RINGKASAN MATERI GENETIKA
PENGERTIAN GENETIKA
Genetika disebut juga ilmu
keturunan. Ilmu ini mempelajari berbagai aspek yang menyangkut pewarisan sifat,
bagaimana sifat keturunan (hereditas) itu diwariskan dari generasi ke generasi,
serta variasi-variasi yang mungkin timbul di dalamnya atau yang menyertainya.
Pewarisan sifat tersebut dapat terjadi melalui proses seksual. Genetika
berusaha menjelaskan material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan
genetik), bagaimana informasi tersebut diekspresikan (ekspresi genetik), dan
bagaimana informasi tersebut dipindahkan dari satu individu ke individu yang
lain (pewarisan genetik).
1.
Pendekatan
Genetika pada Biologi
Dalam biologi
genetika populer dengan bidang pertanian rekayasa genetika yang dapat
difungsikan sebagai kegiatan utama dalam ruang lingkup bioteknologi. Rekayasa
genetika merupakan salah satu teknologi yang potensial sebagai alternatif
pemecahan masalah pangan dunia untuk menghasilkan tanaman transgenik. Tanaman
transgenik merupakan tanaman yang mempunyai gen asing di dalam genomnya. Gen asing
pada umumnya berasal dari bakteri atau tanaman lain yang membawa sifat
tertentu. Sifat yang dibawa oleh gen asing ini merupakan sifat unggul yang
tidak dimiliki tanaman inang.
Tanaman
transgenik telah banyak dilepas sebagai tanaman pangan dengan tujuan seperti
tahan insekta, tahan herbisida, mengandung vitamin dan gizi tinggi, tahan
penyimpanan jangka panjang, dan toleran terhadap lingkungan secara langsung
berperan dalam meningkatkan produktifitas. Tanaman transgenik yang tahan
terhadap insekta akan menurunkan frekuensi aplikasi pestisida. Pengurangan
pemakaian pestisida sama artinya dengan tidak memasukkan bahan-bahan kimia
berbahaya ke dalam lingkungan, sehingga dampak pencemaran lingkungan dapat
dikurangi. Resiko dari produk transgenik tidak akan lebih besar dari produk
hasil persilangan alamiah. Beberapa resiko pangan transgenik yang mungkin
terjadi antara lain resiko alergi, keracunan dan tahan antibiotik. Sehingga
sampai saat ini fakta menunjukkan bahwa kelompok tanaman ini telah memberi banyak
manfaat khususnya dalam dunia pertanian karena memiliki produktivitas dan
kualitas tinggi serta lebih ramah lingkungan.
2. Mendelisme ( konsep dan istilah dalam genetika )
Mendelisme
adalah
persilangan antara dua individu, baik yang sejenis maupun lain jenis. Mendel memilih kacang ercis sebagai bahan percobaannya, terutama karena
tanaman ini memiliki beberapa pasang sifat yang sangat mencolok perbedaannya,
misalnya warna bunganya mudah sekali untuk dibedakan antara yang ungu dan yang
putih. Selain itu, kacang ercis merupakan tanaman yang dapat menyerbuk sendiri,
dan dengan bantuan manusia, dapat juga menyerbuk silang. Hal ini disebabkan
oleh adanya bunga sempurna, yaitu bunga yang mempunyai alat kelamin jantan dan
betina. Pertimbangan lainnya adalah bahwa kacang ercis memiliki daur hidup yang
relatif pendek, serta mudah untuk ditumbuhkan dan dipelihara. Mendel juga
beruntung, karena secara kebetulan kacang ercis yang digunakannya merupakan
tanaman diploid (mempunyai dua perangkat kromosom).
·
Gen
mempunyai versi yang berbeda, disebut Alel. Alel yang dominan
menyembunyikan alel resesif dan menentukan penampilan organisme.
·
Ketika
organisme membuat sel gamet, setiap gamet menerima hanya satu salinan gen, yang
dipilih secara acak. Fenomena ini disebut Hukum Segregasi.
·
Gen untuk
sifat yang berbeda diwariskan secara independen dari gen yang lainnya, fenomena
ini disebut Hukum Berpasangan Bebas.
·
Genotipe adalah
keadaan genetik dari sekumpulan individu atau suatu populasi, sedangkan fenotipe adalah
sifat yang bisa diamati atau tampak dari suatu individu yang diakibatkan dari
interaksi antara genotipe dan lingkungannya.
·
Uji persilangan bisa digunakan untuk menentukan apakah organisme dengan fenotip dominan itu
homozigot atau heterozigot.
Pewarisan
sifat itu dapat ditentukan oleh Kromosom dan Gen. Kromosom adalah struktur
benang dalam inti sel yang bertanggung jawab dalam hal sifat keturunan (Hereditas). Sedangkan gen adalah unit
terkecil yang terletak pada bagian kromosom yang disebut Lokus. Fungsi Gen adalah menyampaikan informasi genetik kepada
keturunannya dan mengendalikan perkembangan dan metabolisme sel.
Kemudian
seorang Biarawan dari Austria yang bernama Gregor Mandel (1822-1844) melakukan
berbagai percobaan tentang penyilangan dengan berbagai jenis tanaman. Mendel
melakukan penyilangan terhadap Kacang Ercis (Pisum Sativum) yang mempunyai
sifat sebagai berikut:
1. Memiliki pasangan-pasangan
sifat yang kontras
2. Dapat melakukan Autogami atau
perkawinan sendiri
3. Mudah disilangkan
4. Mempunyai keturunan yang
banyak
5. Mempunyai daur hidup yang
pendek
Dalam percobaannya Mendel melakukan perkawinan silang dengan menyerbukkan
sendiri antara dua variates Ercis
berbunga ungu dengan Ercis berbunga putih sebagai induk-induknya. Turunan hasil
persilangan ini disebut Hibrid.
Sedangkan proses perkawinan silang sendiri disebut Hibridisasi.
Dari hasil
percobaan yang diperolehnya, Mendel menyusun beberapa hipotesis,
yaitu:
a. Setiap sifat pada organisme
dikendalikan oleh satu pasang faktor keturunan, satu dari induk jantan dan satu
dari induk betina.
b. Setiap pasang faktor keturunan
menunjukkan bentuk alternatif sesamanya. Misalnya tinggi atau rendah, bulat
atau keriput, kuning atau hijau. Kedua bentuk alternatif ini disebut alel.
c. Bila pasangan faktor itu
terdapat bersama-sama dalam satu tanaman, faktor dominasi akan menutup faktor
resesif.
d. Pada waktu pembentukan gamet, pasangan faktor
atau masing-masing alel akan memisah secara bebas.
e. Individu murni memiliki alel
sama, yaitu dominin saja atau resesif saja.
Dari hasil Hipotesis diatas. Mendel membuat hukum yang terkenal dengan
Hukum Mendel I (Hukum Segregasi), yaitu: Bahwa alel-alel akan berpisah secara
bebas dari diploid menjadi haploid pada saat pembentukan gamet.
Dan Hukum Mandel II (Hukum kebebasan untuk memilih/pengelompokan secara
bebas), yaitu: Bahwa dalam suatu perkawinan/persilangan yang menyangkut dua
atau lebih pasangan sifat berbeda maka pewarisan dari masing-masing pasangan
faktor sifat-sifat tersebut adalah bebas
sendiri.
Alel dominan disimbolkan dengan huruf kapital, sedangkan alel resesif
disimbolkan dengan huruf kecil. Organisme yang memiliki pasangan alel identik
disebut homozigot, sedangkan jika
organisme mempunyai alel yang berbeda disebut heterozigot. Alel homozigot dapat berupa homozigot dominan ataupun
resesif. Susunan genetik dari suatu sifat yang dikandung oleh suatu organisme
disebut genotip, sedangkan suatu
sifat yang di ekspresikan oleh suatu oragnisme (bentuk luar suatu organisme)
disebut fenotip.
3.
Mendelisme ( Pendekatan Analisis
Mendel s.d Persilangan Dihibrid )
Dihibrid adalah persilangan dua
individu dengan dua sifat beda atau lebih yang menghasilkan keturunan dengan
perbandingan fenotip dan genotip tertentu. Pada percobaannya, Mendel melakukan
persilangan kacang ercis galur murni yang memiliki biji bulat warna kuning
dengan galur murni yang memiliki biji keriput warna hijau. Sifat bulat dan
kuning dominan terhadap sifat keriput dan hijau, sehingga menghasilkan seluruh
F1 berupa kacang ercis berbiji bulat dengan warna biji kuning.
Hukum Mendell II dikenal dengan
Hukum Independent Assortment, menyatakan: apabila dua individu berbeda
satu dengan yang lain dalam dua pasang sifat atau lebih, maka diturunkannya
sifat yang sepasang itu tidak bergantung pada sifat pasangan lainnya. Hukum ini
berlaku untuk persilangan dihibrid (dua sifat beda) atau lebih. Contoh:
disilangkan ercis berbiji bulat warna kuning (dominan) dengan ercis berbiji
kisut warna hijau (resesif)
4.
Peluang dan Uji Khi- Kuadrat
Pemuliaan klasik berbasis genetika
kuantitatif merupakan pendekatan terpenting dalam menghasilkan bahan tanaman
unggul. Beberapa strategi yang telah dikenal luas dalam pemuliaan yang berperan
dalam mengindetifikasi karakter kuntitatif dengan menggunakan QTL (quantitative
trait loci). Contoh pentingnya QTL adalah mengidentifikasi karakter kuantitatif
ketahanan penyakit bulai pada jagung mengunakan marka RFLP. Dimana identifikasi
QTL (Quantitative Trait Loci) karakter ketahana penyakit bulai dengan bantuan
awal merupakan kegiantan awal pemuliaan memanfaatkan marka molekuler sebagai
alat Bantu seleksi MAS (Marker Assisted Selection).
Contoh lain pewarisan karakter kuantitatif adalah
uji pewarisan oleh Mendel.
5.
Perluasan Analisis Mandel ( Pada Monohibrid )
Persilangan monohibrid adalah
persilangan antara dua individu dengan hanya fokus pada sebuah sifat yang
berbeda dari sebuah karakter pada tanaman sejenis. Persilangan ini sering
dikenal dengan persilangan satu sifat beda. Kenampakan karakter sebuah individu
dipengaruhi oleh susunan basa nitogen di dalam kromosom. Di dalam kromosom
terdapat segmen-segmen DNA yang berisi informasi yang akan diwariskan kepada
keturunannya, segmen DNA dalam kromosom ini disebut dengan gen. Jadi gen adalah
sesuatu yang mempengaruhi kenampakan sebuah karakter.
Konsep mengenai Kromosom selalu berpasangan,
kromosom pasangannya disebut dengan kromosom homolog yang mempengaruhi karakter yang sama dapat
dijumpai pada di kromosom homolognya. Hukum segregasi bebas menyatakan bahwa
pada pembentukan gamet (sel kelamin), kedua gen induk (Parent) yang merupakan
pasangan alel akan memisah sehingga tiap-tiap gamet menerima satu gen dari
induknya.
Contoh dari terapan Hukum Mendel I
adalah persilangan monohibrid dengan dominansi. Persilangan dengan
dominansi adalah persilangan suatu sifat beda dimana satu sifat lebih kuat
daripada sifat yang lain. Sifat yang kuat disebut sifat dominan dan bersifat
menutupi, sedangkan yang lemah/tertutup disebut sifat resesif.
Ø Kondominan
Merupakan aksi gen yang tidak dapat menutupi aksi gen
resesif atau ekspresi gen yang tidak dapat menutupi ekspresi gen resesif secara
sempurna, sehingga individu heterozigot akan memunculkan sifat antara. Contoh:
anjing husky bermata biru (BB) dengan husky bermata coklat (bb) akan
menghasilkan keturunan yang berwarna mata ganda (Bb).
P
BB x bb
gamet
B
b
F1
Bb = warna mata ganda
Bb
x Bb
F2
BB, Bb, Bb, bb
BB = warna mata biru
Bb = warna mata ganda
Bb = warna mata ganda
bb = warna mata coklat
Jadi, kita
dapat mengambil kesimpulan bahwa keturunannya akan menghasilkan 3 phenotip
dengan perbandingan 1:2:1.
Ø Letal
Merupakan persilangan yang akan menyebabkan kematian
terhadap individu homozigot (embrio). Macam-macam gen letal yaitu: gen letal
dominan dan gen letal resesif. contoh: sesama ayam redep ( Cc ) dikawinkan
normal = CC
letal = cc
P Cc
x Cc
|
CC, Cc, Cc, cc
CC = normal
Cc = redep
Cc = redep
cc = letal
Jadi,
perbandingan nya yaitu 1:2:1.
Secara garis
besar, hukum ini mencakup tiga pokok:
1. Gen memiliki bentuk-bentuk
alternatif yang mengatur variasi pada karakter turunannya. Ini adalah konsep
mengenai dua macam alel; alel resisif (tidak selalu nampak dari luar,
dinyatakan dengan huruf kecil, misalnya w dalam gambar di sebelah), dan alel
dominan (nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf besar, misalnya R).
2. Setiap individu membawa sepasang gen, satu dari tetua
jantan (misalnya ww) dan satu dari tetua betina (misalnya RR).
3. Jika sepasang gen ini merupakan dua
alel yang berbeda (Sb dan sB pada gambar 2), alel dominan (S atau B) akan
selalu terekspresikan (nampak secara visual dari luar). Alel resesif (s atau b)
yang tidak selalu terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk
pada turunannya.
6.
Persilangan Trihibrid
Persilangan trihibrid adalah persilangan dua individu
dengan tiga sifat beda atau lebih yang menghasilkan keturunan dengan
perbandingan fenotip dan genotip tertentu. Pada percobaannya, Mendel melakukan persilangan
kacang ercis dengan tiga sifat beda, ialah batang tinggi, biji bulat, dan biji
warna kuning dengan kacang ercis berbatang pendek, biji keriput, dan biji warna
hijau. Masing-masing sifat dominan ditentukan oleh pasangan gen sebagai
berikut:
T = gen
untuk batang tinggi
b = gen
untuk batang pendek
B = gen
untuk biji bulat
b = gen
untuk biji kisut
K = gen
untuk warna kuning
k = gen
untuk warna hijau
Jika serbuk sari yang berasal dari tanaman berbatang
tinggi berbiji bulat-kuning diberikan kepada putik dari tanamanhomozigot
berbatang pendek berbiji kisut-hijau. Maka tanaman F1 berupa suatu trihibrid
yang berbatang tinggi berbiji bulat-kuning.
Alel kodominan adalah dua alel suatu gen yang dalam
keadaan heterezigot tidak menghasilkan sifat itermediat. Dengan kata lain,
sifat dari induk dominan tidak saling mendominasi sempurna sehingga sifat dari
kedua induk akan muncul pada fenotipe sang anak.
Contoh pada
sapi luar negeri Shorthorn dikenal 3 warna yaitumerah, coklat, dan putih. Cara
memberi tanda untuk alel kodominan berbeda dari biasanya,ialah sebagai berikut:
Sapi merah
memiliki genotip CRCR
Sapi coklat
memiliki genotip CRCW
Sapi putih
memiliki genotip CWCW.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar