PEWARISAN SIFAT ATAU HEREDITAS MAKHLUK HIDUP / HUKUM MENDELL

PEWARISAN SIFAT MAKHLUK HIDUP

 Peta Konsep

Penurunan sifat dari induk kepada keturunannya dikenal sebagai hereditas. Pewarisan sifat induk kepada keturunannya melalui gamet dengan mengikuti aturanaturan tertentu. Orang pertama yang meneliti tentang penurunan sifat yaitu Gregor Johann Mendel. Mendel adalah tokoh genetika yang diakui sebagai penemu hukumhukum hereditas atau pewarisan sifat menurun.

Memang sebelum maupun sesudah Mendel, banyak tokoh-tokoh yang berbicara tentang teori hukum-hukum pewarisan sifat menurun, antara lain sebagai berikut :

1. Teori Darah; mengatakan bahwa sifat keturunan dibawa oleh darah. Teori ini gugur setelah ditemukannya peristiwa transfusi darah, sebab orang yang menerima tambahan darah ternyata sifatnya tidak berubah seperti sifat donornya.
2. Teori performasi, menyatakan adanya makhluk hidup kecil di dalam gamet sebagai calon individu baru.
3. Teori Epigenesis; (teori ini mengkritik teori preformasi) menyatakan bahwa sel telur yang telah dibuahi oleh sperma akan mengadakan pertumbuhan sedikit demi sedikit.
4. Teori Pangenesis; menyatakan bahwa setelah ovum dibuahi oleh sperma maka dalam sel kelamin terdapat tunas-tunas yang tumbuh menjadi makhluk hidup baru.
5. Teori Haeckel; menyatakan bahwa yang bertanggung jawab atas sifat keturunan adalah substansi inti dari sperma.

Untuk membuktikan kebenaran teorinya, Gregor Johan Mendel telah melakukan eksperimen dengan membastarkan tanaman-tanaman yang memiliki sifat beda. Tanaman yang dipilih adalah tanaman kacang ercis (Pisum sativum), karena memiliki kelebihan-kelebihan sebagai berikut :

1. mudah melakukan penyerbukan silang
2. mudah didapat
3. mudah hidup dan dipelihara
4. cepat berbuah atau berumur pendek
5. terdapat jenis-jenis dengan sifat beda yang menyolok, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

     Gambar : Variasi pada kacang kapri

Mendel juga memastikan dia memulai percobaannya denga varietas galur murni, yang berarti ketika tanaman melakukan penyerbukan sendiri semua keurunannya akan mempunyai varias yang sama. Contohnya tanaman yang berbunga ungu akan menghasilkan keturunan yang semuanya berbunga ungu. Dan untuk selanjutnya Mendel melakukan percobaan dengan melakukan penyerbukan silang terhadap dua varietas ercis bergalur murni yang sifatnya kontras, contoh tanaman berbunga ungu dengan tanaman yang berbunga putih. Perkawinan atau persilangan dua varietas ini disebut hibridisasi. 

Pada persilangan/perkawinan, induk jantan dengan induk betina disebut parental dan disimbolkan dengan hurup P (capital). Hasil persilangan parental atau keturunannya disebut anak (filial) dan diberi symbol dengan huruf F (capital). Persilangan induk galur murni dengan galur murni disebut P1 dan filialnya disebut F1. Persilangan induk jantan F1 dengan induk betina F1 secara acak disebut P2 dan filialnya disebut F2 dan seterusnya. Galur murni selalu bergenotif homozigot dan disimbolkan dengan dengan huruf yang sama, huruf capital semua atau huruf kecil semua, misalnya AA untuk sifat dominant atau aa untuk sifat resesif.  Genotif adalah sifat yang tidak tampak yang ditentukan oleh pasangan gen atau susunan gen dalam individu yang menentukan sifat yang tampak. Sifat yang tampak dari luar atau sifat keturunan yang dapat kita amati sebagai ekspresi dari susunan gen (genotif) disebut dengan fenotif.

Hukum Mendell I (Persilangan Monohibrid)

Hukum Mendel I atau hukum segregasi bebas (pemisahan) adalah suatu kaidah pemisahan pasangan alel secara bebas pada saat pembelahan meiosis dala pembentukan gamet. Segregasi ini disertai dengan penurunan jumlah kromosom diploid menjadi haploid. Hukum Mendel I dapat dibuktikan pada persilangan monohibrid.

Monohibrid adalah persilangan dengan satu sifat beda yang merupakan satu pasangan alel. Mendel menyilangkan kacang ercis berbunga ungu dengan kacang ercis berbunga putih. Keturunan pertama atau filial 1 (F1) tanaman kacang ercis 100% berbunga ungu. Sifat bunga berwarna ungu adalah dominan, sedangkan sifat bunga berwarna putih adalah resesif. Jika bunga berwarna ungu dari F1 disilangkan dengan sesamanya (inbreeding), akan dihasilkan keturunan kedua atau filial 2 (F2) berupa 75% kacang ercis berbunga ungu dan 25% kacang ercis berbunga putih. Contoh diagram penyilangan monohibrid dapat dilihat pada gambar di samping.

Hukum Mendell II (Persilangan Dihibrid)

Hukum Mendel II atau hukum asortasi (berpasangan) secara bebas adalah suatu kaidah yang menyatakan bahwa setiap alel dapat berpasangan secara bebas dengan alel lainnya yang tidak sealel pada waktu pembentukan gamet. Hukum Mendel II dapat dijelaskan pada persilangan dihibrid.

ersilangan Dihibrid adalah persilangan dengan dua sifat beda atau dua alel yang berbeda, misalnya sifat biji bulat atau keriput dengan warna biji kuning atau hijau. Hukum Mendel II ini hanya berlaku pada gen-gen yang letaknya berjauhan sehingga dapat memisah secara bebas. Pada gen yang letaknya berdekatan, cenderung akan terjadi tautan (tidak dapat memisah secara bebas).

Pada penyilangan tanaman kacang ercis berbiji bulat dan berwarna kuning dengan tanaman kacang ercis berbiji keriput berwarna hijau, dihasilkan keturuna pertama (F1) tanaman kacang ercis berbiji bulat berwarna kuning. Sifat biji bulat dan berwarna kuning adalah dominan, sedangkan sifa biji keriput dan berwarna hijau adalah resesif. Jika tanaman kacang ercis berbiji bulat dan berwarna kuning dari keturunan pertama disilangkan dengan sesamanya akan menghasilkan keturunan (F2) berupa tanaman kacang ercis berbiji bulat kuning, bulat hijau, keriput kuning, dan keriput hijau dengan perbandingan 9 : 3 : 3 : 1. Diagram penyilangan dihibrid adalah sebagai berikut.

 

Pembentukan gamet pada persilangan diibrid terjadi dengan cara pemisahan alel secara bebas, yaitu sebagai berikut:

1. BB berpisah menjadi B dan B; Bb berpisah menjadi B dan b; bb berpisah menjadi b dan b.
2. KK berpisah menjadi K dan K; Kk berpisah menjadi K dan k; kk berpisah menjadi k dan k.
3. Pembentukan gamet pada persilangan dihibrid terjadi melalui penggabungan alel secara bebas, yaitu B berpasangan denga K menjadi BK, B berpasangan dengan k menjadi Bk, b berpasangan dengan K menjadi bK, dan  b berpasangan dengan k menjadi bk.

 Testcross, Backcross, dan Penyilangan Resiprok

1.      Testcross

Testcross merupakan penyilangan antara suatu individu yang tidak diketahui genotipnya dengan individu yang bergenotip homozigot resesif. Tujuan dari testcross adalah sebagai berikut:

a.       Untuk menguji sifat individu yang menunjukan fenotip domnan, apakah bergeotip homozigot atau heterozigot. Jika hasil keturunanya menunjukkan sifatyang sama 100%, genotip individu terebut adalah dominan homozigot Jika hasil keturnannya menunjukkansifat yang berbeda-beda, genotip individu tersebut adalah domina heterozigot.

b.      Mengetahui berapa macam gamet yang dihasilkan oleh individu yang genotipnya dipertanyakan. Individu dominan homozigot aka menghasilkan hanya satu macam gamet. Individu dominan heterozigot akan menghasikan jenis gamet yang berbeda dengan frekuensi yang sebanding (monohibrid 2 gamet dan dihibrid  gamet). Contoh testcross dapat dilihat  pada gambar berikut ini.

Gambar 5. Contoh Diagram Testcross

 

2.      Backcross

Backcross merupakan penyilangan antara suatu individu dengan salah sau induknya (atau denga individu lain yang genotipnya identik dengan induknya). Tujuan backcross adalah untuk mendapatkankembali individu yang bergalur murni (yang bergenotip homozigot dominan atau homozigot resesif). Backcross menghasilkan progeni, yaitu keturuna yang berasal dari sumber yang sama. Contoh penyilangan backcross ditunjukan pada gambar berikut ini.

Gambar 6. Contoh Diagram Penyilangan Backross

 

3.      Penyilangan Resiprok

SDalam persilangan antara ercis berbuah hijau dengan ercis berbuah kuning misalnya, serbuk sari diambil dari ercis berbuah hijau kemudian diserbukkan pada putik tanaman ercis berbuah kuning. Semua keturunan F1nya berbuah hijau. Keturunan F2nya menghasilkan ercis berbuah hijau dan kuning dengan perbandingan 3:1. Demikian halnya jika serbuk sari diambil dari tanaman ercis berbuah kuning dan diserbukkan pada putik ercis berbuah hijau, hasil yang diperoleh baik pada F1 maupun F2nya tetap sama. Persilangan yang merupakan kebalikan dari persilangan sebelumnya inilah yang disebut persilangan resiprok. Oleh karena itu, baik tanaman yang berfungsi sebagai gamet jantan maupun sebagai gamet betina, mempunyai kesempatan yang sama di dalam pewarisan sifat. Berarti, Hukum Mendel I dan II tidak dipengaruhi oleh asal dari gamet jantan maupun betinanya. Contoh persilangan resiprok dapat dilihat pada gambar 7.

Gambar 7. Contoh Penyilangan Resiprok

Dari hasil tersebut, jelaslah bahwa persilangan resiprok menghasilkan keturunan yang sama.