Hereditas / Penurunan Sifat

1. Hereditas menurut Mendel

Tokoh peletak prinsip dasar genetika adalah Gregor Johan Mendell(1822-1884) seorang biarawan dan penyelidik tanaman berkebangsaan Austria. melakukan penelitian tentang pewarisan sifat dari induk terhadap keturunannya dengan menggunakan tanaman kacang ercis (Pisum sativum). Alasan pemilihan kacang ercis sebagai tanaman percobaan :

–       memiliki pasangan sifat yang menyolok

–       bisa melakukan penyerbukan  sendiri

–       segera menghasilkan keturunan/umurnya pendek

–       mampu menghasilkan banyak keturunan,

–       mudah disilangkan

a. Persilangan Monohibrid

Persilangan monohibrid merupakan persilangan antara dua tanaman yang memiliki satu sifat beda. Terdapat dua macam persilangan monohibrid, yaitu sifat dominansi penuh dan intemediet

.1) Dominasi Penuh

Perhatikan contoh persilangan monohibrid berikut. Induk atau parental (P) bunga warna merah  disilangkan dengan bunga warna putih . Keturunan atau filial pertama (F) yang dihasilkan adalah buah yang seluruhnya merah  Dengan demikian, merah  dominan terhadap putih.pada F2 nya dihasilkan perbandingan merah :putih = 3 :1

Genotip dan Fenotip

Komposisi dan susunan gen-gen di dalam tubuh makhluk hidup disebut genotip. sifat genotip merupakan sifat yang tidak tampak sifat-sifat yang tidak tampak biasanya disimbulkan dengan huruf-huruf. Sifat pada makhluk hidup yang diketahui oleh panca indra disebut fenotip. sifat fenotip merupakan perpaduan antara sifat genotip dengan lingkungannya

B : Gen yang menyebabkan warna merah

b : Gen yang menyebabkan warna putih

Gen Dominan dan Gen Resesif

Penulisan gen umumnya dinyatakan dengan simbol huruf. Huruf kapital ( huruf besar ) menyatakan gen yang bersifat dominan, sedangkan huruf kecil menyatakan gen yang memiliki gen resesif. Jika gen dominan berada bersama-sama dengan gen resesif, sifat yang dibawa oleh gen dominan yang akan tampak. Jadi sifat gen dominan akan mengalahkan gen resesif

Hukum Mendel I (Hukum Segregasi)

Pada pembentukan gamet, gen yang merupakan pasangan akan disegregasikan (dipisahkan) ke dalam dua sel anak. Yaitu pemisahan gen sealela secara bebas yang terjadi pada waktu pembentukan gamet dari individu yang memiliki genotip heterozigot, sehingga setiap gamet mengandung salah satu alela tersebut.

 

2) Sifat Intermediet

Mendel pernah melakukan persilangan antara tanaman Antirrhinum majus yang bunganya berwarna merah (MM) dan bunga berwarna putih (mm). Ternyata, pada keturunan pertama (Fl) yang muncul semuanya berwarna merah muda (Mm). Kemudian, ketika dilakukan persilangan kembali antara sesamanya, dihasilkan perbandingan untuk F2, yaitu 25% merah (MM), 50% merah muda (Mm), dan 25% putih (mm). Berdasarkan persilangan ini ternyata sifat merah tidak dominan penuh terhadap putih, melainkan bersifat intermediet (kodominan).

3) Back Cross (Persilangan Balik)

Back cross adalah persilangan antara F1 dan salah satu parentalnya, baik yang bersifat homozigot dominan maupun homozigot resesif. Persilangan ini dilakukan untuk mengetahui genotipe parental.

4) Test Cross (Uji Silang)

Test Cross dilakukan untuk mengetahui suatu genotipe Fl bersifat homozigot (galur murni) atau heterozigot. Test Cross dilakukan dengan cara menyilangkan individu F1 dengan induknya yang homozigot resesif.

b. Persilangan Dihibrid

Persilangan dihibrid merupakan persilangan dengan dua sifat beda. Yaitu pada waktu pembentukan gamet, gen secara bebas berpasang-pasangan dengan gen lain. Untuk lebih jelasnya lihatlah bagan persilangan berikut ini

P                     bulat kuning                            x                               kisut hijau

                              BBKK                                                                        bbkk

                                  ↓                                                                                 ↓

                          Segregasi                                                                 segregasi

                                  ↓                                                                                 ↓

Gamet                    BK                                                                              bk

F1                                                              fertilisasi

                                                                                      ↓

F2                                   Bulat kuning              x            Bulat kuning

                                                     BbKk                                           BbKk

	Segregasi dan pasangan secara bebas		Segregasi dan pasangan secara bebas

                  ↓              ↓               ↓             ↓                           ↓        ↓    ↓             ↓

     Gamet   BK          Bk           bK          bk                       BK      Bk            bK            bk

Dari persilangan tersebut didapatkan perbandingan fenotipe B.K. (Bulat kuning) : B.kk (Bulat hijau) : bbK. (Keriput kuning) : bbkk (Keriput hijau) = 9 : 3: 3 : 1. Tanda titik (.) yang digunakan di sini menunjukkan bahwa gen tersebut dapat bersifat dominan ataupun resesif.

Penyimpangan Semu Hukum Mendel

Penyimpangan Hukum Mendel terjadi karena adanya beberapa gen yang berinteraksi antara satu dengan yang lainnya. Perbandingan fenotipe 9 : 3 : 3 : 1 dapat berubah, tetapi prinsip dasarnya masih sesuai dengan prinsip-prinsip Mendel. Oleh karenanya, keadaan ini sering juga disebut sebagai penyimpangan semu Hukum Mendel.

a. Gen interaction  (Atavisme)

Interaksi gen pertama kali ditemukan oleh William Bateson dan R.C. Punnet pada bentuk pial (jengger) ayam. Interaksi gen merupakan interaksi di antara dua gen yang bekerja sama. Karakter pial/jengger ayam tidak hanya diatur oleh satu gen, tetapi oleh dua gen yang berinteraksi. Berikut ini 4 karakter pial/jengger ayam yang diatur oleh 2 gen yang berinteraksi.

– Pial single (bilah) diatur oleh gen r dan p.

– Pial pea (biji/kacang) diatur oleh gen r dan P.

– Pial walnut (sumpel) diatur oleh gen R dan P.

– Pial rose (mawar) diatur oleh gen R dan p.

Pada ayam dikenal 4 macam piail ( cengger ) seperti terlihat pada gambar berikut

pial bilah bersifat resesif, baik terhadap pial gerigi (ros ) maupun biji  ayam pial tersebut dapat disilangkan satu sama lain sebagai berikut

1. ros x bilah

F₁ = 100% ros

F₂ = 75% ros , 25 % bilah

Jadi ros dominan terhadap bilah

2. biji  x bilah

F₁ = 100 % biji

F₂ = 75% biji , 25 % bilah

Jadi biji dominan terhadap bilah

3. ros x biji

F₁ = 100% walnut

F₂= walnut : ros : biji : bilah  = 9:3:3:1

Dari persilangan ayam pial rose (RRpp) dengan ayam pial biji (rrPP) dihasilkan perbandingan untuk F1 nya, yaitu 100% walnut (RrPp). Jika F1 ini disilangkan dengan sesamanya akan didapat perbandingan fenotipe F2 yaitu walnut : ros : biji: single = 9 : 3: 3 : 1.

b. Polimeri

Polimeri adalah pembastaran heterozigot dengan banyak sifat beda tetapi mempengaruhi bagian sifat yang sama pada suatu organisme Nelson dan Ehle membastarkan gandum bekulit biji merah dengan gandum berkulit biji putih. Ternyata F₁ nya semua bekulit biji merah jika F₁ di bastarkan sesamanya didapatkan perbandingan fenotif pada F₂  = 15  merah : 1 putih

Peristiwa polimeri mirip dengan persilangan dihibrid dominan tidak penuh (intermediat). Misalnya, biji gandum berwarna merah disilangkan dengan gamdum berwarna putih menghasilkan variasi warna warna gandum yang sangat beragam. Gandum berwarna merah (M1 M1 M2 M2) disilangkan dengan gandum berwarna putih (ml m1 m2 m2) akan menghasilkan keturunan dengan rasio fenotipe merah : putih = 15 : 1. Perhatikan diagram persilangan tanaman gandum berikut. Parental (P1) : M1M1M2M2 >< m1m1m2m2 Gandum berbiji gandum berbiji putih merah gelap Gamet : M1M2 m1m2 Filial (F1) : M1 m1M2m2 100% gandum berbiji merah sedang Parental (P2) : M1 m1M2m2 >< M1 m1M2m2 gandum berbiji gandum berbiji merah sedang merah sedang Gamet dan F2 :

Warna kulit manusia dengan peristiwa polimeri

Menurut Davenport warna kulit manusia juaga merupakan peristiwa polimeri , kulit manusia dikelompokan menjadi :

1. hitam (negro) = mengandung 4 faktor dominan AA BB
2. mulat tua = mengandung 3 faktor domionan misalnya : AABb, AaBB
3. mulat sedang = mengandung 2 faktor dominan misalnya : AAbb, aaBB, dan AaBb
4. mulat muda = mengandung satu faktor dominan : Aabb,aaBb
5. putih = tidak mengandung faktor dominan misalnya aabb

C. Kriptomeri

Interaksi yang sifatnya menyembunyikan karakter yang terdapat pada leluhur disebut juga atavisme. Dalam suatu percobaan disilangkan bunga Linaria moraccona yang berbungan merah dengan Linaria moraccona yang berbungan putih maka F₁ nya dihasilkan tanaman berbungan unggu dalam pemikiran kita kemungkinan  ini merupakan  peristiwa intermediat. Tetapi apabila dikawinkan antra F₁ ternyata dihasilkan F₂ yangbukan merupakan intermediate . karena perbandingan pada fenotip F₂ : berbungan ungu , 3 berbunga merah, dan 4 berbunga putih. Kalau melihat jumlah kombinasi F₂ merupakan hasil perkawinan 2 sifat beda. Munculnya warna ungu terjadi karena adanya zat warna pada bunga yang dinamakan antosian dalam suasana basa akan menampakan warna ungu .

Sedangakan pada pH rendah (asam) antosian akan menampakan warna merah. Apabila antosian disimbolkan A yang dominan terhadap terhadap tidak adanya antosian, sedangakan basa B dominan terhadap asam (b)

Hasil persilangan antara bunga Linnaria maroccana merah dengan putih dihasilkan F1 seluruhnya berwarna ungu. Adapun pada persilangan tanaman Linaria maroccana berbunga merah dengan bunga putih didapatkan perbandingan F2, yaitu ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4. Perhatikan diagram persilangan bunga Linaria marocana berikut ini.

Faktor basa (B) disebut sebagai faktor tersembunyi  (kriptomer) dia tidak akan muncul apabila tidak bertemu dengan faktor A yang juga faktor dominan. Munculnya warna ungu apabila A bertemu dengan B. ( antosian bertemu dengan lingkungan basa )

Kriptomeri adalah suatu faktor yang dominan yang akan nampak pengaruhnya jika bertemu faktor dominan lain yang bukan alelenya.

Correns menyilangkan tumbuhan Linaria maroccana berbunga merah galur murni dengan yang berbunga putih juga galur murni , diperoleh F₁ semua berbungan ungu, sedang F₂ terdiri atas : ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4

D. Epistasis dan hipostasis

Epistasis adalah faktor dominan yang menutupi faktor dominan lain yang bukan alelenya.

Hipostasis adalah faktor dominan yang ditutupi faktor dominan lain yang bukan alelenya

Contoh :

Nelson dan Elhe melakukan percobaan dengan menyilang gandum berkulit biji hitam dengan gandum berkulit biji kuning, ternyata hasilnya :

F₁ = 100% berkulit biji hitam

F₂ = hitam : kuning : putih = 12 : 3 :1

Setelah dianaliasa teryata gen yang menimbulkan pigmentasi hitam dan kuning berdiri sendiri – sendiri dan keduanya merupakan factor dominan terhadap faktor putih. Jadi gen H (kuning) dominan terhadap gen h (putih)

Gen K (kuning) dominan terhadap gen k (putih)

Gen H epistatis terhadap gen K

Gen K hipostatis terhadap gen H

E. Gen Komplementer

Merupakan interaksi gen yang saling melengkapi. Jika satu gen tidak muncul, maka sifat yang dimaksud juga tidak muncul atau tidak sempurna

Gen-gen komplementer pertama kali ditemukan oleh W. bateson dan RC Punnet  Pada bunga lathyrus odoratus terdapat dua gen yang saling berinteraksi dalam memunculkan pigmen bunga

Gen C : membentuk pigmen warna

Gen c : tidak membentuk pigmen warna

Gen P : membentuk enzim pengaktif

Gen p : tidak membentuk enzim pengaktif

Berdasarkan karakter gen-gen tersebut, maka warna bunga hanya akan muncul jika kedua gen (penghasil pigmen dan penghasil enzim) bertemu. Jika tidak bertemu maka warna bunga yang terbentuk adalah putih

Berdasarkan hasil persilangan di samping, rasio fenotip = ungu : putih = 9 : 7

POLA-POLA HEREDITAS

1.   Tautan

Menurut Sutton, apabila gen-gen yang mengendalikan dua sifat beda terletak pada kromosom yang sama, gen-gen tersebuit tidak dapat memisah (segregasi) secara bebas terutama gen-gen yang berdekatan lokusnya. Gen-gen yang demikian cenderung untuk memisah secara bersama-sama disebut tautan/pautan/linked. Peristiwa pautan merupakan salah satu penyebab penyimpangan perbandingan menurut hukum Mendel.

Dalam melakukan percobaan, Morgan menemukan adanya tautan pada kromosom dari mengawinkan lalat buah betina normal yaitu tubuh kelabu (K) bersayap panjang (p) dengan lalat buah jantan yang abnormal tubuhnya hitam (k) bersayap pendek (p) dihasilkal F₁ nya pada semua bertubuh kelabu sayapnya panjang. Kemudian F₁ nya dikawinkan dengan lalat buah yang mempunyai sifat seperti induknya yang resesif (test cross) yaitu lalat bertubuh hitam sayap pendek.

Dari hasil perkawinan itu diperoleh F₂ lalat buah yang bertubuh kelabu sayap panjang maupun tubuh hitam bersayap kisut dengan perbandingan 1 : 1. ini merupakan penyimpangan semu perbandingan Mendel yang seharusnya 1 : 1 : 1 : 1 (ingat dihibrida!)

3.4.1. Menemukan hipotesa yang diajukan Mendel tentang pewarisan

sifat.

3.4.2. Menerapkan hukum Mendel menentukan ratio perbandingan fenotip dan genotip keturunan.

3.4.3.Menjelaskan penyebab-penyebab penyimpangan-penyimpangan semu hukum Mendel

3.4.4. Menjelaskan macam-macam penyimpangan semu hukum Mendel dengan aplikasinya

3.4.5. Menerapkan penyilangan secara teoritis penyimpangan semu hukum Mendel

3.4.6. Menjelaskan berbagai pola-pola hereditas, seperti tautan, pindah silang, gen letal, non disjungsi dan lain-lain.

3.4.7. Membedakan pola hereditas yang satu dengan yang lainya, seperti tautan dengan pindah silang, tautan seks dengan gen letal