MENDELISME

Setiap makhluk hidup memiliki sifat alamiah yaitu mengadakan keturunan, supaya jenisnya tidak akan punah. Pembiakan dapat berlangsung dengan dua jalan, ialah :

1.        Secara vegetative (aseksual), berbagai cara dapat dibedakan :

a.         Dengan pembelahan sel. Satu sel membelah menjadi dua dan seterusnya, seperti yang dapat dilihat dari Bakteri.

b.         Dengan spora seperti yang dilakukan oleh bakteri, cendawan, lumut dan paku-pakuan.

c.         Dengan stek seperti tanaman ubi kayu, bunga mawar, dsb.

d.        Dengan cangkokan seperti pada pohon buah-buahan (manga, jambu, dsb)

Oleh karena pada pembiakan vegetative tidak terjadi persilangan, maka keturunan yang dihasilkan akan selalu memiliki sifat seperti induknya.

2.        Secara generative (seksual). Cara ini umum dilakukan oleh makhluk hidup tingkat tinggi. Pada pembiakan generative diperlukan adanya gamet-gamet (sel-sel kelamin) yang berbeda jenis kelaminnya. Biasanya gamet betina dinamakan sel telur (ovum),sedangkan yang jantan spermatozoa. Pada tumbuh-tumbuhan gamet betina disebutmikrospora (karena lebih besar bentuknya), sedang yang jantan mikrospora(bentuknya lebih kecil). Pembiakan generative mempunyai arti lebih penting bagi genetika karena pada pembiakan ini terjadi pembuahan antara gamet jantan dan gamet betina.

Beberapa pendapat yang mengawali Hukum keturunan

Beberapa pendapat atau anggapan yang terdapat di kalangan para ahli dahulu kala ialah antara lain :

1.        Ovisma, yaitu anggapan bahwa yang sesungguhnya memiliki sifat keturunan ialah sel telur yang dihasilkan individu betina. Individu jantan hanya menghasilkan cairan yang berguna untuk menggiatkab perkembangan sel telur.

2.        Animalkulisma. Setelah alat mikroskop ditemukan dapat dibuktiakn bahwa di dalam cairan yang dihasilkan individu jantan terdapat hewan-hewan kecil, yang waktu itu disebut animalkulus dan kini dikenal dengan nama spermatozoa. Ditegaskna bahwa di dalam spermatozoa inilah terdapat sifat-sifat keturunan, sedang sel telur hanyalah merupakan tempat berkembangnya spermatozoa.

3.        Teori preformasi, Anthonie van Leeuwenhoek (1632-1723), Swammerdam (1637-1680) dan Bonnet (1720-1793) melalui mikroskop yang masih amat sederhana merasa seolah-olah ada makhluk hidup berbentuk manusia kecil di dalam spermatozoa. Anggapan ini diperkuat lagi oleh pendapat ahli-ahli lainnya yang melihat pula bentuk manusia kecil di dalam sel telur. Dengan demikian maka teori preformasi ini mempunyai anggapan bahwa calon manusia itu sudah terdapat sebelumnya, yaitu di dalam gamet-gamet.

4.        Teori epigenesis yang diikuti oleh Wolff (1733-1794) Von Baer (1792-1876). Teori ini mengatakan bahwa spermatozoa maupun sel telur tidak memiliki susunan seperti yang dikemukakan oleh teori preformasi, melainkan sel telur yang telah dibuahi oleh spermatozoa akan mengadakan pertumbuhan sedikir demi sedikit.

5.        Teori pengenesis yang dikemukakan oleh seorang biologiwan bernama Charles Darwin (1809-1882). Dikatakan bahwa di dalam sel kelamin terdapatlah tunas-tunas, yang akhirnya akan tumbuh menjadi makhluk baru setelah sel telur dibuahi oleh spermatozoa.

6.        Teori plasma benih yang dikemukakan oleh August Weismann (1834-1914). Dikatakan bahwa gamet itu tidak dibentuk oleh jaringan tubuh, melainkan oleh jaringan khusus. Berhubung dengan itu kerusakan pada salah satu jaringan tubuh tidak akan mempengaruhi gamet, sehingga kerusakan pada jaringan tubuh itu tidak akan diwariskan kepada keturunan.

Gambar 1-1. Gregor Mendel (1822-1884), rahib Austria yang karena percobaan-percobaannya dengan tanaman ercis (Pisum sativum) telah meletakkan dasar untuk ilmu Genetika. (dikutip dari buku GARDNER, E.J,: Genetics-didalam buku genetika strata 1 UGM press)

MONOHIBRID

Dominansi

Mendel telah memilih tanaman ercis untuk percobaannya karena :

1.        Tanaman ini hidupnya tak lama (merupaka tanaman setahun), mudah tumbuh dan mudah disilangkan

2.        Memiliki bunga sempurna, artinya pada bunga itu terdapat benang sari (alat jantan) dan putik (alat betina), sehingga biasanya terjadi penyerbukan sendiri. Perkawinan silang dapat berlangsung asal dengan pertolongan manusia. Penyerbukan sendiri yang berlangsung beberapa generasi terus-menerus akan menghasilkan galur murni, yaitu keturunan yang selalu memiliki sifat keturunan yang sama dengan induknya.

3.        Tanaman ini memiliki tujuh sifat dengan perbedaan yang mencolok, seperti batang tinggi lawan kerdil, buah polongan berwarna hijau lawan kuning, bunga berwarna ungu lawan putih, bunganya terletak aksial (sepanjang batang) lawan terminal (pada ujung batang), biji yang masak berwarna hijau lawan kuning, permukaan biji licin lawan berkerut, warna kulit biji abu-abu lawan putih.

Sesungguhnya diwaktu Mendel masih hidup belum diketahui tentang bentuk dan susunan sifat keturunan. Mendel menyebut bahan keturunan itu factor penentu. Tetapi kini factor penentu itu lebih dikenal dengan istilah gen (Inggris : gene; Jerman : Gen; Belanda : Geen; Perancis : gene). Dengan diketemukannya kromoson (yaitu benda-benda halus berbentuk batang lurus atau bengkok di dalam sel), maka Wilhelm Roux (1883) berpendapat bahwa kromosom adalah pembawa factor keturunan. Pandapat ini diperkuat oleh eksperimen T. Boveri dan W.S. Sutton (1902) yang membuktikan bahwa gen adalah bagian dari kromosom. Teori ini dikenal sebagai Teori kromosom.

Kemudian diketahui bahwa gen diwariskan dari orang tua kepada keturunannya lewat gen.

Diwaktu Mendel mengawinkan tanaman ercis berbatang tinggi dengan yang berbatang keridl, maka semua tanaman keturunan pertama seragam berbatang tinggi. Suatu tanda bahwa sifat tinggi mengalahkan sifat kerdil. Sifat demikian disebut sifat dominan’ sifat yang dikalahkan disebut sifat resesif. Ketika tanaman-tanaman keturunan pertama tadi dibiarkan menyerbuk sendiri didapatkan tanaman-tanaman keturunan kedua yang memperlihatkan pemisahan dengan perbandingan kira-kira ¾ batang tinggi : ¼ batang kerdil.

Untuk menerangkan hasil percobaan Mendel itu secara genetic perlu dikenal terlebih dahulu penggunaan beberapa symbol (tanda) seperti :

P : induk/orang tua (asal dari bahasa latin parens = orang tua)

F : keturunan (asal dari bahasa latin filius). Maka F₁ = keturunan pertama; F₂ = keturunan kedua, dst.

♂ : tanda kelamin jantan

♀ : tanda kelamin betina

Gen biasanya diberi symbol dengan huruf pertama dari suatu sifat. Gen dominan dinyatakan dengan huruf besar, sedang yang resesif dengan huruf kecil. Misalnya :

                        T = symbol untuk gen yang menentukan batang tinggi

                        t = symbol untuk gen yang menentukan batang kerdil.

Oleh karena tanaman itu merupakan individu yang diploid, maka symbol ditulis dengan huruf dobel. Misalnya :

            TT : symbol untuk tanaman berbatang tinggi

            Tt : symbol untuk tanaman berbatang kerdil.

Percobaan Mendel tersebut diatas dapat diikuti secara genetic seperti diagram perkawinan pada gambar 1.2.

Gambar 1.2. diagram perkawinan dari percobaan Mendel antara tanaman ercis berbatang tinggi dan kerdil.

Sifat keturunan yang dapat kita amati/lihat (warna, bentuk, ukuran) dinamakanfenotip. sifat dasar yang tak tampak dan tetap (artinya tidak berubah-ubah karena lingkungan) pada suatu individu denamakan genotip (misalnya TT,tt). Stern (1930) berpendapat bahwa genotip dan lingkungan dapat menetapkan fenotip atau dengan kata lain fenotip merupakan resultante dari genotip dan lingkungan. Dengan demikian, maka dua genotip yang sama dapat menunjukkan fenotip yang berlainan, apabila lingkungan kedua fenotip itu berlainan. Contohnya anak kembar satu telur tentunya memiliki genotip yang sama, tetapi jika kedua anak itu dibesarkan dalam lingkungan yang berbeda, maka akhirnya mereka masing-masing akan memiliki fenotip yang berlainan.

Anggota dari sepasang gen yang memiliki pengaruh berlawanan disebut alel. Misalnya T menentukan sifat tinggi pada batang, sedangkan t menentukan batang kerdil. Maka T dan t merupakan alel. Tetapi andaikan R adalah gen yang menentukan warna merah pada bunga, maka T dan R bukan alel.

Homozigot ialah individu yang genotipnya terdiri dari alel yang sama (misalnya TT, tt), sedangkan heterozigot adalah individu yang genotipnya terdiri dari pasangan alel yang tidak sama (misalnya Tt). Homozigot dapat dibedakan atas homozigot dominan (TT) dan homozigot resesip (tt).

Fenotip dua individu dapat sama tetapi genotipnya berbeda. Misalnya tanaman berbatang tinggi dapat mempunyai genotip TT atau Tt.

Hasil perkawinan antara dua individu yang mempunyai sifat beda dinamakanhybrid, jadi tanaman F1 pada contoh di muka merupakan hibrid. Berdasarkan banyaknya sifat beda yang terdapat pada suatu individu, dapat dibedakan :

            Monohibrid, ialah suatu hibrid dengan satu sifat beda (Aa)

            Dihibrid, ialah suatu hibrid dengan dua sifat beda (AaBb)

            Trihibrid, ialah suatu hibrid dengan tiga sifat beda (AaBbCc), dst.

Apabila diagram perkawinan di muka diikuti dapat terlihat bahwa ada pemisahan alel pada waktu tanaman yang heterozigotik (F1) membentuk gamet, sehingga gamet memiliki salah satu alel. Jadi ada gamet dengan alel T da nada gamet dengan alel t. Prinsip ini dirumuskan sebagai Hukum Mendel I yang terkenal dengan nama Hukum Pemisahan gen yang sealel (dalam bahasa Inggris disebut “The Law of Segregation of allelic genes”). Berhubung dengan itu sifat batang kerdil yang dalam F1 tidak tampak, dalam F2 akan tampak kembali.

Beberapa kesimpulan penting dapat diambil dari perkawinan dua individu dengan satu sifat beda, yaitu :

1.        Semua individu F1 adalag seragam

2.        Jika dominansi Nampak sesungguhnya, maka individu F1 memiliki fenotip seperti induknya yang dominan

3.        Pada wkatu individu F1 yang heterozigotik itu membentuk gamet-gamet terjadilah pemisahan alel, sehingga gamet hanya memiliki salah satu alel saja

4.        Jika dominansi Nampak sepenuhnya, maka perkawinan monohybrid (Tt x Tt) menghasilkan keturunan yang memperlihatkan perbandingan fenotip 3:1 (yaitu ¾ tinggi : ¼ kerdil) tetapi memperlihatkan perbandingan genotip 1 : 2 : 1 (yaitu ¼ TT : 2/4 Tt : ¼ tt)

Tentu saja dalam kenyataannya perbandingan fenotip 3:1 itu tidak selalu tepat. Misalnya saja pada percobaan Mendel itu didapatkan keturunan F2 yang terdiri dari 787 tanaman batang tinggi dan 277 tanaman batang kerdil atau dalam perbandingan 2,84 : 1.