Makalah Genetika 5c5yb

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Gregor Jhoann Mendel, adalah seorang biologiawan berasal dari Austria. Ia menggeluti di bidang Biologi, khususnya mengenai hireditas yang dikenal oleh seluruh dunia dengan nama Hukum Mendel. Hukum Mendel merupakan hukum hireditas yang menjelaskan prinsip-prinsip penurunan sifat pada suatu organisme. Sebelum menjadi suatu hukum, banyak ahli yang belum mengakui pendapat Mendel mengenai teori hireditas. Kemudian pada tahun 1900, teori mendel dikemukakan terpisah oleh Von Tscermak, de Vries, dan Corren. Kemudian para ahli Biologi mengakui kebenaran teori Mendel. Bahwa terdapat factor penentu sifat-sifat organism yang diwariskan dari satu generasi ke generasi lainnya. Dari penjabaran di atas, maka kami akan membahas hukum mendel 1 dan hukum mendel 2 serta penyimpangan dari teori mendel di makalah kami ini.

1.2

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka terdapat beberapa permasalah yang akan coba dibahas dalam makalah, yaitu : 1. Bagaimanakah hukum mendel 1? 2. Bagaimanakah hukum mendel 2? 3. Bagaimana penyimpangan teori Mendel?

1.3

Metode Penulisan Metode penulisan yang kami gunakan adalah mencari referensi dari berbagai buku yang berkaitan dengan Hukum mendel. Selain mencari referensi dari buku, kami mencari referensi dari internet.

1.4

Tujuan Penulisan Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi penugasan dari dosen kami Ibu Rusmilawati, SKM, MPH pada mata kuliah Biologi Reproduksi. Selain itu, tujuan kami adalah memahami bagaimana penurunan sifat menurut mendel dan penyimpangan-penyimpangan dari teori mendel. 1

1.5

Manfaat Penulisan 1. Bagi penulis Manfaat bagi penulis adalah paham mengenai persilangan-persilangan menurut teori Mendel, serta penyimpangan-penyimpangan teori mendel. 2. Bagi mahasiwa Manfaat bagi mahasiswa adalah dapat menjadikan makalah ini sebagai refrensi untuk menunjang proses perkuliahan di bidang Biologi Reproduksi.

2

BAB II PEMBAHASAN 2.1

Hukum Mendel I

2.1.1. Penelitian Mendel Dalam penelitiannya selama 8 tahun (1856-1863) Mendel menggunakan tanaman kapri atau ercis (pisum sativum). Ia memilih menggunakan tanaman ini karena terdapat berbagai sifat yang menguntungkan, yaitu: 1. Tanaman kapri dapat mengadakan penyerbukan sendiri dan dapat disilangkan. 2. Memiliki beberapa bagian yang dapat memperlihatkan sifat yang kontras, yaitu: a. Ukuran tanaman (tinggi lawan rendah) b. Batang tanaman (bunga sepanjang batang lawan bunga di ujung batang) c. Buah polong yang ; -

Penuh lawan berlekuk

-

Kuning lawan hijau

d. Biji yang : -

Bulat lawan berlekuk

-

Kuning lawan hijau

-

Kulit biji putih (berasal dari bunga putih) lawan kulit biji abu-abu (berasal dari bunga ungu)

Semua sifat yang disebut di depan adalah dominan (mengalahkan) terhadap sifat di belakang disebut sifat resesif (dikalahkan). Mendel dapat member beberapa kesimpulan yang penting dari hasil penelitiannya, yaitu: 

Hibrid ialah hasil persilangan dua individu dengan tanda beda. Memiliki sifat yang mirip dengan induknya dan setiap hibrid mempunyai sifat yang sama dengan hibrid yang lain dari spesies yang sama.



Karakter (sifat) dari keturunan suatu hibrit selalu timbul kembali secara teratur dan inilah yang memberi petunjuk kepada Mendel bahwa tentu ada faktor-faktor tertentu yang mengambil peranan dalam pemindahan sifat dari satu generasi ke generasi berikutnya.

3



Mendel merasa bahwa apabila “faktor-faktor keturunan” itu mengikuti distribusi yang logis, maka suatu hukum atau pola akan dapat diketahui dengan cara mengadakan banyak persilangan dan menghitung bentuk-bentuk yang berbeda seperti yang tampak dalam keturunan.

2.1.2. Terminologi Untuk mengerti jalannya penelitian Mendel perlu dikenal beberapa istilah, seperti: 1. P = singkatan dari kata parental, yang berarti induk 2. F = singkatan dari kata filial, yang berarti keturunan Ada F1 (keturunan pertama), F2, F3, F4, dan seterusnya. 3. Fenotip = karakter (sifat) yang dapat kita amati (bentuk, ukuran, warna, golongan darah dan sebagainya) 4. Genotif = susunan genetic suatu individu (jadi sesuatu yang tidak dapat diamati) 5. Simbol untuk suatu gen (istilah pengganti untuk “factor keturunan”) dikemukakan dengan sebuah huruf yang biasanya merupakan huruf pertama dari suatu sifat. Misalnya: R = gen yang menyebabkan warna merah (“Rubra”) r = gen yang menyebabkan warna putih (“alba”) merah adalah dominan terhadap putih, karena itu diberi symbol dengan huruf besar. Yang resesif diberi symbol dengan huruf kecil. 6.

Genotif suatu individu diberi symbol dengan huruf dobel, karena individu itu umumnya diploid. Misalnya:

7.

-

RR = genotip untuk tanaman berwarna merah

-

rr = genotip untuk tanaman berwarna putih

Homozigotik = sifat suatu individu yang genotipnya terdiri dari gen-gen yang sama dari tiap jenis gen (misalnya RR, rr, AA, AABB, aabb, dan sebagainya)

8.

Alel = anggota dari sepasang gen, misalnya: R = gen untuk warna bunga merah r = gen untuk warna bunga putih T = gen untuk tanaman tinggi t = gen untuk tanamaan rendah R dan r satu sama lain merupakan alel, tetapi R dan t bukan alel.

4

9. ♂= symbol untuk jenis kelamin jantan/ pria ♀= symbol untuk jenis kelamin betina/ wanita.

2.1.3. Bunyi Hukum Mendel I Hukum Mendel I : Pemisahan gen sealel. Dalam bahasa Inggris disebut “Segregation of alLelic genes”. Peristiwa pemisahan alel ini terlihat ketika pembuatan gamet individu yang memilki genotip heterozigot, sehingga tiap gamet mengandung salah satu alel itu. Hokum ini disebut juga hokum segregasi. Berdasarkan percobaan menyilang dua individu yang memiliki satu karakter berbeda: monohybrid. Persilangan Monohibrid Mendel mengambil serbuk sari dari bunga tanaman yang bijinya berlekuk dan diserbukkan pada putik dari bunga tanaman yang bijinya bulat. Semua keturunan F1 yang berupa suatu hybrid berbentuk tanaman yang bijinya bulat. Ketika menyilangkan tanamtanaman F1 didapatkan keturunan F2 yang memperlihatkan perbandingan fenotip kira-kira 3 biji bulat : 1 biji berlekuk. P

♀ Genotip: Fenotip:

BB

><

Bulat

♂ Genotip: Fenotip:

(homozigotik)

F1

Bb Berkerut (homozigotik)

Genotip:

Bb

Fenotip:

Semua bulat (heterozigotik)

F1 >< F1 :

♀ Genotip: Fenotip:

Bb Bulat (heterozigotik)

><

♂ Genotip: Fenotip:

Bb Bulat (heterozigotik)

5

♀

♂

B

B

B

BB 1

B

bulat Bb

3

bulat

F2 Bb

2

bulat Bb

4 berkerut

Gambar 1. Diagram persilangan monohobrid (Bb >< Bb). Cara mencari keturunan F2 dengan menggunakan kotak-kotak yang disebut metode punnett, yaitu nama seorang biologiwan reginald punnett yang menemukannya. Karena gen dominan B memperlihatkan dominansi sepenuhnya, maka persilangan monohybrid menghasilkan keturunan F2 dengan perbandingan fenotip 3:1. Berhubung dengan itu prinsip ini dirumuskan sebagai hukum 1 dari mendel yang dikenal dengan nama “The Law of Segregation of Allelic Genes” (Hukum pemisahan gen yang sealel). Persilangan Resiprok Persilangan resiprok (persilangan kebalikan) ialah persilangan yang merupakan kebalikan dari persilangan yang semula dilakukan. Sebagai contoh dapat digunakan percobaan Mendel lainnnya. H = gen yang menentukan buah polong berwarna hijau h = gen yang menentukan buah polong berwarna kuning Mula-mula serbuk sari dari bunga pada tanaman berbuah polong hijau diserbukkan pada putik bunga pada tanaman berbuah polong kuning. Pada persilangan berikutnya cara tersebut di atas dibalik. Dari kedua macam persilangan tersebut ternyata didapatkan keturunan F1 maupun F2 yang sama.

6

P

♀

Hh

♂

><

Kuning

HH Hijau

F1

Hh Hijau

F2

HH = Polong hijau Hh= Polong hijau Hh= Polong hijau hh= Polong kuning

Gambar 2. Persilangan resiprok menghasilkan keturunan yang sama baik F1 maupun F2 Persilangan Kembali (“Backcross”) Persilangan kembali ialah persilangan antara hybrid F1 dengan induknya jantan atau betina. Ambillah sebagai contoh marmot. B = gen untuk warna hitam b = gen untuk warna putih Marmot jantan hitam homozigotik BB dikawinkan dengan marmot betina putih homozigotik bb menghasilkan keturunan F1 seragam, yaitu Bb berwarna hitam. Jka marmot F1 disilangkan kembali dengan induk jantan (hitam homozigotik), maka semua marmot F2 berwarna hitam, meskipun genotipnya berbeda. P

♂

BB

><

♀

Hitam F1

Bb putih

Bb Hitam

“Backcross”

♂

Bb Hitam

><

♀

Bb Hitam

7

♀

♂

B

B

BB Hitam

B

Bb Hitam

Gambar 3. Persilangan kembali antara hybrid F1 dengan induk jantan yang homozigotik yang dominan Uji silang (“Testcross”) Uji silang ialah persilangan antara hybrid F1 dengan individu yang homozigotik resesif. Jika digunakan induk seperti pada contoh di bawah, hybrid F1 disilangkan dengan induk betina (homozigotik resesif). Uji silang pada monohybrid ini menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotip maupun genotip sebagai 1:1. Jadi ujisilang itu dapat merupakan suatu “backcross”, akan tetapi “backcross” belum tentu ujisilang. ♂

P

BB

♀

><

Hitam

Bb Putih

F1

Bb hitam

Ujisilang:

♂

Bb

♀

><

Hitam

♀

♂

B

Bb putih

B

b

Bb

bb

hitam

putih

50%

50%

Gambar 4. Ujisilang monohybrid menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotip 1:1

8

Persilangan ini diberi nama ujisilang karena cara ini biasanya dilakukan untuk menguji, apakah suatu individu itu homozigotik ataukah heterozigotik. Sebab jika suatu individu itu homozigotik hitam (BB), maka persilangan dengan dobel resesfi putih (bb) akan dihasilkan keturunan yang semuanya hitam. Tetapi jika keturunannya memisah dengan perbandingan 50% hitam : 50% putih, maka dapat diambil kesimpulan bahwa individu yang hitam itu adalah heterozogotik. 2.2 Hukum Mendel 2 Hukum kedua Mendel 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 mempengaruhi. Hal ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan misalnya tinggi tanaman dengan warna bunga suatu tanaman, tidak saling mempengaruhi. Seperti nampak pada gambar 1, induk jantan (tingkat 1) mempunyai genotipe ww (secara fenotipe berwarna putih), dan induk betina mempunyai genotipe RR (secara fenotipe berwarna merah).

Gambar 5 Keturunan pertama (tingkat 2 pada gambar) merupakan persilangan dari genotipe induk jantan dan induk betinanya, sehingga membentuk 4 individu baru (semuanya bergenotipe wR). Selanjutnya, persilangan/perkawinan dari keturuan pertama ini akan membentuk indidividu pada keturunan berikutnya (tingkat 3 pada gambar) dengan gamet R 9

dan w pada sisi kiri (induk jantan tingkat 2) dan gamet R dan w pada baris atas (induk betina tingkat 2). Kombinasi gamet-gamet ini akan membentuk 4 kemungkinan individu seperti nampak pada papan catur pada tingkat 3 dengan genotipe: RR, Rw, Rw, dan ww. Jadi pada tingkat 3 ini perbandingan genotipe RR , (berwarna merah) Rw (juga berwarna merah) dan ww (berwarna putih) adalah 1:2:1. Secara fenotipe perbandingan individu merah dan individu putih adalah 3:1. Kalau contoh pada gambar 1 merupakan kombinasi dari induk dengan satu sifat dominan (berupa warna), maka contoh ke-2 menggambarkan induk-induk dengan 2 macam sifat dominan: bentuk buntut dan warna kulit. Persilangan dari induk dengan satu sifat dominan disebut monohibrid, sedang persilangan dari induk-induk dengan dua sifat dominan dikenal sebagai dihibrid, dan seterusnya. Pada gambar 2, sifat dominannya adalah bentuk buntut (pendek dengan genotipe SS dan panjang dengan genotipe ss) serta warna kulit (putih dengan genotipe bb dan coklat dengan genotipe BB). Gamet induk jantan yang terbentuk adalah Sb dan Sb, sementara gamet induk betinanya adalah sB dan sB (nampak pada huruf di bawah kotak). Lihat ganbar 2

Gambar 6 Kombinasi gamet ini akan membentuk 4 individu pada tingkat F1 dengan genotipe SsBb (semua sama). Jika keturunan F1 ini kemudian dikawinkan lagi, maka akan membentuk individu keturunan F2. Gamet F1nya nampak pada sisi kiri dan baris atas pada papan catur. Hasil individu yang terbentuk pada tingkat F2 mempunyai 16 macam kemungkinan dengan 2 bentuk buntut: pendek (jika genotipenya SS atau Ss) dan panjang 10

(jika genotipenya ss); dan 2 macam warna kulit: coklat (jika genotipenya BB atau Bb) dan putih (jika genotipenya bb). Perbandingan hasil warna coklat:putih adalah 12:4, sedang perbandingan hasil bentuk buntut pendek:panjang adalah 12:4. Perbandingan detail mengenai genotipe SSBB:SSBb:SsBB:SsBb: SSbb:Ssbb:ssBB:ssBb: ssbb adalah 1:2:2:4: 1:2:1:2: 1. 2.3

Penyimpangan Pada Hukum Mendel Penyimpangan semu hukum Mendell merupakan bentuk persilangan yang

menghasilkan rasio fenotif yang berbeda dengan dasar dihibrid menurut hukum Mendell. Meskipun tampak berbeda sebenarnya rasio fenotif yang diperoleh merupakan modifikasi dari penjumlahan rasio fenotif hukum Mendel semula. Macam penyimpangan hukum Mendell adalah sebagai berikut: 1. Polimeri Polimeri adalah suatu gejala dimana terdapat banyak gen bukan alel tetapi mempengaruhi karakter/sifat yang sama. Polimeri memiliki ciri: makin banyak gen dominan, maka sifat karakternya makin kuat.

Contoh: persilangan antara gandum berkulit merah dengan gandum berkulit putih P

:

gandum berkulit merah

x

gandum berkulit putih

M1M1M2M2

m1m1m2m2

F1 :

M1m1M2m2 merah muda

P2 :

M1m1M2m2

x

M1m1M2m2

11

F2



:

9 M1- M2 -

: merah – merah tua sekali

3 M1- m2m2

: merah muda – merah tua

3 m1m1M2 -

: merah muda – merah tua

1 m1m1m2m2

: putih

Dari contoh di atas diketahui bahwa gen M1 dan M2 bukan alel, tetapi sama-sama berpengaruh terhadap warna merah gandum.



Semakin banyak gen dominan, maka semakin merah warna gandum. o

4M = merah tua sekali

o

3M = merah tua

o

2M = merah

o

M = merah muda

o

m = putih

Bila disamaratakan antara yang berwarna merah dengan yang berwarna putih, diperoleh: Rasio fenotif F2 merah : putih = 15 : 1

2.

Kriptomeri Kriptomeri merupakan suatu peristiwa dimana suatu faktor tidak tampak pengaruhnya

bila berdiri sendiri, tetapi baru tampak pengaruhnya bila ada faktor lain yang menyertainya. Kriptomeri memiliki ciri khas: ada karakter baru muncul bila ada 2 gen dominan bukan alel berada bersama.

12

Contoh: persilangan Linaria maroccana A : ada anthosianin

B : protoplasma basa

a : tak ada anthosianin

b

P

:

merah

x

putih

AAbb F1

aaBB

:

AaBb

= ungu

P2 :

AaBb

x

F2

9 A-B-

: ungu

:

3 A-bb

: protoplasma tidak basa

-

warna ungu muncul karena A dan B berada bersama

AaBb

: merah

3 aaB- : putih 1 aabb : putih Rasio fenotif F2 ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4

3.

Epistasis-Hipostasis Epistasis-hipostasis merupakan suatu peristiwa dimana suatu gen dominan menutupi

pengaruh gen dominan lain yang bukan alelnya. Gen yang menutupi disebut epistasis, dan yang ditutupi disebut hipostasis.

13

Contoh: persilangan antara jagung berkulit hitam dengan jagung berkulit kuning. P

:

hitam

x

HHkk F1

:

kuning hhKK

HhKh = hitam

Perhatikan bahwa H dan K berada bersama dan keduanya dominan. Tetapi karakter yang muncul adalah hitam. Ini berarti hitam epistasis (menutupi) terhadap kuning/kuning hipostasis (ditutupi) terhadap hitam. P2 :

HhKk

F2

9 H-K- : hitam

:

3 H-kk

x

HhKk

: hitam

3 hhK- : kuning 1 hhkk

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

4.

Komplementer Komplementer merupakan bentuk kerjasama dua gen dominan yang saling

melengkapi untuk memunculkan suatu karakter. Contoh: perkawinan antara dua orang yang sama-sama bisu tuli P

:

bisu tuli

x

DDee F1 :

bisu tuli ddEE

DdEe = normal

14

D dan E berada bersama bekerjasama memunculkan karakter normal. Bila hanya memiliki salah satu gen dominan D atau E saja, karakter yang muncul adalah bisu tuli. P2

:

DdEe X DdEe

F2

:

9 D-E- : normal 3 D-uu

: bisu tuli

3 ppE- : bisu tuli 1 ppuu : bisu tuli Rasio fenotif F2 normal : bisu tuli = 9 : 7

5.

Interaksi alel Interaksi alel merupakan suatu peristiwa dimana muncul suatu karakter akibat

interaksi antar gen dominan maupun antar gen resesif. Contoh: mengenai pial/jengger pada ayam

R-pp

: pial Ros/Gerigi

rrP- : pial Pea/Biji

15

R-P-

: pial Walnut/Sumpel

P

Ros

:

x

R-pp F1

Pea rrP-

:

RrPp

Walnut

P2 :

RrPp

X RrPp

F2

9 R-P- : Walnut

:

rrpp : pial Single/Bilah

3 R-pp

: Ros

3 rrP-

: Pea

1 rrpp

: Single

Pada contoh di atas ada 2 karakter baru muncul: 

Walnut : muncul karena interaksi 2 gen dominan



Singel : muncul karena interaksi 2 gen resesif Rasio fenotif F2 Walnut : Ros : Pea : Single = 9 : 3 : 3 : 1

BAB III PENUTUP 16

3.1

Kesimpulan Hukum pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme,

yang kita kenal dengan hukum segregasi dan hukum asortasi bebas, yang telah di jabarkan oleh Gregor Johann Mendel . Mendel mengatakan bahwa pada pembentukan gamet (sel kelamin), kedua gen induk (Parent) yang merupakan pasangan alel akan memisah sehingga tiap-tiap gamet menerima satu gen dari induknya sebagaimana bunyi hukum mendel I, Secara garis besar, hukum ini mencakup tiga pokok: a.

Gen memiliki bentuk-bentuk alternatif yang mengatur variasi pada karakter turunannya.

b.

Setiap individu membawa sepasang gen, satu dari tetua jantan dan satu dari tetua betina.

c.

Jika sepasang gen ini merupakan dua alel yang berbeda, alel akan selalu terekspresikan. Alel resesif yang tidak selalu terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk pada turunannya. Dan bunyi hukum mendel II, menyatakan bahwa bila dua individu mempunyai dua

pasang atau lebih sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada pasangan sifat yang lain. Hukum keturunan merupakan penambah penting buat pengetahuan manusia, dan pengetahuan kita tentang genetika mungkin akan lebih dapat dipraktekkan di masa depan daripada sebelumnya.

17