artikel ini, kita akan menjelaskan proses pindah silang dan mengapa itu penting.

Pindah silang dan Pemetaan genetik

Proses pindah silang digunakan dalam pemetaan genetik untuk memahami urutan gen pada kromosom, dan untuk menentukan jarak antara mereka. Ini bekerja atas dasar bahwa jika dua gen yang hadir jauh pada kromosom, frekuensi pindah silang antara keduanya akan lebih besar.

Semua individu menghasilkan makhluk mirip dirinya dengan proses yang disebut reproduksi. Kita dapat mengklasifikasikan reproduksi menjadi dua tipe dasar, seksual dan aseksual. Semua prokariota dan eukariota beberapa berkembang biak dengan metode aseksual. Ini termasuk proses seperti tunas, pembelahan biner, fragmentasi, perbanyakan vegetatif, partenogenesis, dll.

Kebanyakan eukariota berkembang biak dengan reproduksi seksual. Di sini, materi genetik dari dua organisme bergabung untuk menimbulkan individu baru. Proses ini berlangsung dengan bantuan dua mekanisme yang mendasari meiosis: proses pembentukan gamet dan fertilisasi- penggabungan dari gamet jantan dan betina.

Meiosis adalah jenis khusus dari pembelahan sel yang berlangsung hanya dalam sel seks khusus atau gamet. Pembelahan ini akan mengurangi jumlah kromosom setengahnya, itu diperlukan untuk pembentukan sel-sel haploid (n) dari sel diploid (2n). Proses ini diperlukan untuk pemeliharaan jumlah kromosom pada individu. Sebelum kita mulai dengan apa itu pindah silang, saya ingin berbicara tentang meiosis secara singkat.

Apa itu Meiosis?

♦ Meiosis dapat didefinisikan sebagai pembelahan pengurangan yang terjadi pada sel germinal primordial. Setiap sel diploid akan menimbulkan empat sel anak haploid pada akhir dari pembelahan meiosis. Sebelum meiosis, ketika sel ada dalam fase S dari siklus sel, replikasi DNA berlangsung untuk menghasilkan dua salinan identik dari setiap helai kromosom. Ini salinan identik disebut ‘kromatid sister’.

♦ Selama meiosis, kromosom biasanya ditemukan berpasangan, ada satu kromosom yang berasal dari ibu dan yang lainnya adalah berasal dari ayah. Sepasang kromosom dikenal sebagai kromosom homolog.

♦ Meiosis dapat dibagi dalam dua tahap: meiosis I dan meiosis II. Pada tahap profase dari meiosis I pindah silang dari kromosom akan terjadi, dan kromosom homolog dipisahkan menjadi dua sel anak. Pada meiosis II, kromatid ditarik terpisah dari satu sama lain untuk menimbulkan empat sel anak haploid. Meiosis mengurangi jumlah kromosom menjadi setengah, yang menjadi dua kali lipat sekali lagi dalam proses fertilisasi dan menimbulkan zigot diploid baru.

Apa itu pindah silang?

♦ Pindah silang hanyalah pertukaran materi genetik antara dua kromosom homolog yang menimbulkan kromosom rekombinan. Pada profase I, kromosom homolog berjejer memanjang atau berpasangan dengan satu sama lain, dan pertukaran materi genetik antara dua kromosom berlangsung, yang dikenal sebagai pindah silang. Pasangan kromosom homolog yang dikenal sebagai sinapsis, dan titik di mana kromosom ini berpasangan satu sama lain dikenal sebagai kiasma (Chiasmata).

♦ Proses pindah silang atau rekombinasi dimulai oleh protein Spo 11. protein ini membentuk kompleks dengan protein lain seperti RAD50 dan MRE11A, dan NBS 1 yang diperlukan untuk memecah DNA beruntai ganda.

♦ Peristiwa pindah silang umum terjadi pada setiap gametogenesis (peristiwa pembentukan gamet) pada kebanyakan makhluk hidup, seperti tumbuhan, hewan dan manusia.

♦ Pindah silang terjadi ketika meiosis I (akhir profase I atau permulaan metafase I), yaitu ketika kromosom telah mengganda menjadi dua kromatid

♦ Pada waktu kromosom-kromosom hendak memisah (yaitu pada anafase I), kromatid-kromatid yang bersilang itu melekat dan putus dibagian kiasma, kemudian tiap potongan itu melekat pada kromatid sebelahnya secara timbal nalik. Berhubung dengan itu gen-gen yang terletak pada bagian yang pindah itu akan berpindah pula tempatnya ke kromatid sebelahnya (homolognya).

Pindah silang dibedakan atas 2 yaitu :

1. Pindah silang tunggal, ialah pindah silang yang terjadi pada satu tempat. Dengan terjadinya pindah silang itu akan terbentuk 4 macam gamet. Dua macam gamet memiliki gen-gen yang sama dengan gen-gen yang dimiliki induk (parental), maka dikatakan gamet-gamet tipe parental. Dua gamet lainnya merupakan gamet-gemet baru, yang terjadi sebagai akibat adanya pindah silang. Gamet-gamet ini dinamakan gamet-gamet tipe rekombinasi. Gamet-gamet tipe parental dibentuk jauh lebih banyak dibandingkan dengan gamet-gamet tipe rekombinasi.
2. Pindah silang ganda, ialah pindah silang yang terjadi pada dua tempat. Jika pindah silang ganda (double crossing over) berlangsung diantara dua buah gen yang terangkai (misalnya gen A dan B), maka terjadinya pindah silang ganda itu tidak akan nampak dalam fenotip, sebab gamet-gamet yang dibentuk hanya dari tipe parental saja, atau dari tipe rekombinasi saja, atau dari tipe parental dan tipe rekombinasi akibat pindah silang tunggal. Akan tetapi jika diantara gen A dan B masih ada gen ketiga, misalnya gen C, maka terjadinya pindah silang ganda antara gen A dan B akan tampak.

 

Kemungkinan terjadinya pindah silang ternyata dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain seperti :

1.             Temperatur yang melebihi atau kurang dari temperatur biasa dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang.
2. Makin tua suatu individu, makin kurang kemungkinan untuk mengalami pindah silang.
3.             Zat kimia tertentu dapat memperbesar kemungkinan pindah silang.
4.             Penyinaran dengan sinar X dapat memperbesar kemungkinan pindah silang.
5.             Makin jauh jarak antara gen-gen yang terangkai, makin besar kemungkinan terjadinya pindah silang.
6.             Pada umumnya pindah silang terjadi pada makhluk betina maupun jantan. Tapi ada pengecualian, yaitu pada ulat sutera (Bombix mori) yang betina tidak pernah terjadi pindah silang, demikian pula pada lalat Drosophila melanogaster jantan.

Mengapa pindah silang itu Penting?

♦ Pindah silang membantu untuk membawa menyeret acak materi genetik selama proses pembentukan gamet. Hal ini menyebabkan pembentukan gamet yang akan menimbulkan individu yang secara genetik berbeda dari orang tua dan saudara mereka.

♦ Variasi genetik ini diperlukan untuk meningkatkan kemampuan populasi untuk bertahan hidup. Keragaman genetik yang lebih besar akan mengurangi kemungkinan pewarisan sifat merusak dalam populasi, dan oleh karena itu, membantu meningkatkan kebugaran dari individu-individu dari populasi.

♦ Variasi genetik yang meningkat juga berarti variasi yang lebih besar dalam kerentanan terhadap penyakit. Jadi, jika ada menjadi epidemi penyakit, variabilitas ini akan mencegah seluruh populasi tidak mengalami pemusnahan.

♦ Manfaat lain dari variasi genetik adalah bahwa beberapa ciri yang akan meningkatkan kemampuan individu untuk bertahan hidup dapat diperkenalkan pada populasi.