Buku Hukum Mendel

KATA PENGANTAR

Assalamu’ alaikum Wr. Wb

Alhamdulillah puji dan syukur atas kehadirat Allah Swt yang telah memberikan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan buku ini tepat waktu dan buku ini yang berjudul : Hukum Mendel. Adapun tujuan penulis membuat buku ini yaitu untuk memenuhi tugas mata kuliah media dan Teknologi yang dibimbing oleh dosen Yanti Herlanti, M.Pd. . Semoga buku ini dapat bermanfaat dan berguna bagi pembaca.

Demikian buku ini dibuat kami menyadari didalam penyusunan dan pembuatan buku ini masih banyak kekurangan dan maka dari pada itu kritik dan saran sangat kami harapkan untuk mencapai kesempurnaan buku ini agar lebih baik lagi,dan  atas kritik dan saran kami  ucapkan terimakasih.

Wassalamua’laikum Wr. Wb

Tangerang, November 2014

       penyusun

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ................................................................. 1

Daftar Isi ............................................................................ 2

Pendahuluan ..................................................................... 3

Hukum mendel 1 .......................................................................................................... 6

Hukum mendel 2 .......................................................................................................... 6

1.    Hibridisasi ................................................................................................................. 7

A.      Monohibrid......................................................................................................... 7

B.      Dihibrid .............................................................................................................. 8

C.      Polihibrid ........................................................................................................... 9

Penyimpangan semu hukum mendel .................................................................... 9

1.      Komplementer .......................................................................................................... 9

2.      Polimeri .................................................................................................................... 10

3.      Epistasis dan hipostasis ....................................................................................... 11

A.      Epistasis dominan .......................................................................................... 11

B.      Epistasis resesif .............................................................................................. 11

C.      Epistasis dominan dan resesif ..................................................................... 12

4.      Kriptomeri ................................................................................................................ 13

PENDAHULUAN

Hukum pewarisan Mendel adalah hukum mengenai 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 pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme, yang kita kenal dengan hukum segregasi dan hukum asortasi bebas, yang telah di jabarkan oleh  Gregor Johann Mendel . Mendel mengatakan 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 sebagaimana bunyi hukum mendel I, dan bunyi hukum mendel II, menyatakan bahwa bila dua individu mempunyai dua pasang atau lebih sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada pasangan sifat yang lain.

Catatan :

Sebelum mempelajari hukum mendel, alangkah baiknya kita mengetahui terlebih dahulu. Apasih hukum mendel itu? Siapa penemu hukum mendel itu?

Genetika adalah ilmu yang mempelajari pewarisan sifat dari induk kepada keturunannya. Gregor Johann mendel (1822-1884), seorang biarawan disebuah biara di Brunn, Austria. Dia datang di biara itu pada tahun 1843 sebagai anak miskin. Dalam tahun 1851 ia dikirim ke Universitas Wina untuk belajar ilmu pengetahuan alam, tetapi ia tidak mendapatkan nuilai baik untuk fisika dan matematika. Ketika ia kembali ke kota burnn mulailah ia pada tahun 1857 mengumpulkan beberapa jenis ercis (pisum sativum) untuk dipelajari perbedaannya satu dengan lainnya dan melakukan percobaan dengan menyilangkan kacang ercis (Pisum sativum), setelah ia kurang lebih tujuh tahun lamanya mengadakan pengamatan secara teliti dan saksam, maka tahun 1985 ia membawakan hasil percobaannya pada pertemuan ilmiah yang diselenggarakan oleh perhimpunan Pengetahuan Alam di Brunn. Pada tahun 1866 karya ilmiah itu di cetak oleh Perhimpunan tersebut, yang kemudian menyebar luaskannya ke berbagai perpustakaan di Eropa dan Amerika. Akan tetapi setelah para ahli mendengar dan membaca karya ilmiah tersebut, tiada seorangpun diantara mereka pada abad ke-19 itu yang dapat menghargai dan menganggap penting hasil percobaan mendel. Baru kira-kira 40 tahun kemudian, yaitu pada permulaan abad ke-20, publikasi Mendel itu diakui kebenarannya oleh para biologiwan De Vries (belanda 1900), Correns (Jerman, 1900) dan Tschermak (Austria, 1900), yang bekerja sendiri-sendiri di negaranya masing-masing. Sejak itulah Mendel dinyatakan sebagai pencipta atau bapak Genetika.

Alasan Mendel memilih kacang ercis sebagai bahan percobaan adalah :

a.       Memiliki pasangan sifat beda yang mencolok

b.      Melakukan penyerbukan sendiri

c.       Mudah dilakukan penyerbukan silang

d.      Waktu yang diperlukan untuk menghasilkan keturunan cepat

e.       Mempunyai keturunan banyak

.

Catatan :

Langkah awal sebelum dilakukan perhitungan terhadap pengamatannya adalah menentukan galur murni jenis tanaman yang dijadikan percobaan. Tanaman galur murni adalah tanaman yang apabila dilakukan penyerbukan sendiri akan menghasilkan keturunan yang semuanya mempunyai sifat yang sama dengan induknya. Dalam percobaannya Mendel melakukan perkawinan silang dengan menyerbukkan sendiri antara dua varietas ercis yang berbeda sebagai induk-induknya. Turunan hasil perkawinan silang ini disebut hybrid, sedangkan prosesnya hibridisasi.

Dari hasil percobaan yang diperolehnya, Mendel menyusun beberapa hipotesis, yaitu :

a.       Setiap sifat pada organisme dikendalikan oleh satu pasang factor keturunan, satu dari induk jantan dan satu induk betina.

b.      Setiap pasang factor keturunan menunjukkan bentuk alternative sesamanya, misalnya tinggi atau rendah, bulat atau keriput, kuning atau hijau. Kedua bentuk alternative ini disebut alel.

c.       Bila pasangan factor itu terdapat bersama-sama dalam satu tanaman, factor dominasi akan menutup factor resesif.

d.      Pada waktu pembentukan gamet, pasangan factor atau masing-masing alel akan memisah secara bebas.

e.       Individu murni mempunyai alel sama, yaitu dominan saja atau resesif saja.

Catatan :

A.   HUKUM MENDEL

Hukum Mendel I (Segregation of allelic genes)

 Hukum Mendel I disebut juga hukum segregasi adalah mengenai kaidah pemisahan alel pada waktu pembentukan gamet. Pembentukan gamet terjadi secara meiosis, dimana pasangan – pasangan homolog saling berpisah dan tidak berpasangan lagi atau terjadi pemisahan alel – alel suatu gen secara bebas dari diploid menjadi haploid. Dengan demikian setiap sel gamet hanya mengandung satu gen dari alelnya

Fenomena ini dapat diamati pada persilangan monohybrid, yaitu persilangan satu karakter dengan dua sifat beda.

			Persilangan Monohibrid
P1	UU	x	Uu
	(Ungu)		(Putih)
G1	U	X	u
F1		Uu

Pada waktu pembentukan gamet betina, UU memisah menjadi U dan U, sehingga dalam sel gamet tanaman ungu hanya mengandung satu macam alel yaitu alel U. Sebaliknya tanaman jantan berbunga putih homozigot resesif dan genotipenya uu. Alel ini memisah secara bebas menjadi u dan u, sehingga gamet – gamet j antan tanaman putih hanya mempunyai satu macam alel , yaitu alel u. Proses pembentukan gamet inilah yang menggambarkan fenomena Hukum Mendel I.

Hukum Mendel II (Independent Assortment of Genes)

Hukum Mendel II disebut juga hukum asortasi. Menurut hukum ini, setiap gen / sifat dapat berpasangan secara bebas dengan gen / sifat lain. Hukum ini berlaku ketika pembentukan gamet pada persilangan dihibrid.

		Persilangan Dihibrid
P1	BBKK	x	Bbkk
	(Biji bulat kuning)		(Biji keriput Hijau)
G1	BK	x	bk
F1		BbKk
P2	BbKk	x	BbKk
G2	BK, Bk, bK,bk		BK, Bk, bK,bk

Catatan :

Pada waktu pembentukan gamet parental ke-2, terjadi penggabungan bebas (lebih tepatnya kombinasi bebas) antara B dan b dengan K dan k. Asortasi bebas ini menghasilkan empat macam kombinasi gamet, yaitu BK, Bk, bK, bk. Proses pembentukan gamet inilah yang menggambarkan fenomena Hukum Mendel II.

HIBRIDISASI

Hukum I mendel dapat dibuktikan dengan penyilangan satu sifat beda (monohibrid). Adapun Hukum II Mendel dapat di buktikan melalui penyilangan dua sifat beda (dihibrid) atau lebih (polihibrid). Hukum I Mendel dan Hukum II Mendel terjadi pada proses gametogenesis atau pembelahan meiosis. Berikut ini akan dibahas mengenai penyilangan antara individu berbeda sifat untuk membuktikan Hukum Mendel.

a.   Monohibrid

Monohibrid adalah persilangan yang hanya menggunakan 1 macam gen yang berbeda atau menggunakan satu sifat beda.

Contoh soal :

b.

Catatan :

Dihibrid

Dihibrid adalah persilangan yang menggunakan dua sifat beda atau dua pasang kromosom yang berbeda.

Contoh soal

c.

Catatan :

Polihibrid

Polihibrid adalah persilangan tiga atau lebih sifat beda. Untuk menentukan rasio genotipe dan fenotipe hasil persilangan tiga atau lebih sifat, dapat digunakan seperti cara pada dihibrid.

Penyimpangan Semu Hukum Mendel

Pada sub unit sebelumnya, telah dikemukakan Hukum I Mendel yang mengungkapkan bahwa ketika sel membelah, terjadi pemisahan gen sealel. Hukum II Mendel menyatakan adanya pengelompokan gen secara bebas. Seperti telah diketahui, persilangan antara dua individu dengan satu sifat beda (monohibrid) akan menghasilkan rasio fenotipe 9:3:3:1. Penyimpangan semu adalah terjadinya perubahan rasio karena gen memiliki sifat yang berbeda-beda. Jadi, rasio fenotipe tidak akan sama seperti yang telah diuraikan pada hukum mendel.

Pada 1906, W. Bateson dan R.C Punnet menemukan bahwa pada persilangan f2 dihasilkan rasio fenotipe 14:1:1:3. Mereka menyilangkan kacang kapri berbunga ungu yang serbuk sarinya lonjong dengan kacang kapri berbunga merah yang serbuk sarinya bundar. Rasio fenotipe dari keturunan ini menyimpang dari Hukum Mendel yang seharusnya pada keturunan kedua (F2) perbandingan fenotipenya 9:3:3:1.

pada umumnya, gen memiliki pekerjaan sendiri-sendiri untuk penumbuhan karakter, tetapi ada beberapa gen yang berinteraksi atau dipengaruhi oleh gen lain untuk menumbuhkan karakter. Gen tersebut mungkin terdapat pada kromosom yang sama atau pada kromosom yang berbeda.

Interaksi antargen akan menimbulkan perbandingan fenotipe keturunan yang menyimpang di hukum mendel, keadaan ini disebut penyimpangan hukum Mendel. Menurut Mendel, perbandingan fenotipe F2 pada persilangan dihibrid adalah 9:3:3:1. Apabila terjadi penyimpangan hukum Mendel, perbandingan fenotipe F2 dapat menjadi 9:3:3:1 atau 12:3:1. Perbandingan tersebut merupakan moodifikasi dari 9:3:3:1. Interaksi gen yang menyebabkan terjadinya penyimpangan hukum Mendel ada 5 bentuk, yaitu komplementer, polimeri, epistasis, hipostasis, dan kriptomeri.

1. Komplementer

Gen komplementer adalah gen-gen yang berinteraksi dan saling melengkapi. Kehadiran gen-gen tersebut secara bersama-sama akan memunculkan karakter (fenotip) tertentu. Sebaliknya, jika salah satu gen tidak hadir maka pemunculan karakter (fenotip) tersebut akan terhalang atau tidak sempurna. Perhatikan contoh berikut.

 Pemunculan suatu pigmen merupakan hasil interaksi dua gen, yaitu gen C dan gen P.

Gen C : mengakibatkan munculnya bahan mentah pigmen.

Gen c : tidak menghasilkan pigmen.

Gen P : menghasilkan enzim pengaktif pigmen.

Gen p : tidak mampu menghasilkan enzim.

Catatan :

Perhatikan persilangan yang menunjukkan adanya gen komplementer antara individu CCpp (putih) dengan individu ccPP (putih) pada diagram berikut.

2. Polimeri

Polimeri terjadi karena dua gen memproduksi bahan yang sama dan menghasilkan fenotip yang sama. Contohnya adalah sifat warna merah pada gandum. Warna merah tersebut dikendalikan oleh pasangan alel dominan resesif yang terdapat pada dua gen yang berbeda lokus. Warna merah akan muncul apabila terdapat alel dominan di salah satu atau kedua lokus.

Misalnya, pasangan alel penghasil warna merah pada gambar adalah M1 dan m1, sedangkan pada lokus lain juga terdapat pasangan alel M2 dan m2. Jika gandum berkulit merah (homozigot dominan) disilangkan dengan gandum berkulit putih (homozigot resesif), maka akan menghasilkan fenotip gandum berkulit merah semua. Bila F1 disilangkan sesamanya, akan dihasilkan gandum berkulit merah : berkulit putih = 15 : 1.

Catatan :

 

Dari tabel persilangan di atas dapat disimpulkan bahwa dua pasang alel yang berlainan mempengaruhi sifat yang sama, yaitu warna bunga. Pengaruh gen-gen yang mengendalikan warna merah (M1 dan M2) bersifat kumulatif, artinya makin banyak jumlah gen, pengaruhnya makin jelas.

                                                                

3.  Epistasis dan hipostasis

Epistasis dan hipostasis merupakan interaksi yang berlangsung pada fenotip yang dihasilkan oleh dua gen. Kedua gen bekerja menghasilkan fenotip yang berbeda, tetapi fenotip dari salah satu gen yang dominan dapat menutupi penampakan dari fenotip yang dihasilkan oleh gen dominan yang lain apabila kedua gen hadir bersama. Gen dominan yang menutupi gen dominan yang lain disebut epistasis, sedangkan gen yang tertutupi disebut hipostatis.

a.)    Epistasis Dominan

Pada epistasis dominan terdapat satu gen dominan yang bersifat epistasis. Misalnya warna umbi lapis pada bawang (Allium sp.). A merupakan gen untuk umbi merah dan B merupakan gen untuk umbi kuning. Gen merah dan kuning dominan terhadap putih. Perkawinan antara tanaman bawang berumbi lapis kuning homozigot dengan yang merah homozigot menghasilkan tanaman F1 yang berumbi lapis merah.

     

Keturunan F2 terdiri atas 16 kombinasi dengan perbandingan 12/16 merah : 3/16 kuning : 1/16 putih atau 12 : 3 : 1. Perbandingan itu terlihat menyimpang dari hukum Mendel, tetapi ternyata tidak. Perbandingan 9 : 3 : 3 : 1 untuk keturunan perkawinan dihibrid hanya mengalami modifikasi saja, yaitu 9 : 3 : 3 : 1 menjadi 12 : 3 : 1.

Perhatikan diagram persilangan berikut.

b.)    Epistasis Resesif

Pada peristiwa epistasis resesif terdapat suatu gen resesif yang bersifat epistasis terhadap gen dominan yang bukan alelnya (pasangannya). Gen resesif tersebut harus dalam keadaan homozigot, contohnya pada pewarisan warna rambut tikus. Gen A menentukan warna hitam, gen a menentukan warna abu-abu, gen C menentukan enzim yang menyebabkan timbulnya warna dan gen c yang menentukan enzim penghambat munculnya warna. Gen C bersifat epistasis. Jadi, tikus yang berwarna hitam memiliki gen C dan A. Perhatikan diagram persilangan berikut.

Catatan :

Jadi, perbandingan fenotip F2 = hitam : abu-abu : putih = 9 : 3 : 4.

c.)Epistasis Dominan dan Resesif

Epistasis dominan dan resesif (inhibiting gen) merupakan penyimpangan semu yang terjadi karena terdapat dua gen dominan yang jika dalam keadaan bersama akan menghambat pengaruh salah satu gen dominan tersebut. Peristiwa ini mengakibatkan perbandingan fenotip F2 = 13 : 3. Contohnya ayam leghorn putih mempunyai fenotip IICC dikawinkan dengan ayam white silkre berwarna putih yang mempunyai genotip iicc. Perhatikan diagram berikut.

Catatan:

C = gen yang menghasilkan warna.

c = gen yang tidak menghasilkan warna (ayam menjadi putih).

I = gen yang menghalang-halangi keluarnya warna (gen ini disebut juga gen penghalang atau inhibitor).

i = gen yang tidak menghalangi keluarnya warna. Coba perhatikan diagram hasil persilangan F1 di atas. Meskipun gen C mempengaruhi munculnya warna bulu, tetapi karena bertemu dengan gen I (gen yang menghalangi munculnya warna), maka menghasilkan keturunan dengan fenotip ayam berbulu putih. Jadi, perbandingan fenotip:

Catatan :

F2 = ayam putih : ayam berwarna

     =13/16 : 3/16 = 13 : 3

4.  Kriptomeri

Kriptomeri merupakan penyimpangan hukum mendel dimana gen-gen dominan nonalel yang seolah-olah tersembunyi jika berdiri sendiri dan pengaruhnya akan Nampak setelah gen-gen dominan muncul secara bersamaan. Peristiwa kriptomeri ini dapat dijumpai pada pada pembentukan warna bunga Linaria maroccana

Bunga Linaria maroccana

Bunga Linaria memiliki warna merah, ungu dan putih. Pembentukan warna ini ditentukan oleh ada tidaknya pigmen antosianin serta keadaan PH pada bunga tersebut.  Gen yang membentuk pigmen antosianin bersifat dominan, sedangkan gen penentu PH basa bersifat dominan terhadap PH asam.

Berikut kuncinya

warna	Pigmen dan PH	rumus	Genotip
merah	Memiliki antosianin, PH asam	A_bb	AAbb, Aabb
ungu	Memiliki pigmen antosianin, PH basa	A_B_	AABB,AaBb, AABb,AaBB
putih	Tidak memiliki pigmen antosianin, PH basa ataupun PH asam	aaB_, aabb	aaBb, aaBB, aabb

Catatan :

Contoh:  disilangkan bunga linaria warna merah(AAbb) dengan bunga warna putih(aaBB) terjadi kriptomeri terhadap bunga linaria. Tentukan F2 nya.

Persilangan pada Linaria maroccana

Persilangan pada Linaria maroccana