pewarisan sepasang gen

Pendahuluan

Latar Belakang

                        Genetika  adalah cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Secara singkat dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya. Meskipun orang biasanya menetapkan genetika dimulai dengan ditemukannya kembali naskah artikel yang ditulis Gregor Mendel pada tahun 1900, sebetulnya genetika sebagai "ilmu pewarisan" atau hereditas sudah dikenal sejak masa prasejarah, seperti domestikasi dan pengembangan berbagai ras ternak dan kultivar tanaman. Hukum pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme yang dijabarkan oleh Gregor Johann Mendel dalam karyanya 'Percobaan mengenai Persilangan Tanaman'.

Maksud dan Tujuan

·         Untuk mengetahui materi-materi penyusun makhluk hidup

·         Untuk mengetahui perwarisan sifat secara genotif dan fenotif

·         Untuk mengetahui mekanisme hukum mendel I dan II

·         Untuk mengetahui persilangan antara dua individu

Identifikasi Masalah

·         Apa saja materi materi penyusun makhluk hidup ?

·         Bagaimana perwarisan sifat secara genotif dan fenotif ?

·         Bagaimana mekanisme hukum mendel I dan II ?

·         Bagaimana persilanangan antara dua individu ?

Pembahasan

                            Materi terkecil penyusun makhluk hidup adalah Sel. Di dalam sel terdapat organela-organela lainnya, dari mitokondria, sitoplasma, ribosom hingga inti sel yang disebut nukleus yang terletak agak ke tengah sel. Di dalam nukleus terdapat benda-benda halus yang berbentuk lurus seperti batang atau bengkok dan terdiri dari zat yang mudah mengikat zat warna. Benang-benang itu dinamakan kromosom. Pada saat sel tidak membelah diri, kromosom terlihat berupa benang-benang halus yang disebut benang-benang kromatin. Seorang ahli yang mula-mula mempunyai dugaan bahwa benda-benda tersebut terlibat dalam mekanisme keturunan adalah Roux (1883). Benda-benda tersebut untuk pertama kali diberi nama kromosom oleh Waldeyer (1888). Kromosom adalah faktor pembawa sifat keturunan yang diwariskan dari induk (orang tua) kepada keturunannya. Kromosom yang terdapat di sebuah sel tidak pernah sama ukurannya, dan umumnya tumbuh-tumbuhan memiliki kromosom yang lebih besar daripada hewan.Setiap kromosom memiliki bagian yang menyempit dan tampak lebih terang, disebut sentromer.

                        Kromosom tampak seperti batang dan mengandung struktur yang terdiri dari benang-benang tipis yang melingkar-lingkar. Di sepanjang benang itu terletak secara teratur suatu sruktur yang disebut gen. Masing-masing gen memiliki tempat tertentu didalam kromosom yang disebut lokus gen. Gen tersebut yang sebenarnya berfungsi untuk mengatur sifat-sifat yang akan diwariskan dari induk kepada keturunannya dan mengatur perkembangan serta metabolisme makhluk hidup. Gen terdiri dari DNA atau Deoxyribonukleo acid (asam nukleat). Gen-gen yang terdapat pada kromosom memiliki tugas atau fungsinya masing-masing , diantaranya adalah mengatur warna bunga, warna rambut, warna bulu, golongan darah, rasa buah, dan sebagainya .

                                Setiap sel tubuh memiliki kromosom yang berpasang-pasangan. Kromosom yang berpasangan dengan bentuk, ukuran, dan komposisi yang sama disebut kromosom homolog. Setiap pasang kromosom homolog berbeda dengan pasangan kromosom homolog yang lain. Padas sel kelamin (gamet) seperti sel telur atau ovum (sel kelamin betina) dan spermatozoa (sel kelamin jantan) mempunyai separuh dari jumlah kromosom didalam sel tubuh, sehingga dikatakan bersifat haploid (n kromosom).Satu set kromosom haploid dinamakan genom. Sel tubuh dari kebanyakan mahluk hidup memilikisepasang kromosom,sehingga dikatakan bersifat diploid (2n kromosom). Terjadinya sel tubuh yang diploid tersebut merupakan hasl bersatunya gamet jantan dan betina yang masing-masing haploid pada saat reproduksi seksual.


GENOTIP DAN FENOTIP

Dalam pewarisan sifat atau persilangan, terdapat prinsip yang harus kita ingat, yaitu :
            1. Gen yang berperan dalam pengaturan dan penentuan sifat diberi simbol            huruf.
            2. Gen yang bersifat dominan dinyatakan dengan huruf kapital, misalnya gen        yang    menentukan sifat batang yang tinggi ditulis dengan huruf “T” (tinggi).   Gen yang        bersifat resesif dinyatakan dengan huruf kecil, misalnya gen   yang menentukan       sifat     batang yang pendek ditulis dengan huruf “t”. Jadi,    dapat diartikan bahwa batang tinggi dominan terhadap batang pendek,dan sebaliknya batang pendek resesif     

                        Pada manusia dan hewan vertebrata, penyatuan sperma dan ovum yang masing-masing bersifat haploid (n) akan membentuk zigot. Zigot tumbuh dan berkembang menjadi individu yang bersifat diploid (2n), sehingga individu yang memiliki sifat tersebut Contoh:

TT : Simbol untuk tumbuhan berbatang tinggi, gamet yang dibentuk T dan T.
tt : Simbol untuk tumbuhan berbatang pendek, gamet yang dibentuk t dan t.
MM : Simbol untuk tumbuhan berbunga merah, gamet yang dibentuk M dan M.
mm : Simbol untuk tumbuhan berbunga putih, gamet yang dibentuk m dan m.
Mm : Simbol untuk tumbuhan yang berbunga merah muda,gamet yang dibentuk M dan               m.

                        Susunan gen yang menentukan sifat suatu individu disebut genotip.Genotip suatu individu diberi simbol dengan huruf dobel, karena individu itu umumnya diploid. Genotip memiliki sepasang gen. Gen-gen tersebut terletak pada lokus yang bersesuaian dari kromosom yang homolog. Sepasang gen yang terletak pada posisi yang sama pada pasangan kromosom disebut alel. Jadi, alel merupakan anggota dari sepasang gen misalnya M = gen untuk warna bunga merah, m = gen untuk warna bunga putih, T = gen untuk tanaman tinggi, dan t = gen untuk tanaman rendah. M dan m merupakan alel tetapi M dan t bukan alel. Sifat suatu individu yang genotipnya terdiri dari gen-gen yang sama dari tiap jenis gen disebut homozigot, misalnya RR, rr, TT, AABB, aabb dan sebagainya. Homozigot dominan terjadi bila individu bergenotip RR, AA, TT; sedangkan homozigot resesif bila individu bergenotip rr, aa, tt dan sebagainya

                        Sifat suatu individu yang genotipnya terdiri dari gen-gen yang berlainan dari tiap jenis gen disebut heterozigot, misalnya Rr, Aa, Tt, AaBb dan sebagainya. Karakter atau sifat lahiriah yang dapat diamati (bentuk, warna, golongan darah, dan sebagainya) disebut fenotip. Fenotip ditentukan oleh gen dan lingkungan. Fenotip tidak diberi simbol tetapi ditulis sesuai dengan penampakan seperti rasa buah yang manis, rambut lurus, warna bunga biru dan sebagainya. Tanaman yang berbiji bulat fenotipnya ditulis biji bulat dan genotipnya ditulis BB atau Bb bila B dominan terhadap b.

                        Dua individu yang memiliki sifat fenotip yang sama mungkin memiliki sifat genotip yang berbeda misalnya dua individu tanaman yang memiliki fenotip sama seperti berbiji bulat, memiliki kemungkinan genotip ialah BB atau Bb. Gen B bersifat dominan sehingga gen B tersebut mengalahkan atau menutupi gen b yang bersifat resesif. Oleh karena itu tanaman dengan BB atau Bb memiliki fenotip berbiji bulat.

Sifat Dominan, Resesif dan Intermediet

           Pada suatu persilangan, maka keturunan (Filial) yang dihasilkan akan memiliki sifat yang muncul atau sifat yang tidak muncul (tersembunyi) dari salah satu sifat induknya. Sifat yang muncul pada keturunan dari salah satu induk dengan mengalahkan sifat pasangannya disebut sifat dominan. Sebaliknya sifat yang tidak muncul atau tersembunyi pada keturunanya karena dikalahkan oleh sifat pasangannya disebut sifat resesif.

Induk/ Parental            : Bunga mawar merah > < Bunga mawar putih

Keturunan/ Filial          : Bunga mawar merah



Hukum Mendel

                                Hukum pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme yang dijabarkan oleh Gregor Johann Mendel dalam karyanya 'Percobaan mengenai Persilangan Tanaman'. Hukum ini terdiri dari dua bagian:

1. Hukum pemisahan (segregation) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Pertama Mendel, dan
2. Hukum berpasangan secara bebas (independent assortment) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Kedua Mendel.

                                Dari hipotesis tersebut, Mendel membuat suatu kesimpulan yang disebut Hukum I Mendel dan Hukum II Mendel. Kedua hukum Mendel tersebut merupakan prinsip dasar dari genetika

                        Hukum I Mendel (Hukum segregasi atau hukum pemisahan alel-alel dari suatu gen yang berpasangan).Pada pembentukkan sel kelamin (gamet), pasangan-pasangan alel memisah secara bebas. Hukum ini berlaku untuk persilangan dengan satu sifat beda (monohibrid). Secara garis besar, hukum ini mencakup tiga pokok:

1. Gen memiliki bentuk-bentuk alternatif yang mengatur variasi pada karakter turunannya. Ini adalah konsep mengenai dua macam alel; alel resisif (tidak selalu nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf kecil, misalnya w dalam gambar di sebelah), dan alel dominan (nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf besar, misalnya R).
2. Setiap individu membawa sepasang gen, satu dari tetua jantan (misalnya ww dalam gambar di sebelah) dan satu dari tetua betina (misalnya RR dalam gambar di sebelah).
3. Jika sepasang gen ini merupakan dua alel yang berbeda (Sb dan sB pada gambar 2), alel dominan (S atau B) akan selalu terekspresikan (nampak secara visual dari luar). Alel resesif (s atau b) yang tidak selalu terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk pada turunannya.

                        Hukum II Mendel (Hukum pengelompokkan gen secara bebas atau asortasi), menyatakan bahwa bila dua individu mempunyai dua pasang atau lebih sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada pasangan sifat yang lain. Dengan kata lain, alel dengan gen sifat yang berbeda tidak saling memengaruhi. Hal ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan e.g. tinggi tanaman dengan warna bunga suatu tanaman, tidak saling memengaruhi.

Gregor Mandel

·         Persilangan Dua Individu dengan Satu Sifat Beda (Monohibrid)

                        Persilangan dua individu dengan satu sifat beda akan menurunkan sifat dominan apabila sifat keturunannya sama dengan salah satu induknya. Contoh : Mendel mengambil serbuk sari dari bunga tanaman yang bijinya berlekuk (berkerut) dan diserbukkan pada putik dari bunga tanaman yang bijinya bulat. Semua keturunan F1 berbentuk tanaman yang bijinya bulat. Kemudian tanaman F1 dibiarkan mengadakan penyerbukan sendiri sehingga didapatkan keturunan F2 yang memperlihatkan perbandingan fenotip 3 biji bulat:1 biji berleku.

·         Sifat Intermediet

            Sifat intermediet adalah sifat keturunan yang dimiliki oleh kedua induknya. Contohnya adalah tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) galur murni merah (MM) disilangkan dengan galur murni putih (mm). Dari persilangan tersebut diperoleh hasil F1 yang semuanya berbunga merah muda. Jika F1 di lakukan penyerbukan dengan sesamanya, maka F2 menghasilkan tanaman berbunga merah, merah muda, dan putih dengan perbandingan 1 : 2 : 1.

·         Persilangan Dua Individu dengan Dua Sifat Beda (Dihibrid)

                        Dihibrid adalah persilangan dua individu dengan dua sifat beda atau lebih yang menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotip dan genotip tertentu. Pada percobaannya, Mendel melakukan persilangan kacang ercis galur murni yang memiliki biji bulat warna kuning dengan galur murni yang memiliki biji keriput warna hijau. Sifat bulat dan kuning dominan terhadap sifat keriput dan hijau, sehingga menghasilkan seluruh F1 berupa kacang ercis berbiji bulat dengan warna biji kuning.

Biji-biji F1 tersebut kemuadian ditanam kembali dan dilakukan penyerbukan antara sesamanya untuk mendapatkan F2. Persilangan tersebut merupakan persilangan dua individu dengan dua sifat beda.Keturunan pada F2 adalah sebagai berikut :

B          : bulat, dominan terhadap keriput
b          : keriput
K          : kuning, dominan terhadap hijau
k          : hijau
Contoh            : Bagan persilangan dihibrid

·         Persilangan Dua Individu dengan Tiga Sifat Beda (Trihibrid)

                        Trihibrid adalah persilangan dua individu dengan tiga sifat beda atau lebih yang menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotip dan genotip tertentu. Pada percobaannya, Mendel melakukan persilangan kacang ercis dengan tiga sifat beda, ialah batang tinggi, biji bulat, dan biji warna kuning dengan kacang ercis berbatang pendek, biji keriput, dan biji warna hijau. Sifat tinggi, bulat, dan kuning dominan terhadap pendek, keriput, dan hijau, maka seluruh F1 berupa kacang ercis yang berbatang tinggi, berbiji bulat, dan berwarna kuning. Keturunan F1 dapat dilihat pada bagan persilangan trihibrid

                        Biji-biji F1 tersebut kemudian ditanam kembali dan dilakukan penyerbukan antara sesamanya untuk mendapatkan F2. Persilangan tersebut merupakan persilangan dua individu dengan tiga sifat beda, ialah ukuran batang, bentuk biji dan warna biji. Keturunan pada F2 adalah sebagai berikut :

T: tinggi, dominan terhadap pendek
t : pendek
B : bulat, dominan terhadap keriput
b : keriput
K : kuning, dominan terhadap hijau
k : hijau

Contoh Bagan Persilangan trihibrid

Kesimpulan

                        Materi terkecil penyusun makhluk hidup adalah Sel. Di dalam sel terdapat organela-organela lainnya, dari mitokondria, sitoplasma, ribosom hingga inti sel yang disebut nukleus yang terletak agak ke tengah sel. Di dalam nukleus terdapat benda-benda halus yang berbentuk lurus seperti batang atau bengkok dan terdiri dari zat yang mudah mengikat zat warna. Benang-benang itu dinamakan kromosom. Kromosom adalah faktor pembawa sifat keturunan yang diwariskan dari induk (orang tua) kepada keturunannya.

                        Hukum pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme yang dijabarkan oleh Gregor Johann Mendel dalam karyanya 'Percobaan mengenai Persilangan Tanaman'. Hukum ini terdiri dari dua bagian:

1. Hukum pemisahan (segregation) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Pertama Mendel, dan
2. Hukum berpasangan secara bebas (independent assortment) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Kedua Mendel.