Dalam pewarisan sifat dari generasi ke generasi berikutnya mengikuti pola tertentu yang yang khas bagi setiap makhluk hidup.
Pewarisan sifat dari induk kepada keturunannya disebut hereditas. Sedangkan cabang biologi yang khusus mempelajari tentang hereditas adalah ilmu genetika
Tokoh yang sangat berjasa dalam menemukan hukum-hukum genetika adalah Gregor Johan Mendel yang berasal dari Austria. Beliau lahir pada tanggal 22 Juli 1822. Dan karena jasanya beliau dijuluki sebagai Bapak Genetika.
A. MATERI GENETIS
Di dalam setiap sel tubuh manusia terdapat faktor pembawa sifat keturunan yang disebut Materi Genetis, misalnya pada sel tulang, sel darah, dan sel gamet.
Gen mempunyai peranan yang penting dalam mengatur pertumbuhan sifat-sifat keturunan. Misalnya pertumbuhan bentuk dan warna rambut, kulit, susunan darah, dan sebagainya.
1. Gen Sebagai Substansi Hereditas
- Faktor-faktor keturunan yang dinamakan gen tersimpan di dalam lokus yang khas di dalam kromosom.
- Gen-gen yang terletak pada kromosom tersusun secara teratur dalam satu deretan secara linier dan lurus beraturan. Dengan menggunakan simbol, kromosom dapat digambarkan sebagai garis panjang vertikal dan gen-gen sebagai garis pendek horizontal.
- Gen yang menentukan sifat-sifat dari suatu individu biasanya diberi simbol huruf pertama dari suatu sifat.
- Gen Dominan merupakan Gen yang mengalahkan gen lain (Dinyatakan dengan huruf besar)
- Gen Resesif merupakan Gen yang dikalahkan oleh gen lain (Dinyatakan dengan huruf kecil)
Contoh :
M = Simbol untuk gen yang menentukan warna merah (dominan)
m = Simbol untuk gen yang menentukan warna putih (resesif)Contoh Gen :
2. Kromosom sebagai Pembawa Sifat Individu
- Kromosom terdapat di dalam nukleus yang mempunyai susunan yang halus berbentuk batang panjang atau pendek, dan lurus atau bengkok.
- Benang-benang halus tersebut dinamakan Retikulum Kromatin. Retikulum berarti jala yang halus, Kroma berarti warna, dan Tin berarti badan.
a. Jumlah dan Tipe Kromosom
Setiap organisme mempunyai jumlah kromosom tertentu. Manusia mempunyai 46 Kromosom dalam setiap inti selnya, 23 kromosom berasal dari Ibu dan 23 kromosom lainnya berasal dari Ayah.
Manusia memulai hidupnya dari sebuah sel, yaitu sel telur yang dibuahi oleh sel sperma. Dan Sel telur yang telah dibuahi sperma akan menjadi zigot.
Sepasang kromosom yang berasal dari induk jantan dan induk betina disebut kromosom homolog, yaitu kromosom yang mempunyai bentuk, fungsi, dan komposisi yang sama.
Jumlah kromosom dalam sel tubuh disebut diploid, sedangkan jumlah kromosom dalam sel kelamin disebut haploid.
Dua perangkat atau dua set kromosom haploid dari suatu spesies disebut genom.
Kromosom yang dimiliki oleh organisme secara umum dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu Kromosom tubuh (Autosom), dan kromosom seks (gonosom).
Autosom terdapat pada individu jantan maupun betina dan sifat-sifat yang dibawa tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin.
Gonosom merupakan kromosom yang menentukan jenis kelamin suatu individu.
b. Struktur Kromosom
Secara garis besar struktur kromosom terdiri atas sentrometer dan lengan.
Sentrometer atau Kinetokor adalah bagian dari kromosom yang merupakan tempat melekatnya benang-benang spidel yang berperan menggerakkan kromosom selama proses pembelahan sel yang berbentuk bulat dan tidak mengandung gen. (pusat kromosom)
Berdasarkan letak sentrometernya, kromosom dibedakan menjadi empat macam, yaitu :
- metasentrik (sentrometer terletak ditengah-tengah antara kedua lengan)
- submetasentrik (sentrometer terletak agak ke tengah sehingga kedua lengan tidak sama panjang)
- akrosentrik (sentrometer terletak di dekat ujung)
- telesentrik (sentrometer terletak di ujung lengan kromosom)
Lengan atau Badan Kromosom adalah bagian kromosom yang mengandung kromonema (pita berbentuk spiral di dalam kromosom) dan gen. Selubung pembungkus kromonema disebut matriks.
Bagian ujung kromosom yang menghalangi bersambungnya kromosom yang satu dengan lainnya disebut telomer
B. HEREDITAS MENURUT GREGOR JOHAN MENDEL
Untuk membuktikan kebenarannya teorinya, Mendel telah melakukan percobaan dengan tanaman-tanaman yang mempunyai sifat beda. Yaitu menggunakan tanaman kacang ercis (pisum sativum)
Alasan Mendel menggunakan kacang ercis sebagai percobaanya adalah :
- Tanaman ercis mudah melakukan penyerbukan silang
- Mudah didapat, mudah hidup, dan mudah dipelihara
- Dapat melakukan penyerbukan sendiri
- Berumur pendek atau cepat berbuah
- Memiliki sifat yang mencolok
Istilah-istilah yang terkait dalam pewarisan sifat antara lain :
- P = Singkatan dari Parental, yang berarti induk.
- F = Singkatan dari Filial, yang berarti keturunan. FI merupakan keturunan pertama, F2 merupakan keturunan kedua, dan seterusnya.
- Fenotipe = Karakter atau sifat yang dapat diamati (bentuk, ukuran, warna, golongan darah, dsb)
- Genotipe = Susunan genetik suatu individu (tidak dapat diamati)
- Homozigotik = Sifat suatu individu yang genotipenya terdiri atas gen-gen yang sama dari tiap jenis gen. (misalnya : RR, mm, AA, CCDD, mmkk)
- Heterozigotik = Sifat suatu individu yang genotipenya terdiri atas gen-gen yang berlainan dari tiap jenis gen. (misalnya : Rr, Mm, CcDd)
- Alel = Anggota dari sepasang gen.
Contoh :
Persilangan antara kacang ercis berbunga merah dominan dengan kacang ercis berwarna putih resesif.
P1 : MM x mm
Fenotipe : (merah) (putih)
Gamet : M m
M m
FI = Mm : Mm : Mm : Mm
(merah) (merah) (merah) (merah)
Rasio Fenotif F1 = 100% Merah
Rasio Genotip F1 = 100% Mm
P2 : Mm x Mm
Fenotipe : (merah) (merah)
Gamet : M M
m m
F2 = MM : Mm : Mm : mm
(merah) (merah) (merah) (putih)
Rasio Fenotif F2 = merah : putih
3 : 1
75% : 25%
Rasio Genotip F2 = MM : Mm : mm
= 1 : 2 : 1
= 25% : 50% : 25%
Hukum Mendel 1 (Hukum Pemisahan Gen yang Se-alel) menyatakan bahwa :
"Selama meiosis, terjadi pemisahan pasangan gen secara bebas sehungga setiap gamet memperoleh satu gen dari alelnya."
"Selama meiosis, terjadi pemisahan pasangan gen secara bebas sehungga setiap gamet memperoleh satu gen dari alelnya."
2. Persilangan antara Dua Individu dengan Dua Sifat Beda (Persilangan Dihibrid)
Contoh :
Persilangan antara kacang ercis biji bulat warna hijau dengan ercis biji keriput warna kuning
P1 : BBHH x bbhh
Fenotipe : (bulat, hijau) (keriput, kuning)
Gamet : BH bh
BH bh
BH bh
BH bh
F1 = BbHh (ada 16)
Rasio Fenotif F1 = 100% Bulat, Hijau
Rasio Genotip F1 = 100% BbHh
P2 : BbHh x BbHh
Fenotipe : (bulat, hijau) (bulat, hijau)
Gamet : BH BH
Bh Bh
bH bH
bh bh
F2 =
| BH | Bh | bH | bh |
BH | BBHH 1 | BBHh 2 | BbHH 3 | BbHh 4 |
Bh | BBHh 5 | BBhh 6 | BbHh 7 | Bbhh 8 |
bH | BbHH 9 | BbHh 10 | bbHH 11 | bbHh 12 |
bh | BbHh 13 | Bbhh 14 | bbHh 15 | Bbhh 16 |
Perbandingan genotipe dan fenotipe dari persilangan di atas adalah :
No. Kotak | Genotip | Frekuensi | Fenotip | Frekuensi |
1 2, 5 3. 9 4, 7, 10,13 | BBHH BBHh BbHH BbHh | 1 2 2 4 | Bulat, Hijau | 9 |
6 8, 14 | BBhh Bbhh | 1 2 | Bulat, Kuning | 3 |
11 12, 15 | bbHH bbHh | 1 2 | Keriput, Hijau | 3 |
16 | bbhh | 1 | Keriput, Kuning | 1 |
Jumlah | 16 | | 16 |
Rasio Fenotif F2 = Bulat, Hijau : Bulat, Kuning : Keriput, Hijau : Keriput, Kuning
9 : 3 : 3 : 1
Rasio Genotip F2 = BBHH : BBHh : BbHH : BbHh : BBhh : Bbhh : bbHH : bbHh : bbhh
1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1