A. PENGERTIAN PEWARISAN SIFAT
Manusia, hewan maupun tumbuhan memiliki kemampuan menurunkan sifat-sifat kepada keturunannya. Karena kemampuannya itulah manusia, hewan maupun tumbuhan memiliki sifat yang berbeda. Penurunan sifat-sifat dikenal dengan pewarisan sifat atau disebut juga dengan hereditas.
Pewarisan sifat atau hereditas merupakan penurunan sifat dari induk (orang tua) kepada keturunannya (anak). Sifat yang diturunkan ini dapat apa saja. Sebagai contohnya, warna kulit yang diturunkan oleh orang tua kepada anaknya ataupun tinggi badan yang diturunkan oleh orang tua kepada anaknya. Ilmu yang mempelajari tentang pewarisan sifat ini disebut Genetika. Pewarisan sifat ini dikendalikan oleh materi genetis yaitu gen dan kromosom.
 |
| PENGERTIAN DAN KONSEP PEWARISAN SIFAT |
B. KROMOSOM
Kromosom merupakan materi genetis yang bentuknya berupa benang-benang halus (kromatin) yang berfungsi sebagai pembawa informasi genetis kepada keturunannya. Kromosom hanya dapat dilihat di bawah mikroskop yaitu pada saat pembelahan sel terjadi. Jika diamati dengan mikroskop, akan tampak kromosom akan menebal, memendek dan menyerap warna.
Kromosom pada makhluk hidup memiliki jumlah yang berbeda-beda. Seperti pada table di bawah ini:
Pada manusia kromosom terbagi menjadi dua, yaitu:
a. Autosom
Autosom atau yang disebut juga dengan kromosom tubuh berfungsi untuk mengatur sifat-sifat tubuh. Kromosom tubuh (Autosom) ada 22 pasang atau berjumlah 44 buah. Kromosom tubuh pada individu laki-laki maupun perempuan memiliki sifat dan bentuk yang sama.
b. Gonosom
Gonosom atau kromosom seks berfungsi untuk menentukan jenis kelamin. Jumlah kromosom seks pada manusia adalah 1 pasang atau 2 buah. Kromosom seks pada individu laki-laki maupun perempuan memiliki sifat dan bentuk yang tidak sama. Pada laki-laki symbol kromosom seks (gonosom) nya yaitu XY. Sedangkan, pada perempuan adalah XX.
Kromosom yang terletak pada sel tubuh dan berpasangan sehingga disebut kromosom diploid (atau ditulis dengan 2n). Sedangkan, kromosom yang terletak pada sel kelamin tidak berpasangan karena akibat dari pembelahan meiosis sehingga disebut kromosom haploid (atau ditulis dengan n).
2. Struktur Kromosom
Pada Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu bagian kepala kromosom (atau disebut juga dengan sentromer) dan bagian lengan kromosom (atau dikenal dengan lokus). Pada bagian sentromer tidak terdapat gen didalamnya sedangkan, pada bagian lengan atau lokus yang juga merupakan badan pada kromosom didalamnya terdapat gen.
3. Bentuk Kromosom
Kromosom memiliki beberapa bentuk yang berbeda. Ada 4 bentuk kromosom berdasarkan letak sentromernya, yaitu metasentrik, submetasentrik, akrosentrik, dan telosentrik. Cara mudah mengingatnya adalah MeSuAkroTe.
 |
| BENTUK BENTUK KROMOSOM |
C. GEN
Substansi kimia yang terdapat pada kromosom yang berfungsi untuk mempengaruhi ataupun menentukan sifat atau karakteristik setiap makhluk hidup disebut dengan gen.
Gen memiliki beberapa fungsi, antara lain yaitu:
- Mengatur perkembangan dan proses metabolisme individu;
- Menyampaikan informasi genetik dari induk ke anaknya;
- Sebagai zarah tersendiri yang terdapat di dalam kromosom.
Gen terdapat pada lokus kromosom. Ada ribuan gen yang terkandung dalam setiap kromosom. Setidaknya ada ±100.000 gen yang terdapat pada setiap kromosom manusia. Gen-gen yang terdapat di dalam lokus kromosom yang berpasangan atau memiliki bentuk, warna, jumlah, ukuran maupun jenis yang sama disebut dengan alel.
Gen sering disimbolkan dengan huruf kapital ataupun huruf kecil. Dimana huruf kapital untuk gen yang sifatnya “dominan” misalnya M (Merah). Dan huruf kecil untuk gen yang sifatnya “resesif” misalnya m (putih). Gen selalu berpasangan misalnya MM, Mm atau mm. Gen yang mempunyai alel yang sama seperti MM atau mm itu disebut dengan homozigot. Sedangkan gen yang mempunyai alel yang berbeda seperti Mm disebut dengan heterozigot.
Susunan gen yang berfungsi untuk menentukan sifat atau karakteristik suatu individu dikenal sebagai genotipe. Genotipe itu nantilah yang akan memunculkan sifat fenotipe. Secara umum, genotipe adalah sifat pada makhluk hidup yang tidak terlihat atau tampak oleh indera mata. Contohnya, gen warna merah yang disimbolkan dengan MM, gen buah yang bulat disimbolkan dengan BB. Simbol MM dan BB tersebutlah yang dinamakan genotipe. Berbanding terbalik dengan genotipe, fenotipe adalah sifat pada makhluk hidup yang terlihat atau tampak oleh indera mata. Contohnya, bunga warna merah, tinggi badan, rambut keriting, buah bulat, dan buah kisut. Fenotipe ini ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu gen dan lingkungan.
D. PERSILANGAN DALAM PEWARISAN SIFAT
1. Hukum Mendel I
Pewarisan sifat dikemukakan pertama kali oleh Gregor Johann Mendel (1858-1866) yang dikenal sebagai Bapak Genetika. Gregor Johann Mendel melakukan percobaan pada kacang ercis (Pisum sativum). Mendel memilih kacang ercis sebagai bahan percobaannya karena beberapa alasan, yaitu:
- Mudah dikembangbiakkan dan disilangkan
- Mempunyai keturunan yang banyak
- Mempunyai daur hidup yang pendek
Berdasarkan hasil percobaannya tersebut, Mendel menuliskan beberapa hipotesis, yaitu:
- Sifat pada organisme atau individu dikendalikan oleh faktor keturunan dari induknya (baik jantan maupun betina).
- Setiap pasang faktor keturunan menunjukkan alternative sesamanya seperti tinggi atau rendah, bulat atau rendah, dan sebagainya.
- Bila faktor tersebut terdapat dalam satu tanaman maka faktor dominan akan menutupi faktor resesif.
- Pada waktu pembelahan meiosis alel akan memisah secara bebas.
- Individu murni mempunyai pasangan sifat yang sama yaitu dominan saja atau resesif saja.
Dari hasil percobaan dan hipotesis Mendel tersebut, Mendel menyatakan suatu hokum yang bunyinya, “pada waktu pembentukan gamet terjadi pemisahan alternatif gen atau variasi gen yang disebut juga alel secara bebas”. Hukum ini dikenal dengan Hukum Mendel I. Hukum Mendel I dikenal juga dengan Hukum Segregasi Bebas. Hukum Mendel I menyebutkan bahwa pada proses gametogenesis gen-gen akan memisah secara bebas.
a. Persilangan Monohibrid
Persilangan Monohibrid (Mono artinya satu, hybrid artinya persilangan) adalah persilangan antara dua individu dengan satu sifat beda.
Contohnya: persilangan antara tanaman kacang ercis berbiji kuning bergalur murni dengan kacang ercis berbiji hijau. Dimana kacang ercis berbiji kuning lebih dominan terhadap kacang ercis berbiji hijau.
Dari hasil percobaan Mendel saat mempersilangkan kacang ercis dengan satu sifat beda, didapatkan 7 macam sifat beda yang mana hasil keturunan pertamanya (F1) menunjukkan ciri-ciri yang sama dengan salah satu induknya. Berikut tabel hasil percobaan Mendel dari persilangan satu sifat beda:
Setelah mendapatkan keturunan pertama (F1), Mendel mengulang kembali percobaannya tersebut dengan menyilangkan F1 dengan F1 dan menghasilkan F2 yang ternyata beraneka ragam. Sifat-sifat resesif yang sebelumnya tidak muncul pada keturunan pertama (F1) ternyata muncul pada keturunan kedua (F2).
Berikut contoh persilangannya:
Keturunan F2 diatas dapat ditentukan dengan menggunakan tabel Punnet, sebagai berikut:
Maka perbandingan fenotipe dari F2 nya adalah :
Biji kuning : Biji hijau = 3 : 1
Sedangkan untuk perbandingan genotipe dari F2 nya adalah :
KK : Kk : kk = 1 : 2 : 1
- Persilangan monohibrid bisa digunakan pada beberapa persilangan seperti:
- Persilangan resiprok : persilangan dengan induknya (jantan maupun betina) yang ditukarkan sehingga menghasilkan keturunan yang sama.
- Persilangan backcross : persilangan antara individu keturunan F1 dengan salah satu induknya (baik yang homozigot dominan maupun homozigot resesif).
- Persilangan test cross : persilangan antara individu keturunan F1 dengan induk yang resesif.
b. Persilangan Intermediet
Persilangan Intermediet (Intermediet artinya sifat individu yang merupakan gabungan dari kedua induknya). Persilangan ini dilakukan percobaannya oleh Mendel pada bunga pukul empat (Mirabilis jalapa). Mendel menyilangkan bunga pukul empat warna merah dan putih dan menghasilkan keturunan F1 yang merupakan gabungan dari kedua induknya tersebut yaitu berupa warna merah muda.
Contoh persilangannya sebagai berikut:
F2 dari persilangan ini dapat ditentukan dengan menggunakan tabel Punnet seperti pada persilangan monohibrid.
Maka, perbandingan fenotipe dari F2 nya adalah:
Merah : Merah muda : putih = 1 : 2 : 1
Dan untuk perbandingan genotipe dari F2 nya adalah:
MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1
c. Persilangan Dihibrid
Persilangan Dihibrid (Di artinya dua, hibrid artinya persilangan) yaitu persilangan antar dua individu dengan dua sifat beda.
Contohnya yaitu persilangan antara tanaman kacang ercis berbiji bulat berwarna kuning dengan tanaman kacang ercis berbiji kisut berwarna hijau. Dimana, biji bulat dominan terhadap biji kisut, dan biji berwarna kuning dominan terhadap biji berwarna hijau.
Contoh persilangannya seperti berikut ini:
Maka, F2 dari persilangan tersebut dapat ditentukan juga dengan menggunakan tabel Punnet sebagai berikut:
Dari tabel diatas, maka didapatkan rasio (perbandingan) fenotipe dari F2, yaitu:
Bulat kuning : bulat hijau : kisut kuning : kisut hijau = 9 : 3 : 3 : 1
Dan untuk rasio genotipe dari F2 adalah:
BBKK : BBKk : BbKK : BbKk : BBkk : Bbkk : bbKK : bbKk : bbkk =
1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1
Untuk mengetahui hubungan antara banyaknya sifat beda, jumlah gamet, serta banyaknya macam fenotipe dan genotipe pada F2, dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
2. Hukum Mendel II
Hukum Mendel II dikenal juga dengan hukum pengelompokkan gen secara bebas. Dimana Mendel menyatakan bahwa, saat pembentukan gamet faktor-faktor yang menentukan karakter-karakter berbeda yaitu gen diwariskan secara bebas satu sama lain. Hukum tersebut dikenal dengan Hukum Mendel II.
Penyimpangan Semu Hukum Mendel
i. Interaksi antargen (atavisme)
Pengaruh antara dua pasang gen atau lebih yang mempengaruhi suatu individu.
Contohnya adalah pada pial ayam. Misalnya perkawinan antara ayam berpial rose dengan ayam berpial biji. Pada keturunan F1 tidak menyerupai salah satu induknya dan pada F2 memiliki perbandingan 9 : 3 : 3 : 1. Dan pada F2 muncul sifat baru yang tidak muncul pada F1 sebelumnya, yaitu pial walnut dan pial bilah.
ii. Epistasis-Hipostasi
Gen dominan atau gen resesif yang menutupi gen lainnya yang bukan se-alel. Gen yang menutupi disebut dengan epistasis. Dan gen yang ditutupi disebut dengan hipostasi. Pada keturunan F2 perbandingan fenotipenya = 12 : 3 : 1.
iii. Kriptomeri
Gen dominan yang tidak memunculkan atau menampakkan pengaruhnya jika sendiri tanpa adanya pengaruh gen dominan lainnya. Tapi, bila gen tersebut dalam satu individu, maka akan muncul fenotipe baru. Dan perbandingan fenotipe F2 = 9 : 3 : 4.
iv. Polimeri
Pembastaran heterozigotik dengan banyaknya sifat beda yang masing-masing berdiri sendiri, tapi akan mempengaruhi bagian yang sama pada individu. Perbandingan fenotipe F2 = 15 : 1.
v. Gen komplementer
Gen-gen yang berinteraksi dan saling melengkapi, jika salah satu gen tidak hadir maka munculnya suatu sifat atau karakter akan terhalang. Perbandingan fenotipe F2 = 9 : 7.
E. ISTILAH ISTILAH DALAM PEWARISAN SIFAT
- Hereditas adalah pewarisan atau penurunan sifat dari induk kepada keturunannya (anaknya).
- Genetika adalah ilmu yang mempelajari tentang hereditas atau pewarisan sifat.
- Gen adalah substansi kimia yang terdapat pada kromosom yang berfungsi untuk menentukan sifat atau karakter pada makhluk hidup.
- Kromosom adalah benang-benang halus yang berfungsi untuk membawa informasi genetis kepada keturunannya.
- Diploid adalah kromosom yang terletak pada sel tubuh dan berpasangan.
- Haploid adalah kromosom yang terletak pada sel kelamin dan tidak berpasangan karena pembelahan meiosis.
- Sentromer adalah bagian kepala pada kromosom yang tidak berisi gen.
- Lokus adalah bagian lengan pada kromosom yang berisi gen pembawa sifat.
- Alel adalah gen-gen yang terletak pada lokus kromosom dan berpasangan serta memiliki jumlah, warna, bentuk, jenis dan ukuran yang sama.
- Dominan adalah salah satu sifat pada individu yang dapat menutupi sifat individu lainnya.
- Resesif adalah kebalikan dari sifat dominan, yaitu sifat pada individu yang tidak tampak karena tertutupi oleh munculnya sifat dari individu lain yang lebih dominan.
- Homozigot adalah gen yang mempunyai alel yang sama atau gen se-alel, misalnya MM, mm, BB, bb, dll.
- Heterozigot adalah gen yang mempunyai alel yang tidak sama atau gen tidak se-alel, misalnya Mm, Bb, dll.
- Genotip adalah salah satu sifat pada makhluk hidup yang tidak tampak oleh indera mata, misalnya gen bunga berwarna merah disimbolkan dengan MM.
- Fenotipe adalah salah satu sifat pada makhluk hidup yang tampak atau terlihat oleh indera mata, misalnya sifat bunga berwarna merah.
- Monohibrid adalah persilangan antar dua individu dengan satu sifat beda. Misalnya, Kacang ercis biji bulat disilangkan dengan kacang ercis biji kisut.
- Dihibrid adalah persilangan antar dua individu dengan dua sifat beda. Misalnya, kacang ercis biji bulat berwarna kuning disilangkan dengan kacang ercis biji kisut berwarna hijau.
- Intermediet adalah sifat pada suatu individu yang pemunculannya merupakan gabungang dari kedua induknya.
- P (parental) adalah induk atau orang tua.
- F1 adalah fililal pertama atau keturunan pertama.
- F2 adalah filial kedua atau keturunan kedua.