Hukum Mendel

PENDAHULUAN

Perubahan sifat karena pengaruh factor lingkungan dikenal sebagai modifikasi. Modifikasi itu hanya bersifat sementara dan tidak diwariskan (tidak menurun. Hortensia berbunga merah akan berbunga biru jika media tanamnya diberi bubuk kapur. Sebaliknya, hortensia biru akan berubah merah jika media tanamnya diberi humus. Demikian pula tanaman akan kembali berbunga atau tumbuh subur jika dikembalikan ke habitat asalnya.

Untuk mendapatkan sifat yang permanen, diperlukan berbagai usaha, antara lain melalui perkawinan silang (persilangan), mutasi dan rekayasa genetika. Persilangan dan mutasi banyak diterapkan pada pertanian dan peternakan. Rekayasa genetika banyak diterapkan diberbagai penelitian, termasuk dalam dunia kedokteran.

Hereditas berarti penurunan sifat-sifat genetic dari orang tua ke anak. Ilmu yang mempelajari tentang hereditas disebut genetika.

Mendel adalah tokoh genetika yang diakui sebagai penemu hukum-hukum hereditas  atau pewarisan sifat. Nama lengkap Mendel adalah Gregor Johann Mendel (1822-1884), anak dari petani kecil di Moravia Utara. Lahir tanggal 22 Juli 1822 dan diangkat sebagai pastor di Burnn (Austria) pada tanggal 4 Agustus 1847.

Orang yang pertama kali melakukan percobaan tentang pewarisan sifat adalah Gregor Mendel. Mendel mengemukakan Hukum Mendel I dan II. Hukum Mendel 1 menyatakan bahwa ketika berlangsung pembentukan gamet pada individu heterozigot, terjadi pemisahan alel secara bebas. Oleh karena itu, setiap gamet mengandung salah satu alel yang dikandung sel induknya. Peristiwa ini dikenali dengan mealui persilangan monohibrida. Hukum ini dikenal pula sebagai hokum segregasi. Hukum Mendel II dikenal sebagai Hukum Asortasi. Pada persilangan sering terjadi hasil yang seolah-olah menyimpang dari Hukum Mendel, misalnya epistatis, hipostatis, kriptomeri dan polimeri.

Maka berdasarkan hal tersebut maka pembelajaran lebih lanjut tentang Hukum Mendel perlu untuk dilakukan. Hal ini disebabkan karena sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari.

PEMBAHASAN

Sebelum maupun sesudah terbitnya buku Mendel (1866), banyak yang dikemukakan teori hukum pewarisan sifat yang dikemukakan antara lain sebagai berikut:

1.      Teori Darah, mengatakan bahwa sifat keturunan dibawah oleh darah. Teori ini gugur setelah ditemukannya transfuse darah, sebab orang yang menerima tambahan darah ternyata sifatnya tidak berubah seperti sifat donornya.

2.      Teori Preformasi, menyatakan adanya makhluk hidup kecil di dalam gamet sebagai calon individu baru.

3.      Teori Epigenesist (teori yang mengkritik teori preformasi), mengatakan bahwa sel telur yang telah dibuahi oleh spermatozoon akan mengadakan pertumbuhan sedikit demi sedikit.

4.      Teori Pangenesis, menyatakan bahwa setelah ovum dibuahi oleh spermatozoon  maka dalam sel kelamin terdapat tunas-tunas yang tumbuh menjadi makhluk hidup baru.

5.      Teori Heckel, menyatakan bahwa yang bertanggung jawab atas sifat keturunan adalah substansi inti dari spermatozoon.

Dengan kemajuan teknologi terbukti bahwa pendapat Mendellah yang paling benar, yaitu sifat menurun dibawa oleh factor penentu (yang sekarang disebut dengan istilah gen) dan ditentikan oleh separuh dari induk jantan (spermatozoon) dan separuh dari induk betina (ovum).

Untuk membuktikan kebenaran teorinya, Mendel melakukan eksperimen dengan membastarkan tanaman-tanaman yang memiliki sifat beda. Tanaman yang dipilih adalah tanaman kacang ercis (Pisum sativum) karena memiliki kelebihan-kelebihan sebagai berikut:

1.      Mudah melakukan penyerbukan silang

2.      Mudah didapat

3.      Mudah hidup atau mudah dipelihara

4.      Cepat berbuah atau berumur pendek

5.      Dapat terjadi penyerbukan sendiri

6.      Terdapat jenis-jenis yang memiliki sifat beda yang menyolok, misalnya:

a.       Warna bunga: ungu atau putih

b.      Warna biji: hijau atu kuning

c.       Warna buah: hiaju atau kuning

d.      Bentuk biji: bulat atau keriput

e.       Sifat kulit: halus atau kasar

f.       Letak bunga: aksial atau terminal; aksial artinya terletak di sepanjang batang, terminal artinya terletak pada ujung batang

g.      Ukuran batang: tinggi atau pendek

Dalam percobaannya dengan kacang ercis (kapri) Mendek membuat pengamatan-pengamatan berikut (ingat bahwa ia tidak tahu tentang gen, kromosom dan meiosis):

1.      Galur tertua merupakan galur murni untuk sifat yang berbeda jelas.

2.      Dengan menyilangkan jenis tertua yang mempunyai sifat yang berbeda jelas maka F1 (keturunan generasi pertama) akan sama dengan orang tua yang mempunyai factor dominan.

3.      Tiap tanaman kapri hibrida (F1) mempunyai dua tipe keturunan F2, yaitu sebagian tipe dominan dan sebagian tipe resesif. Dalam pembentukan gamet, kedua sifat konstan itu (alel) memisah dalam jumlah yang sama dan hanya satu sifat terdapat dalam satu gamet. Pada saat gamet (tepung sari dan sel telur) bergabung, kedua factor muncul lagi dalam keturunannya.

4.      Persilangan resiprok memberikan hasil yang sama.

v  Hukum Mendel I

Hukum Mendel I dikenal sebagai Hukum Segregasi. Selama proses meiosis berlangsung, pasangan-pasangan kromosom homolog saling berpisah dan tidak berpasangan lagi. Setiap set kromosom itu terkandung di dalam satu sel gamet. Proses pemisahan gen secara bebas itu dikenal sebagai segregasi gen. Dengan demikian setiap sel gamet hanya mengandung satu ggen dari alelnya. Pada waktu fertilisasi, sperma yang jumlahnya anyak bersatu secara acak dengan ovum untuk membentuk individu baru.

Mendel melakukan percobaan selama 12 tahun. Dia menyilangkan (mengawinkan silang) sejenis bunci dengan memperhatikan satu sifat beda yang menyolok. Misalnya, buncis berbiji bulat disilangkan dengan buncis berbiji keriput, buncis dengan biji berwarna kuning disilangkan dengan biji warna hijau, buncis berbunga merah disilangkan dengan  buncis berbunga putih dan seterusnya.

Untuk memudahkan mempelajarinya, tiap-tiap persilangan diberi symbol. Pada saatmenyilangkan, tanaman induk diberi notasi P (singkata daro parental = induk). Keturunan I (keturunan pertama) yang dihasilkan disebut filial I (filial = keturunan) yang disingkat F1. Untuk mendapatkan ketturunan II (F2) dilakukan persilangan antar sesame F1.

Hukum Mendel I atau hukum segregasi berkaitan erat dengan persilangan monohybrid. Monohybrid atau monohibridisasi adalah suatu persilangan dengan satu sifat beda. Salah satu persilangan Mendel, antara biji bulat dengan biji keriput sampai generasi kedua yang menghasilkan perbandingan bulat : keriput = 3:1.

P                :           BB       ><        bb

                         (bulat)          (keriput)

                      

                          

G              :           B                    b

F1              :                      Bb

F2              :           Bb       ><        Bb

Genotype  :           BB       :           Bb       :           bb

                                1                    2                     1

Fenotipe    :           bulat                :           keriput

                                 3                                    1

Dari percobaan di atas tampak bahwa perbandingan hasil perkawinan antara factor dominan dan resesif berbanding 3 : 1.

Beberapa prinsip sehubungan dengan hasil percobaan Mendel dapat dikemukakan berikut ini:

1.      Sift yang muncul pada F1 disebut sebagai sifat dominan (menang), sedangkan yang tidak muncul disebut sifat resesif (kalah). Pada contoh di atas, bentuk biji bulat dominan terhadap keriput, dan biji keriput resesif terhadap biji bulat.

2.      Banyaknya individu (tanaman) yang muncul pada F2 antara yang dominan dan resesif memiliki perbandingan rata-rata 3:1

Oleh Mendel, induk yang dominan homozigot diberi symbol dengan huruf pertama dari sifat dominan, dengan menggunakan huruf besar yang ditulis dua kali. Sifat resesif ini diberi symbol dengan huruf kecil  dari sifat dominan tadi. Jadi, biji bulat diberi symbol BB sedangkan biji keriput diberi symbol bb. Symbol ditulis dua kali atau sepasang karena kromosom selalu berpasangan. Setiap gen pada kromosom yang satu memiliki pasangan pada kromosom homolognya.

Mendel juga mengemukakan bahwa pada saat pembentukan gamet (sel kelamin) terjadi pemisahan bebas dari sifat/gen yang dikandung oleh induknya. Artinya, setiap gamet akan mendapatkan gen yang telah memisah secara acak.

Individu yang mengandungnotasi dominan-dominan atau dominan-resesif akan menampakkan fenotipe dominan. Hanya individu yang mengandung notasi resesif-resesif yang menampakkan fenotipe resesif. Jadi, genotype BB dan Bbmenampakkan fenotipe bulat, sedangkan genotype bb akan menampakkan fenotipe keriput.

Genotype adalah sifat atau karakter yang ditentikan oleh gen. ada yang menyebutkan genotype sebagai factor bakat atau pembawaan. Genotype bersifat menurun dan  diwariskan kepad keturunannya. Akan tetapi pengaruh genotype tidak selalu menampakkan hasilnya sebab sangat bergantung pada lingkungannya. Sifat yang tampak dari luar disebut fenotipe. Fenotipe merupakan paduan antara genotype dengan lingkunganya.

v  Hukum Medel II

Hukum Mendel II dikenal pula sebagai Hukum Asortasi atau Hukum Berpasangan Secara Bebas. Menurut hukum ini, setiap gen/sifat lain. Meskipun demikian, gen untuk satu sifattidak berpengaruh pada gen untuk sifat yang lain yang bukan termasuk alelnya.

Hukum Mendel II ini dapat dijelaskan melalui persilangan dihibrida, yaitu persilangan dengan dua sifat beda, dengan dua alel berbeda. Misalnya, bentuk biji (bulat+keriput) dan warna biji (kuning+hijau). Pada persilangan antara tanaman biji bulat warna kuning dengan biji keriput warna hijau diperoleh keturunan biji bulat warna kuning. Karena setipa gen dapat berpasangan secara bebas maka hasil persilangan antara F1diperoleh tanaman bulat kuning, keriput kuning, bulat hijau dan keriput hijau.

Hukum Mendel II ini hanya berlaku untuk gen yang letaknya barjauhan. Jika kedua gen itu letaknya berdekatan, hukum initidak berlaku. Hukum Mendel II ini juga tidak berlakuuntuk persilangan monohybrid.

Salah satu contoh persilangan dihibrid yang dapat mewakili HukumMendel II adalah:

            P          :           BBKK (bulat, kuning)                        ><        bbkk (keriput, hijau)

            G         :                                                    B, K, b. k

            F1        :                                                        BkKk

            F1xF1  :           BbKk (bulat, kuning)              ><        BbKk (bulat, kuning)

            G         :           BK, Bk, bK, bk                       ><        BK, Bk, bK, bk

            F2        :

           

Gamet	BK	Bk	bK	bk
BK	BBKK	BBKk	BbKK	BbKk
Bk	BBKk	BBkk	BkKk	Bbkk
bK	BbKK	BbKk	bbKK	bbKk
bk	BbKk	Bbkk	bbKk	bbkk

Genotipe:     BBKK : BBKk : BbKK : BbKk : BBkk : Bbkk : bbKK : bbKk : bbkk           

                        1           2             2           4           1         2           1            2         1

Fenotipe:     bulat kuning   :   keriput kuning    :   bulat hijau    :   keriput hijau

                           9                        3                         3                      1

           

Setelah melihat contoh di atas, maka dapat diketahui dengan pasti ciri khusus dari Hukum Mendel II, yaitu:

1.      Setiap gen dapat berpasangan secara bebas dengan gen lain membentuk alel.

2.      Keturunn pertama menunjukkan sifat fenotipe dominan.

3.      Keturunan kedua menunjukkan fenotipe dominan dan resesif dengan perbandingan tertentu.

Dalam mekanisme pewarisan sifat (persilangan monohibrida, kenyataan tentang factor-faktor dari Mendel (gen-gen), adalah:

1.      Gen-gen berada dalam keadaan berpasangan (alel)

2.      Gen-gen memisah (segregasi) dalam sel kelamin (tepung sari dan sel telur), satu alelmeniju salah satu sel kelamin.

3.      Gen tersususn secara rambang dalam tepung sari  dan sel telur.

4.      Sifat gen tetap dari generasi ke generasi.

v  Istilah-istilah yang sering di pakai dalam suatu persilangan:

·         Alel: salah satu bentuk mtasi yang mungkin terjadi dari satu gen tertentu.

·         Genotype: susunan genetic, atau jumlah total , atau semua gen dalam satu individu .

·         Fenotipe: kenampakan luar dari suatu individu, merupakan kombinasi antara genotype dan keadaan lingkungan.

·         Dominan: hasil gen fungsional, menutup penampilan alel mutan.

·         Resesif: alel dari gen yang tidak menghasilkan hasil yang berfungsi hasil yang defisien atau hasil yang jumlahnya sedikit

·         Homozigot: keadaan dimana kedua alel sama , individunya disebut homozigot.

·         Heterozigot: keadaan dimana ada dua alel berbeda pada gen yang sama, individunya disebut heterozigot.

·         F1: generasi pertama dari persilangan antara individu tertua.

·         F2: generasi kedua dari tetua atau keturunan dari persilangan antara individu F1.

·         Gamet: sel reproduksi jantan maupun betina yang telah masak (sperma, tepung sari, sel telur).

PENUTUP

v  Kesimpulan:

·         Hukum Mendel I:

Hukum Mendel I dikenal dengan Hukum Segregasi. Selama meiosis terjadi pemisahan pasangan gen secara bebas sehingga setiap gamet                          memperoleh sati gen dari alelnya.

·         Hukum Mendel II:

Hukum Mendel II dapat dijelaskan melalui persilangan dihibrida, yaitu persilangan dengan dua sifat beda, dengan dua alel berbeda.

1.      Setiap gen dapat berpasangan secara bebas dengan gen lain membentuk alel.

2.      Keturunn pertama menunjukkan sifat fenotipe dominan.

3.      Keturunan kedua menunjukkan fenotipe dominan dan resesif   dengan perbandingan tertentu.

v  Saran

Sebaiknya dalam pembelajaran mengenai Hukum Mendel dilakukan dengan melakukan diskusi dalam kelas. Hal ini perlu dilakukan agar informasi-informasi yang tidak diketahui dapat diperoleh. Selain itu, adanya hal-hal yang sulit dimengerti dalam menyelesaikan masalah-masalah dalam persilangan.