Kumpulan Makalah BiologiBAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangMata
yang berwarna cokelat, biru, hijau, atau abu-abu, serta rambut yang
berwarna hitam, cokelat, pirang atau merah, merupakan sebagian
contoh dari variasi warisan yang dapat kita amati pada
individu-individu dalam satu populasi. Prinsip genetika apa yang
dapat menjelaskan mekanisme pemindahan sifat tersebut dari orang
tua kepada keturunannya ?Setiap anak dan individu memiliki
ciri-ciri atau sifat-sifat yang sama atau hampir sama dengan kedua
orangtuanya. Hal itu disebabkan sifat-sifat yang dimiliki kedua
orang tuanya pasti diwariskan atau diturunkan kepada anak-anak
keturunannya. Pewarisan sifat orang tua kepada anaknya itu dikenal
dengan istilah hereditas. Sebuah alternatif terhadap model
pencampuran ini adalah hipotesis penurunan sifat partikulat, yaitu
mengenai ide gen. menurut model ini, orang tua memberikan ide gen.
menurut model ini, orang tua memberikan unit-unit warisan yang
memiliki cirri sendiri yaitu gen yang tetap mempertahankan suatu
cirri khusus tertentu pada keturunannya. Kumpulan gen suatu
organisme lebih menyerupai sekumpulan kelereng dibandingkan seember
cat. Seperti kelereng, gen dapat dipilah dan diteruskan dari
generasi ke generasi dalam bentuk yang tidak terbatas.
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 Hukum Mendel Genetika merupakan ilmu yang mempelajari sifat
dari induk kepada keturunannya. Pewarisan itu ternyata mengikuti
pola-pola tertentu. Oprang yang pertama kali mengadakan percobaan
tentang pewarisan sifat adalah Greoger Johann Mendel (1822-1884)
dikenal sebagai bapak genetika, seorang biarawan di sebuah biara di
Brunn, Austria. Sebelum maupun sesudah terbitnya buku Mendel
(1866), banyak teori hukum pewarisan sifat yang dikemukakan oleh
para ahli, sebagai berikut : Teori Darah, menyatakan bahwa
pewarisan sifat dibawa oleh darah. Teori ini gugur setelah
ditemukannya transfusi darah, sebab orang yang menerima donor
tambahan darah ternyata sifatnya tidak berubah seperti donornya.
Teori Preformasi, menyatakan adanya makhluk hidup kecil di dalam
gamet sebagai calon individu baru. Teori Epigenesis (teori ini
mengkritik teori Preformasi), menyatakan bahwa sel telur yang telah
dibuahi oleh spermatozoa akan mengadakan pertumbuhan sedikit demi
sedikit. Teori Pangenesis, menyatakan bahwa setelah ovum dibuahi
oleh spermatozoa maka dalam ovum terdapat tunas-tunas yang tumbuh
menjadi makhluk hidup baru. Teori Heckel, menyatakan bahwa yang
bertanggung jawab atas pewarisan sifat adalah substansi inti dari
spermatozoa.Namun, dengan kemajuan teknologi terbukti bahwa
pendapat Mendel adalah yang paling benar, yaitu sifat menurun
dibawa oleh faktor penentu (gen) dan ditentukan oleh separuh dari
induk jantan (spermatozoa) dan separuh dari induk betina
(ovum).Mendel menyilangkan (mengawinkan secara silang) kacang kapri
(Pisum sativum), kemudian hasil persilangannya ditanam dan diamati.
Mendel mengawinsilangkan hingga diperoleh dengan keturunan kedua.
Mendel melakukan percobaannya selama 12 tahun.Alasan Mendel memilih
kapri sebagai bahan percobaannya adalah karena kapri : Memiliki
pasangan sifat beda yang mencolok (kontras), misalnya : Warna bunga
: Ungu atau putih Warna biji : Hijau atau kuning Bentuk biji :
Bulat atau kisut Sifat kulit : Halus atau kasar Letak bunga :
Aksial atau terminal. Aksial artinya terletak disepanjang batang,
terminal artinya terletak pada ujung batang Ukuran batang : Tinggi
(2-2,5 m) atau pendek (0,25-0,5) Melakukan penyerbukan sendiri
(autogami). Tumbuhan yang melakukan penyerbukan sendiri cenderung
memiliki sifat yang konstan, yaitu sifat turun-temurun yang tetap.
Tumbuhan yang memiliki sifat yang konstan disbeut galur murni.
Mudah dilakukan penyerbukan silang, dengan jalan mengambil serbuk
sari dari satu kapri dan diletakkan di kepala putik dan kapri yang
lain. Waktu yang diperlukan untuk menghasilkan keturunan cepat,
hanya dalam beberapa bulan sudah diketahui hasilnya. Mempunyai
keturunan yang banyak. Mudah didapat. Mudah hidup atau mudah
dipelihara. Cepat berbuah atau berumur pendek.Berdasarkan hereditas
menurut Mendel, jika jenis mangga bergalur murni yang sfiat buahnya
besar tetapi rasanya masam dibastarkan dengan jenis mangga lain
bergalur murni yang sifat buahnya kecil namun rasanya manis, kita
akan dapat memperoleh jenis mangga hibrida (hasil pembastaran)
dengan sifat buah yang besar dan rasanya manis. Syaratnya, sifat
besar dominan terhadap sifat kecil, dan sifat manis dominan
terhadap sifat masam.Untuk mengetahui bahwa suatu tanaman bergalur
murni atau tidak, dapat dilakukan penyerbukan sendiri. Tanaman
bergalur murni akan selalu menghasilkan keturunan yang sifatnta
sama dengan induk, meski dilakukan penyerbukan berulang kali dalam
beberapa generasi.Pada persilangan, induk jantan dan induk betina
disebut parental (tetua) dan disimbolkan dengan huruf P (huruf
kapital). Hasil persilangan parental disebut filius (anak) dan
disimbolkan dengan huruf F (huruf kapital). Persilangan induk
jantan dengan induk betina disebut P1, dan filialnya disebut F1.
Persilangan antara jantan F1 dengan betina F1 secara acak disebut
P2, sedangkan filialnya disebut F2, dan seterusnya.Orang yang
menjabarkan pola pewarisan sifat adalah seorang sarjana dari
Amerika bernama Walter Stanborough (1877-1916). Pada tahun 1903 dia
mengemukakan bahwa jumlah kromosom yang dikandung baik oleh sel
sperma maupun sel telur adalah sama, yaitu setengah dari jumlah
kromosom sel somatik (sel tubuh). Organisme baru yang merupakan
hasil fertilisasi ovum oleh sperma akan mengandung dua perangkat
kromosom (diploid) pada tiap selnya, seperti halnya setiap tubuh.
Dalam meiosis, kedua perangkat setiap kromosom adalah tetap
sekalipun melalui proses mitosis dan meiosis. Demikian juga dengan
gen yang merupakan faktor hereditas. Gen bersifat baka
(tetap).Pola-pola hereditas mencakup pewarisan sifat-sifat induk ke
generasi berikutnya melalui gamet yang mengikuti aturan tertentu.
Bentuk pola-pola hereditas dapat dilihat dengan menggunakan
segitiga Pascal, yaitu sebagai berikut :Monohibrid11Dihibrid 1 2
1Trihibrid13 3 1Tetrahibrid 1 4 6 4 1
Pola-pola yang akan terbentuk adalah :Monohibrid= 31 : 30 = 3 :
1Dihibrid= 32 : 31 : 31 : 30 = 9 : 3 : 3 : 1Trihibrid= 33 : 32 : 32
: 32 : 31 : 31 : 31 : 30= 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1 Genotipe
dan FenotipeGenotipe merupakan sifat atau karakter yang tidak
tampak sebab sangat bergantung pada keturunannya. Genotipe bersifat
menurun dan diwariskan kepada keturunannya. Sementara itu, fenotipe
merupakan sifat yang tampak dari luar atau yang dapat kita amati
dengan panca indra. Fenotipe merupakan perpaduan antara genotipe
dengan lingkungannya.Contohnya : Sifat warna bulu biru pada ayam
adalah fenotipe, disimbolkan BB, maka BB adalah genotipe. Sifat
pemarah adalah fenotipe, disimbolkan RR, maka RR adalah
genotipe.Menurut Stern (1930), genotipe dan faktor lingkungan dapat
memengaruhi fenotipe. Dengan demikian, dua genotipe yang sama dapat
menunjukkan fenotipe yang berbeda apabila lingkungan bagi kedua
genotipe tersebut berlainan.Genotipe homozigot BB dan RR disebut
homozigot dominan, sedangkan bb dan rr adalah homozigot resesif. B
(huruf kapital) dengan b (huruf kecil) atau R dengan r merupakan
pasangan gen yang masing-masing disebut alel. Menurut letaknya,
alel adalah gen-gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian di
dalam kromosom homolog, sedangkan jika dilihat dari pengaruh gen
pada fenotipe, alel adalah angggota dari pasangan gen yang memiliki
pengaruh yang sama atau berlawanan untuk suatu sifat.Contohnya : B
menentukan sifat warna biru pada bulu ayam, sedangkan b menentukan
warna selain biru (putih misalnya), maka B merupakan alel dari b. R
(pemarah), alelnya r (penyabar). Jadi B bukan alel dari r, demikian
pula R bukan alel dari b, karena menentukan sifat yang beda.Jika
genotipe suatu individu terdiri dari pasangan alel yang tidak sama,
maka disebut genotipe heterozigot (hetero = lain ; zigot = hasil
penyatuan gamet jantan dan gamet betina sampai terjadi pembelahan).
Sedangkan jika genotipe terdiri dari pasangan alel yang sama,
disebut homozigot.Ada beberapa konvensi lain dari fenotipe dan
genotipe, yaitu : Sifat gen-gen dominan (yang bersifat kuat
sehingga menutupi pengaruh alelnya) disimbolkan dengan huruf besar,
sedangkan gen yang tertutup alelnya disebut resesif dan disimbolkan
dengan huruf yang sama dengan gen dominan, tetapi huruf
kecil.Contoh : Besar dominan terhadap kecil, dapat ditulis dengan
symbol sebagai berikut : B > b atau R > r. Biru dominan
terhadap putih, dapat dituliskan dengan symbol sebagai berikut : M
> m atau B > b. Genotipe individu heterozigot dituliskan
dengan dua huruf. Gen dengan sifat dominan dituliskan dengan huruf
besar di depan dan sifat resesif alelnya dituliskan dengan huruf
kecil di belakang.Contoh : Bb, bukan bB Rr, bukan rR Dua genotipe
yang berbeda dapat mempunyai fenotipe yang sama.Contoh : RR,
fenotipenya pemarah Rr, fenotipenya juga pemarahAkan tetapi, untuk
fenotipe penyabar selalu rr. Jadi, fenotipe sifat resesif selalu
bergenotipe homozigot yang berarti selalu bergalur murni.
2.2 Hukum Mendel IIHukum Mendel II juga bisa disebut sebagai
hokum asortasi atau penggelompokan gen-gen secara bebas. Menurut
hukum ini, gen-gen yang sealel memisah secara bebas ketika
berlangsung pembelahan meiosis pada waktu pembentukan gamet-gamet.
Hukum mendel II dapat dibuktikan dengan persilangan dihibrid atau
lebih. Persilangan MonohibridMendel memperoleh hukum segregasi
dengan melakukan persilangan monohibrid. Mendel menyilangkan
tanaman kapri galur murni berbatang tinggi dengan tanaman kapri
berbatang rendah. Hasil persilangan tersebut menunjukkan bahwa
semua tanaman kapri keturunan pertama (F1) memiliki sifat yang sama
dengan salah satu induknya, yaitu semuanya berbatang tinggi. Mendel
kemudian menyilangkan semua tanaman F1 tersebut dan hasilnya,
tanaman kapri keturunan kedua (F2) menunjukkan perbandingan
fenotipe tanaman berbatang tinggi : tanaman berbatang rendah =
3:1.Pada persilangan dominasi penuh, tanaman berbatang tinggi
memiliki gen T dan bergenotipe tt (homozigot dominan), sedangkan
tanaman berbatang rendah memiliki gen t serta bergenotipe tt
(homozigot resesif). Pada keturunan pertama (F1), semua tanaman
bergenotipe Tt (heterozigot) sehingga memiliki batang tinggi karena
batang tinggi bersifat dominan terhadap batang rendah. Jika
tanamana F1 ini berbentuk gamet, gamet yang terbentuk ada dua,
yaitu gamet dengan gen T dan t. pada saat pembentukan gamet ini,
kedua alel tersebut (T dan alelnya t) akan mengalami segregasi atau
pemisahan yang dikenal dengan hukum Mendel I. Akibatnya, jika
sesame tanaman F1 disilangkan, akan terbentuk individu yang
bergenotipe TT, Tt, tT, dan tt. Rasio fenotipenya adalah 3 tanaman
berbatang tinggi dan 1 tanaman berbatang rendah.Perhatikan
persilangan dua tanaman berikut ini :Parental (P): tanaman
berbatang tinggi tanaman berbatang rendah(TT)(tt)Gamet (G): T
tFilial 1 (F1): Tt 100% tanaman berbatang tinggi
P2: Tanaman berbatang tinggi tanaman berbatang tinggi(Tt)(Tt)G:
T T T tF2:TT, Tt, tT, dan tt75% tanaman berbatang tinggi dan 25%
tanaman berbatang rendahKadang-kadang keturunan dari suatu
persilangan tidak menghasilkan sifat yang sama dengan salah satu
induknya,tetapi muncul sifat campuran dari kedua induknya.Hal ini
disebabkan pengaruh masing-masing sing gen dari induknya sama
kuat.gen yang demikian disebut semidominan atau intermediet.
Sebagai contoh adalah warna mahkota pada bunga pukul empat (Mirabis
jalapa). Gen warna merah (M) pada bunga tersebut bersifat
semidominan terhadap gen warna putih (m) sehingga semua tanaman F1
akan memilki bunga berwarna merah muda (Mm). Jika tanaman F1
disilangkan, akan didapatkan keturunan F2 dengan rasio fenotipe 1
merah (MM) : 2 merah muda (Mm) : 1 putih (mm) Perhatikan
persilangan berikut.P : Bunga merah x Bunga putih (MM) (mm)G: M mF1
: Mm 100% Tanaman berbunga merah mudaP2: Bunga merah muda x Bunga
merah muda (Mm)(Mm)G : M M m mF2 : MM 25% Tanaman Berbunga merah Mm
50% Tanaman berbunga merah muda Mm 50% Tanaman berbunga merah muda
mm 25% Tanaman berbunga putih Persilangan DihibridPersilangan
dihibrid adalah persilangan organism yang memiliki sifat beda.
Contoh persilangan (dihibrid) yang dilakukan oleh mendel adalah
persilanganantara tanaman kapri galur murni yang berbiji bulat dan
berwarna kuning degan tanaman kapri berbiji keriput dan berwarna
hijau. Biji bulat dominan terhadap biji keriput, sedangkan warna
biji kunung dominan terhadap warna biji hijau. Pada persilangan
berikut dihasilkan F1 yang semuanya berbiji bulat dan berwarna
kuning.Mendel kemudian menyilangkan semua tanaman F1 tersebut
hasilnya adalah tanaman F2 yang menunjukan adanya empat kombinasi
fenotipe,yang berbiji bulat kuning,bulat hijau,keriput kuning dan
hijau keriput dengan perbandingan 9:3:3:1. Kombinasi tersebut
menunjukan adanya pengelompokan dua pasang gen secara bebas yang
dikenal sebagai hukum mendel II. Jika gen bulat diberi simbol B dan
alelnya keriput di beri smbol huruf b, gen warna biji kuning diberi
symbol huruf K dan alelnya gen warna biji hijau diberi huruf symbol
k, pengelompokan yang terjadi adalah1) Gen B mengelompok degan gen
K yang terdapat pada gamet BK2) Gen B mengelompok degan gen K yang
terdapat pada gamet Bk3) Gen B mengelompok degan gen K yang
terdapat pada gamet bK,dan4) Gen b mengelompok degan gen k yang
terdap pada gamet bk.Perhatikan persilangan berikut.P: Tanaman
berbiji bulat kuning x Tanaman berbiji keriput hijau (BBKK)
(bbkk)G: BK bkF1 : BbKk 100% Tanaman berbiji bulat kuningP :
Tanaman berbiji bulat kuning x Tanaman berbiji bulat
kuning(BbKk)(BbKk)G : BK BK Bk Bk bK bK bk bkF2:GametBKBkbKbk
BKBBKKBulat kuningBBKkBulat kuningBbKKBulat kuningBbKkBulat
kuning
BkBBKkBulat kuningBBkkBulat hijauBbKkBulat kuningBbkkBulat
hijau
bKBbKKBulat kuningBbKkBulat kuningbbKKKeriput kuningbbKkKeriput
kuning
bkBbKkBulat kuningBbkkBulat hijaubbKkKeriput kuningbbkkKeriput
hijau
Hasil persilangan dihibrid di atas menunjukkan bahwa pada
keturunan F2 terdapat empat kombinasi fenotipe, yaitu tanaman
berbiji bulat kuning, bulat hijau, keriput kuning, dan keriput
hijau dengan perbandingan 9:3:3:1. Perbandingan itu merupakan
perbandingan khas untuk dihibrid jika ada dominasi sehingga untuk
persilangan di depan kemungkinan genotipe dan fenotipe F2-nya dapat
diringkas sebagai berikut.GenotipeFenotipe
9 B_K_Bulat kuning
3 B_kkBulat hijau
3 bbK_Keriput kuning
1 bbkkKeriput hijau
Persilangan TrihibridPersilangan trihibrid adalah persilangan
organisme yang memiliki tiga sifat beda. Sebagai contoh, tanaman
kapri galur murni yang berbatang tinggi, berbiji bulat, dan warna
biji kuning (TTBBKK) disilangkan dengan tanaman kapri galur murni
yang berbatang rendah, berbiji keriput, dan warna biji hijau
(ttbbkk). Batang tinggi dominan terhadap batang rendah, biji bulat
dominan terhadap biji keriput, dan warna biji kuning dominan
terhadap warna biji hijau. Keturunan F1 pada perislangan tersebut
menunjukkan bahwa semua tanaman akan berbatang tinggi, berbiji
bulat, dan warna biji kuning (TtBbKk).Jika sesama tanaman F1
disilangkan, akan didapat tanaman F2 yang menunjukkan adanya 8
kombinasi fenotipe dengan perbandingan 27:9:9:9:3:3:3:1.P: Tanaman
berbatang tinggi Tanaman berbatang rendah berbiji bulat kuning
berbiji keriput hijauG:TBK tbkF1:TtBbKk 100% tanaman berbatang
tinggi berbiji bulat kuningF2:GenotipeFenotipe
27 T_B_K_Tanaman berbatang tinggi berbiji bulat kuning
9 T_B_kkTanaman berbatang tinggi berbiji bulat hijau
9 T_bbK_Tanaman berbatang tinggi berbiji keriput kuning
9 ttB_K_Tanaman berbatang rendah berbiji bulat kuning
3 T_bbkkTanaman berbatang tinggi berbiji keriput hijau
3 ttB_kkTanaman berbatang rendah berbiji bulat hijau
3 ttbbK_Tanaman berbatang rendah berbiji keriput kuning
1 ttbbkkTanaman berbatang rendah berbiji keriput hijau
Back Cross dan Test CrossBack cross atau perkawinan balik adalah
perkawinan antara F1 dengan induk jantan atau betina. Sebagai
contoh, jika tikus jantan hitam (HH) disilangkan dengan tikus
betina putih (hh), semua F1-nya berwarna hitam (Hh). Jika dilakukan
perkawinan balik dengan induk jantan, akan dihasilkan tikus F2
berwarna hitam semua. Hal itu membuktikan bahwa individu yang
memiliki fenotipe sama dapat memiliki genotipe yang berbeda.P:
Tikus hitam Tikus putih (HH) (hh)G: H hF1: Hh 100% tikus hitamBack
cross dengan induk jantan :P: Tikus hitam Tikus hitam (HH) (Hh)G: H
H hF2: Hh 50% Tikus hitam Hh 50% Tikus putihTest cross atau uji
silang adalah perkawinan antara F1 dan individu yang homozigot
resesif. Test cross digunakan untuk menguji kemurnian suatu galur.
Sebagai contoh, jika tikus hitam hasil perkawinan tikus hitam dan
tikus putih di atas dilakukan test cross, hasilnya adalah tikus
hitam dan tikus putih dengan perbandingan 1:1.P: Tikus putih Tikus
hitam (hh) (Hh)G: h H hF2: Hh 50% Tikus hitam Hh 50% Tikus
putih
2.3 Penyimpangan Semu Hukum MendelAda beberapa macam peristiwa
yang dikategorikan sebagai penyimpangan semu hukum Mendel, yaitu
epistatis dan hipostatis, gen-gen komplementer, polimeri,
kriptomeri, serta atavisme. Epistatis dan HipostatisEpistatis
merupakan suatu gen mengalahkan ekspresi gen lain yang bukan
alelnya. Gen yang dikalahkan ekspresinya oleh gen lain yang bukan
sealel disebut hipostatis. Hal ini berbeda dengan dominasi, dimana
sebuah gen mengalahkan ekspresi gen alelnya. Ada dua maca
epistatis, yaitu epistatis dominan dan epistatis resesif. Epistatis
DominanWarna umbi lapis pada tanaman bawang ditemukan oleh dua gen,
yaitu gen warna merah (M) dan gen warna kuning (K). Gen M bersifat
epistatis terhadao k, artinya keberadaan gen M mengalahkan ekspresi
gen K sehingga umbi lapis pada tanaman bawang bergenotipe mmkk
tidak berwarna merah atau kuning, tetapi berwarba putih.
Persilangan antara umbi lapis merah dan umbi lapis kuning (gen M
dan gen K bertemu) menghasilkan tanaman bawang F1 semuanya berumbi
lapis merah. Jika tanaman bawan F1 disilangkan sesamanya, akan
didapat tanaman bawang F2 dengan perbandingan umbi merah : umbi
kuning : umbi putih = 12:3:1.Perhatikan persilangan berikut :P:
Bawang berumbi lapis merah Bawang berumbi lapis
kuning(MMkk)(mmKK)G: Mk mKF1: MmKk100% bawang berumbi merahP:
Bawang berumbi lapis merah Bawang berumbi lapis merah(MmKk)(MmKk)G:
MK MK Mk Mk mK mK mk mkF2:9M_K_Bawang berumbi merah3 M_kkBawang
berumbi merah3 mmK_Bawang berumbi kuning1 mmkkBawang berumbi putih
Epistatis ResesifWarna rambut tikus ditentukan oleh gen A untuk
warna abu-abu dan alelnya gen a untuk warna hitam. Selain kedua gen
itu, agar warna rambut dapat diekspresikan juga perlu adanya gen W.
alel gen W, yaitu gen w, menyebabkan warna tidak dapat
diekspresikan sehingga tikus akan berwarna putih. Di sini terlihat
bahwa gen homozigot resesif ww menutupi ekspresi gen A ataupun gen
a. dengan demikian, untuk keluarnya warna hitam atau abu-abu,
seekor tikus harus memiliki gen W.Perhatikan persilangan berikut
:P: Tikus hitam Tikus putih (WWaa) (wwAA)G: Wa wAF1: WwAa 100%
Tikus abu-abuP: Tikus abu-abu Tikus abu-abu (WwAa) (WwAa)G: WAWA
WaWa wAwA wa waF2:: 9 W_A_Tikus abu-abu 3 W_aaTikus hitam 3
wwA_Tikus putih 1 wwaaTikus putihPerkawinan antara tikus hitam dan
tikus putih homozigot akan menghasilkan keturunan pertama atau F1
yang semuanya berwarna abu-abu. Jika tikus abu-abu ini dibiarkan
kawin sesamanya, akan didapatkan tikus F2 berwarna abu-abu, hitam,
dan putih dengan perbandingan fenotipe 9 : 3 : 4 Gen-Gen
KomplementerGen-gen komplementer merupakan gen-gen yang saling
berinteraksi atau bekerja sama untuk memunculkan fenotipe tertentu.
Apabila salah satu gen tersebut tidak ada, pemunculan fenotipe
tersebut dapat terhalang. Sebagai contoh adalah pembentukan warna
ungu pada bunga tanaman kacang. Pembentukan warna ini melibatkan
dua gen dominan, yaitu gen A dan gen P. Tidak adanya salah satu gen
dominan itu menyebabkan tidak terbentuknya warna ungu sehingga
bunga berwarna putih.Perhatikan persilangan berikut :P: Bunga putih
Bunga putih (AApp) (aaPP)G: Ap aPF1: AaPp100% Bunga unguP: Bunga
ungu Bunga ungu (AaPp) (AaPp)G: AP AP Ap Ap aP aP ap apF2: 9
A_P_Bunga ungu 3 A_ppBunga putih 3 aaP_Bunga putih 1 aappBunga
putihPersilangan antara dua tanaman kacang berbunga putih homzigot
menghasilkan tanaman kacang F1 yang semuanya berbunga ungu. Jika F1
disilangkan dengan sesamanya, didapatkan tanaman kacang F2 yang
berbunga ungu dan putih dengan perbandingan 9 : 7. PolimeriPolimeri
merupakan peristiwa beberapa pasangan gen yang bukan sealel
mempengaruhi sifat tertentu. Contoh polimeri terdapat pada warna
biji gandum. Warna biji gandum ditentukan oleh gen M1 dan M2,
sedangkan alelnya m1 dan m2 menyebabkan biji gandum tidak berwarna
atau berwarna putih. Makin banyak gen penghasil warna (gen M),
warna biji gandum makin merah. Sebaliknya, makin sedikit gen M,
makin berkurang warna merah pada biji gandum. Pembentukan satu
sifat oleh lebih dari satu gen ini disebut poligen.Perhatikan
persilangan berikut.P: Biji gandum merah Biji gandum putih
(M1M1M2M2)(m1m1m2m2)G:M1M2 m1m2F1: M1m1M2m2 100% biji gandum
merahP: Biji gandum merah Biji gandum merah
(M1m1M2m2)(M1m1M2m2)G:M1M2 M1M2M1m2 M1m2m1M2 m1M2m1m2 m1m2F2:9
M1_M2_Biji gandum merah3 M1_m2m2Biji gandum merah3 m1m1M2_Biji
gandum merah1m1m1m2m2Biji gandum putihPersilangan antara tanaman
gandum berbiji merah dan tanaman gandum berbiji putih homozigot
menghasilkan tanaman gandum F1 yang semuanya berwarna merah. Warna
merah pada F1 itu tidak semerah induknya. Jika F1 disilangkan
dengan sesamanya, akan didapat tanaman gandum F2 berbiji merah dan
putih dengan perbandingan 15 : 1.
KriptomeriKriptomeri merupakan peristiwa tertutupnya ekspresi
gen dominan apabila berdiri sendiri. Ekspresi gen ini akan terlihat
jika terdapat karena secara bersamaan dengan gen dominan lain.
Kriptomeri dapat dipandang sebagai epistatis resesif. Suatu contoh
kriptomeri adalah warna bunga Linaria maroccana. Galur murni bunga
ini berwarna merah dan putih. Pigmen antosianin yang menyebabkan
warna pada bunga, jika terdapat dalam kondisi plasma sel yang
bersifat asam, akan berwarna merah, sedangkan pada kondisi basa
akan berwarna ungu. Hal tersebut terjadi karena adanya gen A yang
menyebabkan terbentuknya antosianin. Sementara itu, adanya gen B
menyebabkan plasma sel bersifat basa dan alelnya gen b menyebabkan
plasma sel bersifat asam.Perhatikan persilangan berikut.P: Bunga
merah Bunga putih (AAbb)(aaBB)G: Ab aBF1: AaBb 100% Bunga unguP:
Bunga ungu Bunga ungu (AaBb)(AaBb)G: AB AB Ab Ab aB aB ab ab F2: 9
A_B _Bunga ungu 3 A_bbBunga merah 3 aaB_Bunga putih 1 aabbBunga
putih Persilangan antara bunga merah dan bunga putih homozigot akan
menghasilkan keturunan F1 yang semuanya berbunga ungu. Jika tanaman
berbunga ungu ini dibiarkan menyerbuki sesamanya, akan didapat
tanaman F2 berbunga ungu, merah, dan putih dengan perbandingan
fenotipe 9 : 3 : 4.
AtavismeAtavisme adalah munculnya suatu sifat sebagai akibat
adanya interaksi beberapa gen, contohnya bentuk jengger atau pial
ayam. Pada ayam terdapat beberapa macam bentuk pial, contohnya pial
mawar (rose), pial ercis (pea), dan pial tunggal (single). Alel
untuk pial mawar (R) dominan terhadap pial tunggal (r). Adapun pial
ercis ditentukan oleh gen P yang dominan terhadap pial tunggal (p).
Pial tunggal bergenotipe pprr, pial ercis bergenotipe PPrr atau
Pprr, dan pial mawar bergenotipe ppRR atau ppRr. Gen R dan gen P
bukan alel, tetapi masing-masing dominan terhadap alelnya (R
dominan terhadap r, P dominan terhadap p). Jika ayam berpial ercis
homozigot, keturunannya tidak memiliki pial ercis atau mawar,
tetapi bentuk pial lain yang disebut pial walnut. Sebuah gen untuk
pial mawar dan sebuah gen untuk pial ercis mengadakan interksi
menghasilkan pial walnut seperti yang terlihat pada ayam-ayam
keturunan pertama (F1) pada persilangan berikut.
2.4 Pautan Gen, Pindah Silang, dan Gagal BerpisahTelah
dijelaskan bahwa gen terletak secara linier pada lokus tertentu
pada kromosom. Selama pembelahan meiosis, gen-gen yang berada di
kromosom tersebut memisah secara bebas. Banyaknya macam gamet yang
dihasilkan bergantung pada banyaknya sifat dalam persilangan.
Sifat-sifat dalam persilangan meliputi pautan gen, pindah silang,
dan gagal berpisah. Pautan GenSebagaimana dikemukakan oleh Mendel,
pada saat terjadi proses pembentukan gamet, gen-gen memisah secara
bebas (segregasi). Pemisahan secara bebas berlangsung pada
pembelahan meiosis, yaitu dalam rangka menghasilkan sel gamet.
Misalnya gen AaBb terletak pada kromosom homolog, maka terjadi
pemisahan secara bebas membentuk gamet AB, Ab, aB, ab.Pemisahan gen
berlangsung apabila gen Aa dan Bb letaknya atau lokusnya berjauhan.
Jika kedua macam gen itu lokusnya berdekatan, gen akan sulit
memisah secara bebas. Dengan kata lain, gen-gen itu berpautan satu
dengan yang lain. Jadi, jika gen Aa dan Bb berpautan (AaBb) maka
gamet yang dihasilkannya hanya AB dan ab. Adanya pautan juga
merupakan salah satu sebab tidak sesuainya hasil persilangan dasar
hukum Mendel. Jumlah pautan gen (linkage) tergantung pada jumlah
pasangan kromosom dan panjang kromosom. Makin panjang kromosom,
makin banyak gen yang dikandungnya dan makin banyak pula gen yang
berpautan. Akibatnya, keanekaragaman individu semakin besar. Pindah
SilangPindah silang (crossing over) kromsom terjadi pada meiosis,
yaitu pada saat pembagian kromosom. Pindah silang terjadi pada
profae I tahap zigonema karena saat itu kromosom saling bertumpang
tindih. Tempat bersilangnya kromosom tersebut disebut kiasma.
Kromosom saling bertumpuk sehingga lengan dari kromosom yang satu
berpindah atau menempel pada kromosom yang lain, dan terjadi
tukar-menukar lengan kromosom. Tukar menukar lengan kromosom
tersebut menyebabkan terjadinya rekombinasi kromatid pada kromosom
yang homolog. Jadi, pada peristiwa pindah silang terbentuk
kombinasi baru.Jika pada peristiwa berpautan memungkinkan dua gen
atau lebih selalu bersama dalam sel gamet, maka pindah silang
memungkinkan gen-gen itu saling berpisah. Singkatnya, gen-gen dekat
berpautan atau pada pautan sedangkan gen-gen jauh berpisahan atau
pindah silang. Pindah silang dapat memisahkan pautan pada sembarang
titik di sepanjang kromosom.Besarnya kemungkinan terjadi pindah
silang berbanding lurus dengan jarak kedua gen tersebut. Semakin
jauh jaraknya, kemungkinan terjadi pindah silang semakin besar.
Misalkan gen P dan Q jaraknya dua kali jarak gen M dan N. maka
kemungkinan terjadi pindah silang untuk memisahkan pautan gen P dan
Q menjadi dua kali lebih besar daripada memisahkan pautan gen M dan
N. pindah silang jarang terjadi pada gen yang saling berdekatan.
Gagal BerpisahTelah kita pelajari pada meiosis I, dua pasangan
kromosom homolog saling berpisah sehingga setiap sel anak mendapat
satu pasang kromosom yang sama. Pada meiosi II, pasangan kromosom
saling berpisah sehingga setiap sel anak mendapat kromosom tak
berpasangan. Pasangan kromosom pada meiosi I maupun meiosis II
dapat mengalami gagal ebrpisah. Artinya setelah meiosis selesai aka
dihasilkan sel anak yang berbeda set kromosomnya. Ada sel anak yang
kelebihan kromosom, ada yang tidak kebagian kromosom.Misalkan
disilangkan lalat betina bermata putih dan lalat jantan bermata
merah. Diketahui gen mata merah terjadi pada kromsom X. jadi, Xm Xm
disilangkan dengan XMY. dengan demikian, persilangan lalat itu
diharapkan memiliki keturunan lalat betina bermata merah (XMXm) dan
lalat jantan bermata putih (XmY). akan tetapi diantara populasi
lalat tersebut ditemukan lalat jantan bermata merah kondisi normal.
Perhatikan persilangan berikut.A: Induk Xm Xm XMY (betina mata
merah)(jantan mata putih) GametXm , Xm XM , Y
GametXmXm
XMXMXmXMXm
YXmYXmY
Anak
Keturunannya betina mata merah dan jantan mata putihB: Induk
XmXm XMY (betina mata merah)(jantan mata putih) GametXmXm, 0 XM , Y
(gagal berpisah)GametXmXm0
XMXMXmXmXM
YXmXmYY
Anak
Dari analisis papan catur di atas tampak bahwa gagal berpisah
menyebabkan ketidaknormalan pada jumlah kromosom.Keturunannya
:XMXmXm: disebut sebagai betina super (mata merah)XM: merupakan
lalat betina mata merahXmXmY: merupakan lalat betina mata putihY:
merupakan lalat jantan mata putih atau mati2.5 Penetuan Jenis
KelaminJenis kelamin makhluk hidup ditentukan oleh berbagai faktor
terutama oleh komposisi kromosom seks yang dikandungnya. Faktor
yang berpengaruh pada penentuan jenis kelamin adalah faktor
lingkungan, hormone, kromosom seks, dan pliodi. Faktor
LingkunganPada beberapa jenis hewan, lingkungan berpengaruh
terhadap penentuan jenis kelamin. Lingkungan tersebut meliputi
berikut ini. Lingkungan internal, misalnya kondisi dalam sitpolasma
Lingkungan eksternal, misalnya kondisi luar tubuh. Sebagai contoh,
cacing laut Donophilus dapat mengeluarkan telur berukuran 27 kali
lebih besar dari telur umumnya yang akan menetes menjadi cacing
betina, sedangkan telur yang lain menetas menjadi cacing jantan.
Lingkungan menentukan jenis kelamin penyu. Jika telur berada di
tempat panas, telur menetas menjadi betina. Jika telur berada di
tempat yang teduh, telur menetas menjadi jantan. Faktor HormonPada
beberapa kasus, hormon berperan dalam penetuan jenis kelamin.
Hormone bekerja sama dengan kromosom seks dalam menentukan jenis
kelamin katak dan ikan. Telur jantan pada ikan di Jepang yang
diberi hormone betina (estrogen) akan tumbuh menjadi ikan
berfenotipe betina mesikpun genotipenya jantan. Perlakuan ini telah
di uji di Jepang. Kromosom SeksKromosom seks menentukan jenis
kelamin. Misalnya pada manusia, kromosom XX untuk jenis kelamin
perempuan dan XY untuk jenis kelamin laki-laki. Kromosom ini
dibedakan berdasarkan perbedaan bentuk antara kromosom X dan Y.
PloidiPloidi adalah jumlah set kromosom set kromosom dalam genom.
Pada Hymenoptera, misalnya lebah, jenis kelamin ditentukan oleh
ploidi pada telur. Ploidi pada lebah dikontrol oleh hewan betina.
Contohnya, ratu lebah dapat menghasilkan dua macam tipe telur.
Telur yang mengalami fertilisasi akan menjadi individu betina,
sedangkan yang tidak mengalami fertilisasi akan tumbuh menjadi
individu jantan.Determinasi atau penentuan jenis kelamin pada
organism yang satu bisa berbeda dengan yang lain. Ada beberapa tipe
penentuan jenis kelamin pada berbagai organisme, antara lain tipe
XY, tipe XO, tipe ZW, dan tipe ZO. Tipe XYOrganisme yang jenis
kelaminnya ditentukan oleh kromosom X dan Y, antara lain mamalia
termasuk manusia, beberapa jenis serangga, serta tumbuhan berumah
dua. Pada seranggaContoh serangga yang jenis kelaminnya bertipe XY
adalah lalat buah (Drosophila melanogaster). Lalat ini memiliki 8
buah atau 4 pasang kromosom yang terdiri atas 3 pasangan kromosom
tubuh dan 1 pasang kromosom kelamin. Kromosom kelamin atau kromosom
seksnya terdiri atas kromosom X dan kromosom Y. kromosom X
berukuran lebih panjang dan lurus, sedangkan kromosom Y berukuran
lebih kecil dan bengkok pada bagian ujungnya.Pada waktu terjadi
gametogenesis, lalat buah betina hanya dapat menghasilkan satu
macam gamet (sel telur) haploid dengan rumus kromosom 3AX sehingga
disebut homogamet. Sementara itu, lalat jantan dapat mnghasilkan
dua macam gamet (sel spermatozoa0 yang haploid dengan rumus
kromosom 3AX dan 3AY sehingga disebut heterogamet.Berdasarkan hal
tersebut, seorang ahli genetika bernama Calvin Blackman Bridges
mengambil kesimpulan bahwa penetuan jenis kelamin lalat buah tidak
hanya ditentukan oleh hadirnya kromosom X dan autosom. Perbandingan
itu disebut indeks kelamin (IK), sedangkan teori tersebut dinamakan
teori keseimbangan kelamin dari bridges.Tabel Indeks Kelamin pada
Lalat BuahRumus KromosomIK ()Jenis Kelamin
3AAXXX = 1,5Betina super
3AAXX = 1Betina
3AAAXX = 0,67Interseks
3AAXY = 0,5Jantan
3AAAXY = 0,33Jantan super
Pada ManusiaSel tubuh manusia memiliki 46 buah kromosom yang
terdiri dari 22 pasang autosom dan 1 pasang kromosom seks.
Sebagaimana lalat buah, kromosom kelamin manusia terdiri dari
kromosom X dan kromosom Y. seseorang dikatakan berjenis kelamin
perempuan jika kromosom kelaminnya terdiri atas sepasang kromosom X
dan dikatakan berjenis kelamin laki-laki jika kromosom kelaminnya
terdiri atas satu kromosom X dan satu kromosom Y. Dengan demikian,
rumus kromosom untuk perempuan adalah 22AAXX dan untuk laki-laki
22AAXY.
Tipe XOPada beberapa jenis serangga, misalnya belalang dan
beberapa jenis serangga lain, tidak dijumpai kromosom Y sehingga
penentuan jenis kelaminnya menggunakan tipe XO. Kromosom kelamin
belalang jantan hanya terdiri atas satu kromosom X tanpa kromosom Y
sehingga kromosom kelaminnya adalah XO. Belalang betina memiliki
sepasang kromosom X sehingga kromosom kelaminnya adalah XX. Karena
belalang memiliki 24 kromosom, rumus kromosom belalang betina
adalah 11AAXX dan belalang jantan 11AAXO. Tipe ZWPenentuan jenis
kelamin ikan, burung, dan reptile tertentu menganut tipe ZW.
Individu jantan memiliki sepasang kromosom kelamin yang sama,
sedangkan individu betina memiliki sepasang kromosom yang berbeda.
Untuk menghindari kekeliruan dengan tipe XY, sepasang kromosom yang
sama pada individu jantan diberi simbol ZZ, sedangkan sepasang
kromosom homolog yang berbeda pada individu betina diberi symbol
kromosom ZW. Sebagai contoh, kadal memiliki 34 kromosom. Rumus
kromosom untuk kadal betina adalah 16AAZW, sedangkan rumus kromosom
untuk kadal jantan adalah 16AAZZ. Tipe ZOPenentuan jenis kelamin
tipe ZO berlaku pada unggas, misalnya ayam individu betina hanya
memiliki satu buah kromosom Z tanpa kromosom W, sehingga kromosom
kelaminnya ZO. Individu jantan memiliki sepesang kromosom Z
sehingga kromosom kelaminnya adalah ZZ. Jarena ayam memiliki 40
kromosom, rumus kromosom ayam betina adalah 19AAZO dan rumus
kromosom ayam jantan 19AAZZ.
2.6 Gen Terpaut pada Kromosom Seks (Gen Pautan Seks)
HemofiliaHemofilia merupakan penyakit keturunan yang ditandai
dengan darah sukar membeku jika terluka. Pada penderita hemophilia,
luka yang tidak parah pun bisa menjadi masalah serius yang dapat
berakibat fatal. Penderita akan kehilangan banyak darah sehingga
mengalami anemia yang dapat menyebabkan kematian. Penyakit ini pada
awalnya ditemukan pada keluarga kerajaan inggris.Hemofilia
ditentukan oleh gen h yang terdapat pada kromosom X. alelnya gen H,
menyebabkan sifat normal. Hemofilia hanya dijumpai pada laki-laki
karena gen ini bersifat letal pada perempuan. Meskipun demikian,
perempuan dapat bersifat carrier, yaitu membawa gen tersebut dan
menurunkannya pada anak laki-lakinya.
Perkawinan antara laki-laki penderita hemofilia dan perempuan
normal akan menghasilkan keturunan yang semuanya normal, baik anak
laki-laki maupun anak perempuannya. Meskipun normal, semua anak
perempuan yang dilahirkan dari perkawinan tersebut bersifat carrier
(pembawa). Apabila anak-anak perempuan itu kelak menikah dengan
laki-laki normal, semua anak perempuanya normal,tetapi separuh anak
laki-lakimya kemungkinan akan menderita hemofilia. Anak laki-laki
yang menderita hemofilia ini mewarisi gen hemofilia dari ibunya
yang bersifat karier.Perhatikan persilangan berikut.P : Perempuan
normal Laki-laki hemofilia(XHXH)(XhY)G : XHXhF1 : XHXh 50%
Perempuan normal (karier) XHY 50% Laki-laki normalP : Perempuan
normal x Laki-laki normalG : XH XH Xh YF2 :XHXH25% Perempuan
normalXHXh25% Perempuan normal (karier)XHY25% Laki-laki normalXhY25
% Laki-laki hemofiliaSelain gen-gen yang terangkai pada kromosom X,
ada pula gen yan terangkai dalam kromosom Y. namun, gen-gen yang
terangkai dalam kromosom Y lebih sedikit jumlahnya karena ukuran
kromosom Y lebih pendek daripada kromosom X. sementara itu, baru
tiga macam gen terangkai pada kromosom Y yang diketahui, salah
satunya adalah gen resesif h penyebab hipertrikosis. Hipertrikosis
adalah tumbunya rambut secara berlebihan pada bagian tubuh
seseorang, misalnya pada bagian telinga. Karena terangkai pada
kromosom Y, hipertrikosis hanya terdapat pada laki-laki.Tabel
Genotipe dan Fenotipe Hemofilia pada pria dan
wanitaNoGenotipeFenotipeKeterangan
1XH XHWanita normal-
2XHXhWanita pembawa-
3XhXhWanita hemofiliaBersifat letal, meninggal sebelum
dewasa
4XHYPria normal-
5XhYPria hemofilia-
Buta warna Gen buta warna terdapat pada kromosom X nonhomolog
dan bersifat resesif. Jadi. Pada wanita heterozigot, fenotipenya
normal dan bersifat pembawa. Jika wanita pembawa buta warna menikah
dengan lelaki normal, maka separuh dari anak laki-lakinya akan
menderita buta warna. Buta warna lebih banyak diderita oleh
laki-laki. Berikut ini disajikan contoh analisis perkawinan antara
wanita pembawa buta wrna dan laki-laki normal.P : XbX>