Hukum Pewarisan Sifat Mendel Aju Tjatur Nugroho Krisnaningsih,S.Pt.,MP
Hukum pewarisan Mendel adalah hukum pewarisan sifat pada organisme yang dijabarkan oleh Gregor Johann Mendel dalam karyanya 'Percobaan mengenai Persilangan Tanaman'. Hukum ini terdiri dari dua bagian: Hukum pemisahan (segregation) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Pertama Mendel, dan Hukum berpasangan secara bebas (independent assortment) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Kedua Mendel.
Hukum segregasi (hukum pertama Mendel) Hukum segregasi bebas pembentukan gamet, kedua gen yang merupakan pasangan alela itu akan memisah sehingga tiap-tiap gamet menerima satu gen dari alelanya. Secara garis besar, hukum ini mencakup tiga pokok: 1. Gen memiliki bentuk-bentuk alternatif yang mengatur variasi pada karakter. Ini adalah konsep mengenai alel. 2. Setiap individu membawa sepasang gen, satu dari tetua jantan dan satu dari tetua betina. 3. Jika sepasang gen ini merupakan dua alel yang berbeda, alel dominan akan terekspresikan. Alel resesif yang tidak terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk.
Alel/gen dominan dan resesif pada orang tua (1, P), anak (2, F1) dan cucu (3, F2) menurut Mendel
Hukum Segregasi (Hukum I mendel) ~ Selama proses pembentukkan gamet (ovum dan sperma), dua buah alel yang bertanggung..jawab terhadap suatu sifat, terpisah sehingga masing-masing gamet hanya mengandung satu..alel yang mengendalikan suatu sifat. ~ Alel-alel dalam gamet kemudian berekombinasi" melalui fertilisasi, dihasilkan komposisi alela baru yang merupakan genotip dari keturunan.
PERSILANGAN MONOHIBRID Hukum Mendel I :Hukum Mendel I @ hukum segregasi, pasangan kromosom berpisah secara bebas Tidak berpasangan kembali Dapat dijelaskan dan hanya berlaku pada persilangan monohibrid Contoh :Contoh Salah satu contoh persilangan Mendel, antara biji bulat dengan biji keriput sampai generasi kedua yang menghasilkan perbandingan bulat : keriput = 3 : 1
Penerapan hukum segregasi
Hasil percobaan monohibrid menunjukkan bahwa pada seluruh tanaman F1 hanya ciri (sifat) dari salah satu tetua yang muncul. Pada generasi F2, semua ciri yang dipunyai oleh tetua (P) yang disilangkan muncul kembali. Ciri sifat tetua yang hilang pada F1 terjadi karena tertutup, kemudian disebut ciri resesif, dan yang menutupi disebut dominan. Dari seluruh percobaan monohibrid untuk 7 sifat yang diamati, pada F2 terdapat perbandingan yang mendekati 3:1 antara jumlah individu dengan ciri dominan:resesif.
Sebagai salah satu kesimpulan dari percobaan monohibridnya, Mendel menyatakan bahwa setiap sifat organisme ditentukan oleh faktor, yang kemudian disebut gen. Faktor tersebut kemudian diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Dalam setiap tanaman terdapat dua faktor (sepasang) untuk masingmasing sifat, yang kemudian dikenal dengan istilah 2 alel; satu faktor berasal dari tetua jantan dan satu lagi berasal dari tetua betina. Dalam penggabungan tersebut setiap faktor tetap utuh dan selalu mempertahankan identitasnya. Pada saat pembentukkan gamet, setiap faktor dapat dipisah kembali secara bebas. Peristiwa ini kemudian dikenal sebagai Hukum Mendel I, yaitu hukum segregasi.
Perbandingan pada F2 untuk ciri dominan : resesif = 3 : 1, terjadi karena adanya proses penggabungan secara acak gamet-gamet betina dan jantan dari tanaman F1. Bukti-bukti Mendel untuk menjelaskan teori partikulat mengenai pewarisan: (a) Persilangan tanaman tinggi dan pendek; (b) Pada generasi F1 semua keturunan (zuriat) berbatang tinggi; (c) Pada generasi F2 26% berbatang pendek dan 74% berbatang tinggi.
HUKUM ASORTASI BEBAS (HUKUM KEDUA MENDEL) 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.
Hukum Asortasi (Hukum II Mendell) ~ Alel-alel dengan sifat berbeda tersebar secara acak satu dengan yang lain, yang terjadi pada...proses pembentukkan gamet. ~ Hukum ini dapat dapat dibuktikan dengan menggunakan persilangan dihibrid atau lebih. ~ persilangan dihibrid adalah persilangan yang digunakan untuk mengetahui pola pewarisan dari...dua sifat beda ~ Disebut hukum assortasi atau pengelompokkan gen-gen secara bebas nya mendel a. Masing-masing pasangan alel berkelompok secara bebas selama proses pembentukkan gamet b. Rumus: 2n (n = sifat heterozigot)
PERSILANGAN DIHIBRID Persilangan dihibrid yaitu persilangan dengan dua sifat beda sangat berhubungan dengan hukum Mendel II yang berbunyi independent assortment of genes. Atau pengelompokan gen secara bebas. Hukum ini berlaku ketika pembentukan gamet, dimana gen sealel secara bebas pergi ke masing-masing kutub ketika meiosis. Hukum Mendel II disebut juga hukum asortasi. Mendel menggunakan kacang ercis untuk dihibrid, yang pada bijinya terdapat dua sifat beda, yaitu bentuk dan warna biji. B untuk biji bulat, b untuk biji kisut, K untuk warna kuning dan k untuk warna hijau.
Jika tanaman ercis biji bulat kuning homozygote (BBKK) disilangkan dengan biji kisut hijau (bbkk), maka semua tanaman F1 berbiji bulat kuning. Apabila tanaman F1 ini dibiarkan menyerbuk kembali, maka tanaman ini akan membentuk empat macam gamet baik jantan ataupun betina masing-masing dengan kombinasi BK, Bk,Bk, bk. Akibatnya turunan F2 dihasilkan 16 kombinasi.yang terdiri dari empat macam fenotip, yaitu 9/16 bulat kuning, 3/16 bulat hijau, 3/16 kisut kuning dan 1/16 kisut hijau. Dua diantara fenotip itu serupa dengan induknya semula dan dua lainnya merupakan fariasi baru.
Contoh : P : BBKK (bulat, kuning) >< bbkk (keriput, hijau) F1 : BbKk (bulat, kuning) F1 X F1 : BbKk (bulat, kuning) >< BbKk (bulat, kuning) Gamet : BK. Bk, bk, bk ><BK, Bk, bk, bk Gamet-gamet ini dapat berpasangan secara bebas (Hukum Mendel II) sehingga F2 :dapat digambarkan sebagai berikut : Bulat kuning : 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 13 Keriput kuning : 11, 12, 15 Bulat hijau : 6, 8, 14 Keriput hijau : 16
P : Kuning, halus x Hijau, keriput GGWW ggww Gamet GW gw F1 : Kuning, halus GgWw Menyerbuk sendiri (GgWw x GgWw ) F2 : Gamet GW Gw gw gw Gamet GW GGWW (Kuning, halus) GGWw (Kuning, halus) GgWW (Kuning, halus) GgWw (Kuning, halus) Gw GGWw (Kuning, halus) GGww (Kuning, keriput) GgWw (Kuning, halus) Ggww (Kuning, keriput) gw GgWW (Kuning, halus) GgWw (Kuning, halus) ggww (Hijau, halus) ggww (Hijau, halus) gw GgWw (Kuning, halus) Ggww (Kuning, keriput) ggww (Hijau, halus) ggww (Hijau, keriput) Perbandingan antara B (warna coklat), b (warna putih), S (buntut pendek), dan s (buntut panjang) pada generasi F2
Kesimpulan Mendel 1. Gen diwariskan lewat gamet 2. Hukum Mendel I: gen yang sealel memisah (The law of segregation of allelic genes) 3. Banyaknya mcam gamet yang dibentuk oleh suatu hibrid mengikuti rmus 2n 4. Keturunan F1 adalah seragam 5. Banyaknya kombinasi keturunan persilangan hibrid = (2n)2 6. Jika dominansi nampak sepenuhnya, maka persilangan monohibrid, menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotip 3:1
PERKAWINAN DIHIBRID Persilangan dua individu dengan dua sifat beda, hasilnya dihibrida Perbandingan 9:3:3:1 Rumus meramal pewarisan sifat keturunan 1. Banyak macam gamet = 2n 2. Banyak kombinasi keturunan = (2n)2 3. Banyak individu homozigot = 2n/(2n)2 4. Jumlah kemungkinan fenotip = 2n 5. Bentuk perbandingan fenotip = segitiga Pascal
HK. MENDEL 1 => tentang segregasi bebas (pemisahan gen secara bebas pada saat gametogenesis). - HK. MENDEL 2 => mengenai pengelompokan gen secara bebas (terjadi pada saat fertilisasi).
FORMULASI MATEMATIKA PADA BERBAGAI PERSILANGAN Persilangan Macam gamet Jumlah individu Macam fenotip Macam genotip Nisbah fenotip F Monohibrid 2 4 2 3 3:1 Dihibrid 4 16 4 9 9:3:3:1 Trihibrid 8 64 8 27 27:9:9:9:3:3:3:1 N hibrid 2 n 4 n 2 n 3 n (3:1) n