Perkawinan
akan menghasilkan keturunan yang mempunyai bentuk fisik dan sifat yang mirip
dengan orang tua mereka. Hal ini terjadi karena sifat yang terdapat pada gen
dalam nukleus sel sperma akan bergabung dengan gen dalam nukleus sel telur.
Dari perkawinan itu akan menghasilkan suatu individu yang di dalamnya terdapat
gabungan dari sifat-sifat gen tersebut. Pelajaran ini akan menjelaskan pola
pengendalian sifat keturunan pada makhluk hidup.
Kita
telah mengetahui bahwa gen yang terdapat pada kromosom di dalam nukleus
merupakan pengendali faktor keturunan pada makhluk hidup. Gen berfungsi
menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya. Oleh karena itu,
setiap keturunan akan mempunyai fenotip maupun genotip yang hampir sama atau
hasil campuran sifat-sifat induknya. Sifat yang dapat diamati disebut fenotip,
misal warna, bentuk, ukuran, dan sebagainya. Sifat yang tidak dapat diamati
disebut genotip berupa susunan genetik suatu individu.
Gregor
Johann Mendel (1822–1884) merupakan seorang biarawan berkebangsaan Austria,
yang berjasa besar dalam memperkenalkan ilmu pengetahuan tentang pewarisan
sifat atau disebut genetika. Hukum genetika yang diperkenalkan Mendel dikenal
dengan hukum Mendel I dan hukum Mendel II. Dari penemuannya ini, Mendel
dikukuhkan sebagai Bapak Genetika.
Selama
delapan tahun (1856–1864) Mendel melakukan penelitian persilangan pada tanaman
ercis atau Pisum sativum (kacang kapri). Mendel memilih tanaman ercis untuk
percobaannya sebab tanaman ercis masa hidupnya tidak lama hanya berkisar
setahun, mudah tumbuh, memiliki bunga sempurna sehingga terjadi penyerbukan
sendiri yang akan menghasilkan galur murni (keturunan yang selalu memiliki
sifat yang sama dengan induknya), dan mampu menghasilkan banyak keturunan.
Tanaman ercis memiliki tujuh sifat dengan perbedaan yang mencolok seperti
berikut.
1.
Batang tinggi atau kerdil (pendek).
2.
Buah polongan berwarna kuning atau hijau.
3.
Bunga berwarna ungu atau putih.
4.
Letak bunga aksial (sepanjang batang) atau terminal (pada ujung batang).
5.
Biji masak berwarna hijau atau kuning.
6.
Permukaan biji bulat atau berkerut.
7.
Warna kulit biji abu-abu atau putih.
Faktor
determinan (gen) disimbolkan oleh sebuah huruf. Huruf yang umum digunakan
adalah huruf pertama dari suatu sifat. Contoh R merupakan gen yang
menentukan warna merah (R dari kata rubra artinya merah) dan r adalah
gen yang menentukan warna putih (alba). R ditulis dengan huruf besar karena
warna merah yang dibawa oleh gen R bersifat dominan terhadap warna putih yang
dibawa gen r. Sifat dominan mengalahkan sifat resesif.
Genotip
suatu individu biasanya bersifat diploid (2n) sehingga diberi simbol dengan dua
huruf yang sama. Sifat suatu individu yang genotipnya terdiri atas gen-gen yang
sama dari tiap jenis gen misalnya RR, rr, AABB, aabb disebut homozigot.
Sifat suatu individu yang genotipnya terdiri atas gen-gen yang berlainan dari
tiap jenis gen disebut heterozigot, misalnya Rr, AaBb, dan
sebagainya.
1.
Hibrid
Hibrid
merupakan perkawinan dua individu yang mempunyai sifat beda. Berdasarkan
banyaknya sifat beda individu yang melakukan perkawinan, hibrid dibedakan
sebagai berikut.
a.
Monohibrid, yaitu suatu hibrid dengan satu sifat beda (Aa).
b.
Dihibrid, yaitu suatu hibrid dengan dua sifat beda (AaBb).
c.
Trihibrid, yaitu suatu hibrid dengan tiga sifat beda (AaBbCc).
a. Hukum Mendel I
Hukum
Mendel I diperoleh dari hasil perkawinan monohibrid, yaitu persilangan dengan
satu sifat beda. Mendel melakukan persilangan antara tanaman ercis biji bulat
dengan tanaman ercis biji berkerut (perhatikan Gambar 5.3). Hasilnya semua
keturunan F1 berupa tanaman ercis biji bulat. Selanjutnya dilakukan persilangan
antarketurunan F1 untuk mendapatkan keturunan F2. Pada keturunan F2 didapatkan
perbandingan fenotip kira-kira 3 biji bulat : 1 biji berkerut.
Perbandingan
fenotip bulat : berkerut = 3 : 1
Perbandingan
genotip BB : Bb : bb = 1 : 2 : 1
Berdasarkan
hasil perkawinan yang diperoleh dalam percobaannya, Mendel menyimpulkan bahwa
pada waktu pembentukan gamet-gamet, gen akan mengalami segregasi (memisah)
sehingga setiap gamet hanya akan menerima sebuah gen saja. Kesimpulan itu
dirumuskan sebagai hukum Mendel I yang dikenal juga dengan hukum
Pemisahan Gen yang Sealel.
Macam
dan jumlah gamet dapat ditentukan dengan menggunakan rumus. Rumus untuk jumlah
gamet = 2n dan n = jumlah gen heterozigot.
Perhatikan
beberapa contoh berikut.
Jumlah
gen heterozigot = 2, yaitu A dan B.
Beberapa
kesimpulan penting dari perkawinan monohibrid di atas sebagai berikut.
1)
Semua individu F1 memiliki sifat yang seragam.
2)
Jika dominan nampak sepenuhnya, individu F1 memiliki fenotip seperti induknya
yang dominan.
3)
Pada waktu individu F1 yang heterozigot itu membentuk gamet-gamet terjadilah
pemisahan alel sehingga gamet hanya memiliki salah satu alel saja.
4)
Jika dominasi nampak sepenuhnya, perkawinan monohibrid (Bb >< Bb)
menghasilkan keturunan yang memperlihatkan perbandingan fenotip 3 : 1 (yaitu
biji bulat : biji berkerut) dan memperlihatkan perbandingan genotip 1 : 2 : 1
(yaitu BB : Bb : bb).
Kadang-kadang
individu hasil perkawinan tidak didominasi oleh salah satu induknya. Dengan
kata lain, sifat dominan tidak muncul secara penuh. Peristiwa itu menunjukkan
adanya sifat intermediat.
Sifat
intermediat dapat dilihat pada penyerbukan silang tanaman bunga pukul empat
(Mirabilis jalapa). Jika serbuk sari berasal dari tanaman homozigot berbunga
merah (MM) disilangkan ke putik tanaman homozigot berbunga putih (mm), semua
keturunan F1 berbunga merah muda (Mm).
Perhatikan
diagram berikut.
Perbandingan
fenotip merah : merah muda : putih = 1 : 2 : 1
Perbandingan
genotip MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1
Berdasarkan
diagram persilangan di atas diperoleh semua tanaman F1 heterozigot berbunga
merah muda (Mm). Warna ini merupakan sifat intermediat (antara merah dan
putih). Jika F1 mengadakan penyerbukan sendiri, maka F2 akan memperlihatkan
perbandingan 1 merah : 2 merah muda : 1 putih.
b. Hukum Mendel II
|
Persilangan Dihibrid |
Pada
percobaan berikutnya, Mendel menggunakan persilangan dengan dua sifat beda atau
disebut persilangan dihibrid. Mendel menggunakan dua sifat beda dari tanaman
ercis, yaitu bentuk dan warna biji. Oleh Mendel, tanaman ercis biji bulat-kuning
disilangkan dengan tanaman ercis biji berkerut-hijau. Hasilnya, semua keturunan
F1 berupa tanaman ercis biji bulat-kuning.
Pada
persilangan antarindividu F1 didapatkan 16 kombinasi gen dengan empat fenotip,
yaitu tanaman ercis biji bulat-kuning, biji bulat-hijau, biji berkerut-kuning,
dan biji berkerut-hijau.
Misalnya
diketahui gen-gen yang menentukan sifat biji tanaman ercis sebagai berikut.
1)
B = gen yang menentukan biji bulat.
2)
b = gen yang menentukan biji berkerut.
3)
K = gen yang menentukan biji berwarna kuning.
4)
k = gen yang menentukan biji berwarna hijau.
Selanjutnya,
perhatikan diagram persilangan pada Gambar di samping.
Perbandingan
genotip dan fenotip F2 dapat Anda amati dalam Tabel berikut.
Berdasarkan
hasil percobaan di atas, Mendel menarik kesimpulan bahwa gen-gen dari sepasang
alel memisah secara bebas (tidak saling mempengaruhi) ketika terjadi meiosis
selama pembentukan gamet. Prinsip ini dikenal sebagai Hukum Mendel II atau
dikenal dengan The Law of Independent Assortmen of Genes
atau Hukum Pengelompokan Gen secara Bebas. Oleh karena itu,
pada contoh dihibrid tersebut terjadi 4 macam pengelompokan dari dua pasang gen
sebagai berikut.
1)
Gen B mengelompok dengan gen K, terdapat dalam gamet BK.
2)
Gen B mengelompok dengan gen k, terdapat dalam gamet Bk.
3)
Gen b mengelompok dengan gen K, terdapat dalam gamet bK.
4)
Gen b mengelompok dengan gen k, terdapat dalam gamet bk.
Contoh
persilangan dihibrid yang lain misalnya pada tanaman bunga pukul empat. Tanaman
bunga pukul empat ada yang berdaun lebar (LL) dan ada yang berdaun sempit (II),
dan yang berdaun sedang bersifat heterozigot (Ll).
Bunganya
ada yang berwarna merah (MM), ada yang putih (mm), dan ada yang merah muda
(Mm). Jika tanaman berdaun sempit-bunga putih disilangkan dengan tanaman
berdaun lebar-bunga merah, tanaman F1 bersifat intermediat berdaun sedang dan
berbunga merah muda. Tanaman F2 akan memperlihatkan 16 kombinasi genotip maupun
fenotip dengan perbandingan 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1.
Perbandingan
genotip dan fenotip dapat Anda amati dalam Tabel berikut.
2.
Perkawinan Resiprokal
Perkawinan
resiprokal merupakan perkawinan kebalikan dari yang semula dilakukan dan
menghasilkan keturunan dengan perbandingan genotip yang sama. Perhatikan contoh
berikut. Mula-mula dikawinkan tanaman ercis berbuah polong hijau dengan tanaman
ercis polong kuning. Semua tanaman F1 berbuah polong hijau. Keturunannya F2
memisah dengan perbandingan fenotip 3 hijau : 1 kuning. Pada perkawinan
resiprokal digunakan serbuk sari yang berasal dari tanaman berbuah polong
kuning dan diberikan kepada bunga dari tanaman berbuah polong hijau.
3.
Perkawinan Balik (Back Cross)
Perkawinan
balik (back cross) adalah perkawinan antara individu F1 dengan salah satu
induknya, induk betina atau jantan. Back cross berguna untuk mencari genotip
induk.
Contoh:
Marmot mempunyai gen B yang menunjukkan pembawa sifat warna bulu hitam dan gen
b yang menunjukkan pembawa sifat warna bulu putih. Induk jantan mempunyai bulu
berwarna hitam homozigot disilangkan dengan induk betina mempunyai bulu
berwarna putih homozigot kemudian dilanjutkan dengan perkawinan balik. Genotip
F2 hasil perkawinan balik dapat ditentukan melalui langkah-langkah berikut.
4.
Uji Silang (Test Cross)
Uji
silang adalah perkawinan antara individu F1 (hibrid) dengan individu yang dobel
resesif atau homozigot resesif. Test cross berguna untuk mengetahui apakah
suatu individu bergenotip homozigot (galur murni) atau heterozigot.
Perkawinan
test cross menghasilkan keturunan dengan perbandingan 1 : 1. Jika hasil
keturunan F1 menghasilkan perbandingan fenotip 1 : 1, berarti individu yang
diuji bergenotip heterozigot. Sebaliknya, jika test cross 100% berfenotip sama,
berarti individu yang diuji bersifat homozigot (galur murni).
5.
Alel Ganda
Alel
adalah gen-gen yang terletak pada lokus yang sama (bersesuaian) dalam kromosom
homolog. Alel merupakan anggota dari sepasang gen yang memiliki pengaruh
berlawanan.
Jadi,
alel adalah gen-gen yang terletak pada lokus yang sama dan menentukan sifat
yang sama atau hampir sama. Misalnya T menentukan sifat tinggi pada batang,
sedangkan t menentukan batang pendek maka T dan t merupakan alel. Namun,
seandainya m merupakan gen yang menentukan warna putih pada bunga maka T dan m
bukan alel. Apabila sebuah lokus dalam sebuah kromosom ditempati oleh beberapa
alel atau suatu seri alel maka dinamakan alel ganda. Contoh alel
ganda yaitu pewarisan golongan darah pada manusia dan pada rambut kelinci.
a. Pewarisan Golongan Darah pada Manusia
Berdasarkan
penggolongan darah sistem ABO, darah manusia digolongkan menjadi empat, yaitu
golongan darah A, B, AB, dan O. Penggolongan darah ini didasarkan atas macam
antigen dalam eritrosit. Antigen-antigen itu diwariskan oleh seri alel ganda
dengan simbol I. Huruf I ini berasal dari kata isoaglutinin,
yaitu antigen yang mengakibatkan empat golongan darah tersebut.
Perhatikan
Tabel berikut.
Gen
IA dominan terhadap IO.
Gen
IB dominan terhadap IO.
IA dan IB sama-sama dominan
terhadap IO sehingga genotip IAIB menunjukkan golongan
darah AB. Jadi, gen IO mempunyai alel IA dan alel IB.
b. Alel Ganda Penentu Rambut Kelinci
Alel
ganda pada kelinci terdapat pada gen penentu warna rambut.
Gen
K : kelinci normal berwarna kelabu.
Gen
Kch: kelinci chinchilla
berwarna kelabu muda.
Gen
Kh : kelinci himalaya
berwarna putih, ujung hidung, ujung telinga, ekor, dan kaki berwarna kelabu
gelap.
Gen
k : kelinci albino (tak berpigmen) berwarna putih.
Pada
keempat gen tersebut berlaku ketentuan sebagai berikut.
1)
Kelabu dominan terhadap ketiga warna yang lain.
2)
Kelabu muda dominan terhadap himalaya dan albino.
3)
Himalaya dominan terhadap albino.
4)
Albino merupakan gen resesif.
Demikian materi "Penjelasan Hukum Mendel Lengkap", semoga bermanfaat.
0 comments:
Post a Comment