PRAKTIKUM VII

A.      Judul Praktikum : GENETIKA MENDEL

B.       Tujuan Praktikum :

1.      Mendefinisikan istilah gen, lokus, genotip, fenotip, genom, dominan dan resesif

2.      Menyusun persilangan dengan satu sifat berbeda

C.    Dasar Teori

Pengetahuan mengenai adanya sifat menurun pada makhluk hidup sebenarnya sudah lama berkembang, hanya belum dipelajari secara sistematik. Penelitian mengenai pola-pola penurunan sifat baru diketahui pada abad 19 oleh Mendel. Ilmu yang mempelajari mekanisme pewarisan sifat menurun (hereditas) dari induk (parental) kepada keturunannya (filial) disebut ilmu keturunan atau genetika (berasal dari bahasa latin, genos : asal usul).

Orang pertama  yang mengadakan percobaan perkawinan silang adalah Gregor Mendel (1822-1884). Dalam melakukan percobaan mula-mula Mendel memilih tanaman ercis karena kacang ercis memiliki tujuh sifat yang kontras.

1.      Hukum Dominan

Pada pembastaran dengan satu sifat yang berbeda (monohibrid) Mendel menyilangkan tanaman ercis yang berbiji bulat dengan yang berbiji kisut. Pada generasi pertama (F₁) ternyata semua bijinya bulat. Akan tetapi bila F_1-nya dibiarkan menyerbuk sendiri ternyata pada F_2-nya ada yang berbiji bulat dan ada  yang berbiji kisut. Pada F₁ sifat biji bulat menutupi sifat biji kisut (sifat dominan), sedangkan sifat yang ditutupi yaitu sifat biji kisut disebut sifat resesif.

Dari hasil percobaan inilah Mendel menyimpulkan hukum dominannya, yaitu : Bila menyilangkan dua organisme (homozigot) yang murni yang mempunyai pasangan sifat yang kontras maka, hanya satu sifat muncul pada generasi pertama (F₁)”.

Contoh :

P                      :       Biji Bulat            X                          Biji Kisut

                                    BB                                                       bb

G                     :             B                                                       B

 

F₁                     :                                        Bb

                                    Bb  X Bb          (Bulat)

Gamet F₁         :           B, b

                                    B, b

F_{2                           :}

♂              ♀	B	b
B	BB (Bulat)	Bb (Bulat)
B	Bb (Bulat)	bb (Kisut)

Ratio fenotip : 3 : 1

Ratio genotip : 1 : 2 : 1

2.      Sifat Intermediat

       Hukum dominan tidak berlaku untuk semua sifat. Sebagai contoh persilangan antara Mirabilis jalapa yang berbunga merah (MM) dengan berbunga putih (mm) F₁ nya berbunga merah muda. Bila tanaman F₁ dibiarkan menyerbuk sendiri maka F₂ akan berbunga merah, merah muda, dan putih dengan perbandingan 1 : 2 : 1

3.      Sifat Kodominan

       Pada kodominan, sifat dominan dan resesif muncul berdampingan pada F₁ sehingga tampak adanya percampuran sifat. Contohnya pada persilangan sapi shorthorn yang berbulu merah dengan sapi yang berbulu putih. Sapi merah genotipnya (RR) sedangkan sapi putih (rr). Keturunan F₁  diperoleh sapi berwarna cokelat. Warna cokelat bukan warna intermediat antara merah dan putih.

4.      Hukum Segregasi

Hukum ini segregasi disebut juga hukum pemisahan faktor atau gen sealel.

Mendel mengemukakan:

“Hibrid yang heterozigot pada generasi pertama F₁ yang memiliki sifat yang kontras (dominan atau resesif) gen-gennya berkumpul bersama-sama tetapi keduanya tidak bercampur dan kedua gen ini memisah pada saat pembentukan gamet.”

Pada persilangan tanaman ercis yang berbiji bulat dengan yang berbiji kisut, F₁-nya berbiji bulat heterozigot. Bila F₁ dibiarkan menyerbuk sendiri, pada F₂ diperoleh ratio genotip dengan perbandingan 3 : 1. Munculnya biji yang keriput pada F₁ disebabkan adanya proses segregasi atau pemisahan gen sealel.

Penyimpangan semu hukum mendel

sebenarnya masih mengikuti hukum mendel ———> alel berinteraksi.
dikenal beberapa bentulc ———> ratio fenotip f2)

1.      interaksi pasangan alela pada varitas ayam ——> 9 : 3 : 3 : 1

2.      polimeri (nielson-echle) pada varitas gandum ——> 15 : 1
polimeri pada manusia misalnya peristiwa pigmentasi kulit.

3.      kriptomeri pada tanaman "pukul empat" (mirabilis jalapa)
percobaan pada linaria maroccana ———> 9 : 3 : 4

4.      epistasis & hipostasis pada varitas gandum———> 12 : 3 : 1

5.      koepistasis pada lathyrusodoratus ———> 9 : 7
(lathyrus odoratus = varitas ercis yang berbiji manis).

 Polimeri adalah pembastaran heterozigot dengan banyak sifat beda yang berdiri sendiri-sendiri tetapi mempengaruhi bagian yang same dari suatu organisme. Kriptomeri adalah pembastaran heterozigot dengan adanya sifat yang "tersembunyi" (kriptos) yang dipengaruhi oleh suatu keadaan, pada bunga linaria maroccana adalah ph air sel. Epistasis adalah faktor pembawa sifat yang menutup pemunculan sifat yang lain sekalipun sifat tersebut dominan.Hipostasis adalah faktor yang tertutupi oleh faktor lain.

Atavlsmea dalah sifat yang hipostasis pada suatu keturunan yang pada suatu seat muncul kembali (reappearence). Memiliki sifat yang sama. Contoh kasus persilangan antara biji gandum berwarnamerah dan biji gandum berwarna putih dengan M1 dan M2, sedangkan gen putihdisimbolkan dengan m1 dan m2.

P1 = Genotipe:

M1M1M2M2x m1m1m2m2

Fenotipe : merah putih

Gamet:M1M2m1m2F1 Genotipe:M1m1M2m2Fenotipe:merah

P2 = Genotipe:M1m1M2m2 x M1m1M2m2

Gamet:M1M2, M1m2, m1M2, dan m1m2

Berdasarkan hasil generasi F2 dapat diketahui, bahwa fenotipe merah akanselalu muncul jika mendapatkan gen dominan M berapapun jumlahnya. Fenotipe putih hanya akan muncul, jika tidak terdapat gen dominan M. Semakin banyakjumlah gen dominan, maka sifat yang muncul akan semakin kuat. Jadi, satu ciridipengaruhi oleh banyak gen dan terjadi secara akumulatif. Contoh polimeri yanglain adalah warna kulit dan warna iris pada mata manusia. Gen Komplementer adalah interaksi antara dua gen dominan, jika terdapatbersama-sama akan saling melengkapi sehingga muncul fenotipe alelnya. Bilasalah satu gen tidak ada, maka pemunculan sifat terhalang.

a.   Genotip     :           Informasi genetik yang dimiliki oleh seuatu / seorang                         individu

b.   Fenotip      :           Sifat atau karakter yang tampak pada suatu individu yang dapat diamati adanya

c.   Genetika    :           Ilmu yang mempelajari bagaimana sifat keturunan (hereditas diturunkan kepada anak dan cucu)

d.   Gen           :           suatu materi yang mengatur berbagai karakter dalam tubuh

 Kromosom terletak pada inti sel (nukleus), dimana pada tiap kromosom ada lokus (lokasi khusus) yang ditempati oleh sepasang alel yang bisa disebut dengan gen. Didalam gen sendiri itulah ada materi genetik yang disebut dengan DNA sebagai pembawa sifat.

Adapun bagian dari kromosom adalah :

a.       Sentromer : berfungsi untuk pegangan benang – benang gelondong pada saat proses metafase terjadi.

b.      Lengan : Lengan juga bisa disebut sebagai bagian tubuh dari kromosom

Ada beberapa tipe dari kromosom berdasarkan letak sentromernya :

a.       metasentris : letak sentromer tepat di tengah dari lengan – lengan dari kromosom.

b.      submetasentris : letak dari sentromer agak di ujung sehingga antara lengan atas dan legan bawah tidak seimbang.

c.       Akrosentris : letak dari sentromer mendekati ujung, sehingga hanya sisa sedikit lengan pada kromosom.

d.      Telosentris : Letak sentromer pas di ujung lengan yang lainnya, sehingga tidak ada pembagian dari lengan

Selain itu, tipe kromosom dibedakan menjadi:

a.       Autosom : biasa disebut sebagai kromosom tubuh. Tidak mempengaruhi jenis kelamin. Terdiri dari 22 pasang, atau 44 kromosom.

b.      Genosom : biasa disebut sebagai kromosom sex. Kromosom inilah yang mempengaruhi jenis kelamin. Kromosom ini ada 2 jenis, yang masing – masing terdiri dari 1 pasang, yaitu :

1.      Kromosom X

2.      Kromosom Y, yang terdiri dari :

a.       Ginospermium : 22aa + Kromosom X

b.      Androsperium : 22aa + Kromosom Y

Sekarang kita berbicara tentang DNA, dimana DNA juga penting dalam pola pewarisan sifat. DNA trerletak ada di beberapa bagian, antara lain :

a.       Nukleus

b.      mitokondria →  pada tumbuhan dan hewan

c.       sitoplasma → pada ganggang dan tumbuhan tingkat tinggi

Replikasi DNA. Ada 3 macam DNA dalam melakukan replikasi, anatara lain :

a.       Semikonservatif →rantai doubel helix memisah, lalu muncul rantai lain disebelahnya

b.      Konservatif → doubel helix tidak memisah, lalu terbentuk rantai doubel helik juga disebelahnyac.

c.       Dispertive → ranatai doubel helik ada yang terpotong, lalu timbul rantai baru melengkapi rantai yang terpotong

Selain DNA penting dalam pola pewarisan, RNA juga penting. Pada hewan prokariot fungsi dari DNA digantikan oleh RNA.
Adapun ada 2 macam RNA, contohnya :

a.       RNA genetik →RNA yang terdapat pada organisme yang tidak memiliki DNA sehingga fungsi RNA sama dengan RNA. Contohnya pada virus.

b.      RNA non genetik → RNA yang terdapat ada organisme yang mempunyai DNA, contohnya pada manusia. RNA ini juga dibedakan menjadi beberapa macam, menuruut fungsinya :

1.      m-RNA → disebut juga RNA duta atau disebut dengan kodon. Fungsinya adalah membawa kode genetik dr nukleus ke ribosom. m-RNA dibentuk di inti.

2.      t-RNA → disebut dengan RNA transfer, terdapat di ribosom. Fungsinya adalah untuk penerjemahan kodon dari RNA duta. Dapat disebut juga sebagai antikodon.

3.      r-RNA → berfungsi membantu t-RNA untuk menerjemahkan kodon dan membantu merakit asam amino perbedan DNA dan RNA

D.    Alat dan Bahan

1.      Wadah 2 buah

2.      Kancing genetika (model gen) warna merah sebanyak 20 buah

3.      Kancing genetika (model gen) warna putih sebanyak 20 buah

E.     Cara Kerja

1.      Menyediakan gen masing-masing 20 buah, lalu menandai wadah yang satu degan huruf A dan lainnya dengan huruf B.

2.      Memasukkan ke dalam wadah A dan B, masing-masing 10 buah model gen kemudian mengocokkannya agar kedua model gen tercampur.

3.      Dengan mata tertutup mengambil secara serentak model gen dari wadah berulang kali sampai habis.

4.      Mengamati model gen yang terambil, kemudian mencatat kode susunan gen itu ke dalam tabel hasil pengamatan.

F.     Hasil Pengamatan dan Pembahasan

1.                  Persilangan monohibrid

No	RR	Rr	rr
1	ü
2			ü
3		ü
4			ü
5			ü
6	ü
7			ü
8	ü
9		ü
10		ü
11		ü
12		ü
13	ü
14	ü
15			ü
16		ü
17		ü
18			ü
19	ü
20		ü

Jumlah yang didapat adalah RR = 6 , Rr =8, rr = 6.

Perbandingan yang didapat adalah 1 : 2 : 1. Dominan penuh adalah 6 dan dominan tak penuh adalah 8.

2.      Dihibrid

Dan dari 600 kali pengambilan diperoleh data sebagai berikut :     

No	Model gen	BK	Bk	bK	bk
1	BK	lllll lllll ll	lllll lllll lllll   lllll	lllll lllll lllll lllll ll	lllll lllll lllll l
2	Bk	lllll lllll lllll	lllll lllll lllll	lllll lllll lllll lll	lllll lllll llll
3	bK	lllll lll	lllll lll	ll	lllll lllll ll
4	Bk	lllll lllll ll	lllll l	lllll lll	lllll lllll ll

Model Gen

BBKK = 12

BBKk = 36

BBkk = 30

BbKK = 54

BbKk = 14

Bbkk = 20

BbKK = 2

bbKk = 20

bbkk = 12

Dimana menghasilkan :

B-K = 132

B-k = 34

b-K = 22

b-k = 12

Model Gen	11	11	111	1V	Jumlah
BBKK	14	14	12	24	64
BBKk	30	18	36	22	106
BBkk	16	16	14	24	70
BbKK	28	18	30	24	100
BbKK	38	46	54	22	160
Bbkk	20	20	20	20	80
BbKK	18	18	2	20	58
bbKk	20	36	20	24	100
Bbkk	16	14	12	21	62

                                          

Pada tabel pertama diperoleh bahwa gen M-M berjumlah 33 buah, gen M-P berjumlah 47 buah dan gen P-P berjumlah 20 buah. Sehingga perbandingan gennya adalah M-M : M-P : P-P = 33 : 47 : 20 = 1 : 2 : 1. Karena gen merah bersifat dominan, maka perbandingan fenotipnya adalah 3 : 1.

Pada tabel kedua diperoleh bahwa gen merah-merah berjumlah 147 buah, gen merah-putih sebanyak 290 buah, dan gen putih-putih sebanyak 161 buah. Sehingga perbandingan genotipnya adalah M-M : M-P : P-P = 147 : 290 : 161 = 1 : 2 : 1. Karena gen merahnya bersifat dominan, maka perbandingan fenotipnya adalah 3 : 1.

Meskipun demikian juga terjadi penyimpangan data pada tabel pertama karena adanya dominasi tak penuh pada gen. Percobaan pada bunga Antirrhinummajus.
BACK CROSS → perkawinan antara F2 dengan salah satu indukaya.
TEST CROSS → perkawinan antara F2 dengan induk atau individu yang homozigotresesif

Pembahasan :

Percobaan ini tersebut bahwa karakter-karakter itu tidak melebur, tetapi melakukan segregasi menurut keasliannya pada turunan kedua. Dengan demikian karakter-karakter itu bebas satu dari yang lain dan masing-masing diwariskan dari induk kepada turunannya (offspring) sebagai satuan-satuan terpisah. 

Kesimpulan tersebut mengimplikasikan bahwa warna bunga merah (fenotipe A) sesungguhnya mengandung dua unsur genotipe (Aa). Keduanya bersegregasi dan muncul pada turunan berikutnya. Bentuk genotipe A dan a disebut juga bentuk-bentuk alternatif, dan disebut allela (alleles =gen-gen pasangan). Allela kuat (dominant) selalu akan menutupi allela lemah (recessive) dalam ekspresi fenotipiknya. Dan karakter bersifat lemah akan muncul bilamana pasangan genotipenya juga lemah (misalnya a berpasangan dengan a = putih). Namun demikian, dominansi sempurna tidak selalu berlaku. Allela terkadang menunjukkan dominansi parsial atau bahkan tidak menunjukan dominansi, atau codominance.

percobaan kawin silangnya untuk dua karakter berbeda yaitu antara kapri berbiji merah dan bulat dengan kapri berbiji putih dan kisut. Pada turunan pertamanya diperoleh biji berwarna merah dan bulat. Hasil ini persis sama dengan prinsip dominansi yang telah dibuktikan pada percobaan terdahulunya yaitu bahwa biji bulat berwarna merah merupakan karakter dominan. Sewaktu kawin sendiri, hasil bijinya memiliki komposisi fenotipe 9 berbiji bulat merah, 3 berbiji kisut merah, 3 berbiji bulat putih, dan 1 berbiji kisut putih.  

Hasil percobaan lanjutannya ini tetap konsisten dengan prinsip segregasi hasil percobaan pertama yaitu bahwa karakter-karakter asli muncul kembali pada turunan keduanya. Hal yang lebih menarik pada percobaan kedua ini adalah bahwa selain muncul dua tipe parental: biji merah bulat, dan biji putih kisut; juga muncul tipe-tipe antara yang mungkin (reciprocal) yaitu: biji merah kisut dan biji putih bulat. Tipe-tipe baru ini disebut tipe-tipe rekombinan (recombinant types). 

Karena tersembunyinya genotipe resesif oleh efek allela dominan pada F1, kawin-silang balik (backcross) antara gamet yang genotipenya tidak diketahui (misalnya biji dengan fenotipe merah bulat) dengan gamet yang berasal dari biji homosigot resesif (dalam hal ini biji kisut putih), maka segregasi bebas gamet-gamet dari biji dengan genotipe yang tidak diketahui akan muncul dalam setiap kombinasi dengan gamet-gamet resesif. Sehingga, kombinasi setiap susunan genetis mungkin yang fenotipenya tidak diketahui, akan muncul dalam biji hasil kawin silang balik.

Inferensi lanjut dari temuan ini ialah bahwa pada turunan F2, pembentukan gamet melibatkan asosiasi acak dari setiap kombinasi yang mungkin antara satu dari allela-allela karakter warna biji dengan satu dari allela-allela bentuk biji (prinsip berpasangan bebas; Mendel’s principle of independent assortment). 

Dengan demikian, ada empat tipe gamet yang mungkin dibentuk dalam proporsi yang sama. Andaikan warna biji merah dominan disebut A, warna biji putih resesif disebut a, biji bulat dominan disebut B, dan biji kisut disebut b, maka keempat kombinasi gamet yang mungkin adalah: AB, Ab, aB, dan ab; dan mereka akan melakukan asosiasi secara acak membentuk zigot pada generasi berikutnya. 

Pada waktu yang diturunkan -yang kemudian disebut gen, faktor tersebut tidak dipahami sebagai sesuatu yang material. Kromosom dan banyak aspek lain dari biologi reproduksi belum di kenal. Gen lebih dipahami sebagai sifat tertentu yang diturunkan dari induk kepada turunannya.  

·         Tiap sifat organisma hidup dikendalikan oleh sepasang "faktor
keturunan". Pada waktu itu Mendel belummenggunakan istilah "gen".

·         Tiap pasangan faktor keturunan menunjukkan bentuk alternatif
sesamanya, kedua bentuk alternatif disebut pasangan alela.

·         Satu dari pasangam alela itu dominan dan menutup alela yang resesif
bila keduanya ada bersama-sama.

·         Pada pembentukan "gamet" alela akan memisah, setiap gamet
menerima satu faktor alela tersebut c dikenal sebagai hukum
pemisahan mendel atau prinsip segregasi secara bebas.

·         Individu murni mempunyai dua alela yang sama (homozigot), alel
dominan diberi simbol huruf besar sedang alel resesif huruf keciL

Intermediat 1 : 2 : 1 → sifat "SAMA DOMINAN"; percobaan pada bunga genotip adalah komposisi faktor keturunan (tidak tampak secara fisik).
fenotip adalah sifat yang tampak pada keturunan.

pada hibrida atau polihibrida berlaku prinsip berpasangan secara bebas.

ratio fenotip (F2) hibrida normal menurut mendel
monohibrida3: 1 (hukum dominasi penuh) n= 1, jumlah gamet = 2
dihibrida 9: 3: 3: 1n= 2, jumlah gamet = 4
trihibrida 27: 9: 9: 9: 3: 3 : 3: 1 n= 3, jumlah gamet = 8
polihibrida (3:1)n n= n, jumlah gamet = 2n
(n) = jenis sifat berbeda (hibridanya).

G.    Jawaban Tugas

1.      Jelaskan beberapa prinsip dasar hukum hereditas menurut Mendel.

2.      Jika terjadi dominasi tak penuh, bagaimanakah perbandingan fenotip dan genotipnya?

Jawaban:

1.      Prinsip-prinsip dasar hukum hereditas yaitu:

®    Hukum dominan, yaitu sifat yang menutupi fenotip yang lain pada F₁.

®    Sifat intermediat, yaitu tidak adanya sifat yang saling menutupi .

®    Sifat kedominanan, yaitu adanya percampuran sifat dominan dan resesif.

®    Hukum segregasi, yaitu hukum pemisahan faktor gen sealel.

®    Hukum berpasangan secara bebas, yaitu pembatasan dua induk yang memiliki dua macam ciri (sifat) atau lebih, penurunan satu pasang faktor bebas memilih dari pasangan faktor lainnya.

®    Perkawinan balik (backross) yaitu perkawinan antara individu F₁ dengan salah satu induk betina atau jantan.

®    Uji silang (tescross), yaitu perkawinan antara individu F₁ dengan individu yang dobel resesif.

2.      Atau jika terjadi dominasi tak penuh maka p Jika terjadi dominasi tak penuh maka perbandingan fenotip dan genotip adalah:

Genotip = 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 1

Fenotip = 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1

Contohnya:

Bunga merah (MM) dengan bunga putih (mm), jika disilangkan maka hasilnya merah muda. Jadi warna merah tidak menutupi warna putih. Bila tanaman F₁ ini dibiarkan menyerbuk sendiri atau sesamanya maka F₂ diperoleh tanaman yang berbunga merah, merah muda, dan putih.

Dengan perbandingan = 1 : 2 : 1

-          Ratio fenotip        = 1 : 2 : 1

                                Merah : Merah Muda : Putih

-          Ratio genotip       = 1 : 2 : 3

H.    Daftar Pustaka

Abdul,  Aryati. 2005. Bahan Ajar Mata Kuliah Biologi Umum, Gorontalo : UNG

Tim penusun.2009.penuntun praktikum biologi umum. laboratorium jurusan biologi : UNG Gorontalo

P. Abdul,  Aryati. 2005. Bahan ajar mata kuliah biologi umum. Jurusan pendidikan biologi Gorontalo : UNG