IMITASI PERBANDINGAN GENETIS

MENURUT MENDEL

I. Imitasi Persilangan Monohibrida

A. Tujuan

1. Membuktikan adanya prinsip segregasi dan berpasang secara bebas

2. Membuktikan perbandingan Hukum Mendel I 2 : 1 (untuk ratio genotip)

dan 3 : 1 (untuk ratio fenotip)

3. Mengetahui gambaran mengenai kemungkinan gen-gen yang dibawa

oleh gamet akan bertemu secara acak (random)

4. Melakukan pengujian melalui tes statistik “Chi-Square” untuk

mengetahui baik atau tidaknya hasil percobaan yang diperoleh

B. Landasan Teori

Tiap sifat dari makhluk dikendalikan oleh sepasang faktor keturunan

yang dikenal dengan nama gen. Sepasang gen ini satu berasal dari induk

jantan yang lainnya dari induk betina.

Gen yang sepasang ini disebut se atau satu alela. Gen yang se alela

akan memisah pada waktu gametogenesis (dikenal dengan prinsip

segregasi secara bebas) dan akan kembali berpasang-pasangan pada

proses fertilisasi (dikenal dengan prinsip berpasangan secara bebas).

Alel dilihat dari sudut pandang genetika klasik, alel merupakan bentuk

alternatif dari gen dalam kaitan dengan ekspresi suatu sifat. Pada individu,

pasangan alel menentukan genotipe dari individu yang bersangkutan.

Seiring dengan perkembangan genetika, kini pengertian alel menjadi lebih

luas dan umum. Alel adalah berbagai ekspresi alternatif dari gen atau

seberkas DNA, tergantung tingkat ekspresi genetik yang diamati (Elvita,

2008).

Pada tingkat fenotipe, pengertian alel adalah seperti yang dikemukakan

di atas.

Pada tingkat enzim (dalam analisis isoenzim), alel sama dengan

isoenzim.

Pada tingkat genom, alel merupakan variasi-variasi yang diperoleh pada

panjang berkas DNA.

Pada tingkat transkriptom, alel adalah bentuk-bentuk alternatif dari

RNA yang dihasilkan oleh suatu oligo.

Pada tingkat proteom, alel merupakan variasi-variasi yang bisa

dihasilkan dalam suatu keluarga gen.

Alel merupakan sepasang gen yang terletak pada lokus yang sama

pada kromosom yang homolog, bertugas membawa suatu sifat / karakter.

Misalnya T menentukan sifat tinggi pada batang, sedangkan t menentukan

batang kerdil. Maka T dan t merupakan alel. Tidak semua gen mempunyai

dua alel ada yang terdapat tiga alel disebut alel ganda. Terdapat alel

homozigot dan alel heterozigot. Alel homozigot adalah alel dengan

pasangan kedua gen pada suatu individu sama misalnya, TT, tt. Alel

heterezigot adalah alel dengan pasangan kedua gen tidak sama misalnya,

Tt (Elvita, 2008).

Untuk membedakan apakah gen-gen letaknya terpisah ataukah

terangkai pada kromosom yang sama, maka diadakan perbedaan dalam

cara menulis genotip suatu individu, sebagai contoh suatu di hibrid dengan

menggunakan pasangan gen A dengan a dan gen B dengan b. Akan tetapi,

apabila gen-gen tersebut terangkai, maka akan terdapat 2 kemungkinan :

1. Gen-gen dominan terangkai dalam satu kromosom, sedangkan alel-

alelnya resesif terangkai pada kromosom homolognya. Ada beberapa

cara untuk menulis genotipnya, diantaranya : (AB)(ab), AB/ab, AB:ab.

Gen-gen yang terangkai demikian dikatakan dalam keadaan Coupling

Phase atau gen-gen yang mempunyai susunan cis

2. Gen Dominan terangkai pada gen resesif yang bukan alelnya pada satu

kromosom, sedangkan alel resesif dari gen pertama dan alel dominan

dari gen kedua terangkai pada kromosom homolognya. Ada beberapa

cara untuk menulis genotipnya, diantaranya : (Ab)(aB), Ab/aB, Ab:aB

(Suryo, 2010)

Hukum Mendel I

Hukum Mendel I disebut juga hukum segregasi adalah mengenai

kaidah pemisahan alel pada waktu pembentukan gamet. Pembentukan

gamet terjadi secara meiosis, dimana pasangan – pasangan homolog saling

berpisah dan tidak berpasangan lagi/ terjadi pemisahan alel – alel suatu

gen secara bebas dari diploid menjadi haploid. Dengan demikian setiap sel

gamet hanya mengandung satu gen dari alelnya Fenomena ini dapat

diamati pada persilangan monohybrid, yaitu persilangan satu karakter

dengan dua sifat beda (Elvita, 2008).

Contoh Persilangan Monohibrid

P1 UU x uu

(Ungu) (Putih)

G1 U x u

F1 Uu

Pada waktu pembentukan gamet betina, UU memisah menjadi U

dan U, sehingga dalam sel gamet tanaman ungu hanya mengandung satu

macam alel yaitu alel U. Sebaliknya tanaman jantan berbunga putih

homozigot resesif dan genotipenya uu. Alel ini memisah secara bebas

menjadi u dan u, sehingga gamet – gamet jantan tanaman putih hanya

mempunyai satu macam alel , yaitu alel u. Proses pembentukan gamet

inilah yang menggambarkan fenomena Hukum Mendel I (Elvita, 2008).

Hukum Mendel II

Hukum Mendel II disebut juga hukum asortasi. Menurut hukum

ini, setiap gen / sifat dapat berpasangan secara bebas dengan gen / sifat

lain. Hukum ini berlaku ketika pembentukan gamet pada persilangan

dihibrid (Elvita, 2008).

Contoh Persilangan Dihibrid

P1 BBKK x bbkk

(Biji bulat berwarna kuning) (Biji keriput Hijau)

G1 BK x bk

F1 BbKk

P2 BbKk x BbKk

G2 BK, Bk, bK,bk BK, Bk, bK,bk

Pada waktu pembentukan gamet parental ke-2, terjadi

penggabungan bebas (lebih tepatnya kombinasi bebas) antara B dan b

dengan K dan k. Asortasi bebas ini menghasilkan empat macam kombinasi

gamet, yaitu BK, Bk, bK, bk. Proses pembentukan gamet inilah yang

menggambarkan fenomena hukum mendel II (Elvita, 2008).

Persilangan dihibrid (perkawinan dua individu dengan dua tanda

beda) dapat membuktikan kebenaran hukum Mendell II yaitu bahwa gen-

gen yang terletak pada kromosom yang berlainan akan bersegregasi

secara bebas dan dihasilkan empat macam fenotipe dengan perbandingan

9:3:3:1.

Penyimpangan Semu Hukum Mendel

Pada kenyataannya, seringkali terjadi penyimpangan atau hasil

yang jauh dari harapan yang mungkin disebabkan oleh beberapa hal

seperti adanya interaksi gen, gen yang bersifat homozigot letal, dan

sebagainya (Elvita, 2008).

Penyimpangan semu Hukum Mendel adalah peristiwa munculnya

perbandingan yang tidak sesuai dengan Hukum Mendel. Disebut

penyimpangan semu karena sebenarnya prinsip segregasi bebas tetap

berlaku, tetapi karena gen-gen yang membawakan sifat memiliki ciri

tertentu maka perbandingan yang dihasilkan menyimpang dari Hukum

Mendel (Ardiawan, 2009).

Penyimpangan terjadi karena ada beberapa gen saling

mempengaruhi dalam menunjukkan fenotipe. Perbandingan fenotipe dapat

berubah, tetapi prinsip dasar dari cara pewarisan, tetap sesuai dengan

prinsip-prinsip Mendel. Beberapa cara penurunan sifat tidak mengikuti

Hukum Mendel II dengan rasio klasik Filial 2 yaitu 9:3:3:1. Kedua pasang

gen tersebut akan mengadakan interaksi yang menghasilkan fenotipe baru,

atau adapula terjadi penutupan ekspresi oleh pasangan gen lain yang

disebut Epistasis (Ardiawan, 2009).

Terdapat macam-macam epistasis:

a. Epistasis dominan (perbandingan 12:3:1)

b. Epistasis resesif (modifying gen) (perbandingan 9:3:4)

c. Epistasis dominan resesif (Inhibiting gen) (perbandingan 13:3)

d. Epistasis dominan duplikat (polimeri) (perbandingan 15:1)

e. Epistasis resesif duplikat (Complementary factor) (perbandingan 9:7)

f. Gen duplikat dengan efek kumulatif (perbandingan 9:6:1)

Selain epistasis, ada beberapa peristiwa penyimpangan Hukum Mendel

yang lain, yaitu:

1. Kriptomeri

2. Hipostasis yang merupekan lawan dari epistasis

3. Gen komplementer

Uji Statistik “Chi-Square” dalam Percobaan Persilangan

Di dalam suatu percobaan jarang sekali kita memperoleh data yang

sesuai dengan yang kita harapkan (secara teoritis). Hampir selalu menjadi

penyimpangan. Untuk dapat menentukan apakah suatu fenomena yang

diamati sesuai atau tidak dengan teori tertentu, perlu dilakukan suatu

pengujian dengan melihat besarnya penyimpangan nilai pengamatan

terhadap nilai harapan (Noor, 1996). 

Penyimpangan yang kecil relatif lebih dapat diterima pada

penyimpangan yang besar. Selain itu, apabila penyimpangan tersebut

semakin sering terjadinya dapat dikatakan semakin normal dan cenderung

lebih dapat diterima daripada penyimpangan yang jarang terjadi. Sekarang

yang menjadi pertanyaan adalah seberapa besar penyimpangan itu dapat

diterima dan seberapa sering terjadinya atau berapa besar peluang

terjadinya, dan jawabannya dapat dicari dengan uji X2. Rumus X2 adalah :

∑ ¿¿

Keterangan :

O (Observed) = hasil pengamatan

E (Expected) = data yang diharapkan secara teoritis

∑ = jumlah dari nilai X2 untuk setiap kategori.

Semakin kecil nilai X2 menunjukan bahwa data yang diamati semakin

tipis perbedaannya dengan yang diharapkan. Sebaliknya semakin besar X2

menunjuka semakin besar pula penyimpangannya. Batas penyimpangan

yang diterima atau besar peluang terjadinya nilai penyimpangan yang dapat

diterima hanya satu kali dalam 20 percobaan (peluang  1/20 = 0,05) maka

pada P = 0,05 adalah atau ditolaknya data percobaan (Noor, 1996).

C. Alat

Kancing genetika dua warna, masing-masing berjumlah 50.

D. Langkah Kerja

Pisahkan 50 kancing (misal warna merah) menjadi dua bagian masing-masing terdiri dari 25 buah sebagai gamet betina dan 25 buah sebagai

gamet jantan.

Pisahkan 50 kancing warna lain (misal warna putih) menjadi dua bagian masing-masing terdiri dari 25 buah sebagai gamet betina dan 25 buah

sebagai gamet jantan.

Masukkan 25 kancing merah + 25 kancing putih ke dalam kotak I sebagai gamet jantan

Masukkan 25 kancing merah + 25 kancing putih ke dalam kotak II sebagai gamet betina

Ambil secara acak 1 kancing dari kotak I dan 1 kancing dari kotak II lalu pertemukan dan catat hasilnya dalam tabulasi

Dengan cara yang sama lakukan terus sampai kancing-kancing yang berfungsi sebagai gen ini habis

Hitung perbandingan yg diperoleh, baik perbandingan genotip maupun perbandingan fenotip setelah sebelumnya ditentukan terlebih dahulu lambang gen dari setiap kancing dan fenotip yang dikendalikannya

E. Hasil Percobaan

Pasangan Gen Tabulasi Frekuensi

Merah-Merah (MM) IIII IIII I 11

Merah- Putih (Mm) IIII IIII IIII IIII IIII III 28

Putih-Putih (mm) IIII IIII I 11

Pertanyaan

1. Berapa perbandingan genotip dan fenotip yang saudara peroleh ?

2. Bagaimana hasil saudara dibandingkan dengan hasil dalam kelompok

lain ?

3. Kesimpulan apa yang saudara dapat tentukan dari percobaan ini ?

Diketahui :

df = n-1 = 2-1 = 1

α = 5% χ² tabel = 3,841

Kriteria Hipotesis

χ² hitung > χ² tabel = tolak Ho (ada perbedaan dengan hukum Mendel)

χ² hitung < χ² tabel = terima Ho (tidak ada perbedaan signifikan dengan

hukum mendel

FenotipMerah

(MM dan Mm)

Putih

(mm)Total

Hasil (o) 39 11 50

Harapan (e) ¾ x 50 = 37,5 ¼ x 50 = 12,5 50

(o – e) 39-37,5 = 1,5 11-12,5 = -1,5 0

(o – e)2 2,25 2,25 4,50

χhitung2 =

(o−e )2

e

2,25/37,5 = 0,06 2,25/12,5 = 0,18 0,24

II. Imitasi Persilangan Dihibrida

A. Tujuan

1. Membuktikan perbandingan Mendel (perbandingan fenotip F2)

9:3:3:1

2. Melakukan pengujian melalui tes statistik “Chi-Square” untuk

mengetahui baik atau tidaknya hasil percobaan yang diperoleh

B. Alat

Kancing genetika 4 macam warna masing-masing 50 buah

C. Prosedur

D. Hasil Percobaan

Kombinasi model gen Genotip Fenotip Tabulasi Frekuesi

1. Merah-Hijau +

Merah-Kuning

MMHh

2. Merah-Hijau +

Merah-Hijau

MMHH

3. Merah-Kuning +

Putih-Kuning

Mmhh

Pisahkan tiap-tiap warna menjadi 2 bagian warna yang sama, satu bagian sebagai gamet jantan dan satu bagian yang lain sebagai gamet

betina.

Kancingkan/tangkupkan dua kancing menjadi satu dengan kombinasi warna yang berbeda-beda. Misalkan warna kancing adalah Merah (M), Putih (m), Hijau (H), Kuning (h) maka kombinasi kancing yang harus dibuat adalah Merah-Hijau (MH), Merah-Kuning (Mh), Putih Hijau

(mH) dan Putih-Kuning (mh)

Tempatkan gamet jantan dan betina dalam kotak yang berbeda kemudian ambil satu persatu dari setiap kotak, dipertemukan dan dicatat

dalam tabel yang telah tersedia.

E. Pertanyaan

1. Berapa perbandingan genotip yang saudara peroleh ?

2. Bagaimana hasil saudara jika dibandingkan dengan hasil kelompok

lain ?

3. Beri kesimpulan atas percobaan yang saudara lakukan