HUKUM MENDEL

BAB II

TINJAUAN TEORITIS

A.    Hukum Mendel

Gregor john mendel ( 1822-1884 ) adalah seorang pendeta berkebagsaan Austria, yang berjasa besar dalam memperkenalkan ilmu pengetahuan tentang pewaris sifat atau di sebut dengan genetika. Hokum genetika yang diperkenalkan Mendel dikenan dengan hukum Mendel I dan Hukum Mendel II. Untuk mengenang jasanya Mendel I dikukuhkan sebagai Bapak Genetika Modern.

Selama delapan tahun ( 1856-1864 ) mendel melakukan penellitian persilangan pada tanaman ercis ataukacang kapri. Mendel memilih tanaman ercis untuk percobaannya berdasarkan beberapa pertimbangan berikut.

a.       Tanaman eris hidupnya tidak lama ( tanaman setahun ), mudah tumbuh dan mudah disilangkan.

b.      Memilki bunga sempurna sehigga terjadi penyerbukan sendiri yang akan menghasilkan jalur murni ( keturunan yang memiliki sifat yang sama dengan induknya ).

c.       Mampu menghasilkan banyak keturunan.

d.      Tanaman ercis memiliki 7 sifat dengan perbedaan yang mencolok seperti berikut.

1)      Batang tinggi atau kerdil ( pendek ).

2)      Buah polongan bewarna kuning atau hijau.

3)      Bunga bewarna ungu atau putih.

4)      Letak bunga aksia ( sepanjang batang ) atau terminal (pada ujung batang)

5)      Biji masak bewarna hijau atau kuning.

6)      Kulit biji licin atau berkerut.

7)      Warna kulit biji abu-abu atau putih.

Ketika mendel menyilangkan tanaman ercis berbatang tinggi dengan berbatang kerdil, semua tanaman keturunan pertama berbatang tinggi. Ini merupakan suatu tanda bahwa sifat tinggi mengalahkan sifat kerdil. Sifat demikian disebut dominan, sifat yang dikalahkan disebut denga resesif.

B.     Hukum Mendell I

Hukum Mendell I menyatakan 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.

Secara garis besar, hukum ini mencakup tiga pokok:

a.       Gen memiliki bentuk-bentuk alternatif yang mengatur variasi pada karakter turunannya. Ini adalah konsep mengenai dua macam alel; alel resisif (tidak selalu nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf kecil, misalnya w dalam gambar di sebelah), dan alel dominan (nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf besar, misalnya R).

b.      Setiap individu membawa sepasang gen, satu dari tetua jantan (misalnya ww dalam gambar di sebelah) dan satu dari tetua betina (misalnya RR dalam gambar di bawah ini).

c.       Jika sepasang gen ini merupakan dua alel yang berbeda (Sb dan sB pada gambar 2), alel dominan (S atau B) akan selalu terekspresikan (nampak secara visual dari luar). Alel resesif (s atau b) yang tidak selalu terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk pada turunannya.

Hukum mendel I didapatkan  dari percobaan perkawinan monohybrid, yaitu persilangan dengan satu sifat beda. Mendel melakukan persilangan antara tanman ercis biji bulat dengan tanaman ercis biji berkerut. Hasilnya, semua keturunan F₁ berupa tanaman ercis biji bulat. Kemudian dilakukan persilangan antar keturunan F₁ untuk mendapatkan keturunan F₂ didapatkan perbandingan fenotip kira-kira 3 biji bulat : 1 biji berkerut.

Perkawinan antara dua individu yang mempunyai sifat beda dinamakan hybrid. Berdasarkan banyaknya sifat beda yang dituju yang melakukan perkawinan dapat dibedakan beberapa hybrid berikut.

1.      Monohybrid    :  suatu hybrid dengan suatu sifat beda (Aa).

2.      Dihibrid           : suatu hybrid dengan dua sifat beda ( AaBb ).

3.      Trihibrid          : suatu hybrid dengan tiga sifat beda ( AaBbCc).

Persilangan antara tanaman ercis bunga ungu dan bunga putih. Hasilnya F₁ semua keturunan bunga berwarna ungu. Persilangan antar keturunan F₁ menghasilkan keturunan F₂ dengan perbandingan fenotip 3 bunga warna ungu : 1 bunga warna putih.

Dari percobaannya ( perkawinan monohybrid ) mendel menyimpulkan bahwa pada waktu pembentukan gamet-gamet, gen-gen yang menentukan suatu sifat mengalami sekregasi ( memisah ) sehigga setiap gamet hanya menerima sebuah gen saja. Kesimpulan itu dirumskan sebagai hukum mendel I yang di kenal dengan the law of segregation of allelic genes atau hukum pemisahan gen yang se alel.

Beberapa kesimpulan penting dari perkawinan monohybrid diatas sbb.

1.      Semua individu F₁ adalah seragam.

2.      Jika dominasi Nampak sepenuhnya, individu F₁ memiliki fenotip seperti induknya yang dominan.

3.      Pada waktu individu F₁ yang heterozigotik itu membentuk gamet-gamet terjadilah pemisahan alelsehigga gamet hanya memiliki salah satu alel saja.

4.      Jika dominasi nampa sepenuhnya, perkawinan monohybrid ( Bb >< Bb )menghasilakan keturunan yang memperlihatkan perbandigan fenotip 3 : 1 ( yaitu biji bulat : biji berkerut ), tetapi memperlihatkan perbandingan genotip 1 : 2 : 1 ( yaitu BB : Bb : bb ).

Kadang-kadang individu hasil perkawinan tidak di dominasi oleh salah satu induknya. Dengan kata lain sifat dominan tidak muncul secara penuh. Peristiwa menunjukkan adanya sifat intermediet.

C.    Hukum Mendell II

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 e.g. 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 1

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 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 2

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 (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. 

D.    Penyimpangan Semu Mendell

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.

1.      Polimeri

Polimeri adalah suatu gejala dimana terdapat banyak gen bukan alel tetapi mempengaruhi karakter/sifat yang sama.ciri polimeri adalah 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

            F2        : 9 M1- M2 -          : merah – merah tua sekali

  3 M1- m2m2        : merah muda – merah tua

1        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.

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. Ciri jhas kriptomeri adalah ada karakter baru muncul bila ada 2 gen dominan bukan alel berada bersama

Contoh: persilangan linaria maroccana

A         :   ada anthosianin            B    : protoplasma basa

a          :   tak ada anthosianin       b    : protoplasma tidak basa

P          :   merah          x        putih

    AAbb                      aaBB

F1        :   AaBb    = ungu     -     warna ungu muncul karena A dan B berada     bersama

P2        :  AaBb        x        AaBb

F2        :  9 A-B-     : ungu

   3 A-bb    : 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.

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

P          : hitam        x        kuning

  HHkk                 hhKK

F1        : 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        x        HhKk

F2        :  9 H-K-    : hitam

   3 H-kk    : 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       bisu tuli

   DDee                  ddEE

F1        : DdEe = normal

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

R-P-     : pial Walnut/Sumpel        rrpp : pial Single/Bilah

 

P          : Ros        x        Pea

  R-pp                rrP-

F1        : RrPp     Walnut

P2        : RrPp      x      RrPp

F2        : 9 R-P-    : Walnut

  3 R-pp    : Ros

  3 rrP-     : Pea

 1 rrpp     : Single

Pada contoh di atas ada 2 karakter baru muncul:

1.      Walnut : muncul karena interaksi 2 gen dominan

2.      Singel : muncul karena interaksi 2 gen resesif

Rasio fenotif F2 Walnut : Ros : Pea : Single = 9 : 3 : 3 : 1