Gen sebagai substansi
hereditas meliputi senyawa kimia penentu sifat individu
Gen adalah Substansi
dasar hereditas yang mengandnung informasi genetik, tersusun dari asam nukleat
(nukleo protein) dan terdapat dilokus gen dalam kromosom.
a) Fungsi Pokok Gen
1. Mengatur perkembangan dan metabolisme individu
2. Menyampaikan informasi genetic kepada generasi berikutnya
Pada zaman gregor mendel , gen sering disebut dengan
istilah factor penentu atau elemen atau determinan.
Thomas Hunt Morgan ( 1866 – 1945), seorang ahli genetika dan embriologi amerika
serikat, mengemukakan pendapatnya bahwa gen adalah substansi hereditas yaitu
suatu kesatuan kimi yang memiliki sifat – sifat sebagai berikut:
1) Gen merupakan zarah tersendiri yang kompak di dalam kromosom.
2) Gen mengandung informasi genetic.
3) Gen dapata menduplikasi diri pada peristiwa mitosis dan meiosis; artinya gen
dapata membelah menjadi dua yang sama persis sehingga dapat menyampaikan
informasi genetic kepada generasi sel berikutnya.
4) Setiap gen menduduki tempat tertentu dalam kromosom, lokasi khusus yang
ditempati gen dalam kromosom disebut lokus gen.
Sepasang kromosom merupakan homolog
sesamanya, berarti dalam kromosom hpmplog juga terdapat lokus gen – gen yang
bersesuaian. Gen – gen yang bersesuaian pada lokus yang bersesuaian pada
kromosom homolog disebut alel (pasangan gen). Jadi gen adalah unit terkecil
bahan sifat keturunan (substansi hereditas) yang berukuran sekitar 4 – 50
milimikron.
b) Hereditas Menurut
Mendel
Hereditas berarti penurunan sifat – sifat
genetic dari orang tua kepada anaknya. Ilmu yang mempelajari tentang hereditas
disebut genetika.
Gregor johan mendel , membuktikan kebenaran penelitiannya dengan membastarkan
tanaman – tanaman yang memiliki sifat berbeda. Tanaman yang dipilih adalah
kacang ercis(pisum sativum), karena memiliki kelebihan – kelebihan sebagai
berikut:
1. Mudah melakukan penyerbukan silang
2. Mudah didapat
3. Mudah hidup atau dipelihara
4. Cepat berbuah atau berumur pendek
5. Dapat terjadi penyerbukan sendiri
6. Terdapat jenis – jenis yang memiliki sifat – sifat yang beda dan menyolok.
Dengan berdasarkan teori mendel, jika kita bastarkan jenis
mangga bergalur murni yag sifat buahnya besar tetapi rasanya masam, dengan
jenis mangga lain bergalur murni dan sifat buahnya kecil namun manis, akan kita
peroleh jenis mangga hibrida(hasil pembastaran) dengan sifat buah yang besar
dan rasanya manis, dengan syarat: sifat besar dominan terhadap sifat kecil ,
dan sifat manis dominan terhadap sifat masam.
Genotip adalah sifat yang tidak tampak yang ditentukan oleh pasangan gen atau
susunan gen dalam individu yang menentukan sifat yang tampak. Sifat yang tampak
dari luar atau sifat keturunan dapat yang dapat kita amati disebut fenotipe.
Contoh :
1) Sifat warna bulu biru pada ayam adalah fenotipe; disimbolkan BB; maka BB
adalh genotype.
2) Sifat pemarah adalah fenotipe; disimbolkan RR; maka RR adalah genotype.
MenurutStern (1930), genotype dan factor lingkungan dapat
mempengaruhi fenotipe.
Dengan demikian dua genotype yang sama dapat menunjukkan fenotipe yang berbeda
apabila lingkungan bagi kedua genotype tersebut berlainan.
Genotype h omozigot BB dan RR kita sebut homozigot dominan, sedang bb dan rr
adalah homozigot resesif.
B (huruf kapital) dengan b (huruf kecil) atau R dengan r merupakan pasangan gen
yang disebut alel. Menurut letaknya , alel adalah gen – gen yang terletak pada
lokus yang bersesuaian dari kromosom homolog. Sedangkan jika dilihat dari
pengaruh gen pada fenotipe, alel ialah anggota dari sepasang gen yang memiliki
pengaruh berlawanan.
Misalnya :
1. B menentukan sifat warna biru pada bulu ayam , sedang b tidak biru (putih
misalnya), maka B dan b merupakan alel.
2. R (pemarah), alelnya r (penyabar). Jadi B dan r bukan alelnya demikian pula
R dengan b juga bukan alelnya.
Jika genotype suatu individu terdiri dari pasangan alel yang tidak sama,
disebut genotype heterozigot (hetero = lain , zigot = hasil persatuan gamet
jantan dan gamet betina sampai terjadi pembelahan). Sedangkan jika genotype
terdiri dari pasangan alel yang sama disebut homozigot.
Perlu dipahami bahwa huruf – huruf BB, bb, RR, rr dan sebagainya yang kita
sebut genootipe dan fenotipe nya merupakan suatu kesepakatan bersama (satu
konversi).
Beberapa konvensi lain yang perlu dikenal disini antara lain:
a. Sifat gen – gen dominan (yang bersifat kuat sehingga menutupi
pengaruh gen alelnya) disimbolkan huruf besar sedangkan gen yang tertutup
(alelnya0 disebut resesif dan disimbolkan dengan huruf yang sama dengan gen
dominan , tetapi degan huruf kecil.
Contoh :
- Besar (B atau R) dominan terhadap kecil (b atau r) dapat ditulis dengan
symbol sebagai berikut: B > b atau R > r.
- Biru ( M atau B )dominan terhadap putih ( m atau b )dapat dituliskan dengan
symbol sebagai berikut: M > m atau B > b
b. Penulisan genotype individu heterozigot sebagai berikut:kedua huruf symbol
alelnya dituliskan dengan sifat dominan (huruf besar) di depan dengan sifat
dominan ( huruf besar) didepan dan sifat resesif (huruf kecil ) di belakang.
Contoh :
Bb bukan bB
Rr bukan rR
Sifat dominan dari dua genotipe yang berbeda dapat mempunyai fenotipe yang
sama.
Contoh :
RR, fenotipenya pemarah
Rr, fenotipenya juga pemarah
Akan tetapi untuk genotipe penyabar selalu rr, jadi fenotipe sifat resesifenya
selalu bergenotipe homozigot.
Ialah suatu persilangan pembastaran dengan satu sifat beda.
Perhatikan diagram monohybrid antara ercis batang tinggi dengan ercis batang
pendek berikut ini :
gambar:monohibrid.jpg
Keterangan:
T : merupakan symbol untuk gen yang menentukan batang tinggi
T : merupakan symbol untuk gen yang menentukan batang pendek
Dengan membuat table seperti dibawah ini , dapat kita ketahui bahwa sifat
batang tinggi (T) dominan terhadap sifat pendek (t).
Tabel Cara Mencari Macam dan Jumlah Gamet
2. Dihibrid
Ialah suatu persilangan (pembastaran) dengan dua sifat beda. Untuk
membuktikan hukum mendel II yang terkenal dengan prinsip berpasangan secara
bebas, mendel melakukan eksperimen dengan pembastaran tanaman pisum sativum
bergalur murni dengan memperhatikan dua sifat beda, yaitu biji bulat berwarna
kuning dengan galur murni berbiji kisut, berwarna hijau. Gen B (bulat) dominan
terhadap b (kisut), dan K (kuning ) dominan terhadap k (hijau). Untuk lebih
jelasnya lihat skema table dibawah ini:
Skema persilangan
P1 : BBKK >< bbkk
(bulat, kuning) (kisut, hijau)
Gamet : BK bk
F1 : BbKk (fenotipe berbiji bulat, berendosperma kuning)
Gamet F1 : BK , Bk, bK dan bk
F1 >< F1
P2 : BbKk BbKk
F2:
BK Bk bK bk
BK BBKK (1) BBKk (2) BbKk (3) BbKk (4)
Bk BBKk (5) BBkk (6) BbKk (7) Bbkk (8)
bK BbKK (9) BbKk (10) bbKK (11) bbKk (12)
bk BbKk (13) Bbkk (14) Bbkk (15) bbkk (16)
Fenotipe pada F2 :
a. Bulat, kuning : 1,2,3,4,5,7,9,10,13
b. Bulat, hujau : 6,8,14
c. Kisut kuning : 11, 12, 15
d. Kisut, hijau : 16
Rasio Genotipe:
BBKK : BBKk : BbKK : BbKk : BBkk : Bbkk :
bbKK : bbKk : bbkk
(9 genotipe)
1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1
Rasio fenotipe:
Bulat kuning : bulat hijau : kisut kuning : kisut hijau
(4 genotipe)
9 : 3 : 3 : 1
Dalam membuat perhitungan itu Mendel menganggap bahwa gen – gen
pembawa kedua sifat itu berpisah secara bebas terhadap sesamanya sewaktu
terjadi pembentukan gamet. Hukum mendel II ini disebut juga HUKUM PENGELOMPOKAN
GEN SECARA BEBAS. Jadi pada dihibrid BbKk, misalnya
Gen B mengelompok dengan K ------ gamet BK
Gen B mengelompok dengan k ------ gamet Bk
Gen b mengelompok dengan K ----- gamet bK
Gen b mengelompok dengan k ----- gamet bk
Angka – angka perbandingan fenotipe F2 monohibrid = 3 :1, sedangkan
perbandingan fenotipe F2 dihibrid = 9 : 3 : 3 : 1, akan tetapi
dalam kenyataannya perbandingan yang diperoleh tidak sama persis seperti angka
perbandingan diatas, melainkan mendekati perbandingan 3 : 1 atau 9 ;
3 : 3 : 1
Misalnya :
Pada mono hybrid diperoleh perbandingan
Batang tinggi : batang pendek
787 : 277
2,84 : 1
3 : 1
Dihibrid diperoleh perbandingan
Bulat kuning = 315 tanaman
Bulat hijau = 101 tanaman
Kisut kuning = 108 tanaman
Kisut hijau = 32 tanaman
Angka – angka tersebut menunjukkan suatu perbandingan yang
mendekati 9 ; 3 : 3 :1
Pada dihibridisasi intermediet (dominansi tidak penuh), fenotipe
F1 tidak sama dengan salah satu fenotipe induk melainkan mempunyai sifat
diantara kedua gen dominan dan gen resesif , seperti terlihat pada skema dibawah
ini.
Jika prinsip mendel kita jadikan 4 prinsip maka dapat disimpulkan
sbb:
1) Prinsip hereditas, meyatakan bahwa pewarisan sifat – sifat organisme
dikendalikan oleh factor menurun (gen).
2) Prinsip segregasi bebas : pada pembentukan gamet , pasangan gen memisah
secara bebas sehingga tiap gamet mendapatkan salah satu gen dari pasangan gen
(alel) tadi.
3) Prinsip berpasangan bebas : pada pembuahan (fertilisasi) , gen – gen
dari gamet jantan maupun gen - gen dari gamet betina akan berpasangan secara
bebas.
4) Prinsip dominansi penuh atau tidak penuh (intermediet): fenotipe (pengaruh )
gen dominan akan terlihat menutupi pengaruh gen resesif. Sedangkan pada prinsip
dominansi tidak penuh, fenotipe gen pada individu heterozigot berada di antara
pengaruh kedua alel gen yang menyusunnya.
Prinsip – prinsip mendel tersebut diatas mudah dibuktikan bila
diadakan perkawinan (penyilangan ) resiprok.
Penyilangan resiprok adalah penyilangan gamet jantan dan gamet betina
dipertukarkan sehingga menghasilkan keturunan yang sama
4. Backcross dan Testcross
Backcross adalah perkawinan antara individu F1 dengan salah satu induknya
(induk dominan dan resesif). Tujuan backcross adalah untuk mencari genotip
orang tua. Perhatikan skema perkawinan berikut:
Testcross adalah perkawinan antara
F1 dengan salah satu induk yang resesif. Testcross disebut juga perkawinan
pengujian (uji silang) karena bertujuan untuk mengetahui apakah suatu individu
bergenotipe homozigot (bergalur murni) atau heterozigot. Jika hasil testcross
menunjukkan perbandingan fenotipe keturunan yang memisah 1 : 1, maka dapat
disimpulkan bahwa individu yang diuji tersebut adalah bukan galur murni ,
berarti heterozigot. Sedangkan jika hasil testcross 100% berfenotipe sama
berarti homozigot.