Penentuan Jenis Kelamin antara Dua Individu dari Spesies yang Sama!
Jenis kelamin adalah perbedaan keturunan antara dua individu dari spesies yang sama. Jenis kelamin adalah salah satu jenis perbedaan herediter yang paling mencolok dan menarik yang diamati di antara individu-individu dari spesies yang sama.
Penentuan jenis kelamin ditentukan pada saat pembuahan, saat gamet jantan dan betina bersatu.
A. Pria heterogami:
Laki-laki membentuk dua jenis gamet. Satu gamet memiliki kromosom X dan yang lainnya tidak memilikinya. Dalam beberapa kasus laki-laki mungkin memiliki kromosom Y. Laki-laki seperti itu dikenal sebagai heterogami. Betina dalam kasus seperti itu hanya membentuk satu jenis gamet yang mengandung kromosom X.
Heterogami pria terdiri dari dua jenis:
- Jenis ‘XX — XY’:
Pada tahun 1900, ketika teknik mikroskop telah berkembang dengan baik dan perilaku kromosom dipahami, diketahui bahwa ada sepasang kromosom yang berbeda dari yang lain. Pada betina, anggota pasangan ini serupa, tetapi berbeda penampilan pada jenis kelamin lain (jantan).
Dua kromosom yang serupa (pada perempuan) sama dengan salah satu anggota dari pasangan yang tidak sama pada laki-laki. Kromosom yang terdapat berpasangan pada perempuan dan tunggal pada laki-laki diidentifikasi sebagai kromosom X. Pada laki-laki, kromosom lainnya disebut sebagai Y. Jadi, kedua jenis kelamin dapat dicirikan sebagai di bawah (Gambar 5.32).
Perempuan = XX
Laki-laki = XY
Kromosom X pertama kali diidentifikasi oleh Wilson dan Stevens pada tahun 1905. Yang disebut sistem XY terjadi pada berbagai macam hewan termasuk Drosophila dan mamalia, serta setidaknya pada beberapa tumbuhan (misalnya Lychnis – angiospermae).
Kromosom X dan Y disebut kromosom seks (alosom), yang tersisa dari komplemen tertentu, yang sama pada kedua jenis kelamin disebut autosom. Jenis sistem yang dibahas di atas disebut sistem XX-XY.
- Jenis ‘XX —XO’:
Sistem lain yang dilaporkan adalah XX-XO. Pada tahun 1902, McClung Amerika melaporkan bahwa sel somatik belalang betina memiliki 24 kromosom, sedangkan belalang jantan hanya memiliki 23. Jadi pada banyak serangga ada perbedaan kromosom antara jenis kelamin, betina disebut sebagai XX memiliki dua kromosom X dan jantan. sebagai XO (“X – Oh” dengan satu kromosom X).
Sebagai hasil dari meiosis, semua telur dari spesies tersebut membawa kromosom X, sedangkan hanya setengah dari sperma yang memiliki satu, setengah lainnya tidak memilikinya. Karena jantan menghasilkan dua jenis gamet X atau O pada tipe XO dan X dan Y pada tipe XY, mereka disebut heterogami. Betina homogami hanya menghasilkan satu jenis gamet dengan kromosom X.
B. Heterogami perempuan:
Dalam kasus seperti itu betina menghasilkan dua jenis gamet. Satu sel telur mengandung X dan lainnya kurang (X) atau mengandung kromosom Y. Jadi laki-laki adalah AAXX dan perempuan adalah AAXO atau AAXY. Demi kenyamanan dan untuk menghindari kebingungan, praktik standarnya adalah bahwa dalam organisme ini X dinotasikan sebagai Z dan Y sebagai W.
Heterogami wanita juga terdiri dari dua jenis.
- Jenis ZZ—ZW:
Sistem ZZ-ZW lain yang menarik telah ditemukan pada beberapa burung termasuk unggas peliharaan, kupu-kupu dan beberapa ikan. Dalam hal ini betina heterogami dan jantan homogami. Kromosom seks di sini telah ditunjuk sebagai Z dan W untuk menghindari kebingungan dengan kasus di mana perempuan adalah homogami. Betina di sini adalah ZW dan jantan ZZ (Gbr. 5.34).
- Jenis ZO—ZZ’:
Pada penentuan jenis kelamin ZO-ZZ yang terjadi pada beberapa kupu-kupu dan ngengat. Ini berlawanan dengan yang ditemukan pada Kecoa dan Belalang. Di sini perempuan memiliki kromosom seks ganjil (AA+Z) sedangkan laki-laki memiliki dua kromosom seks homomorfik (AA+ZZ).
Betina bersifat heterogami. Mereka menghasilkan dua jenis telur, laki-laki yang terbentuk dengan satu kromosom seks (A + Z) dan perempuan yang terbentuk tanpa kromosom seks (A + O). Laki-laki bersifat homografis, membentuk jenis sperma yang serupa (A + Z). Kedua jenis kelamin diperoleh dalam keturunan dengan perbandingan yang sama (Gambar 5.35) karena kedua jenis telur diproduksi dengan perbandingan yang sama.
Penentuan jenis kelamin pada pria:
Laki-laki manusia memiliki kromosom X dan kromosom Y dan 22 pasang autosom, sehingga total menjadi 46. Betina memiliki sepasang kromosom X dan 22 pasang autosom, sehingga total menjadi 46. Kromosom seks terpisah pada meiosis sama seperti kromosom lainnya, s6 ini berarti bahwa setiap sel sperma hanya akan menerima satu kromosom seks.
Sehingga pada saat spermatogenesis akan dihasilkan dua jenis sel sperma dalam jumlah yang sama, yaitu yang mengandung kromosom X dan yang mengandung kromosom Y. Setiap sel telur yang dihasilkan betina akan mengandung satu kromosom X. Oleh karena itu, jenis kelamin keturunan ditentukan pada saat pembuahan sel telur.
Jika sel telur dibuahi oleh sperma yang mengandung kromosom Y (bersama dengan 22 kromosom biasa pada manusia), zigot akan memiliki kromosom X dan Y dan akan berkembang menjadi jantan. Jika sel telur dibuahi oleh sperma X, zigot akan memiliki dua kromosom X dan akan berkembang menjadi betina (Gambar 5.36).
Ginandromorf:
Beberapa individu Drosophila ditemukan memiliki separuh tubuh sebagai laki-laki dan separuh lainnya sebagai perempuan. Mereka disebut sebagai ginandromorf.
Tiga jenis ginander atau ginandromorf dapat dibedakan:
- Ginander bilateral:
Di sini separuh sisi samping adalah jantan dan separuh lainnya adalah betina.
- Gynander antero-posterior:
Di sini ujung anterior hewan adalah satu jenis kelamin dan posterior lainnya.
- Piebald seks:
Dalam hal ini, lalat betina memiliki bintik-bintik jaringan jantan yang tersebar tidak teratur. Morgan dan Bridges (1919) menjelaskan bahwa pada Drosophila, zigot yang berkembang menjadi betina memiliki dua kromosom X. Karena kehilangan atau hilangnya satu kromosom X selama pembelahan sel telur yang telah dibuahi, terbentuklah gynandromorph.
Penentuan Jenis Kelamin pada Tumbuhan:
Allen (1940) memberikan daftar spesies tanaman yang dilaporkan memiliki kromosom seks. Wastergard (1950) menyiapkan daftar spesies tumbuhan yang memiliki keberadaan sepasang kromosom seks heteromorfik dan juga yang tidak terbentuk.
Salah satu metode penentuan jenis kelamin heterogami pada tumbuhan telah dipelajari pada tumbuhan seperti Cannabis dan Melandrium. Jika rasio jenis kelamin pada progeni dari serbuk sari yang jarang vs kelebihan berbeda, ini menunjukkan bahwa jenis kelamin laki-laki adalah heterogami.
Misalnya, dalam rami (Ganja), penyerbukan yang jarang menghasilkan jantan berlebih, sedangkan di Melandrium, penyerbukan yang jarang menghasilkan betina berlebih, menunjukkan bahwa jenis kelamin jantan heterogami dalam kedua kasus tersebut. Jika betina adalah penyerbukan jarang heterogamet harus memberikan jantan dan betina dalam proporsi yang sama.
Dalam album Melandrium, diploid, triploid dan tetraploid yang memiliki dosis kromosom X dan Y yang berbeda diperhatikan oleh Warmeke (1946). Ditemukan bahwa tanaman adalah laki-laki ketika satu atau lebih kromosom Y ada dan pada wanita tidak ada kromosom Y.
Jumlah autosom tidak terlihat mempengaruhi ekspresi seks. Di Melandrium, kromosom Y lebih panjang dari kromosom X dan mereka membentuk kerang heteromorfik pada meiosis.
Teori keseimbangan genetik penentuan jenis kelamin:
Teori keseimbangan gen penentuan jenis kelamin diusulkan oleh Bridges (1923) yang percaya bahwa “interaksi gen yang ada dalam kromosom seks dan autosom, yang masing-masing mengatur potensi perempuan dan laki-laki, menentukan jenis kelamin keturunan. Dalam Drosophila Genie Balance Theory Beroperasi (Y-tidak memiliki peran)
yaitu X/A = 1 = Perempuan
X/A = 0,5 = Laki-laki
X/A = antara 0,5 sampai 1 = Antar jenis kelamin
Lebih dari 1 = Wanita super
Kurang dari 0,5 = Laki-laki super
Mekanisme penentuan jenis kelamin pada tanaman mirip dengan yang ditemukan pada hewan. Sebagian besar tanaman adalah hermafrodit dan hanya pada tanaman Dioecious tanaman jantan dan betina terpisah ditemukan pada pepaya, bayam, Vitis, Asparagus dll. Ini diatur oleh gen tunggal.
Pada pepaya, gen tunggal dengan alel Bires (m, M 1 , dan M 2 ) diduga dapat mengendalikan diferensiasi kelamin. Tumbuhan betina homozigot (mm.) Jantan heterozigot (M 1 m) dan heterozigot (M 2 m) menghasilkan hermafrodit. Pada tumbuhan, jenis kelamin ditentukan oleh kromosom Y. Jika ada kromosom Y, tanaman itu jantan, jika tidak betina.
Morgan dan Drosophila:
Drosophila melanogaster (lalat buah) yang berarti “pecinta embun berperut hitam” pertama kali diteliti secara intensif di laboratorium Universitas Columbia di New York City, tempat Walter Sutton sebelumnya menjadi mahasiswa pascasarjana. Di sini Thomas Hunt Morgan pada tahun 1910 menemukan lalat buah bermata putih di dalam botol berisi lalat bermata merah normal.
Thomas Hunt Morgan (1866-1945). Penemuan Morgan tentang sifat-sifat terpaut seks pada Drosophila mengarah pada eksperimen yang secara kolektif menghasilkan “peta” kromosom—identifikasi gen yang dibawa oleh setiap kromosom, dan perkiraan lokasi setiap gen pada kromosom.
Dia memelihara ribuan lalat mata merah dalam botol, menyediakan pisang tumbuk sebagai makanan. Apa dasar dari variasi ini? Gen mata putih muncul sebagai mutasi gen yang ada pada kromosom X dan yang terlibat dalam produksi pigmen mata.
Bukti pemasangan untuk teori keturunan kromosom, sebagian besar berasal dari studi Drosophila. Mutasi harus melibatkan perubahan dalam struktur kromosom karena gen hadir pada kromosom seperti yang dibahas dalam teori pewarisan kromosom.
TH Morgan terutama mempelajari pewarisan sifat mutan di Drosophila karena baginya, mereka lebih murah untuk dipelihara daripada hewan lain seperti tikus dan kelinci. Namun, studinya tentang Drosophila terbukti paling bermanfaat untuk penyelidikan genetika.
Drosophila adalah bahan yang cocok untuk percobaan genetik karena alasan berikut:
(sebuah) Waktu generasinya adalah 12-14 hari, yang sangat membantu dalam studi cepat dan analisis hasil di laboratorium.
(b) Itu dapat dikalikan dalam jumlah besar di bawah kondisi laboratorium.
(c) Sejumlah besar lalat diproduksi di setiap progeni. Sepasang lalat dalam susu kecil mampu menghasilkan ratusan keturunan dalam sekali kawin.
(d) Pembiakan lalat dapat dilakukan sepanjang tahun di laboratorium dengan bahan yang tidak mahal.
(e) Setiap sel Drosophila melanogaster memiliki empat pasang kromosom. Dari mana tiga pasang kromosom serupa pada pria dan wanita dan disebut autosom. Laki-laki memiliki satu kromosom X dan satu kromosom Y yang menghasilkan dua jenis sperma; setengah dengan kromosom X dan setengah dengan kromosom Y.
Kromosom Y biasanya berbentuk J. Perempuan memiliki dua kromosom X homomorfik dalam sel tubuhnya, maka disebut sebagai XX. Menjadi homogami, betina hanya menghasilkan satu jenis telur, masing-masing dengan satu kromosom X.
Morgan dengan eksperimen pemuliaannya pada Drosophila (kemudian diperluas oleh AH Sturtevant, CB Bridges dan HJ Muller), menyimpulkan bahwa gen (unit hereditas) terletak pada kromosom secara linier.
Beberapa dari mereka terletak dekat satu sama lain dan kecenderungan untuk terhubung bersama. CB Bridges (1916), salah satu mahasiswa pascasarjana Morgan di Universitas Columbia menerbitkan sebuah makalah berjudul “Non-disjunction sebagai bukti teori kromosom keturunan” dan memberikan bukti rinci yang menetapkan kesimpulan bahwa gen secara fisik terkait dengan kromosom.
Penemuan Morgan tentang sifat-sifat terkait seks di Drosophila menyebabkan percobaan yang secara kolektif menghasilkan peta kromosom yaitu identifikasi gen yang dibawa oleh setiap kromosom dan perkiraan lokasi setiap gen pada kromosom. Morgan dianugerahi Hadiah Nobel (untuk fisiologi atau kedokteran) pada tahun 1933 untuk karya rintisannya di bidang genetika.
