pewarisan sifat

Pewarisan Sifat

Setiap makhluk hidup memiliki sifat yang berbeda-beda. Hal ini tergantung dari gen yang diturunkan dari orang tuanya. Menurut ilmu Biologi, orang pertama yang memperkenalkan teori-teori tentang keturunan adalah Gregor Mendel (1822-1884), yang disebut sebagai Bapak Genetika.

Teori-teori Mendel terkenal dengan sebutan Hukum Keturunan Mendel. Dalam penelitiannya, Mendel menggunakan tanaman kapri atau ercis (Pisum sativum). Dari karya Mendel inilah tercipta ilmu genetika. Saat ini ilmu genetika mengalami kemajuan sehingga para ahli genetika dapat mendiagnosis kelainan genetik pada janin sebelum kelahiran.

 A.Materi Genetik
Genetika adalah cabang biologi yang mempelajari sifat keturunan dari induk kepada keturunannya.
Kromosom
Kromosom merupakan zat yang mudah mengikat zat warna sehingga mudah diamati sewaktu sel membelah. Kromosom terdapat di dalam inti sel berupa benang halus berbentuk bengkok atau seperti batang. Zat penyusun kromosom disebut kromatin, yaitu serabut halus yang terjalin seperti benang. Kromosom terdiri atas belahan dua benang halus yang sama, disebut kromatid.

Dalam kromosom terdapat gen yang membawa sifat -sifat keturunan atau disebut juga faktor keturunan. Gen tersusun secara teratur pada suatu deretan tertentu dan berada di dalam lokus. Fungsi gen adalah mengatur metabolisme dan perkembangan setiap individu dan sebagai pemberi informasi genetik pada generasi selanjutnya.

Jumlah kromosom setiap spesies berbeda-beda. Hal ini bergantung pada genotif yang dibawa setiap individu dari induknya. Kromosom lebih mudah dilihat atau diamati jika digunakan teknik pewarnaan khusus selama nukleus membelah. Pada saat nukleus membelah diri, kromosom menjadi lebih tebal dan pendek, serta dapat menghisap zat pewarna.
Bagian-bagian dari kromosom adalah sebagai berikut:
Sentromer (Kinetokor)
Sentromer adalah bagian yang menyempit dan tampak lebih terang. Sentromer membagi kromosom menjadi dua lengan dan dianggap sebagai kepala kromosom. Biasanya digambar sebagai bulatan. Sentromer berfungsi sebagai tempat menggantungnya kromosom pada gelendong sel (spindle) ketika sel membelah.
Lengan Kromosom
Lengan kromosom merupakan badan kromosom yang mengandung kromonema, yaitu struktur berbentuk benang halus berpilin, tempat gen-gen berderet.
Berdasarkan letak sentromer, kromosom dibagi menjadi beberapa bentuk, yaitu:
Metasentris
Sentromer terletak di tengah kromosom. Kromosom terbagi menjadi dua bagian yang sama bentuknya seperti huruf V.

Submetasentris
Sentromer terletak agak ke tengah atau ke arah salah satu ujung kromosom. Kromosom terbagi menjadi dua lengan tak sama panjang. Bentuk seperti huruf J.

Akrosentris
Sentromer terletak di dekat ujung kromosom. Oleh karena itu, kromosom tetap lurus seperti batang. Satu lengan sangat pendek, sedangkan lengan yang lain panjang.

Telosentris
Sentromer terletak di ujung kromosom. Oleh karena itu, kromosom terdiri atas satu lengan, dan berbentuk lurus seperti batang.

Suatu organisme memiliki bentuk, letak, dan jumlah kromosom yang berbeda dengan organisme lainnya. Kromosom di dalam inti sel selalu terdiri atas dua perangkat (diploid), kecuali kromosom pada inti sel kelamin (gamet) jantan atau betina yang mempunyai jumlah setengah dari jumlah kromosom seluruh tubuh, yaitu hanya seperangkat (haploid).

 Kromosom pada manusia dibedakan menjadi dua tipe, yaitu:
Autosom (kromosom tubuh)
Kromosom autosom adalah kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin. Dari 46 kromosom (23 pasang) di dalam inti sel tubuh manusia, 44 buah (22 pasang) merupakan autosom (2n/diploid).

Seks kromosom (gonosom)
Sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin (haploid), pada wanita XX dan pada pria XY. Jadi, dalam 46 kromosom manusia terdapat 22 pasang autosom dan sepasang gonosom. Wanita 22 autosom + XX, dan pria 22 autosom + XY. Sedangkan, dalam sel gamet terdapat satu sel tunggal 22A ditambah 1 kromosom seks X atau Y.

DNA dan RNA
Gen pada makhluk hidup dibentuk oleh suatu susunan kimia yang terdiri atas nukleoprotein yang merupakan senyawa dari asam nukleat dan protein. Asam nukleat terdiri atas dua tipe, yaitu Deoxyribonucleic acid (DNA) dan

Ribonucleic acid (RNA).
DNA mengandung informasi genetik suatu makhluk hidup yang akan diturunkan kepada keturunannya. Umumnya, DNA terdapat di dalam kromosom. Sedangkan, RNA dan protein banyak terdapat di dalam sitoplasma.
DNA terdiri atas rangkaian empat jenis unsur molekul atau nukleotida yang tersusun sebagai serat yang membelit secara spiral. RNA memiliki ukuran yang lebih pendek daripada DNA dan berbentuk pita tunggal.
B.Sifat Resesif, Dominan, dan Intermediet
Suatu persilangan antara induk atau disebut parental (P) akan menghasilkan keturunan atau filial (F) yang memiliki sifat salah satu induknya. Sifat yang muncul pada keturunannya dengan mengalahkan sifat pasangannya disebut sifat dominan. Sebaliknya, sifat yang tidak muncul karena ditutupi oleh pasangannya disebut sifat resesif. Misalnya, bunga berwarna ungu disilangkan dengan bunga berwarna putih akan muncul bunga berwarna ungu.

Selain dominan dan resesif, ada sifat yang merupakan gabungan antara kedua induknya. Kedua sifat induk saling mempengaruhi menghasilkan sifat antara (intermediet). Contohnya, bunga mawar merah disilangkan dengan bunga mawar putih akan menghasilkan bunga mawar berwarna merah muda.
C. Sifat Genotip dan Fenotip
Dalam suatu persilangan terdapat sifat genotif dan fenotif. Genotip adalah susunan genetik suatu individu (sesuatu yang tidak dapat diamati). Sifat genotip suatu individu diberi simbol dengan huruf dobel. Misalnya, genotip untuk tanaman berbatang tinggi = TT, genotip untuk tanaman berbatang rendah = tt. Huruf T dan t disebut gamet.

Gen dibagi menjadi dua macam, ada yang merupakan gen homozigot dan ada juga yang merupakan gen heterozigot. Homozigot adalah sifat suatu individu yang genotipnya terdiri atas gen-gen yang sama dari tiap jenis gen, misalnya AA dan aa. Sedangkan, heterozigot adalah sifat suatu individu yang genotipnya terdiri atas gen-gen yang berlainan dari tiap jenis gen, misalnya Aa dan Bb.

Bentuk luar atau sifat-sifat yang dapat diamati disebut fenotip. Fenotip sangat dipengaruhi oleh gen dan lingkungan. Jika gen suatu tanaman memiliki sifat tinggi, tetapi jika lingkungan tidak mendukung, maka tanaman tersebut tidak akan mencapai tinggi yang seharusnya. Fenotip tidak diberi simbol, tetapi ditulis sesuai penampakan. Misalnya, warna bunga merah, rasa buah manis, batang tinggi atau pendek. Suatu bunga berwarna merah, fenotipnya disebut berwarna merah, dan genotifnya ditulis MM atau Mm.

Dua individu yang memiliki sifat fenotip yang sama belum tentu memiliki genotip yang sama. Genotifnya bisa homozigot bisa juga heterozigot. Misalnya, dua pohon berbatang tinggi, bisa memiliki genotip TT atau Tt dengan fenotipnya sama.
D. Percobaan Mendel
Mendel berhasil memisahkan gen melalui penelitian selama delapan tahun. Kemudian, terkenal dengan sebutan Hukum Mendel atau Hukum Pemisahan Gen. Mendel melakukan percobaan menggunakan kacang ercis (Pisum sativum). Mengapa Mendel menggunakan kacang ercis untuk penelitiannya, bukan tumbuhan lain? Kacang ercis memiliki beberapa kelebihan dibandingkan tanaman yang lain, yaitu:
Kacang ercis memiliki pasangan yang sifatnya kontras. Misalnya, biji bulat dengan biji keriput, atau berbatang tinggi dengan berbatang pendek.
Dapat melakukan penyerbukan sendiri.
Mudah disilangkan.
Memiliki daur hidup yang pendek sehingga untuk menghasilkan satu generasi tidak memerlukan waktu yang lama.
Bisa menghasilkan keturunan yang banyak.

Setelah mengamati dengan teliti, Mendel mendapatkan tujuh galur murni yang saling bertolak belakang pada kacang ercis. Galur murni adalah tanaman yang memiliki sifat tidak berubah dari generasi ke generasi.

 Cara Penurunan Sifat
Sifat beda yang diturunkan induk kepada keturunannya ditulis dengan simbol huruf. Satu huruf menyatakan sifat yang didapat dari salah satu induknya, sedangkan sepasang huruf menyatakan sifat beda dari kedua induknya. Induk menurunkan sifat beda pada keturunannya melalui sel kelamin jantan atau betina. Oleh karena itu, sifat beda pada sel kelamin dinyatakan dengan satu huruf.

Saat perkawinan atau persilangan berlangsung, terjadi peleburan sel kelamin jantan dan betina. Kedua sifat beda yang bergabung menjadi satu dalam individu tersebut dinyatakan dengan dua huruf.

Contohnya:
Suatu individu mempunyai sifat yang dinyatakan TT. Huruf T menyatakan sifat batang tinggi, gametnya adalah T dan T.
Sifat yang lain dinyatakan dengan tt, dimana t menyatakan sifat batang pendek, gametnya t dan t.
Dapat dijelaskan bahwa cara penurunan sifat dapat
digambarkan sebagai berikut:

P (orang tua/induk):     
Tumbuhan berbatang tinggi ×    tumbuhan berbatang pendek             
Genotip     :    TT    ×    tt
Fenotip      :    tinggi    ×    pendek

Gamet       :    T    ×    t
                      T    ×    t
F1 (filial) : Tt,Tt (berbatang tinggi) 
Jika           :    F1    ×    F1
Genotip     :    Tt    ×    Tt
Gamet       :    T    ×    T
                      t    ×    t
F2    : TT (batang tinggi)        Tt (batang tinggi)
      Tt (batang tinggi)        tt (batang pendek)

(× = disilangkan atau dikawinkan)

Persilangan Dua Individu dengan Satu Sifat Beda
Persilangan dua individu dengan satu sifat beda disebut dengan monohibrid.
Dominan Penuh
Suatu persilangan disebut dominan penuh apabila pada keturunannya sifat dominan menguasai sifat resesif.

Contoh:
Persilangan antara biji kacang polong berwarna kuning dengan biji kacang polong berwarna hijau, dihasilkan biji kacang polong berwarna kuning. Hal ini menunjukkan bahwa warna kuning bersifat dominan, dan hijau bersifat resesif.

Skema persilangannya:

P: kacang polong berwarna kuning × kacang polong berwarna hijau

Fenotip : Kuning × Hijau Genotip : KK × kk
Gamet : Kk Kk

(Jika hanya satu sifat beda, homozigot bisa ditulis satu huruf saja)

F1    :    Kk,  Kk

Fenotip keseluruhan adalah biji kacang polong berwarna kuning. Jika F1 disilangkan dengan F1, skema persilangannya adalah:

F2    :    F1 × F1

Fenotip : Kuning × Kuning Genotip : Kk × Kk
Gamet    :  K    × K     
       k    × k     
Hasil    : KK, Kk, Kk, kk     

Dengan salah satu induk yang bersifat dominan, diperoleh perbandingan biji warna kuning : hijau = 3 : 1.
Dominan Tidak Penuh
Dominan tidak penuh terjadi jika kedua gen induk saling mempengaruhi sehingga menghasilkan sifat antara. Sebagai contoh adalah persilangan antara tanaman bunga pukul empat (mirabilis jalapa) warna merah homozigot (genotip MM) dengan bunga pukul empat warna putih (genotip mm), diperoleh tanaman F1 heterozigot berbunga warna merah jambu (genotip Mm).

Jika tanaman F1 disilangkan dengan F1, diperoleh keturunan F2 yang memperlihatkan perbandingan fenotip merah : merah jambu : putih = 1 : 2 : 1.

Perbandingan ini diperoleh karena sifat merah yang tidak dominan penuh terhadap sifat putih, disebut dengan sifat intermediet, dan warna merah muda disebut warna intermediet.

Tanaman bunga merah (MM) dan bunga putih (mm) merupakan galur murni karena memberikan keturunan yang selalu tetap.

Galur murni adalah garis keturunan yang bergenotip homozigot untuk semua sifat unggul. Untuk lebih jelasnya,

pahami bagan persilangan berikut:

P    :    MM    ×    mm
      :    merah    ×    putih

Gamet :
M    ×    m
F1    :    Mm     
        :    Merah muda 
F2    :    F1    ×    F1
             Mm    ×    Mm
Gamet    :    M    ×    M
                   m    ×    m

F2    :    MM (merah)

Mm (merah muda) Mm (merah muda) mm (putih)

Perbandingan fenotip warna merah : merah muda : putih adalah 1 : 2 : 1.

Persilangan Dua Individu dengan Dua Sifat Beda
Persilangan antara dua individu dengan dua sifat beda ini disebut dengan persilangan dihibrida. Misalnya, beda antara bentuk dan warna biji kapri. Jika disilangkan antara tanaman kapri biji bulat warna kuning homozigot (BBKK) dengan tanaman kapri biji kerut warna hijau homozigot (bbkk). Dihasilkan semua tanaman F1 (dihibrida) adalah sama, yaitu berbiji bulat kuning (BbKk).

B : sifat bulat K : sifat kuning

b : sifat kerut k : sifat hijau

Bila disilangkan antara F1 dengan F1, maka dihasilkan keturunan F2 yang memperlihatkan 16 kombinasi yang terdiri atas 4 macam fenotip, yaitu berbiji bulat kuning, bulat hijau, kerut kuning, dan kerut hijau. Perhatikanlah bagan persilangan berikut.

P    :    BBKK    ×    bbkk
        bulat, kuning    ×    kerut, hijau
Gamet    :    BK    ×    bk
F1    :    BbKk     
F2    :    F1    ×    F1
             BbKk    ×    BbKk
Gamet    :    BK    ×    BK
        Bk    ×    Bk
        bK    ×    bK
        bk    ×    bk

Berdasarkan tabel di atas dapat diperoleh kemungkinan genotip dan fenotipnya. Individu yang mengandung gen B mempunyai biji bulat, sedangkan individu yang mengandung K memiliki biji berwarna kuning. Oleh karena itu, terdapat empat fenotip pada F2, yaitu:
(1)bulat-kuning : nomor 1,2,3,4,5,7,9,10,13
(2)bulat-hijau : nomor 6,8,14
(3)keriput-kuning : nomor 11,12,15
(4)keriput-hijau : nomor 16

Genotip BBKK mempunyai sifat homozigot dominan, disebut galur murni dominan. Sedangkan, genotip bbkk bersifat homozigot resesif, disebut galur murni resesif.

Perbandingan fenotip F2 adalah bulat kuning : bulat hijau : keriput kuning : keriput hijau adalah 9 : 3 : 3 : 1.
Penerapan Pewarisan Sifat pada Tumbuhan dan Hewan
Pewarisan sifat pada tumbuhan dan hewan dimanfaatkan oleh manusia untuk mendapatkan bibit unggul. Sifat unggul adalah sifat-sifat yang baik yang ada pada organisme, dipandang dari sudut kebutuhan manusia. Sifat-sifat unggul tersebut umumnya dilihat dari fenotip organisme tersebut.
Sifat-Sifat Unggul pada Hewan
Sifat-sifat unggul yang terdapat pada hewan adalah:
Tidak mudah terserang penyakit.
Pemeliharaannya mudah.
Pada jenis hewan pedaging menghasilkan daging dengan mutu baik.
Pada unggas petelur dihasilkan telur yang banyak dengan mutu baik.
Umur pendek, tapi cepat diperoleh hasil sehingga mengurangi biaya pemeliharaan.
Mudah dan cepat dikembangbiakkan.
Dapat menyesuaikan dengan lingkungan yang tidak menguntungkan.
Sifat-Sifat Unggul pada Tanaman

Sifat-sifat unggul yang terdapat pada tanaman adalah:
Tidak mudah terserang hama dan penyakit tanaman.
Pemeliharaannya mudah.
Mudah tumbuh di kondisi yang tidak meng-untungkan.
Mempunyai umur pendek dan cepat dipanen.
Batang, ranting dapat tumbuh dengan kokoh.
Dapat menghasilkan buah yang bermutu tinggi (rasa manis, besar, banyak, tidak berbiji).
Mudah untuk dikembangbiakkan.

Persilangan antarindividu yang memiliki sifat unggul mempunyai harapan dihasilkan keturunan yang dapat mewarisi sifat unggul dari induk. Namun, ada kelemahan dari persilangan antara individu dengan melihat sifat unggul dari sudut fenotipnya, yaitu adanya kemungkinan muncul sifat yang tidak baik yang dibawa oleh gen resesif. Biasanya, gen resesif muncul bila gen resesif dari induk bertemu.

Pewarisan Sifat pada Manusia
Sifat manusia diturunkan kepada keturunannya dengan mengikuti pola pewarisan tertentu. Pola pewarisan ini dapat dipelajari dengan menggunakan peta silsilah keluarga.

Cacat dan Penyakit Menurun
Penyakit-penyakit menurun yang terdapat pada manusia, yaitu hemofili, kebotakan, dan buta warna. Penyakit tersebut tidak menular dan menurun. Dalam keadaan homozigot, penyakit menurun baru muncul karena penyakit menurun bersifat resesif.

Albino
Orang albino adalah orang dengan ciri-ciri memiliki mata, bulu mata, dan kulit berwarna putih. Hal ini terjadi karena penderita albino tidak memiliki pigmen warna melanin. Pigmen melanin dihasilkan oleh enzim pembentuk melanin. Sedangkan, orang albino tidak dapat menghasilkan enzim melanin. Enzim melanin diproduksi berdasarkan perintah gen melanin. Jadi, penderita albino, gen melaninnya tidak dapat memerintah untuk memproduksi enzim. Gen albino tidak terletak pada kromosom kelamin, melainkan pada autosom. Oleh karena itu, penderita albino dapat berjenis kelamin laki-laki atau perempuan.

Buta Warna
Penderita buta warna tidak dapat melihat warna tertentu karena tidak dapat menangkap panjang gelombang cahaya tertentu. Buta warna terdiri dari bermacam-macam tipe, yaitu:

buta warna biru - hijau
buta warna biru - merah
buta warna merah - hijau (paling umum)

Penyakit ini diturunkan secara resesif pada kromosom X nonhomolog (kromosom X yang tidak memiliki pasangan gen di kromosom Y). Penyakit ini jarang diderita oleh wanita. Wanita pembawa mewariskan cacat tersebut kepada anak laki-lakinya.

Gangguan Mental
Gangguan mental disebabkan karena gangguan saraf. Penyakit ini disebabkan kadar asam fenil piruvat dalam darah terlalu tinggi. Kelainan mental ini dikendalikan oleh gen yang mengatur pembentukan protein enzim. Penderita memiliki pasangan alel gen-gen relatif homozigot yang diwariskan oleh kedua orang tua heterozigot yang penampakannya normal.

Pewarisan Golongan Darah pada Manusia

Ada tiga tipe golongan darah pada manusia, yaitu ABO, MN, dan rhesus.

Golongan Darah ABO
Golongan darah manusia dalam sistem ABO ditentukan oleh ada tidaknya antigen (aglutinogen) dan antibodi (aglutinin) dalam sel darah.

Berikut ini adalah tabel kandungan aglutinin dan aglutinogen dalam masing-masing golongan darah.

Tabel Aglutinogen dan Aglutinin pada Golongan Darah




Gen penentu golongan darah terletak pada kromosom autosom dan diberi simbol I (Isohemaglutinogen) sehingga alel-alelnya disimbolkan IA menghasilkan antigen A, IB menghasilkan antigen B, dan IO yang tidak menghasilkan antigen.

Golongan Darah MN
Penggolongan darah MN didasarkan pada ada tidaknya antigen dalam sel darah merah seseorang. Apabila seseorang bergolongan darah M, sedangkan orang yang di dalam sel darah merahnya mengandung antigen N, maka orang tersebut bergolongan darah N. Jadi, orang yang bergolongan darah MN dalam sel darah merahnya mengandung antigen M dan N sehingga orang tersebut bergolongan darah MN.

Menurut para ahli, golongan darah MN ditentukan oleh gen yang mengandung dua alel. Satu alel menentukan faktor M dan yang lainnya menentukan faktor N. Jadi, orang yang bergenotip MM akan bergolongan darah M. Golongan darah N mempunyai genotip NN, sedangkan golongan darah MN mempunyai genotip MN.

Golongan Darah Rhesus
Golongan darah ini dipengaruhi oleh ada tidaknya faktor rhesus (antigen Rh) pada sel darah seseorang. Seseorang yang mengandung antigen Rh pada eritrositnya disebut Rh+ (rhesus positif). Sedangkan, yang tidak mempunyai antigen rhesus disebut Rh– (rhesus negatif).

Seseorang yang mengandung antigen rhesus pada darah merahnya (Rh+) tidak dapat membentuk antibodi yang melawan antigen Rh–. Antibodi terhadap rhesus akan terbentuk pada orang yang bergolongan darah Rh–. Jadi, jika orang bergolongan darah Rh– diberi transfusi darah dari orang bergolongan darah Rh+, maka pada darah penerima tersebut akan membentuk antibodi yang melawan antigen rhesus.

Tweet