POTO KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR

PEWARISAN SIFAT

Seorang anak biasanya mempunyai kemiripan dengan orangtuanya, hal ini disebabkan adanya penurunan sifat dari induk (orangtua) kepada keturunannya (anak). Ilmu tentang pewarisan sifat dipelajari dalam cabang ilmu biologi yang disebut genetika. Istilah dalam biologi untuk pewarisan sifat adalah hereditas.

A. Materi Genetik

Manusia, hewan, dan tumbuhan mempunyai sifat-sifat yang berbeda. Sifat-sifat beda yang terdapat pada makhluk hidup tersebut dikendalikan oleh materi genetik. Materi genetik ini berupa substansi yang disebut gen. Jumlah gen sangat banyak untuk menyeimbangi banyaknya makhluk hidup. kumpulan gen-gen tersebut disebut kromosom. Ada dua macam kromosom dalam kromosom kelamin, yaitu kromosom X dan kromosom Y. pada wanita kromosomnya adalah XX dan pria adalah XY.

1. Kromosom
 
Kromosom adalah benang-benang halus yang berfungsi sebagai pembawa informasi genetik kepada setiap keturunan makhluk hidup. Jika sel yang sedang aktif membelah dilihat dibawah mikroskop biasa, maka akan terlihat benang-benang kromatin. Benang tersebut memendek, menebal, dan mudah menyerap zat warna sehingga tampak seperti benang halus.

Kromosom pada manusia dan makhluk hidup yang berkembang biak secara seksual dapat dibedakan menjadi dua, yaitu autosom dan gonosom.

• Autosom atau kromosom tubuh, yaitu kromosom yang mengatur sifat-sifat tubuh selain jenis kelamin. kromosom tubuh manusia ada 22 pasang atau berjumlah 44 buah.
• Gonosom atau kromosom seks, yaitu kromosom yang khusus menentukan jenis kelamin. Kromosom seks manusia berjumlah satu pasang atau 2 buah.

Ada beberapa jenis kromosom, yaitu :

• Kromosom homolog
  Kromosom homolog adalah kromosom yang berpasang-pasangan, selalu mempunyai bentuk, panjang, letak sentromer, dan struktur yang sama atau hampir sama. Pada tubuh manusia terdapat 46 kromosom, terdiri atas 23 kromosom berpasang (homolog). Setiap pasang kromosom homolog adalah satu macam, sehingga kromosom sel tubuh manusia terdiri atas 23 macam.
• Kromosom diplois (2n)
  Ploid adalah jumlah perangkat kromosom, Jadi kromosom diploid adalah dua perangkat kromosom atau kromosom yang selalu berpasangan (homolog). Maka di dalam setiap inti sel tubuh terdapat dua set atau dua perangkat kromosom (diploid).
• Kromosom haploid (n)
  Kromosom haploid adalah kromosom yang tidak memiliki pasangan atau hanya memiliki seperangkat kromosom.

2. Gen
 
Gen adalah bagian kromosom yang mengendalikan ciri genetis suatu makhluk hidup. Gen bersifat menurun dari induk kepada anaknya. Fungsi gen antara lain sebagai berikut:

• Mengatur perkembangan dan metabolisme individu.
• Menyampaikan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya.
• Sebagai zarah tersendiri dalam kromosom.

Susunan gen yang menentukan sifat-sifat suatu individu disebut genotipe. Kemudian genotipe akan memunculkan sifat-sifat fenotipe.

• Genotipe adalah sifat makhluk hidup yang tidak tampak sehingga tidak bisa diamati dengan indra. Sifat ini biasanya disimbolkan sepasang huruf. Genotipe yang tersusun dari sifat dominan saja (AA) atau resesif saja (aa) disebut homozigot. Sedangkan genotipe yang tersusun dari sifat dominan dan resesif (Aa) disebut heterozigot.
• Fenotipe adalah sifat makhluk hidup yang tampak sehingga bisa diamati oleh alat indra. Misalnya rasa buah manggis, rambut lurus, bentuk buah bult, dan tinggi rendahnya badan. Fenotipe ditentukan oleh faktor genotipe dan lingkungan.

B. Persilangan

Persilangan adalah proses menggabungkan dua sifat yang berbeda dan diharapkan mendapatkan sifat yang baik bagi keturunannya. 

Persilangan adalah proses menggabungkan dua sifat yang berbeda dan diharapkan mendapatkan sifat yang baik bagi keturunannya. Orang yang pertama kali menyelidiki perkawinan silang dan menganalisis hasilnya dengan teliti ialah gregor J. Mendel

 Istilah-istilah Dalam Persilangan
 
Dalam suatu persilangan perlu diketahui terlebih dahulu istilah-istilah yang digunakan. Istilah-istilah dalam persilangan di antaranya sebagai berikut :

• Galur murni adalah tanaman yang memiliki sifat yang sama dengan induknya.
• Genotipe adalah penyusun gen yang tidak tampak dari luar.
• Fenotipe adalah sifat gen yang tampak jelas dari luar.
• Dominan adalah sifat yang muncul pada keturunannya. Kodenya menggunakan huruf besar, seperti M.
• Resesif adalah sifat yang tidak muncul pada keturunannya. kodenya menggunakan huruf kecil, seperti m.
• Homozigot adalah pasangan gen yang sama. Homoziot dominan adalah pasangan gen yang sama dan muncul pada keturunannya (Contohnya : AA), Sedangkan homozigot resesif adalah pasangan gen yang sama tetapi tidak muncul pada keturunannya (contoh : aa).
• Heterozigot adalah pasangan gen yang berlainan (contoh : Aa)
• Alel adalah gen yang letaknya pada lokus yang bersesuaian pada kromosom homolog.
• Krosom adalah benang-benang halus dalam inti sel yang terdiri atas DNA, RNA, dan protein histon.
• Gen adalah DNA yang mengendalikan sifat yang diwariskan dari induk kepada keturunannya (pembawa sifat).
• P menunjukan parental atau induk.
• F menunjukan filiar (turunan) yang merupakan hasil persilangan dari parental.
• F1 menunjukan turunan pertama.
• F2 menunjukan turunan kedua.
• Intermediet adalah sifat gen yang tidak dominan dan juga tidak resesif atau sama kuat.
• Persilangan monohibrid adalah persilangan dua individu dengan satu sifat beda.
• Persilangan dihibrid adalah persilangan dua individu dengan dua sifat beda.

Orang yang pertama kali menyelidiki perkawinan silang dan menganalisa hasilnya dengan teliti ialah Gregor Mendel. Ia mengumpulkan beberapa jenis kacang ercis (Pisum sativum) untuk dipelajari perbedaannya satu sama lain dan melakukan percobaan perkawinan silang pada tanaman ercis tersebut.

Simbol (tanda) yang sering digunakan dalam mempelajari genetika.

P         : induk/parental (orang tua)

F          : keturunan/filial (fillus)

F1       : keturunan pertama

F2       : keturunan kedua

Gen biasanya diberi simbol dengan huruf pertama dari suatu sifat. Gen dominan dinyatakan dengan huruf besar, sedangkan gen resesif dengan huruf kecil, misalnya:

T          : simbol untuk gen yang menentukan batang tinggi

t           : simbol untuk gen yang menentukan batang kerdil

Simbol tanaman ditulis dengan huruf dobel, misalnya:

TT        : simbol untuk tanaman berbatang tinggi

tt          : simbol untuk tanaman berbatang kerdil

Dari perkawinan silang yang dilakukan Mendel pada tanaman ercis berbatang tinggi dengan yang berbatang kerdil, maka semua tanaman keturunan pertama seragam berbatang tinggi. Suatu tanda bahwa sifat batang tinggi mengalahkan sifat

batang kerdil. Sifat demikian disebut sifat dominan, sedangkan sifat yang dikalahkan disebut sifat resesif.

Jika keturunan pertama dibiarkan menyerbuk sendiri, didapatkan keturunan kedua

yang memperlihatkan pemisahan sifat dengan perbandingan kira-kira 3/4 batang tinggi dan 1/4 batang kerdil. Percobaan Mendel tersebut di atas dapat diikuti secara

genetik seperti diagram perkawinan sebagai berikut.

Dari diagram papan catur di atas, terlihat bahwa keturunan pada F2 adalah:

TT        = berbatang tinggi

2 Tt      = berbatang tinggi

tt          = berbatang pendek/kerdil

Dengan demikian perbandingan tanaman berbatang tinggi : batang kerdil = 3 : 1.

Sifat keturunan yang dapat  diamati atau lihat (misalnya warna, bentuk, dan ukuran) dinamakan fenotipe. Sedangkan sifat dasar yang tak tampak dan tetap (tidak berubah karena lingkungan) pada suatu individu dinamakan genotipe (misalnya TT dan tt).

Anggota dari sepasang gen yang terletak pada posisi yang sama pada pasangan kromosom 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 bunga, maka T dan r bukan alel.

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

Fenotipe dua individu dapat sama meskipun genotipenya berbeda. Misalnya tanaman berbatang tinggi dapat mempunyai genotipe TT atau Tt. Untuk mengetahui sifat-sifat yang dominan dan resesif pada manusia,

Persilangan Monohibrid

a.    Sifat Dominan dan Resesif

Perkawinan monohibrid ada yang menunjukkan sifat yang bersifat dominan saja atau resesif saja, jadi tidak ada sifat yang bersifat antara atau intermediet.

Contoh :

Tanaman kacang ercis berbunga merah dikawinkan dengan yang berbunga

putih. Turunan pertamanya (F1) seluruhnya berbunga merah. Apabila turunan pertama disilangkan dengan sesamanya ternyata keturunan kedua (F2) terdiri atas tanaman ercis berbunga merah dan putih dengan perbandingan 3 : 1. 

Apabila gen untuk warna merah bunga dilambangkan M, sedangkan gen untuk warna putih dilambangkan m, proses penyilangannya akan tampak sebagai berikut.

Maka perbandingan fenotipe F2 adalah bunga merah : bunga putih = 3 : 1. Sedangkan perbandingan genotipenya adalah MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1.

Setiap genotipe yang mengandung M besar, maka akan berwarna merah. Maka gen M dan warna bunga merah bersifat dominan. Namun jika tidak mengandung M, maka

termasuk warna putih artinya m bersifat resesif.

a.    Sifat Intermediet

Persilangan monohibrid tidak selalu memperlihatkan sifat dominan resesif, tapi ada pula keturunan yang mempunyai sifat diantara keduanya. Contohnya pada perkawinan silang tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa). Jika sebuk sari berasal dari tanaman homozigot berbunga merah (genotipe MM) disilangkan dengan putik dari tanaman homozigot berbunga putih (genotipe mm). 

Diagram persilangannya dapat digambarkan sebagai berikut.

Maka perbandingan fenotipe F2 adalah bunga merah : bunga merah muda : bunga putih = 1 : 2 : 1.

Sedangkan perbandingan genotipenya adalah MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1.

Warna bunga merah hanya terjadi bila gen M bertemu dengan M. Jika gen m bertemu dengan m dihasilkan bunga warna putih.

Bila gen M bertemu dengan m dihasilkan keturunan dengan warna gabungan yaitu merah muda. Sifat ini disebut sifat intermediet.

Persilangan Dihibrid

Persilangan dihibrid ialah persilangan dengan dua sifat beda. Contohnya hasil percobaan Mendel pada biji tanaman ercis. Pada biji ercis, kamu dapat mengamati 2 sifat beda, yaitu bentuk biji dan warna biji. Kedua sifat beda itu ditentukan oleh gen gen

sebagai berikut:

B : gen untuk biji bulat

b : gen untuk biji keriput

K : gen untuk biji kuning

k : gen untuk biji hijau

Jika tanaman ercis berbiji bulat - kuning homozigot (BBKK) disilangkan dengan tanaman ercis berbiji keriput - hijau (bbkk), maka semua tanaman F1 berbiji bulat - kuning.  Apabila tanaman-tanaman F1 ini dibiarkan menyerbuk sendiri, maka tanaman ini akan membentuk 4 macam gamet baik jantan maupun betina, masing-masing dengan kombinasi BK, Bk, bK, dan bk. Perhatikan diagram persilangan berikut.

Pada F2 diperoleh 4 × 4 = 16 kombinasi, terdiri atas empat macam fenotipe yaitu tanaman berbiji bulat - kuning (9/16), berbiji bulat-hijau (3/16 bagian), berbiji keriput - kuning (3/16 bagian), dan berbiji keriput - hijau (1/16 bagian).

Jadi, pada persilangan dihibrid dapat disimpulkan bahwa pada F2 diperoleh:

a. jumlah kombinasi     : 16 macam

b. jumlah genotipe       :   9 macam

c. jumlah fenotipe         :   4 macam

d. rasio perbandingan fenotipe antara biji bulat - kuning : biji bulat - hijau : biji keriput - kuning : biji keriput - hijau adalah 9 : 3 : 3 : 1.

Galur Murni

Galur murni (pure line) adalah tumbuhan yang melakukan penyebukan  sendiri dan menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat seperti induknya meskipun ditanam ulang beberapa kali, dan memiliki pasangan gen (alel) yang sama, yaitu dominan saja atau resesif saja

Pewarisan Sifat pada Manusia

1. Albino

Penderita albino mempunyai gangguan pada pembentukan pigmen melanin, sehingga rambut dan kulitnya berwarna putih (bule). Penglihatan penderita albino juga sangat peka terhadap cahaya. Sifat albino dikendalikan oleh gen resesif a, sedangkan

alelnya gen A menentukan sifat yang normal. Jadi penderita albino mempunyai genotipe aa, sedangkan orang yang normal mempunyai fenotipe AA atau Aa.

2. Sifat Pengecap PTC

Suatu bahan kimia sintetis phenyl thiocarbamida (PTC) dapat digunakan untuk menyelidiki apakah orang dapat merasakan rasa pahit atau tidak. Orang yang dapat mengecap rasa pahitnya PTC disebut pengecap (taster), sedang yang tidak merasakan

pahitnya PTC disebut buta kecap (nontaster). Kemampuan untuk merasakan rasa pahit ditentukan oleh gen dominan T, sehingga seorang pengecap dapat mempunyai genotipe TT atau Tt. Alelnya resesif t menyebabkan orang tidak merasakan

pahitnya PTC. Jadi orang yang buta kecap memiliki genotipe tt.

3. Kencing Manis (Diabetes Melitus)

Kencing manis atau sakit gula adalah suatu penyakit metabolisme pada tubuh manusia

yang disebabkan karena pankreas kurang menghasilkan insulin. Akibatnya kadar gula dalam darah tinggi sekali dan sebagian dibuang melalui air kencing. Penyakit kencing manis dapat membahayakan jiwa penderitanya, misalnya dapat mengakibatkan luka sukar disembuhkan.

kencing manis disebabkan oleh kurangnya produksi insulin dari pankreas. Sifat

ini ditentukan oleh gen resesif d. Jika seseorang pada suatu waktu diketahui menderita diabetes, sedangkan kedua orang tuanya

normal, maka dapat dipastikan bahwa kedua orang tua itu heterozigotik.

4. Golongan Darah

Hubungan antara fenotipe dan genotipe golongan darah dapat digambarkan pada berikut :

Berdasarkan uraian tabel tersebut dapat dijelaskan bahwa keberadaan antigen A dikendalikan oleh gen I^A, antigen B dikendalikan gen I^B. Gen I⁰ bersifat resesif terhadap gen I^A maupun gen I^B.

Kelainan Bawaan pada Manusia Bersifat Menurun

1.    Buta Warna

Orang yang buta warna mengalami gangguan salah satu tipe sel kerucut (sensor warna), untuk mendeteksi warna merah, hijau, atau biru. Gejala buta warna yang paling umum adalah buta warna hijau dan merah. Yaitu ketidakmampuan  untuk membedakan kedua warna tersebut.

Gen buta warna terpaut pada kromosom X dan bersifat resesif (c).  Gen normal (C) bersifat dominan terhadap gen buta warna (c). Gen buta warna akan berpengaruh dan menyebabkan buta warna ketika tidak bersama dengan gen normal (C). Maka kemungkinan genotipe yang dapat terjadi sebagai berikut.

XcY     : pria buta warna

XCY    : pria normal

XCXC : wanita normal

XCXc : wanita pembawa sifat buta warna (karier)

XcXc   : wanita buta warna

Jadi jika seorang pria buta warna menikah dengan wanita normal, kemungkinan keturunannya adalah sebagai berikut.

Hasilnya adalah XCXc yaitu wanita normal tetapi karier (membawa sifat) buta warna dan XCY yaitu pria dengan penglihatan normal.

2.    Hemofili

Hemofili ialah penya kit keturunan pada manusia yang menyebabkan darah sukar membeku ketika terjadi luka. Hal ini disebabkan karena tidak adanya faktor pembeku darah.

Hemofili diwariskan melalui kromosom X dengan gen penyebab hemofili yang bersifat resesif. Gen hemofili (h) bersifat resesif terhadap gen normal (H). Gen H dan gen h tersebut terpaut pada kromosom X, bukan kromosom Y.

Hemofili akan muncul jika gen h tidak bersama gen H.Sehingga pria yang menderita hemofili akan memiliki kromosom seks dengan genotipe XhY. Wanita hemofili tidak

dijumpai karena bersifat letal (mati dalam kandungan).

Genotipe yang mungkin terjadi ialah sebagai berikut.

XHY    : pria normal

XhY    : pria hemofili

XHXH : wanita normal

XHXh : wanita pembawa sifat hemofili (karier hemofili)

XhXh  : wanita hemofili (bersifat letal/mati)

Jika seorang wanita normal karier menikah dengan pria normal, akan diperoleh keturunan sebagai berikut.

Fenotipe F1 adalah:

XHXH : wanita normal

XHXh : wanita karier hemofili

XHY    : pria normal

XhY    : pria hemofili

Dari diagram di atas, tampak bahwa fenotipe yang dihasilkan adalah 75% normal dan 25% hemofili. Yang berfenotipe normal (75%) terdiri dari satu orang wanita normal, satu

orang pria normal, dan satu orang wanita normal karier.

3.    Jari Lebih (Polidaktili)

Polidaktili ditentukan oleh gen dominan P, sedang alelnya resesif p menentukan jari normal. Penderita polidaktili mempunyai jari tangan atau jari kaki (atau jari tangan dan

kaki) lebih dari 5.

Peranan Persilangan bagi Kehidupan Manusia

merupakan cara yang penting dalam pemuliaan untuk menghasilkan bibit hewan maupun tanaman yang unggul.