POLA HEREDITAS

HUKUM PEWARISAN SIFAT

Tokoh yang terkenal dalam bidang genetika atau pewarisan sifat adalah Gregor Mendel. Ia mejelaskan bahwa adanya fenomena factor keturunan atau gen yang secara kekal diwariskan daari induk kepada keturunannya melalui hukum pemisahan. Teori Mendel ini akhirnya dijadikan dasar dalam memahami genetika dan melakukan analisis atas pola-pola pewarisan sifat genetic. Kesimpulan hukum mendel ini dapat dijelaskan menjadi 2 buah rumusan, yaitu :

Hukum Mendel I (pesilangan monohybrid)

‘pada waktu oembelahan gamet terjadi segregasi / pemisahan alel alel suatu gen secara bebas dari diploid menjadi haploid’

Hukum Mendel II (persilangan dihibrid)

‘pada saat pembentukan gamet, alel-alel berbeda yang telah bersegregasi bebas ajan bergabung secara bebas membentuk genotip dengan kombinasi-kombinasi alel yang berbeda.’

Dalam persilangan terdapat 3 jenis persilangan, yaitu :

1. Testcross : persilangan antara suatu individu yang tidak diketahui genotipnya dengan induk yang genotipnya homozigot resesif. Tujuan dari persilangan ini adalah untuk menguji heterozigositas suatu persilangan.

2. Backcross : persilangan antara anakan F1 yang heterozigot dengan induknya yang homozigot dominan, karena disilangkan seperti ini maka kemungkinan anak hasil dari persilangan itu hanya satu macam.

3. Resiprok : persilangan ulang dengan jenis kelamin yang dipertukarkan.

Interaksi –interaksi di dalam tubuh makhluk hidup dapat menyebabkan adanya penyimpangan semu hukum mendel. Ada 2 jenis penyimpangan, yaitu penyimpangan karena interaksi alel dan penyimpangan karena reaksi genetic.

PENYIMPANGAN SEMU HUKUM MENDEL

Kebanyakan sifat yang diturunkan dari induk (orang tua) kepada keturunannya (anak) tidak dapat dianalisis dengan cara Mendel yang sederhana. Misalnya persilangan monohybrid yang menghasilkan perbandingan fenotip 1 : 2 : 1 dan persilangan dihibrid yang menghasilkan perbandingan 12 : 3 : 1, 9 : 7, atau 15 : 1. Penyimpangan ini terjadi karena interaksi antar alel dan genetic.

Penyimpangan karena interaksi alel:

1. Dominasi tidak sempurna (incomplete dominance) : alel dominan tidak dapat menutupi alel resesif sepenuhnya. Akibatnya individu heterozigot bersifat setengah dominan dan setengah resesif. Contoh : tanaman bunga Snapdragon.

Hasilnya berupa perbandingan 1 : 2 : 1

2. Kodominan : dua alel suatu gen yang menghasilkan produk berbeda dengan alel yang satu tidak dipengaruhi oleh alel yang lain. Contoh : ayam berbulu blue Andalusia.

Hasilnya berupa perbandingan 1 : 2 : 1

3. Alel ganda : adanya tiga atau lebih alel dari suatu gen yang terjadi sebagai akibat dari mutasi. Contoh : warna rambut kelinci. Pertambahan jumlah anggota alel ganda menyebabkan bertambahnya kemunkinan genotip bagi masing-masing fenotip (polimorfisme)

4. Alel letal : alel yang dapat menyebabkan kematian bagi individu yang memilikinya pada saat masih menjadi embrio awal atau beberapa saat setelah kelahiran.

a. Alel letal resesif : alel yang dalam keadaan homozihot resesif dapar menyebabkan kematian. Contoh : albino ( 1 dari 4 keturunan akan mati)

b. Alel letal dominan : alel yag dalam keadaan homozigot dominan dapat menyebabkan kematian. Contoh : ayam jambul (1 dari 4 keturunan akan mati)

Selain interaksi antar alel, terdapat juga interaksi genetic yaitu adalah suatu keadaan dimana dua atau lebih gen mengekspresikan protein enzim yang mengkatalis langkah-langkah dalam suatu jalur yang sama.

Interaksi genetic ini menyebabkan :

1. Atavisme : munculnya suatu sifat baru karena adanya interaksi dari beberapa gen. contoh : jengger ayam (persilangan antara rose dan pea menghasilkan walnut 100%, lalu disilangkan lagi sesama walnut)

Perbandingan hasilnya adalah 9 : 3 : 3 : 1 (walnut : rose : pea : single)

muncul sebuah sifat baru

2. Polimeri : bentuk interaksi gen yang kumulatif atau salin menambah sebagai akibat dari interaksi dua gen atau lebih, atau bisa disebut sebagai gen ganda. Contoh : percobaan H. Nillson-Ehle pada biji gandum (persilangan antara gandum berbiji merah gelap dengan putih menghasilkan merah sedang 100%, lalu disilangkan lagi sesama merah sedang)

Perbandingan hasilnya 15 : 1 (merah : putih) 




3. Kriptomeri : sifat gen dominan yang tersembunyi jika gen tersebut berdiri sendiri, namun setelah berinteraksi dengan gen dominan lainnya akan muncul sifat yang tersembunyi itu. Contoh : bunga Linaria maroccana (persilangan anatar bunga merah dan putih yang menghasilkan keturunan ungu 100%, kemudia disilangkan sesame ungu)

Perbandingan hasilnya adalah 9 : 3 : 4 (ungu : merah : putih)

4. Epistasis dan Hipostasis : gen yang menutupi dan yang ditutupi

a. Epistasis dominan : gen dengan alel dominan yang menutupi kerja gen lain. Contoh : labu putih disilangkan dengan labu hijau akan menghasilkan labu putih 100%, bila disilangkan lagi maka akan menghasilkan keturunan dengan perbandingan 12 : 3 : 1 (putih : kuning : hijau)

b. Epistasis resesif : gen dengan alel homozigot resesif yang mempengaruhi gen lain. Contoh : warna rambut tikus hitam dengan tikus putih akan menghasilkan tikus abu-abu agouti, bila disilangkan lagi akan menghasilkan perbandingan 9 : 3 : 4 (abu-abu : hitam : putih)

c. Epistasis dominan rangkap : peristiwa dua gen dominan atau lebih yang bekerja untuk munculnya satu fenotip tunggal. Contoh : persilangan biji segitiga dengan biji membulat menghasilkan 100% biji segitiga yang bila disilangkan lagi akan menghasilkan perbandingan 15 : 1 antara segitiga dan membulat

d. Komplementer / epistasis resesif rangkap : interkasi beberapa gen yang slaing melengkapi. Contoh : bunga Lathyrus odoratus. (perbadingan akhirnya 9 : 7 (ungu : putih)

TAUTAN DAN PINDAH SILANG

Selain karena adanya interaksi genetic dan alel, penyimpangan dalam hukum mendel juga bisa berasal dari adanya tautan dan pindah silang. Hal ini menyebabkan terjadinya rekombinasi di antara gen-gen pada sepasang kromosom.

TAUTAN

1. Tutan autosomal : gen-gen yang terletak pada kromosom yang sama tidak dapat bersegregasi  secara bebas dan cenderung diturunkan bersama. Penelitian ini dilakukan oleh Thomas Hunt Morgan dengan menggunakan lalat buah yang dikembang biakkan dan akhirnya menemukan satu variasi baru berupa lalat bermata putih yang Ia sebut sebagai lalat mutan, karena berasal dari alel tipe normal yang mengalami perubahan atau mutasi.

2. Tautan kelamin : percobaan pertama Morgan dilanjutkan dengan mengawinkan lalat buah bermata putih jantan dengan lalat buah betina bermata merah. Hasilnya seperti persilangan pada umumnya yaitu 3 : 1, hanya saja perbedaan yang muncul adalah keturunan bermata putih hanya ada paa jantan, dan ternyata warna mata pada lalat adalah berdasarkan jenis kelaminnya. Sehingga diambil kesimpulan bahwa gen yang membawa mata putih hanya terdapat pada kromosom X. gen tertaut kelamin adalah gen yang terletak pada kromosom kelamin dan sifat yang ditimbulkan gen pada kromosom ini diturunkan bersama dengan jenis kelamin. Gen tertaut ini terbagi 2 menjadi sempurna yang terletak dibagian homolog dan tidak sempurna di bagian yang tidak sempurna.

a. Gen tertaut kromosom X : gen yang terdapat pada kromosom X, ini disebut gen tertaut kelamin yang tidak sempurna.

b. Gen tertaut kromosom Y : gen yang tertaut kelamin sempurna.

Gen-gen yang mengalami tautan pada satu kromosom tidak selalu bersama-sama pada saat pembentukan gamet melalui pembelahan meiosis, gen ini dapat mengalami pindah silang. Pindah silang adalah peristiwa pertukaran gen-gen suatu kromatid dengn gen-gen kkromatid homolognya, yang diikuti oleh patah dan melekatnya kromatid sewaktu profase dalam pembelahan meiosis.

PINDAH SILANG

•    proses pertukaran Gen antara kromatid-kromatid yang bukan pasangannya pada sepasang kromosom homolog.

•    Tempat persilangan dua kromatid yang membentuk titik temu disebut chiasma

•    Proses terjadi ketika reproduksi sel secara miosis pada profase I , tepatnya pada fase diploten

•    Ahli yang mengembangkan oleh : Morgan

•    Ia menerapkan pada pada tanaman ercis bunga ungu pollen lonjong (PPLL) yang serbuk sari bunga itu disilangkan dengan bunga merah pollen bulat (ppll)

•    Hasilnya ternyata pada F1 adalah bunga ungu pollen lonjong (PpLl)

Namun ketika antara F 1 itu disilangkan terjadi hal aneh Hasil temuan pada F2 ternyata dihasilkan rasio fenotif tidak sesuai dengan hukum mendell; Ungu lonjong : Ungu Bulat : merah lonjong : merah bulat

Hasil Pindah silang akan terbentuk

•  Kombinasi Parental (KP)

•  Kombinasi Rekombinan (RK)

•  Gen yang berpautan tidak selamanya terpaut

•  Pindah silang menyebabkan pergantian alel diantara kromosom homolog, menghasilkan kombinasi yang tidak ditemukan pada induknya.

Pindah silang meningkatkan keaneka ragaman hayati genetik selain yang dihasilkan oleh pengelompokkan gen secara bebas.

GOLONGAN DARAH MANUSIA

Sistem penggolongan darah yang sering kita kenal adalah ABO, namun ada juga cara-cara lain yang juga dapat digunakan sebagai penentu golongan darah seseorang :

•    Sistem ABO : berdasarkan adanya dua macam antigen (A dan B) dan antibody (a dan b). antigen adalah glikoprotein yang terdapat pada permukaan sel darah mera, sedangkan antibody adalah molekul protein yang dihasilkan oleh sel-B untuk merespon adanya antigen dan terdapat pada serum atau cairan darah .

•    Sistem MN : penggolongan yang didasarkan adanya salah satu jenis antigen glikoprotein, yang disebut glikoforin A yang didapat dari reaksi antigen-antibodi. Terdapat 2 macam antigen glikoforin yaitu M dan N. reaksi dari keduanya dengan anti serum menghasilkan fenotip dan genotip golongan darah system MN.

Sistem Rh : system yang terakhir adalah dengan menggunakan factor Rh atau rhesus yang berasal dari percobaan pada eritrosit kera rhesus. Antigen rhesus ini berupa glikoprotein tertentu pada membrane plasma sel-sel darah merah dan membagi golongan darah manusia menjadi 2 kelompok berdasarkan reaksi penggumpalan antara antigen sel darah merah dengan anti serum Rh, yaitu positif dan negative.

Sumber: Aryulina, Diah dkk. "BIOLOGI - Jilid 3" ESIS, 2006.