PEWARISAN SIFAT


A. MATERI GENETIS
Menurut kamu, bagian tubuh manakah yang berperan
terhadap pewarisan sifat dari orang tua kepada anaknya? Di dalam
setiap sel terdapat faktor pembawaan sifat keturunan (materi genetis),
misalnya pada sel tulang, sel darah, dan sel gamet. Substansi
genetis tersebut terdapat di dalam inti sel (nukleus), yaitu pada
kromosom yang mengandung gen. Gen merupakan substansi hereditas
yang terdiri atas senyawa kimia tertentu, yang menentukan
sifat individu. Gen mempunyai peranan penting dalam mengatur
pertumbuhan sifat-sifat keturunan. Misalnya pertumbuhan bentuk
dan warna rambut, susunan darah, kulit, dan sebagainya.
1. Gen sebagai Substansi Hereditas
Morgan, seorang ahli genetika dari Amerika menemukan
bahwa faktor-faktor keturunan yang dinamakan gen tersimpan di
dalam lokus yang khas di dalam kromosom.
Gen-gen terletak pada kromosom secara teratur dalam satu
deretan secara linier dan lurus berurutan. Dengan menggunakan
simbol, kromosom dapat digambarkan sebagai garis panjang
vertikal dan gen-gen sebagai garis pendek horizontal pada garis
vertikal tersebut. Karena letak gen yang linier dan lurus berurutan,
maka secara simbolik dapat dilukiskan pula garis-garis pendek
horizontal (gen-gen) tersebut berderetan.

Dari sekian banyak gen yang berderet secara teratur pada
benang-benang kromosom, masing-masing gen mempunyai tugas
khas dan waktu beraksi yang khas pula. Ada gen yang menunjukkan
aktivitasnya saat embrio, lainnya pada waktu kanak-kanak ataupun
gen lainnya lagi setelah spesies menjadi dewasa. Mungkin juga
suatu gen aktif pada suatu organ namun tidak aktif pada organ yang
lain. Setiap gen menduduki tempat tertentu dalam kromosom yang
dinamakan lokus gen.
Gen yang menentukan sifat-sifat dari suatu individu biasanya
diberi simbol huruf pertama dari suatu sifat. Gen dominan (yang
mengalahkan gen lain) dinyatakan dengan huruf besar dan resesif
(gen yang dikalahkan gen yang lain) dinyatakan dengan huruf kecil.
Sebagai contoh, pada tanaman ercis dapat dinyatakan
T = simbol untuk gen yang menentukan batang tinggi;
t = simbol untuk gen yang menentukan batang rendah.
Karena tanaman ercis individu yang diploid, maka simbol
tanaman itu ditulis dengan huruf dobel.
TT= simbol untuk tanaman berbatang tinggi;
tt = simbol untuk tanaman berbatang rendah.
2. Kromosom sebagai Pembawa Sifat Individu
Kromosom terdapat di dalam nukleus mempunyai susunan
halus berbentuk batang panjang atau pendek, lurus atau bengkok.
Di dalam nukleus terdapat substansi berbentuk benang-benang
halus, seperti jala yang dapat menyerap zat warna. Benang-benang
halus tersebut dinamakan retikulum kromatin. Retikulum berarti jala
yang halus. Kroma berarti warna, dan tin berarti badan.
Kromosom dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop
biasa pada sel-sel yang sedang membelah. Dalam sel yang aktif
melakukan metabolisme, kromosom-kromosom memanjang dan
tidak tampak. Namun, menjelang sel mengalami proses pembelahan,
kromosom-kromosom tersebut memendek dan menebal, serta
mudah menyerap zat warna, sehingga mudah kita lihat melalui
mikroskop. Contoh-contoh zat warna yang dapat digunakan, antara
lain sudan III, hematoksilin, metilen biru, dan KI.
a. Jumlah dan tipe kromosom
Setiap organisme mempunyai jumlah kromosom tertentu,
ada yang banyak ada pula yang hanya sedikit. Manusia mempunyai
46 kromosom dalam setiap inti selnya, 23 kromosom berasal dari
ibu dan 23 kromosom berasal dari ayah. Manusia memulai hidupnya
dari sebuah sel, yaitu sel telur yang dibuahi sel sperma. Sel telur dan
sel sperma masing-masing mempunyai 23 kromosom (n). Sel telur
yang telah dibuahi sel sperma akan menjadi zigot. Zigot yang
terbentuk mempunyai 46 kromosom (2n).

Pada makhluk hidup tingkat tinggi, sel tubuh mengandung
dua perangkat atau dua set kromosom yang diterima dari kedua
induknya. Kromosom yang berasal dari induk betina berbentuk
serupa dengan kromosom yang berasal dari induk jantan, sehingga
sepasang kromosom yang berasal dari induk jantan dan induk betina
disebut kromosom homolog. Pengertian kromosom homolog, yaitu
kromosom yang mempunyai bentuk, fungsi, dan komposisi yang
sama. Jumlah kromosom dalam sel tubuh disebut diploid (2n).
Adapun jumlah kromosom dalam sel kelamin dinamakan haploid
(n), karena hanya memiliki separo dari jumlah kromosom dalam sel
tubuh. Dua perangkat atau dua set kromosom haploid dari suatu
spesies disebut genom. Dengan demikian, genom dapat dikatakan
sebagai jumlah macam kromosom atau perangkat kromosom dalam
suatu individu. Contoh: manusia mempunyai 23 pasang kromosom
haploid maka dalam sel tubuhnya berarti terdapat 2 × 23 = 46
kromosom (diploid).

Kromosom yang dimiliki oleh organisme secara umum dapat
dibedakan menjadi dua tipe, yaitu kromosom tubuh (autosom) dan
kromosom seks (gonosom). Autosom terdapat pada individu jantan
maupun betina dan sifat-sifat yang dibawa tidak ada hubungannya
dengan penentuan jenis kelamin. Gonosom merupakan kromosom
yang menentukan jenis kelamin suatu individu.
b. Struktur kromosom
Secara garis besar, struktur kromosom terdiri atas sentromer
dan lengan. Sentromer atau kinetokor adalah bagian dari kromosom
tempat melekatnya benang-benang spidel yang berperan menggerakkan
kromosom selama proses pembelahan sel. Bagian ini
berbentuk bulat dan tidak mengandung gen. Sentromer disebut juga
pusat kromosom. Berdasarkan letak sentromernya, kromosom
dibedakan menjadi empat macam, yaitu metasentrik, jika sentromer
terletak di tengah-tengah antara kedua lengan; submetasentrik, jika
sentromer terletak agak ke tengah sehingga kedua lengan tidak
sama panjang; akrosentrik, jika sentromer terletak di dekat ujung,
telesentrik, jika sentrometer terletak di ujung lengan kromosom.

Lengan atau badan kromosom adalah bagian kromosom
yang mengandung kromonema (pita bentuk spiral di dalam kromosom)
dan gen. Selubung pembungkus kromonema disebut matriks.
Gen merupakan substansi (bahan dasar) kimia di dalam kromosom
yang mengandung informasi genetik (pembawa sifat). Kromosom
dibentuk oleh protein dan asam-asam nukleat. Bagian ujung
kromosom yang menghalangi bersambungnya kromosom yang
satu dengan lainnya disebut telomer.

B. HEREDITAS MENURUT MENDEL
Untuk membuktikan kebenaran teorinya, Mendel telah
melakukan percobaan dengan membastarkan tanaman-tanaman
yang mempunyai sifat beda. Tanaman yang dipilih adalah tanaman
kacang ercis (Pisum sativum). Alasannya tanaman tersebut mudah
melakukan penyerbukan silang, mudah didapat, mudah hidup atau
mudah dipelihara, berumur pendek atau cepat berbuah, dapat terjadi
penyerbukan sendiri, dan terdapat jenis-jenis yang memiliki sifat
yang mencolok. Sifat-sifat yang mencolok tersebut, misalnya:
warna bunga (ungu atau putih), warna biji (kuning atau hijau),
warna buah (hijau atau kuning), bentuk biji (bulat atau kisut), sifat
kulit (halus atau kasar), letak bunga (di ujung batang atau di ketiak
daun), serta ukuran batang (tinggi atau rendah).
Beberapa kesimpulan penting tentang hasil percobaan
Mendel sebagai berikut.
1. Hibrid (hasil persilangan antara dua individu dengan tanda beda)
memiliki sifat yang mirip dengan induknya dan setiap hibrid
mempunyai sifat yang sama dengan hibrid yang lain dari spesies
yang sama.

2. Karakter atau sifat dari keturunan suatu hibrid selalu timbul kembali
secara teratur dan inilah yang memberi petunjuk kepada Mendel
bahwa tentu ada faktor-faktor tertentu yang mengambil peranan
dalam pemindahan sifat dari satu generasi ke generasi berikutnya.
3. Mendel merasa bahwa ”faktor-faktor keturunan” itu mengikuti
distribusi yang logis, maka suatu hukum atau pola akan dapat
diketahui dengan cara mengadakan banyak persilangan dan
menghitung bentuk-bentuk yang berbeda, seperti yang tampak
dalam keturunan.
1. Terminologi
Untuk mengerti jalannya penelitian Mendel, kamu perlu
mempelajari beberapa istilah yang terkait dalam pewarisan sifat.
Istilah-istilah tersebut sebagai berikut.
a. P = singkatan dari kata Parental, yang berarti induk.
b. F = singkatan dari kata Filial, yang berarti keturunan. F1 berarti
keturunan pertama, F2 berarti keturunan kedua, dan seterusnya.
c. Fenotipe = karakter (sifat) yang dapat kita amati (bentuk, ukuran,
warna, golongan darah, dan sebagainya).
d. Genotipe = susunan genetik suatu individu (tidak dapat diamati).
e. Simbol untuk suatu gen (istilah pengganti untuk “faktor
keturunan”) dikemukakan dengan sebuah huruf yang biasanya
merupakan huruf pertama dari suatu sifat. Misalnya R = gen yang
menyebabkan warna merah (rubra), sedangkan r = gen yang
menyebabkan warna putih (alba). Dalam hal ini merah dominan
terhadap putih. Oleh karena itu, diberi simbol dengan huruf besar.
Gen yang resesif diberi simbol dengan huruf kecil.
f. Genotipe suatu individu diberi simbol dengan huruf dobel, karena
individu itu umumnya diploid. Misalnya: RR = genotipe untuk
tanaman berbunga merah, sedangkan rr = genotipe untuk tanaman
berbunga putih.
g. Homozigotik = sifat suatu individu yang genotipenya terdiri atas
gen-gen yang sama dari tiap jenis gen (misalnya RR, rr, AA,
AABB, aabb, dan sebagainya)
Heterozigotik = sifat suatu individu yang genotipenya terdiri atas
gen-gen yang berlainan dari tiap jenis gen (misalnya Rr, Aa, AaBb,
dan sebagainya).
h. Alel = anggota dari sepasang gen, misalnya: R = gen untuk warna
bunga merah dan r = gen untuk warna bunga putih, T = gen
untuk tanaman tinggi dan t = gen untuk tanaman rendah. R dan r
satu sama lain merupakan alel, tetapi R dan t bukan alel.

2. Persilangan antara Dua Individu dengan Satu Sifat Beda
Persilangan antara dua individu dengan satu sifat beda
disebut persilangan monohibrid. Dominasi dapat terjadi secara
penuh atau tidak penuh (kodominan). Masing-masing dominasi ini
menghasilkan bentuk keturunan pertama (F1) yang berbeda.
Persilangan monohibrid akan menghasilkan individu F1 yang
seragam, apabila salah satu induk mempunyai sifat dominan penuh
dan induk yang lain bersifat resesif. Apabila dilanjutkan dengan
menyilangkan individu sesama F1, akan menghasilkan keturunan
(individu F2) dengan tiga macam genotipe dan dua macam fenotipe.
Sebaliknya, apabila salah satu induknya mempunyai sifat dominan
tak penuh (intermediate), maka persilangan individu sesama
F1 akan menghasilkan tiga macam genotipe dan tiga macam
fenotipe. Contoh persilangan monohibrid dominan penuh terjadi
pada persilangan antara kacang ercis berbunga merah dengan
kacang ercis berbunga putih.
Mendel menyilangkan kacang ercis berbunga merah (MM)
dengan kacang ercis berbunga putih (mm) dan dihasilkan individu
F1 yang seragam, yaitu satu macam genotipe (Mm) dan satu
macam fenotipe (berbunga merah). Pada waktu F2, dihasilkan tiga
macam genotipe dengan perbandingan 25% MM: 50% Mm : 25%
Mm atau 1 : 2 : 1 dan dua macam fenotipe dengan perbandingan
75% berbunga merah : 25% berbunga putih atau merah : putih =
3 : 1. Pada individu F2 ini, yang berfenotipe merah dapat dibedakan
menjadi dua kelompok, yaitu 2/3 bergenotipe heterozigot (Mm) dan
1/3 homozigot dominan (MM).

Contoh persilangan monohibrid dominan tak penuh adalah
persilangan antara tanaman bunga pukul empat berbunga merah
dengan tanaman bunga pukul empat berbunga putih. Mendel
menyilangkan tanaman bunga pukul empat berbunga merah (MM)
dengan putih (mm) menghasilkan individu F1 yang seragam, yaitu
satu macam genotipe (Mm) dan satu macam fenotipe (berbunga
merah muda). Pada individu F2 dihasilkan tiga macam genotipe
dengan perbandingan 25% MM : 50% Mm : 25% mm atau 1 : 2 : 1
dan 3 macam fenotipe dengan perbandingan 25% berbunga merah :
50% berbunga merah muda : 25% berbunga putih atau merah :
merah muda : putih = 1 : 2 : 1. Pada individu F2 ini yang berfenotipe
merah dan putih selalu homozigot, yaitu MM dan mm.

Perbandingan genotipe F2 = MM : Mm : mm
= 1 : 2 : 1
Perbandingan fenotipe F2 = Merah : Merah muda : Putih
= 1 : 2 : 1
Jika kita perhatikan kedua contoh persilangan di atas, pada
saat pembentukan gamet terjadi pemisahan gen-gen yang sealel,
sehingga setiap gamet hanya menerima sebuah gen saja. Misalnya
pada tanaman yang bergenotipe Mm, pada saat pembentukan
gamet, gen M memisahkan diri dengan gen m, sehingga gamet yang
terbentuk memiliki gen M atau gen m saja. Prinsip ini dirumuskan
sebagai Hukum Mendel I (Hukum Pemisahan Gen yang Sealel)
yang menyatakan bahwa “Selama meiosis, terjadi pemisahan
pasangan gen secara bebas sehingga setiap gamet memperoleh satu
gen dari alelnya.”

3. Persilangan antara Dua Individu dengan Dua Sifat Beda
Persilangan antara dua individu dengan dua sifat beda disebut
juga persilangan dihibrid. Pada persilangan tersebut Mendel
menyilangkan tanaman ercis dengan biji yang mempunyai dua sifat
beda, yaitu bentuk dan warna biji. Kedua sifat beda tersebut
ditentukan oleh gen-gen sebagai berikut.
B = gen yang menentukan biji bulat.
b = gen yang menentukan biji keriput.
K = gen yang menentukan biji berwarna kuning.
k = gen yang menentukan biji berwarna hijau.
Jika tanaman kapri yang berbiji bulat kuning (BBKK)
disilangkan dengan kapri yang berbiji keriput hijau (bbkk), semua
tanaman F1 berbiji bulat kuning. Jika tanaman F1 dibiarkan mengadakan
penyerbukan sendiri, F2 memperlihatkan 16 kombinasi yang
terdiri atas empat macam fenotipe, yaitu tanaman berbiji bulat
kuning, bulat hijau, keriput kuning, dan keriput hijau. Dalam
percobaan ini Mendel mendapatkan 315 tananman berbiji bulat
kuning, 100 tanaman berbiji bulat hijau, 101 tanaman berbiji keriput
kuning, dan 32 tanaman keriput hijau. Angka-angka tersebut menujukkan
suatu perbandingan fenotipe yang mendekati 9 : 3 : 3 : 1.
Pada saat pembentukan gamet (pembelahan meiosis) anggota
dari sepasang gen memisah secara bebas (tidak saling memengaruhi).
Oleh karena itu, pada persilangan dihibrid tersebut terjadi
empat macam pengelompokan dari dua pasang gen, yaitu:
a. gen B mengelompok dengan gen K, terdapat dalam gamet BK;
b. gen B mengelompok dengan gen k, terdapat dalam gamet Bk;
c. gen b mengelompok dengan gen K, terdapat dalam gamet bK;
d. gen b mengelompok dengan gen k, terdapat dalam gamet bk;
Prinsip tersebut di atas dirumuskan sebagai Hukum Mendel
II (Hukum Pengelompokkan Gen secara Bebas) yang menyatakan
bahwa:
a. setiap gen dapat berpasangan secara bebas dengan gen lain
membentuk alela,
b. keturunan pertama menunjukkan sifat fenotipe dominan,
c. keturunan kedua menunjukkan fenotipe dominan dan resesif dengan
perbandingan tertentu, misalnya pada persilangan monohibrid
3 : 1 dan pada persilangan dihibrid 9 : 3 : 3 : 1.
Untuk memperjelas pemahamanmu tentang persilangan
dihibrid, perhatikan bagan persilangan antara kapri (ercis) biji bulat
warna kuning dengan kapri biji keriput warna hijau yang menghasilkan
F1 berupa kapri berbiji bulat warna kuning.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: