-->

Hukum Pewarisan Sifat

Hukum Pewarisan Sifat - Penelitian pertama tentang Hukum Pewarisan Sifat dilakukan oleh Gregor Mendel, seorang pendeta dan juga ahli botani dari Austria. Mendel mulai meneliti tentang pewarisan sifat pada tahun 1856 dan mencatat hasil temuannya pada Natural Science Society of Brunn, Austria pada tahun 1866. Beberapa tahun kemudian pada tahun 1900 para ahli botani lainnya meneliti kembali hasil penelitian Mendel dan mereka menemukan kesimpulan yang sama dengan apa yang telah dilakukan oleh Mendel sebelumnya.

Hukum Pewarisan Sifat


Mendel menggunakan kacang kapri sebagai obyek penelitiannya karena kacang kapri memiliki pasangan sifat yang kontras, dapat melakukan penyerbukan sendiri, mudah dilakukan penyerbukan silang, mempunyai daur hidup yang relatif pendek, dan menghasilkan keturunan dalam jumlah banyak. Mendel juga orang yang dikenal pertama kali memperkenalkan teori penurunan sifat. Teorinya dikenal dengan Hukum Mendel. Atas jasanya dalam bidang pewarisan sifat beliau dijuluki sebagai Bapak Genetika.

Hukum Pewarisan Sifat
Variasi pada Tanaman Kapri

Mendel melakukan dua jenis persilangan, pertama Mendel menyilangkan ercis dengan satu karakter beda yang dikenal dengan persilangan monohibrid dan menyilangkan ercis dengan dua karakter beda yang dikenal dengan persilangan dihibrid

Persilangan Monohibrid (Satu Sifat Beda)

Pada penelitian pertama Mendel menyilangkan ercis berbunga ungu dengan ercis berbunga putih. Ternyata, seluruh kerturunan pertama berbunga ungu. Namun, ketika keturunan tersebut disilangkan dengan sesamanya maka keturunan kedua memiliki perbandingan 3 berbunga ungu dan 1 berbunga putih.

Bagan Persilangan Monohibrid
Bagan Persilangan Monohibrid

Telah kita ketahui bahwa gen terdapat pada suatu untai DNA. Saat sel akan membelah DNA akan menggulung atau memadat membentuk kromosom. Bunga yang berwarna ungu (UU) lebih dominan daripada bunga berwarna putih (uu). Bunga yang berwarna ungu memiliki zat warna ungu yang disebut antosianin. 

Antosianin ini akan menyerap warna cahaya selain ungu, sedangkan warna ungu sendiri akan dipantulkan dan diteruskan sehingga dapat ditangkap oleh mata kita, sehingga kita dapat melihat warna ungu pada bunga tersebut. Antosianin ini dikode oleh gen tertentu kita misalkan gen U. Gen U ini terdapat dalam kromosom tertentu. Dalam sel tubuh (sel somatik) kromosom dalam keadaan berpasangan atau bersifat diploid bukan? Jadi, dalam sel tubuh (sel somatik) ada sepasang gen U, sehingga dapat kita tulis genotipnya UU. Bunga yang berwarna putih tidak memiliki antosianin karena tidak memiliki gen U, sehingga dapat kita tulis genotipnya uu. 

Pada sel-sel benang sari bunga ungu terdapat kromosom yang awalnya dalam keadaan diploid atau berpasangan, termasuk gen U atau memiliki genotip UU. Ketika akan membentuk serbuk sari (termasuk di dalamnya bakal sel sperma) sel-sel pada benang sari membelah secara meiosis menyebabkan semua kromosom, termasuk kromosom yang mengandung gen U memisah. Selanjutnya, terbentuk sel sperma yang memiliki kromosom yang mengandung gen U atau dapat ditulis genotipnya U. Begitu pula pada sel-sel putik bunga putih yang akan menghasilkan sel telur (ovum). Di dalamnya terdapat kromosom yang awalnya dalam keadaan diploid atau berpasangan, namun tidak memiliki gen U atau dapat ditulis genotipnya uu. Ketika akan membentuk sel telur, sel-sel pada putik bunga putih juga membelah secara meiosis. Hingga akhirnya terbentuk sel telur yang memiliki genotip u. Ketika sel sperma yang bergenotip U bertemu dengan sel telur yang bergenotip u akan terbentuk zigot yang bergenotip Uu. Artinya, zigot tersebut memiliki kromosom yang salah satunya mengandung gen U atau mengandung gen yang mengkode antosianin. Oleh karena itu dalam bunga yang memiliki genotip Uu memiliki warna ungu.

Pemisahan Gen saat Pembentukan Gamet
Pemisahan Gen saat Pembentukan Gamet

Ketika bunga yang memiliki genotip Uu disilangkan dengan sesamanya, maka akan dihasilkan sperma yang memiliki genotip U dan sperma yang memiliki genotip u. Begitu juga sel telur, akan dihasilkan sel telur yang memiliki genotip U dan sel telur yang memiliki genotip u. Jika sel sperma yang memiliki genotip U bertemu dengan sel telur yang bergenotip U atau u akan terbentuk bunga yang berwarna ungu. Namun, jika sel sperma yang memiliki genotip u bertemu dengan sel telur yang memiliki genotip u, maka akan dihasilkan bunga berwarna putih dengan genotip uu (tidak ada gen pembentuk antosianin). Individu yang memiliki karakter atau sifat yang dikontrol oleh dua gen (sepasang) identik disebut dengan homozigot. Dalam hal ini, karakter yang bergenotip UU disebut homozigot dominan, sedangkan karakter yang bergenotip uu disebut homozigot resesif. Individu yang memiliki karakter atau sifat yang dikontrol oleh dua gen (sepasang) tidak identik (berlainan) disebut dengan heterozigot. Dalam hal ini yaitu individu yang bergenotip Uu. Berdasar penelitian yang telah dilakukan ini Mendel menyatakan suatu hukum yang berbunyi “pada waktu pembentukan gamet terjadi pemisahan alternatif gen atau variasi gen yang disebut juga alel secara bebas”. Hukum ini dikenal dengan hukum I Mendel atau Hukum Pemisahan Bebas (segregasi) Mendel.

Persilangan Dihibrid (Dua Sifat Beda)

Setelah melakukan persilangan pada bunga kapri yang berwarna ungu dan putih, selanjutnya Mendel mengawinkan dua kacang kapri yang memiliki dua sifat berbeda. Salah satu kacang kapri berbiji bulat dan berwarna kuning sedangkan pasangannya berbiji kisut dan berwarna hijau. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan sebelumnya Mendel menetapkan genotip untuk berbiji bulat dan berwarna kuning dengan genotip BBKK (dominan) dan kacang kapri berbiji kisut dan berwarna hijau dengan genotip bbkk (resesif).

Berdasarkan hukum pemisahan bebas Mendel atau hukum segregasi, setiap gen dapat berpisah secara bebas, dan menghasilkan gamet (sel sperma dan sel ovum) dengan pasangan gen BK dan bk. Keturunan pertama semua bergenotip BbKk sehingga semua kacang kapri berbiji bulat dan berwana kuning. Selanjutnya Mendel melakukan persilangan kedua antarsesama keturuan pertama (BbKk >< BbKk). Apakah persilangan kedua akan menghasilkan keturunan yang sama dengan persilanan pertama? Jika gamet dari induk adalah BbKk maka kemungkinan gamet yang muncul adalah BK, Bk, bK, dan bk. Sifat biji bulat dan berwana kuning merupakan sifat dominan, sehingga setiap genotip dengan bentuk BBKK, BBKk, BbKK, BbKk akan berbiji bulat dan berwarna kuning.

Bagan Persilangan Dihibrid
Bagan Persilangan Dihibrid

Berdasarkan hasil persilangan diperoleh kacang kapri berbiji bulat berwarna kuning (BBKK, BBKk, BbKK, BbKk) sebanyak 12 buah, berbiji bulat berwarna hijau (BBkk dan Bbkk) sebanyak 3 buah, berbiji kisut berwarna kuning (bbKK dan bbKk) sebanyak 3 buah, dan berbiji kisut berwarna hijau (bbkk) sebanyak 1 buah, dan diperoleh perbandingan fenotip bulat kuning: kisut kuning: bulat hijau: kisut hijau sebesar 9:3:3:1. Berdasarkan hasil yang tampak pada F2 ini, Mendel menyimpulkan bahwa faktor-faktor yang menentukan karakter-karakter berbeda diwariskan secara bebas satu sama lain. Kesimpulan ini selanjutnya dikenal dengan hukum pilihan bebas Mendel atau hukum II Mendel