bab iii hukum mendel tentang pewarisan sifat dan prediksi keturunan hasil persilangan

Pemuliaan Tanaman, BAB III 1

BAB IIIHUKUM MENDEL TENTANG PEWARISAN SIFAT DAN PREDIKSI

KETURUNAN HASIL PERSILANGAN

Selanjutnya akan dibahas:1) Istilah-istilah dasar terkait PEWARISAN SIFAT 2) Hukum Mendel:

a) Hk. Segregasi/Pemisahan Pasangan Gen (Alel)b) Hk. Pemisahan & Pengelompokan Gen scr Bebas

3) Prediksi Keturunan Persilangan berdasar Metode Kotak Punnat4) Prediksi Keturunan Persilangan Berdasar Metode Probabilitas (Teori

Kemungkinan)

Genotipe dan fenotipe hasil persilangan dapat diprediksi berdasar HK. Mendel. Hal ini menunjang Pemuliaan Tan.


1). ISTILAH-2 DASAR TERKAIT PEWARISAN SIFAT

ALEL: BENTUK ALTERNATIF SUATU GEN Contoh: Gen M (pengatur warna bunga) mempunyai 2 alel:

alel M menyebabkan bunga berwarna merah alel m menyebabkan bunga berwarna putih

Contoh: Gen K mengatur sifat warna biji mempunyai 2 alel: Alel K menyebabkan biji berwarna kuning Alel k menyebabkan biji berwarna hijau

GEN: FAKTOR GENETIK PENGATUR SIFAT Contoh: gen M mengatur sifat warna bunga, gen K mengatur sifat

warna biji

a. GEN – ALEL

Gb. Kromosom mengandung Gen-2


PASANGAN GEN/ALEL dibedakan dibedakan atas: HOMOSIGOT: mempunyai alel sama, contoh: MM, KK HETEROSIGOT: mempunyai alel tidak sama, contoh: Bb

b. GENOTIPE GENOTIPE (G): susunan genetik (gen-2) organisme

Contoh: Genotipe organisme berdasar 3 pasang gen (Gambar) mempunyai genotipe: MM KK Bb

Gb. PASANGAN KROMOSOM & PASANGAN GEN (separoh dari tetua jantan, separoh dari tetua betina)

Gen-2 berpasangan (dari tetua jantan dan tetua betina)


FENOTIPE (F): sifat tampak (penampilan) organisme

c. FENOTIPE

Fenotipe ditentukan Faktor Genetik (G) dan Lingkungan (E)

F = G+E, (G: Genetik; E: Lingkungan)

Genotipe sama, fenotipe dpt berbeda bila lingkungan tumbuh berbeda

Contoh: fenotipe tanaman mawar di lahan subur

berbeda dengan di lahan tdk subur Mungkinkah GENOTIPE BERBEDA, FENOTIPE SAMA?

Mungkinkah GENOTIPE SAMA, FENOTIPE BERBEDA?


d. HIBRIDISASI: persilangan dua individu berbeda

M

M

MM

x

mm

m

m

M

m

F1: Mm

(M dg m alelik) (M dominan

thd m)

F1 : keturunan pertama hsl. persil. F2 : keturunan kedua hsl persilang. (hasil selfing antara individu F1) Homosigot: individu dg. 2 alel sama, MM / mm Heterosigot: indv. dg 2 alel berbeda, Mm


E.DOMINAN DAN RESESIF

DOMINAN: sifat (alel) yg terekspresi/muncul dan menutupi sifat (alel) lain pada keadaan heterosigot RESESIF: alel atau sifat yg tidak terekspresi/muncul pada keadaan heterosigot

Contoh: Sifat warna bunga merah (alel M) dominan/ menutupi sifat warna bunga putih (alel m) pada keadaan Heterosigot (Mm).


2. HUKUM MENDEL: MENDEL merumuskan kaidah-kaidah dasar pewarisan sifat yg dikenal sbg

“Hukum Mendel Tentang Pewarisan Sifat (MENDELISM)”. HK. MENDEL dirumuskan berdasar HASIL PERCOBAAN PERSILANGAN pada

tanaman ercis (Pisum sativum) Berdasar HK. Mendel dpt diprediksi genotipe-fenotipe keturunan hasil

persilangan. (Hal ini menunjang keberhasilan pemuliaan tanaman).

PROSEDURE MEMPELAJARI PRINSIP-2 GENETIKA MELALUI PERSILANGAN: 1) Menyilangkan organisme-2 berbeda pd sifat-2 tertentu 2) Pengamatan dan Tabulasi3) Analisis hasil


a). Hk. MENDEL I (Hukum Segregasi/Pemisahan Pasangan Gen/Alel):

“Pada pembentukan gamet*), ALEL DARI PASANGAN-2 GEN AKAN MEMISAH (BERSEGREGASI) ke dalam Gamet-gamet yg dibentuk”

*) Perbiakan generatif melibatkan: Pembentukan gamet-2 Penyatuan gamet


b). HUKUM MENDEL II (Hukum Pemisahan & Pengelompokan Gen Secara Bebas):

(GENOTIPE)

GAMET-2:

“Pada pembentukan gamet, alel dari pasangan-2 gen akan memisah (bersegregasi) scr. bebas

dan mengelompok secara bebas pula”.


3. PREDIKSI KETURUNAN PERSILANGAN BERDASAR METODE KOTAK PUNNAT

TINGGI KERDIL

F1: TINGGI

X

SELFING

a). MONOHIBRID (Persil. dg SATU SIFAT BEDA)

Contoh: Pisum sativum TINGGI x KERDIL(Tinggi dominan thd kerdil)

Bagaimanakah genotipe F1 & F2? Bagaimanakah fenotipe F1 & F2?

F2: (hsl selfing F1)

P (Tetua) : (Tinggi) TT X tt (Kerdil)Gamet : (T) ; (t)F1 : TtF2 : TtxTt (selfingTt)

Genotipe & Fenotipe F2 dpt diprediksi dg METODE KOTAK PUNNAT


PROSEDUR PREDIKSI KETURUNAN HASIL PERSILANGAN MENGGUNAKAN METODE KOTAK PUNNAT :

1) Mengatahui genotipe kedua tetua, misalnya: Tt (betina) X Tt (jantan)

2) Menentukan gamet yg dibentuk masing-2 tetua. Gamet JANTAN: T dan t, Gamet BETINA: T dan t.

3) Membuat Kotak Punnat: jml kolom sesuai jml gamet jantan jml baris sesuai jml gamet betina Tulis gamet jantan di atas kotak, gamet

betina di samping kotak 4) Mengisi Kotak Punnat: genotipe (kombinasi

gamet jantan dan betina)5) Menentukan perbandingan/proporsi

genotipe dan fenotipe keturunan

T

T

t

t

TETUA: Tt X Tt

GAMET JANTAN

GAMET JANTAN

Rasio genotipe: 1 TT : 2 Tt : 1 tt

T t

T TT Tt

t Tt tt

KOTAK PUNNAT

Pemuliaan Tanaman, BAB III-C 12

Contoh: Persil. P. sativum berbiji

Bulat-kuning x kerut-hijau (BBKK) (bbkk) Bgmn keturun F1 & F2?

BK Bk bK bk

BK BBKK

Bk BBkk

bK bbKk

bk bbkk

DIHIBRID

(Persilangan dengan dua sifat beda)

Bulat

Kuning

X

Kerut Hijau

P (Tetua) : BBKK x bbkkGamet : (BK); (bk)F1 : BbKkF2 : BbKk x BbKk (Selfing

F1)

KOTAK PUNNAT F2:

Rasio Genotipe F2 = ..BBKK: .. BBKk: ..BbKK:..BbKk:..bbKk:.. bbkkRasio Fenotipe F2 = ..bulat-kuning:..bulat-hijau:..kerut-kuning: ..kerut-hijau

Sifat Bulat dominan thd KerutSifat Kuning dominan thd Hijau


4. PREDIKSI HASIL PERSILANGAN BERDASAR METODE PROBABILITAS (TEORI KEMUNGKINAN)

Probabilitas (Peluang): frekuensi relatif suatu peristiwa (kejadian).

Juml. suatu kejadian Prob. suatu kejadian =

Juml. kejadian total Misal, bila dilakukan pelemparan mata

uang logam yang mempunyai dua sisi A dan a, Probabilitas munculnya sisi A adalah ½ .

P(A) = jumlah sisi A

jumlah sisi mata uang = ½


PROBABILTAS PERISTIWA SALING ASING

PERISTIWA SALING ASING: dua peristiwa atau lebih yang tidak mungkin terjadi bersama.

Prob. terjadinya dua peristiwa (A & B) yg saling asing: hasil penjumlahan probabilitas masing-2 peristiwa tsb.

P(A+B), dibaca Prob. A atau B = P(A) + P(B)

Contoh: Seorang bayi berkelamin satu, laki-2 atau perempuan. Laki-2 & perempuan tdk mungkin terjadi ber-sama2 pada satu bayi.

Contoh: Prob. bayi yg akan lahir berkelamin laki-2 (L) atau perempuan

(P): P(L+P) = P(L) + P(P) = ½ + ½ = 1


PROBABILITAS PERISTIWA TAK GAYUT

Peristiwa Tak Gayut (Independent): dua peristiwa atau lebih yg masing-2 berdiri sendiri (tdk saling mempengaruhi).

Probablitas terjadinya dua peristiwa (A & B) yg saling tidak gayut = hasil kali probabilitas masing-2 peristiwa tsb.

P(AB), dibaca Probabilitas A dan B = P(A) x P(B).

Contoh: Bila dua ibu (A&B) melahirkan ber-sama-2, Jenis kelamin bayi ibu A dan ibu B tdk

saling mempengaruhi

Contoh: Bila dua ibu (A&B) melahirkan ber-sama-2, Probabilitas kedua anak yang lahir

berkelamin laki-2 adalah: P (laki-2 dari ibu A) x P (laki-2 dari ibu B) = ½ X ½ = ¼


a. PENGGUNAAN MTD. PROBABILITAS pada MONOHIBRID

Contoh: Persil. P. sativum biji bulat (BB) X biji Kerut (bb)

Probabilitas Gamet BTN

Probabilitas Gamet JTN

Probabilitas Persilangan

Probabilitas Genotipe F2

Probabilitas Fenotipe F2

½ B ½ B ½B X ½B ¼ BB ¼ Bulat

½ b ½B X ½b ¼ Bb ¼ Bulat

½ b ½ B ½b X ½B ¼ Bb ¼ Bulat

½ b ½b X ½b ¼ bb ¼ Kerut

Genotipe F2: ¼ BB; ½ Bb; ¼ bb Fenotipe F2: ¾ Bulat; ¼ Kerut

Bagaimanakah Nisbah Genotipe F2? Nisbah Fenotipe F2?


b. PENGGUNAAN MTD. PROBABILITAS pada DIHIBRID

Contoh: Persil. P. sativum berbiji Bulat-

kuning x kerut-hijau (BBKK) (bbkk) Bgmn keturun F2?

P: BBKK x bbkk

F1: BbKk

F2: BbKk x BbKk

Probabilitas Gamet BTN

Probabilitas Gamet JTN

Probabilitas Persilangan

Probabilitas Genotipe F2

Probabilitas Fenotipe F2

¼ BK ¼ BK ¼BKx ¼BK 1/16 BBKK 1/16 blt-kng

¼ Bk

¼ bK

¼ bk

…… dst ……dst ……dst …dst ……dst

¼ bk ¼ bk ¼ bkx ¼ bk 1/16 bbkk 1/16 krt-hij

Nisbah Genotipe & Fenotipe F2 dpt diprediksi dg Probabilitas

DNA Sbg Bahan Genetik:

Bahan Genetik organisme pd umumnya adalah DNA. GEN (faktor keturunan)

terletak pd KROMOSOM. KROMOSOM tersusun atas

DNA dan PROTEIN. INFORMASI GENETIK

terletak dlm DNA dan tidak dlm protein.

1. STRUKTU GEN

BAB IV. STRUKTUR DAN EKPRESI GEN (mekanisme pengaturan sifat) SECARA MOLEKULAR

STRUKTUR DNA: Spiral Ganda (Double Helix)

Watson dan Crick (1953): DNA berstruktur “Spiral Ganda” (“Doble Helix”) yakni DNA terdiri atas 2 pita polinukleotida yg saling melilit dlm bentuk spiral. Gula-fosfat sbg tulang punggung dan di bagian dalam terdpt BASA-N.

DNA: Polinukleotida (Gabungan mononukelotida-2)

MONONUKLEOTIDA

Komponen Mononukletida DNA:

1) Gula Pentosa: deoksiribosa2) Basa Nitrogen (basa N):

Pirimidin (C, T) dan Purin (A, G)

3) Gugusan fosfat (asam fosfat)

Citosin

Fospat

Deoksiribosa

(2’-deoksicitidin-5’-fosfat)

STRUKTUR POLINUKLEOTIDA pada DNA

Polinukleotida: gabungan NUKLEOTIDA-2

Gugus Fosfat melekat pada:

penggabungan NUKLEOTIDA-2 melalui ikatan fosfodiester:

1) C5’ deoksiribosa suatu nukleotida dan

2) C3’ deoksiribosa nukleotid berikutnya

Maka terbtk rangkaian panjang 5’-3’.

UJ UNG 5’ (5’- P)

BASA-1

Ikatan

fosfodiester

BASA-2 BASA-3

UJ UNG 3’ (3’- OH)

OH

PASANGAN BASA DNA Pasangan basa komplementer (A=T

dan C=G) mrpk sifat terpenting dari struktur DNA.

Struktu DNA dinyatakan dlm pasangan basa.

Contoh: DNA (gambar samping) mempunyai struktur:

5’-ATGAC-3’ 3’-TACTG-5’ Pasangan basa ini berperan dlm

Pewarisan Sifat (replikasi DNA) &Pengaturan Sifat (ekspresi gen)

PENGERTIAN GEN SECARA MOLEKULAR

• Secara molekular, Gen adalah segmen DNA yang mengkode mRNA atau polinukleotida/ protein.

• Pada proses eksresi genetik, gen mengkode pembentikan RNA, selanjutnya mengkode pembentukan protein.

a. Pengertian Ekspresi Genetik

EKSPRESI GENETIK: pengungkapan faktor genetik (gen) menjadi fenotipe

EKSPRESI GENETIK: Penejemahan urutan nukleotida (basa-N) DNA menjadi urutan asam amino protein

DIAGRAM EKSPRESI GENETIK

2. MEKANISME PENGATURAN SIFAT (EKSPRESI GENETIK)

Diagram EKPRESI GENETIK PADA PROKARIOT

b. EKPRESI GENETIK SBG PENGATURAN SIFAT (METABOLISME) MAKHLUK HIDUP

Pengaturan sifat/fenotipe/metabolisme oleh faktor genetik berlangsung melalui kontrol pembentukan protein enzim (EKSPRESI GENETIK).

Gen A Gen B Gen C Enzim A Enzim B Enzim C

Bahan Hasil

Antara I

Hasil Antara

I I

Hasil Akhir

Pertumbuhan/perkembangan organisme ditentukan serangkaian reaksi biokimia dg katalisator ENZIM (disebut METABOLISME)

FENOTIPE DITENTUKAN PRODUK GEN-2

SATU GEN SATU ENZIM/PROTEIN/POLIPEPTIDA

DNA RNA PROTEIN FENOTIPE

TRANS-KRIPSI

TRANS-LASI

JALUR BIOKIMIA

c. MEKANISME EKSPRESI GENETIK: (TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI)

Replikasi D N A RNA Protein Transkripsi Translasi

1. TRANSKRIPSI: pembentukan RNA pd DNA cetakan dg bantuan Enzim RNA polimerase.

2. TRANSLASI: penterjemahan urutan nukleotida mRNA dan menghasilkan urutan as. amino dlm SINTESIS PROTEIN

Mekanisme ekspresi genetik mengikuti DOGMA SENTRAL BIOLOGI MOLEKULAR: aliran (transfer) informasi genetik dari urutan nukleotida DNA manjadi urutan asam amino protein.

Ekspresi genetik mencakup dua proses pokok:

1). TRANSKRIPSI (SINTESIS RNA):

proses pembentukan RNA dg menggunakan DNA sbg pola cetakan untuk menentukan urutan nukleotida RNA dan dikatalisis ensim RNA polimerase.

DIAGRAM TRANSKRIPSI

Hanya 7% DNA yg ditranskripsi pd suatu waktu

Transkripsi melibatkan pemilihan daerah pita DNA yg ditranskripsi sesuai kebutuhan.

Mekanisme Dasar Transkripsi

(1) INISIASI (berlangsung di daerah promoter) Diawali penempelan dan

pengikatan RNA polimerase pada daerah tertentu DNA

Pembukaan rantai ganda DNA Perangkaian nukleotida pertama

(di Titik START)

(2) PEMANJANGAN: Pemanjangan untai RNA

berlansung dg arah 5’—3’

(3) TERMINASI: Sintesis RNA berakhir, komplek sintesis RNA (RNA polimerase

dan untai RNA yg terbentuk) terlepas dari untai DNA (di daerah TERMINATOR)

2). TRANSLASI:

penerjemahan urutan nukleotida mRNA menjadi rangkaian asam amino suatu polipeptida/protein Penerjemahan tsb berdasar kode

genetik (KODON).

KODON: kode genetik yg terdiri atas 3 nukleotida berurutan yg mengkode suatu asam amino, Misal:

GUG mengkode violin UUG mengkode leusin

Rangkaian nukleotida mRNA dibaca tiap tiga nukleotida sbg satu kodon unt. satu as. amino, mulai dari kodon inisaiasi (AUG) hingga kodon terminasi (UAA, UAG, AGA)

KODE GENETIK (KODON): kode genetik yg berupa 3 nukleotida yg berurutan (triplet) pada mRNA yg mengkode satu asam amino.

Translasi Berlangsung Di Ribosom

Penyusun ribosom: molekul rRNA + molekul-2 proteinRibosom terdiri 2 unit: unit besar + unit kecil

DIAGRAM RIBOSOM

Makanisme Dasar Translasi

Berlangsung 3 tahap: 1) Inisiasi2) pemanjangan 3) Terminasi

Diperlukan tRNA yg berfungsi membawa as. amino spesefik.

tRNA mempunyai urutan nukleotida (ANTI-KODON) yg mampu mengenal KODON pd mRNA

DIAGRAM TRANSLASI

KEPUSTAKAAN (BAHAN BACAAN):1. PRINCIPLES & PROCEDURES OF PLANT BREEDING. Chahal and Gosal.

2002. 2. BREEDING FIELD CROPS. Poehlman & Sleper, 1995.3. PLANT BREEDING: Past, Present, & Future. Crosbie dkk. 2006. *)4. DEFINING AND ACHIEVING PLANT- BREEDING GOALS. Hallauer And

Pandey. 2006. *)5. SOSIAL & ENVIRONMENTAL BENEFITS OF PLANT BREEDING. Duvick, D.N.

2006. *)6. PRINCIPLES OF GENETICS. Snustad, D.P. dkk. 1997. 7. DASAR-2 PEMULIAAN TANAMAN. Mangeondidjojo. 2003. 8. DASAR-2 ILMU PEMULIAAN TAN. Poespodarsono. 1988. 9. PEMULIAAN TANAMAN. Allard, R.W. 1960; (Terjemahan 1989). 10. GENETIKA TUMBUHAN. Crowder. 1990. (Terjemahan)

*). Plant Breeding: The Arnel R. Hallauer International Symposium

bab iii hukum mendel tentang pewarisan sifat dan prediksi keturunan hasil persilangan

Documents