BAB I
PENDAHULUAN
LATAR
BELAKANG
Gregor Johann
Mendel (1822-1884)
merupakan Orang pertama yang menemukan tentang pola pewarisan sifat.
Gregor Johann Mendel Biarawan dari
Austria yang mempelajari tentang proses pewarisan sifat pada tanaman kacang
ercis dan mengembangkan hukum tentang pewarisan sifat. Namun hasil
kerjanya tidak diakui dunia sampai abad ke 20. Pada Oktober 1843, Johann
menjadi murid baru di biara St. Thomas Augustini di Brunn, Moravia (Sekarang
Brno di Republik Ceko), dengan nama Gregor.
Disini ia mempelajari berbagai ilmu selain holtikultura yang
telah diminatinya sejak kanak-kanak di pertanian ayahnya. Biara ini sendiri memiliki
kebun raya yang bagus, kebun sayur, kebun buah, peternakan tawon, dan
perusahaan susu untuk memenuhi kebutuhan biara. Perpustakaan biara kaya akan
buku dan tulisan-tulisan ilmiah mutakhir. Mendel memperoleh kesempatan emas
untuk melanjutkan minatnya dalam holtikultura. Selanjutnya dia memulai
kariernya sebagai guru dan terus menekuni ilmu alam di Universitas Vienna
dengan melakukan eksperimen untuk menguji gagasan dalam ilmu.
Antara tahun 1856 – 1863 Mendel telah melakukan
pengujian dan pembudidayaan lebih dari 28.000 tanaman kacang. Ia
menemukan bahwa suatu tanaman mewariskan sifat-sifat keturunan yang berasal
dari induknya. Dari hasil penelitiannya tentang genetika tanamana kacang ercis,
Ia mendapat julukan sebagai ‘Bapak Genetika”.
Berikut ini merupakan Kebun tempat mendel melakukan
eksperimen persilangan tanaman di Republik ceko.
Masalah penurunan sifat atau hereditas mendapat perhatian
banyak peneliti. Peneliti yang paling popular adalah Gregor
Johann Mendel yang lahir tahun 1822 di Cekoslovakia.
Pada tahun 1842, Mendel mulai mengadakan penelitian dan meletakkan dasar-dasar
hereditas. Ilmuwan dan biarawan ini menemukan prinsip-prinsip dasar pewarisan
melalui percobaan yang dikendalikan dengan cermat dalam pembiakan silang. Penelitian-penelitian
Mendel menghasilkan hukum Mendel I dan Hukum Mendel II.
TUJUAN :
Menjelaskan
prinsip hukum mendel 1
Menjelaskan
prinsip hukum mendel 2
Menjelaskan
perinsip penyimpangan hukum mendel
BAB 2
HUKUM MENDEL i
Seorang biarawan dari Austria, bernama Gregor Johann Mendel, menjelang
akhir abad ke-19 melakukan serangkaian percobaan persilangan pada kacang ercis (Pisum sativum). Dari percobaan yang
dilakukannya selama bertahun-tahun tersebut, Mendel berhasil menemukan
prinsip-prinsip pewarisan sifat, yang kemudian menjadi landasan utama bagi
perkembangan genetika sebagai suatu cabang ilmu pengetahuan. Berkat karyanya
inilah, Mendel diakui sebagai Bapak Genetika.
Mendel memilih kacang ercis sebagai bahan percobaannya, terutama karena
tanaman ini memiliki beberapa pasang sifat yang sangat mencolok perbedaannya,
misalnya warna bunganya mudah sekali untuk dibedakan antara yang ungu dan yang
putih. Selain itu, kacang ercis merupakan tanaman yang dapat menyerbuk sendiri,
dan dengan bantuan manusia, dapat juga menyerbuk silang. Hal ini disebabkan
oleh adanya bunga sempurna, yaitu bunga yang mempunyai alat kelamin jantan dan
betina. Pertimbangan lainnya adalah bahwa kacang ercis memiliki daur hidup yang
relatif pendek, serta mudah untuk ditumbuhkan dan dipelihara. Mendel juga
beruntung, karena secara kebetulan kacang ercis yang digunakannya merupakan
tanaman diploid (mempunyai dua perangkat kromosom). Seandainya ia menggunakan
organisme poliploid, maka ia tidak akan memperoleh hasil persilangan yang
sederhana dan mudah untuk dianalisis.
Pada salah satu percobaannya Mendel menyilangkan tanaman kacang ercis yang
tinggi dengan yang pendek. Tanaman yang dipilih adalah tanaman galur murni,
yaitu tanaman yang kalau menyerbuk sendiri tidak akan menghasilkan tanaman yang
berbeda dengannya. Dalam hal ini tanaman tinggi akan tetap menghasilkan tanaman
tinggi. Begitu juga tanaman pendek akan selalu menghasilkan tanaman
pendek.
Dengan menyilangkan galur murni tinggi dengan galur murni pendek, Mendel
mendapatkan tanaman yang semuanya tinggi. Selanjutnya, tanaman tinggi hasil
persilangan ini dibiarkan menyerbuk sendiri. Ternyata keturunannya
memperlihatkan nisbah (perbandingan) tanaman tinggi terhadap tanaman pendek
sebesar 3 : 1. Secara skema, percobaan
Mendel dapat dilihat pada Gambar 2.1 sebagai berikut.
P : ♀ Tinggi x
Pendek ♂
DD dd
Gamet D d
ê
F1
: Tinggi
Dd
Menyerbuk sendiri (Dd x
Dd)
ê
F2
:
  GametG
Gamet E
|
D
|
d
|
|
D
|
DD
(tinggi)
|
Dd
(tinggi)
|
|
D
|
Dd
(tinggi)
|
dd
(pendek)
|
Tinggi (D-) : pendek (dd) = 3
: 1
DD : Dd : dd = 1 : 2 : 1
Gambar 2.1. Diagram persilangan monohibrid untuk sifat tinggi
tanaman
Individu tinggi dan pendek yang digunakan pada awal persilangan dikatakan
sebagai tetua (parental), disingkat P.
Hasil persilangannya merupakan keturunan (filial) generasi pertama,
disingkat F1. Persilangan
sesama individu F1 menghasilkan keturunan generasi ke dua, disingkat
F2. Tanaman tinggi pada
generasi P dilambangkan dengan DD, sedang tanaman pendek dd. Sementara itu, tanaman tinggi yang diperoleh
pada generasi F1 dilambangkan dengan Dd.
Pada diagram persilangan
monohibrid tersebut di atas, nampak bahwa untuk menghasilkan individu Dd pada F1,
maka baik DD maupun dd pada generasi P membentuk gamet (sel kelamin). Individu
DD membentuk gamet D, sedang individu dd membentuk gamet d. Dengan demikian,
individu Dd pada F1 merupakan hasil penggabungan kedua gamet
tersebut. Begitu pula halnya, ketika sesama individu Dd ini melakukan
penyerbukan sendiri untuk menghasilkan F2, maka masing-masing akan
membentuk gamet terlebih dahulu. Gamet yang dihasilkan oleh individu Dd ada dua
macam, yaitu D dan d. Selanjutnya, dari
kombinasi gamet-gamet tersebut diperoleh individu-individu generasi F2
dengan nisbah DD : Dd : dd = 1 : 2 : 1.
Jika DD dan dd dikelompokkan menjadi satu (karena sama-sama melambangkan
individu tinggi), maka nisbah tersebut menjadi D- : dd = 3 : 1.
Dari diagram itu pula
dapat dilihat bahwa pewarisan suatu sifat ditentukan oleh pewarisan materi
tertentu, yang dalam contoh tersebut dilambangkan dengan D atau d. Mendel menyebut materi yang diwariskan ini
sebagai faktor keturunan (herediter),
yang pada perkembangan berikutnya hingga sekarang dinamakan gen.
Terminologi
Ada beberapa istilah yang
perlu diketahui untuk menjelaskan prinsip-prinsip pewarisan sifat. Seperti telah disebutkan di atas, P adalah
individu tetua, F1 adalah keturunan generasi pertama, dan F2 adalah keturunan generasi ke dua. Selanjutnya,
gen D dikatakan sebagai gen atau alel
dominan, sedang gen d merupakan gen
atau alel resesif. Alel adalah bentuk alternatif suatu gen yang terdapat
pada lokus (tempat) tertentu. Gen D
dikatakan dominan terhadap gen d, karena ekpresi gen D akan menutupi ekspresi
gen d jika keduanya terdapat bersama-sama dalam satu individu (Dd). Dengan
demikian, gen dominan adalah gen yang ekspresinya menutupi ekspresi alelnya.
Sebaliknya, gen resesif adalah gen yang ekspresinya ditutupi oleh ekspresi
alelnya.
Individu Dd dinamakan
individu heterozigot, sedang
individu DD dan dd masing-masing disebut sebagai individu homozigot dominan dan homozigot
resesif. Sifat-sifat yang dapat langsung diamati pada individu-individu
tersebut, yakni tinggi atau pendek, dinamakan fenotipe. Jadi, fenotipe
adalah ekspresi gen yang langsung dapat diamati sebagai suatu sifat pada suatu
individu. Sementara itu, susunan genetik yang mendasari pemunculan suatu sifat
dinamakan genotipe. Pada contoh tersebut di atas, fenotipe tinggi
(D-) dapat dihasilkan dari genotipe DD atau Dd, sedang fenotipe pendek (dd)
hanya dihasilkan dari genotipe dd.
Nampak bahwa pada individu homozigot resesif, lambang untuk fenotipe
sama dengan lambang untuk genotipe. .
Hukum Segregasi
Sebelum melakukan suatu
persilangan, setiap individu menghasilkan gamet-gamet yang kandungan gennya
separuh dari kandungan gen pada individu. Sebagai contoh, individu DD akan
membentuk gamet D, dan individu dd akan membentuk gamet d. Pada individu Dd, yang menghasilkan gamet D
dan gamet d, akan terlihat bahwa gen D dan gen d akan dipisahkan (disegregasi)
ke dalam gamet-gamet yang terbentuk tersebut.
Prinsip inilah yang kemudian dikenal sebagai hukum segregasi atau hukum
Mendel I.
|
Hukum Segregasi :
Pada waktu berlangsung pembentukan gamet, tiap pasang gen akan
disegregasi ke dalam masing-masing gamet yang terbentuk.
|
HUKUM MENDEL II
(Mendel's Law of
Independent Assortment)
Dikenal juga sebagai Hukum Asortasi atau
Hukum Berpasangan Secara Bebas. Menurut hukum ini, setiap gen /sifat dapat
berpasangan secara bebas dengan gen /sifat lain. Meskipun demikian, gen untuk
satu sifat tidak berpengaruh pada gen untuk sifat yang lain yang bukan termasuk
alelnya. Hukum Mendel II ini dapat
dijelaskan melalui persilangan
dihibrida, yaitu persilangan dengan dua sifat beda, dengan dua alel berbeda.
A.
PERSILANGAN DIHIBRID
Persilangan dihibrid adalah persilangan antara individu
untuk 2 gen yang berbeda. Eksperimen Mendel dengan bentuk biji dan warna ercis
adalah sebuah contoh dari persilangan dihibrid. Metode Punnett kuadrat
menentukan rasio fenotipe dan genotipenya. Metode ini pada dasarnya sama dengan
persilangan monohibrid. Perbedaan utamanya ialah masing-masing gamet sekarang
memiliki 1 alel dengan 1 atau 2 gen yang berbeda.
Suatu genotipe dihibrida adalah
heterozigot pada dua lokus. Dihibrida membentuk empat gamet yang secara genetik
berbeda dengan frekuensi yang kira-kira sama karena orientasi acak dari
pasangan kromosom nonhomolog pada piringan metafase meiosis pertama. Uji silang
(test cross) adalah perkawinan genotipe yang tidak diketahui benar
dengan genotipe yang homozigot resesif pada semua lokus yang sedang
dibicarakan. Fenotipe-fenotipe tipe keturunan yang dihasilkan oleh suatu uji
silang mengungkapkan jumlah macam gamet yang dibentuk oleh genotipe parental
yang diuji. Bila semua gamet individu diketahui, maka genotipe individu itu
juga akan diketahui. Suatu uji silang dihibrida menghasilkan ratio 1:1:1:1, menunjukkan
bahwa ada dua pasang faktor yang berpisah dan berpilih secara bebas.
Mendel memperoleh hasil yang tetap sama dan tidak
berubah-ubah pada pengulangan dengan cara penyilangan dengan kombinasi sifat
yang berbeda. Pengamatan ini menghasilkan formulasi hukum genetika Mendel
kedua, yaitu hukum pilihan acak, yang menyatakan bahwa gen-gen yang menentukan
sifat-sifat yang berbeda dipindahkan secara bebas satu dengan yang lain, dan
sebab itu akan timbul lagi secara pilihan acak pada keturunannya. Individu-individu
demikian disebut dihibrida atau hibrida dengan 2 sifat beda.
Dihibrida membentuk empat gamet yang secara genetik berbeda
dengan frekuensi yang kira-kira sama karena orientasi secara acak dari pasangan
kromosom nonhomolog pada piringan metafase meiosis pertama. Bila dua
dihibrida disilangkan, akan dihasilkan 4 macam gamet dalam frekuensi yang sama
baik pada jantan maupun betina. Rasio fenotipe klasik yang dihasilkan dari
perkawinan genotipe dihibrida adalah 9:3:3:1. Rasio ini diperoleh bila
alel-alel pada kedua lokus memperlihatkan hubungan dominan dan resesif.
Mendel melakukan persilangan ini dan memanen 315 ercis
bulat-kuning, 101 ercis keriput-kuning, 108 bulat-hijau dan 32 ercis
keriput-hijau. Ciri khas karya Mendel yang cermat ialah bahwa ia lalu menanam
semua ercis ini dan membuktikan adanya genotipe terpisah di antara setiap ercis
dengan kombinasi baru ciri-cirinya. Hanyalah 32 ercis keriput-hijau yang
merupakan genotipe tunggal. Hasil-hasil ini membuat Mendel mendirikan
hipotesisnya yang terakhir (hukum Mendel kedua): Distribusi satu pasang faktor
tidak bergantung pada distribusi pasangan yang lain. Hal ini dikenal sebagai
hukum pemilihan bebas.
Perhatikan analisis papan catur di bawah ini tentang
persilangan buncis dengan dua sifat beda (dihibrida). Buncis biji bulat warna
kuning disilangkan dengan biji keriput warna hijau. Keturunan pertama semuanya
berbiji bulat warna kuning. Artinya, sifat bulat dominan terhadap sifat keriput
dan kuning dominan terhadap warna hijau. Persilangan antar F1 mengasilkan
keturunan kedua (F2) sebagai berikut: 315 tanaman bulat kuning, 101 tanaman
keriput kuning, 108 tanaman bulat hijau dan 32 keriput hijau. Jika
diperhatikan, perbandingan antara tanaman bulat kuning : keriput kuning : bulat
hijau : keriput hijau adalah mendekati 9:3:3:1.
P : BBKK (bulat, kuning) X bbkk (keriput, hijau)
F1 : BbKk (bulat, kuning)
F1 X F1 : BbKk (bulat, kuning) X BbKk (bulat, kuning)
Gamet : BK, Bk, bK, bk BK, Bk, bK, bk
Gamet-gamet ini dapat berpasangan secara bebas (Hukum
Mendel 2) sehingga F2 dapat digambarkan sebagai berikut:
♂
♀
|
BK
|
Bk
|
bK
|
Bk
|
|
|
BK
|
BBKK
1 |
BBKk
2 |
BbKK
3 |
BbKk
4 |
|
|
Bk
|
BBKk
5 |
BBkk
6 |
BbKk
7 |
Bbkk
8 |
|
|
Bk
|
BbKK
9 |
BbKk
10 |
bbKK
11
|
bbKk
12 |
|
|
Bk
|
BbKk
13 |
Bbkk
14 |
bbKk
15 |
bbkk
16 |
|
Keterangan :
bulat kuning 1,2,3,4,5,7,9,10,13
keriput kuning 11,12,15
bulat hijau 6,8,14
keriput hijau 16
Tanaman bulat kuning jumlah 9.
Tanaman bulat hijau jumlah 3.
Tanaman keriput kuning jumlah 3.
Tanaman keriput hijau pada jumlah 1.
Jadi,
perbandingan homozigot terdapat pada kotak nomor 1,6,11 dan 16 sedangkan
lainnya heterozigot.
Bastar konstan atau individu baru terdapat pada kotak nomor 6 dan 11.
Bastar konstan adalah keturunan homozigot yang memiliki sifat baru (berbeda
dengan kedua induknya), sehingga dalam persilangan antar sesamanya tidak
memisah, konstan.
Berkenaan dengan ciri biji hasil persilangan pada F2,
Mendel sudah mempertimbangkan dua kemungkinan, yaitu:
a. Ciri-ciri yang berasal dari satu induk
akan diwariskan secara bersama-sama
b. Ciri-ciri yang berasal dari satu induk
akan diwariskan secara bebas satu sama lain.
Hasil
persilangan yang tampak pada F2 memperlihatkan rasio yang
mendekati 9:3:3:1, sebagaimana yang diharapkan pada kemungkinan b. Atas dasar
kenyataan ini, Mendel menyimpulkan bahwa faktor-faktor yang menentukan
karakter-karakter berbeda diwariskan secara bebas satu sama lain. Kesimpulan
inilah yang merupakan pernyataan pada hukum pemilihan bebas Mendel.
Mendel memperoleh bukan hanya dua tipe induk, tetapi juga
dua tipe baru sebagai hasil dari pencampuran karakter dari kedua induk. Ini
menunjukkan bahwa kedua faktor tersebut tidak cenderung tinggal bersama dalam
kombinasi yang sama dengan dimana mereka ditemukan pada induk asli, P1 nya.
Pemisahan kelakuan di antara gen-gen inilah yang dinamakan hukum pemilihan
bebas.
Pada persilangan dihibrid pada tanaman
kapri, yaitu memiliki sifat warna kuning dan bentuk biji bulat (dominan) dengan
biji berkerut dan warna hijau (resesif). Jika F1 diturunkan
sesamanya menghasilkan F2, jika X2hitung <>2 tabel
maka hasil percobaan sesuai dengan Hukum Mendel. Hasil
penyilangan fenotip F2 terkadang tidak selalu sama dengan hasil perhitungan
hukum Mendel. Untuk mengujinya perlu dilakukan perhitungan dengan uji
chi-square (chi
kuadrat). Uji chi-square merupakan suatu metode
statistik dengan penentu apakah penyelewengan hasil penyilangan tidak sesuai
dengan hipotesis perhitungan atau tidak.
BAB III
P E N U T U P
A.
KESIMPULAN
Hukum Asortasi atau
Hukum Berpasangan Secara Bebas
merupakan hukum yang mana setiap gen /sifat dapat berpasangan
secara bebas dengan gen /sifat lain. Meskipun demikian, gen untuk satu sifat
tidak berpengaruh pada gen untuk sifat yang lain yang bukan termasuk alelnya.
Hukum Mendel II ini dapat
dijelaskan melalui persilangan
dihibrida, yaitu persilangan dengan dua sifat beda, dengan dua alel berbeda. Hukum kedua mendel menyatakan bahwa
bila dua individu mempunyai dua pasang atau lebih sifat, maka diturunkannya
sepasang sifat secara bebas, tidak tergantung pada pasangan sifat yang lain.
Dengan kata lain, alel dengan sifat yang berbeda tidak saling mempengaruhi. Hal
ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan tinggi tanaman dengan warna bunga
suatu tanaman tidak saling mempengaruhi.
B.
SARAN
Dalam penyajian makalah ini kami menyadari masih terdapat
banyak kesalahan dan kekhilafan yang kami lakukan. Untuk itu, kami memohon
kepada Ibu Dosen kiranya berkenan memberikan bantuan berupa masukan ataupun
penyempurnaan makalah ini agar tidak menjadi suatu gagasan yang keliru. Kami
mengetahui bahwa dalam penguasaan dan penyampaian Hukum Mendel Kedua ini belum
bisa kami tampilkan secara maksimal, karena masih sangat banyak pembahasan yang
menurut kami sulit dan sangat susah untuk dikuasai dan dikembangkan. Apabila
Ibu Dosen berkenan untuk melakukan koreksi terhadap makalah ini demi
penyempurnaan, kami sangat berterimakasih yang sebesar-besarnya terhadap
makalah yang disajikan ini.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.nature.com/scitable/definition/principle-of-independent-assortment-law-of-independent-302
