prinsip dasar pemuliaan ternak - perpustakaan digital ...modul 1 prinsip dasar pemuliaan ternak dr....

Modul 1

Prinsip Dasar Pemuliaan Ternak

Dr. Rusfidra, S. Pt.

ejak nenek moyang kita mulai menjinakkan dan memelihara hewan liar

serta mengubahnya menjadi ternak, secara tidak sadar mereka telah

melaksanakan program pemuliaan. Bila dipandang dari sudut genetika

kuantitatif, nenek moyang kita itu telah melaksanakan peningkatan mutu

genetik ternak yang dipeliharanya, meskipun masih dalam bentuk yang

sederhana, yaitu dengan memilih hewan-hewan tertentu yang dianggapnya

lebih sesuai dengan kebutuhannya atau hewan yang disenanginya. Hewan-

hewan pilihan tersebut kemudiaan dipelihara lebih lama dari hewan-hewan

lain dan dikawinkan untuk memperoleh keturunan. Setelah berlangsung

beberapa generasi, terbentuklah sekelompok ternak yang makin memenuhi

kebutuhan pemeliharanya.

Berdasarkan pengamatan secara sederhana, pada masa itu telah

disimpulkan bahwa terdapat kesamaan dalam sifat tertentu yang dimiliki

tetua dengan sifat pada anaknya atau sesama saudara kandung dan atau

sesama saudara tiri. Demikian pula ternak yang berkerabat dekat terdapat

beberapa kesamaan sifat-sifat di antara mereka. Disimpulkan pula bahwa

terdapat sifat-sifat yang pewarisannya lebih mantap dari sifat yang lain. Sejak

itu, manusia diduga telah mencoba mencari hukum-hukum yang mengatur

pewarisan sifat. Hal inilah yang kemudiaan membuahkan ilmu genetika

modern. Manusia diperkirakan telah berusaha mengembangkan cara-cara

pemuliaan sederhana yang efektif. Namun baru setelah hukum-hukum

Mendel ditemukan kembali pada awal abad ini, Ilmu Pemuliaan Ternak

Modern mulai berkembang dengan pesat.

Ilmu Genetika merupakan salah satu cabang ilmu yang mempelajari

seluk-beluk gen sebagai unit dasar biologis yang mengontrol pewarisan sifat.

Karena gen memegang peran utama dalam kehidupan, menyebabkan ilmu

genetika memiliki banyak kaitan dengan cabang ilmu lain dalam bidang

biologi. Pada dasarnya genetika mempelajari dua aspek yang saling

S

1.2 Pemuliaan Ternak

kontradiksi, yaitu kemiripan anak dengan tetuanya dan perbedaan antara anak

dengan tetuanya serta perbedaan sesama anak. Jadi genetika mempelajari

tentang pewarisan dari kesamaan dan variasi sifat antarindividu.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang pemuliaan ternak, pada Modul 1

ini akan diuraikan tentang:

1. Ilmu pemuliaan dan genetika;

2. Dasar fisiologis pewarisan sifat.

Dari uraian di atas, diharapkan mahasiswa dapat menjelaskan prinsip-

prinsip dasar pada pemuliaan ternak yang berkembang dari dulu sampai

sekarang.

LUHT4326/MODUL 1 1.3

Kegiatan Belajar 1

Ilmu Pemuliaan dan Genetika

ntuk penguasaan Ilmu Pemuliaan Ternak dalam rangka meningkatkan

mutu genetik ternak diperlukan pemahaman Ilmu Ternak Umum, Ilmu

Genetika, Ilmu Fisiologi, Ilmu Statistik dan beberapa ilmu lain.

Genetika merupakan salah satu cabang ilmu yang penting dalam biologi.

Ilmu ini mempelajari pewarisan sifat yang dimiliki suatu individu ke individu

berikutnya. Istilah lain untuk ilmu ini adalah hereditas atau ilmu pewarisan.

Secara umum genetika berusaha menjelaskan material apa saja yang

membawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik), bagaimana informasi

itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan bagaimana informasi ditransmisikan

dari suatu individu ke individu berikutnya (pewarisan genetik).

Ilmu Genetika dimulai dengan adanya konsep-konsep yang dikemukakan

oleh Gregor Mendel (1822-1884) dalam tahun 1865. Mendel merupakan

orang yang pertama kali dapat menerangkan bahwa persamaan dan

perbedaan antara anak dengan tetuanya dapat diterangkan dengan teori

pewarisan gen. Mendel adalah seorang biarawan dari Brno, Austria. Mendel

menemukan pertama kali bahwa pewarisan sifat pada tanaman (ia

menggunakan tujuh sifat pada tanaman kacang kapri) mengikuti sejumlah

nisbah matematika sederhana. Dari percobaan tersebut, ia berhasil

menjelaskan bagaimana nisbah-nisbah itu terjadi. Hal itu kemudian dikenal

dengan “Hukum Pewarisan Mendel”. Karena itu Gregor Mendel dianggap

sebagai Bapak Ilmu Genetika modern.

Dalam perkembangan berikutnya, ilmu genetika semakin berkembang

dan membentuk cabang ilmu tersendiri sesuai dengan objek pengamatannya.

Cabang-cabang ilmu genetika yang dikenal antara lain: genetika molekuler,

genetika sel (sito genetik), genetika tingkah laku, genetika populasi, genetika

kuantitatif, dan genetika perkembangan.

PENINGKATAN MUTU GENETIK TERNAK

Peningkatan produktivitas ternak dapat dilakukan melalui perbaikan

mutu pakan dan program pemuliaan melalui seleksi dan persilangan.

Perbaikan mutu pakan dan manajemen dapat meningkatkan produktivitas,

tapi tidak meningkatkan mutu genetik. Perbaikan produktivitas tersebut

U


sering kali bersifat sementara dan tidak diwariskan pada turunannya.

Perkawinan silang dapat meningkatkan produktivitas dan mutu genetik,

namun membutuhkan biaya besar dan harus dilakukan secara bijak dan

terarah, karena dapat mengancam kemurniaan ternak asli. Mencermati hal

tersebut di atas maka upaya seleksi dipandang merupakan pilihan yang baik

dan rasional. Perbaikan mutu genetik biasanya bersifat permanen dan dapat

diwariskan dari generasi ke generasi berikutnya.

Tujuan dari seleksi pada ternak adalah mengubah frekuensi gen dari

suatu populasi ternak. Akan tetapi kenyataan di lapang menunjukkan

pemilihan ternak yang akan digunakan sebagai bibit atau yang akan

disisihkan dari populasi hanya ditetapkan berdasarkan fenotipnya, bukan

berdasarkan atas genotipnya. Hal ini disebabkan karena sifat-sifat kuantitatif

pada ternak hampir tak mungkin ditetapkan genotipnya secara pasti. Oleh

karena itu pengukuran fenotip seekor ternak harus dilakukan seakurat

mungkin dan meminimalkan pengaruh lingkungan sehingga fenotip yang

terukur merupakan pencerminan potensi genetiknya.

Genotip ditentukan sewaktu terjadi pembuahan (fertilisasi) dan akan

tetap selama hidupnya, kecuali jika terjadi mutasi. Fenotip merupakan

kombinasi dari faktor genetik dan faktor lingkungan. Adanya keragaman

fenotip dari sifat-sifat dalam populasi disebabkan oleh faktor genetik (G),

lingkungan (L) dan interaksi genetik dengan ligkungan (IGL).

Faktor genetik ditentukan oleh susunan gen dan kromosom yang dimiliki

individu dari orang tuanya. Faktor lingkungan dapat dikatakan sebagai

kesempatan yang dimiliki individu, yang meliputi faktor nongenetik antara

lain pakan, suhu, penyakit, tatalaksana, kecelakaan dan lainnya. Interaksi

faktor genetik dan lingkungan dapat diartikan ternak dengan genotip tertentu

lebih adaptif pada suatu lingkungan dibandingkan dengan lingkungan yang

lain.

Seleksi dapat menyebabkan perubahan keragaman genetik, tergantung

dari cara seleksi yang digunakan. Seleksi secara langsung mengakibatkan

ragam genetik berkurang sampai tercapainya keadaan konstan pada suatu

generasi tertentu Dengan seleksi terarah suatu sifat yang dikehendaki maka

mutu genetik dapat ditingkatkan. Dalam memilih suatu sifat untuk dijadikan

dasar seleksi perlu dipertimbangkan beberapa hal, yaitu tujuan program

seleksi, nilai heritabilitas suatu sifat, nilai ekonomi dari adanya peningkatan

sifat, korelasi antarsifat serta biaya dan waktu dari program seleksi. Beberapa

sifat yang mempunyai nilai ekonomis tinggi meliputi fertilitas, daya hidup,


nilai karkas, bobot lahir, bobot sapih, tipe dan konformasi tubuh, bobot dan

kualitas bulu (Lasley, 1978).

Percobaan seleksi menggunakan ternak sebagai objek seleksi

memerlukan biaya mahal dan membutuhkan waktu beberapa generasi untuk

mendapatkan hasil yang pasti, serta hasil yang diperoleh hanya berlaku

khusus pada populasi yang menjadi objek seleksi. Untuk mengatasi kendala

tersebut, bisa didekati dengan meniru seleksi di lapang dengan menggunakan

model simulasi seleksi.

Beberapa keuntungan simulasi adalah; (1) dapat menjelaskan tingkah

laku sistem yang kompleks yang tidak mungkin dijelaskan oleh model lain,

(2) memungkinkan untuk meneliti sistem yang kompleks tanpa mengganggu

susunan dunia nyata, dengan meneliti kemungkinan perubahan dalam sistem

dunia nyata, dapat dicobakan rencana yang baik ataupun yang jelek; (3) lebih

mudah mengontrol populasi dibandingkan dunia nyata; (4) memperpendek

waktu yang panjang menjadi beberapa detik waktu komputer dan (5) pada

beberapa kasus, simulasi digunakan untuk merancang sistem awal yang tidak

mungkin diteliti dalam dunia nyata (Watson dan Blackstone, 1981).

Melalui simulasi komputer kita dapat menentukan alternatif terbaik

tanpa adanya resiko yang besar seperti bila dilakukan dalam dunia nyata.

Senada dengan itu Martojo (1988) mengungkapkan bahwa jasa komputer

dapat dimanfaatkan dalam mengelola usaha peternakan dari skala sedang

sampai besar untuk penentuan kebijakan pemuliaan (seleksi dan persilangan),

penyusunan ransum, penentuan harga sampai pada perencanaan

pengembangan wilayah peternakan.

Pemanfaatan komputer dalam seleksi sapi telah digunakan untuk

membantu program seleksi di Proyek Pembibitan dan Pengembangan sapi

Bali (P3Bali), dengan keuntungan lebih menghemat waktu dan tenaga dalam

pengolahan data, lebih ringkas dalam menyimpan data, serta memudahkan

dalam mencari data seekor sapi sewaktu diperlukan.

Perkawinan silang atau persilangan merupakan jalan pintas untuk

memperoleh individu-individu yang memiliki sejumlah sifat unggul yang

dipunyai oleh kedua bangsa tetuanya.

Di negara berkembang, ternak tidak diseleksi secara intensif untuk sifat

tertentu seperti pertambahan bobot badan, akan tetapi bangsa ternak asli

sering mempunyai resistensi yang tinggi terhadap parasit, toleransi tinggi

terhadap keadaan cuaca yang kurang menguntungkan serta dapat tumbuh

baik pada kondisi pakan yang berkualitas jelek. Bila disilangkan dengan


bangsa ternak produktif dari negara lain, maka turunan pertamanya sering

lebih baik hasilnya dibanding dengan ternak asli. Turunan ini ternyata

menggabungkan gen-gen untuk produktivitas dengan daya adaptasi dari

kedua bangsa tetua dan meningkatkan heterosis effect. Tetapi perlu

diperhatikan bahwa kelemahan grading up adalah bila persilangan dilakukan

secara terus menerus ke arah ternak impor, maka sifat heterosis dan kualitas

adaptasi dapat hilang serta produksi menjadi turun dan bahkan jauh lebih

rendah dari bangsa ternak asli. Karena itu sebelum melaksanakan program

grading up, harus direncanakan sampai generasi keberapa persilangan

dilakukan dan untuk tujuan apa turunan persilangan tersebut digunakan.

Seperti diketahui, apa yang diharapkan dari persilangan adalah adanya

efek heterosis dalam beberapa sifat produksi sehingga melebihi rataan kedua

bangsa tetuanya. Pada ternak kambing yang diharapkan adalah kecepatan

pertumbuhan yang tinggi sehingga mencapai bobot potong muda yang cukup

tinggi, kualitas karkas yang baik dan penggunaan pakan yang efisien serta

daya adaptasi dengan lingkungan yang cukup baik. Metoda kawin silang

digunakan untuk memperoleh individu yang memiliki sifat produksi unggul

dalam waktu singkat.

Sebagai contoh, perbaikan mutu genetik kambing Kacang melalui

persilangannya dengan kambing Ettawah. Kambing kacang memiliki sifat

unggul seperti sifat resistensi tinggi terhadap parasit, daya tahan tinggi

terhadap perubahan cuaca, kemampuan bertahan hidup pada kondisi pakan

berkualitas rendah serta tingkat reproduktivitas yang cukup tinggi. Sifat

unggul yang diharapkan dari kambing Ettawah adalah sifat pertumbuhannya

yang cepat, kualitas karkas yang cukup baik serta adaptasi terhadap

lingkungan yang cukup baik pula. Dari kambing persilangan kita kehendaki

adanya heterosis dalam performa produksinya. Heterosis merupakan fungsi

dari perbedaan keturunan persilangan dari rataan keturunan murni.


1) Jelaskan aplikasi pemulian ternak yang dilakukan oleh nenek moyang

kita!

2) Jelaskan mengapa ilmu genetika sangat diperlukan dalam memahami

pemuliaan ternak!

3) Jelaskan mengapa Gregor Mendel disebut Bapak Genetika modern!

4) Jelaskan strategi perbaikan mutu genetik pada ternak!

Petunjuk Jawaban Latihan

1) Sejak nenek moyang kita mulai menjinakkan dan memelihara hewan liar

serta mengubahnya menjadi ternak, secara tidak sadar mereka telah

melaksanakan program pemuliaan secara sederhana, yaitu dengan

memilih hewan-hewan tertentu yang dianggapnya lebih sesuai dengan

kebutuhannya atau hewan yang disenanginya. Hewan-hewan pilihan

tersebut kemudiaan dipelihara lebih lama dari hewan-hewan lain dan

dikawinkan untuk memperoleh keturunan. Bila Anda ingin memahami

lebih jelas, Anda dapat mempelajarinya kembali pada Modul 1 bagian

materi pendahuluan.

2) Genetika merupakan ilmu yang mempelajari pewarisan sifat yang

dimiliki suatu individu ke individu lainnya. Genetika berusaha

menjelaskan material apa saja yang membawa informasi untuk

diwariskan (bahan genetik), bagaimana informasi itu diekspresikan

(ekspresi genetik), dan bagaimana informasi ditransmisikan dari suatu

individu ke individu lainnya (pewarisan genetik). Bila Anda ingin

memahami lebih jelas, Anda dapat mempelajarinya kembali pada Modul

1 bagian materi pendahuluan.

3) Gregor Mendel (1822-1884) merupakan orang yang pertama kali dapat

menerangkan bahwa persamaan dan perbedaan antara anak dengan

tetuanya dapat diterangkan dengan teori pewarisan gen. Karena itu

Gregor Mendel dianggap sebagai Bapak Ilmu Genetika modern. Bila

LATIHAN

Untuk memperdalam pemahaman Anda mengenai materi di atas,

kerjakanlah latihan berikut!


Anda ingin memahami lebih jelas, Anda dapat mempelajarinya kembali

pada Modul 1 Kegiatan Belajar 1.

4) Peningkatan mutu genetik ternak dapat dilakukan dengan program

pemuliaan melalui seleksi dan persilangan. Perkawinan silang dapat

meningkatkan produktivitas dan mutu genetik, namun membutuhkan

biaya besar dan harus dilakukan secara bijak dan terarah, karena dapat

mengancam kemurniaan ternak asli. Perbaikan mutu genetik biasanya

bersifat permanen dan dapat diwariskan dari generasi ke generasi

berikutnya. Bila Anda ingin memahami lebih jelas, Anda dapat

mempelajarinya kembali pada Modul 1 Kegiatan Belajar 1.

Sejak nenek moyang kita mulai menjinakkan dan memelihara

hewan liar serta mengubahnya menjadi ternak, secara tidak sadar mereka

telah melaksanakan program pemuliaan secara sederhana. Bila

dipandang dari sudut genetika kuantitatif, nenek moyang kita itu telah

melaksanakan peningkatan mutu genetik ternak yang dipeliharanya,

meskipun masih dalam bentuk yang sederhana, yaitu dengan memilih

hewan-hewan tertentu yang dianggapnya lebih sesuai dengan

kebutuhannya atau hewan yang disenanginya. Hewan-hewan pilihan

tersebut kemudiaan dipelihara lebih lama dari hewan-hewan lain dan

dikawinkan untuk memperoleh keturunan.

Ilmu Genetika dimulai dengan adanya konsep-konsep yang

dikemukakan oleh Gregor Mendel (1822-1844) dalam Tahun 1865.

Mendel merupakan orang yang pertama kali dapat menerangkan bahwa

persamaan dan perbedaan antara anak dengan tetuanya dapat

diterangkan dengan teori pewarisan gen. Karena itu Gregor Mendel

dianggap sebagai Bapak Ilmu Genetika modern.

Peningkatan produktivitas ternak dapat dilakukan melalui perbaikan

mutu pakan dan program pemuliaan melalui seleksi dan persilangan.

Perbaikan mutu pakan dan manajemen dapat meningkatkan

produktivitas, tapi tidak meningkatkan mutu genetik Perbaikan tersebut

sering kali bersifat sementara dan tidak diwariskan pada turunannya.

Perkawinan silang dapat meningkatkan produktivitas dan mutu genetik,

namun membutuhkan biaya besar dan harus dilakukan secara bijak dan

terarah, karena dapat mengancam kemurniaan ternak asli. Perbaikan

RANGKUMAN


mutu genetik biasanya bersifat permanen dan dapat diwariskan dari

generasi ke generasi berikutnya.

1) Hukum Pewarisan dikemukakan oleh Mendel pada tahun ....

A. 1822

B. 1864

C. 1865

D. 1884

2) Pada saat mengemukakan hukum pewarisan, Mendel berprofesi

sebagai ….

A. cendekiawan

B. budayawan

C. biarawan

D. negarawan

3) Perbaikan mutu genetik ternak dapat dilakukan melalui program ....

A. perbaikan mutu pakan

B. seleksi dan persilangan

C. perbaikan tatalaksana

D. perbaikan kandang

4) Perbaikan mutu genetik pada ternak memiliki sifat ....

A. permanen

B. tidak permanen

C. tidak diwariskan

D. permanen dan diwariskan

5) Yang termasuk faktor non-genetik pada ternak adalah sebagai berikut,

kecuali ...

A. mutu pakan

B. tatalaksana

C. penyakit

D. bibit

TES FORMATIF 1

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!


6) Ilmu yang mempelajari seluk beluk gen yang mengontrol pewarisan sifat

disebut ....

A. ilmu pemuliaan ternak

B. ilmu genetika

C. ilmu biologi

D. ilmu fisiologi

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang

terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar.

Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan

Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1.

Tingkat penguasaan = Jumlah Jawaban yang Benar

100%Jumlah Soal

Arti tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali

80 - 89% = baik

70 - 79% = cukup

< 70% = kurang

Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat

meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2. Bagus! Jika masih di bawah 80%,

Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang

belum dikuasai.


Kegiatan Belajar 2

Dasar Fisiologis Pewarisan Sifat

nit fungsional materi genetik ialah gen, berasal dari kata genos, artinya

asal-usul. Sedangkan unit struktural atau unit kimiawi gen ialah DNA

(deoxyribo nucleic acid). Gen atau DNA itu berderet secara linier pada

kromatin atau kromosom. Satu benang kromatin terdiri atas nukleoprotein,

yaitu gabungan asam nukleat (DNA) dan protein. DNA membentuk super

lilitan sepanjang kromatin, sedangkan protein bertindak sebagai tempat

melilit. Protein tempat melilit DNA disebut histon. Protein lain dalam

kromatin ada yang bertindak sebagai penyekat, penyalut, unsur regulator,

atau sebagai enzim bagi aktivitas DNA, mereka disebut protein nonhiston.

Gen merupakan unit pewaris sifat yang keberadaannya dapat diketahui

terhadap sifat fenotipnya. Gen adalah substansi hereditas yang terletak di

dalam kromosom. Gen disusun oleh suatu substansi yang disebut dengan

deoxyribo nucleic acid (DNA). DNA terdiri dari dua untaian panjang terpilin

yang membentuk double helix (seperti tangga terpilin, lihat Gambar 1.1).

Molekul DNA ditemukan pada tahun 1951 oleh Francis Crick, James

Watson dan Maurice Wilkins dengan menggunakan difraksi sinar-X. Namun

struktur molekul DNA seperti tangga berpilin berhasil digambarkan oleh ahli

biokimia Amerika James Watson dan ahli biofisika Inggris Francis Crick

pada tahun 1953. Atas keberhasilan tersebut, Crick, Watson dan Wilkins

mendapat hadiah Nobel pada tahun 1962 untuk penemuan struktur molekul

DNA. Penemuan struktur molekul DNA menjadi tonggak terpenting

perkembangan biologi molekuler. Model temuan mereka memiliki arti

penting dalam memahami sintesis protein, replikasi DNA dan mutasi gen.

Watson dan Crick mempublikasikan analisa mereka mengenai struktur

DNA berdasarkan batasan informasi yang telah dipaparkan oleh Chargaff dan

Rosalind Franklin. Model heliks ganda yang diusulkan memiliki

karakteristik sebagai berikut (Suwanto, 1993).

1. Dua rantai polinukleotida putar kanan dililitkan di sekitar sumbu tengah.

Lilitan ini bersifat plektonik, yang berarti bahwa kedua lilitan hanya

dapat dipisahkan sempurna dengan cara menguraikan lilitannya.

2. Kedua utas DNA bersifat antiparalel, artinya kedua utas DNA

mempunyai orientasi C5 ke C3 yang berlawanan.

3. Basa-basa pada kedua utas memiliki struktur datar yang terletak tegak

lurus pada sumbu. Basa-basa tersebut ditumpuk satu di atas yang lain

U


dengan jarak 3,4 A, dan ditempatkan di bagian dalam struktur molekul

DNA.

4. Basa-basa nitrogen dari utas yang berlawanan berpasangan satu dengan

yang lain sebagai akibat dari pembentukan ikatan hidrogen (pasangan A-

T dan G-C).

5. Satu putaran heliks memiliki panjang 3,4 A, sehingga ada 10 basa untuk

tiap putaran.

6. Adanya periodisitas antara major grooves dan minor grooves.

7. Diameter heliks ganda adalah 20 A ( setara dengan 2,0 nanometer).

Setiap dua untaian DNA disusun oleh ribuan unit nukleotida. Setiap

nukleotida disusun oleh basa nitrogen, gula deoksiribosa dan asam posfat.

Kedua untaian DNA dihubungkan oleh ikatan lemah hidrogen. Ada empat

macam basa nitrogen yang ditemukan pada DNA, yaitu adenin (A), timin (T),

sitosin (C) dan guanin (G). Adenin selalu berpasangan dengan timin (A-T),

sedangkan sitosin selalu berpasangan dengan guanin (G-C).

Gambar 1.1. Model struktur molekul DNA dalam bentuk heliks ganda

menurut Watson dan Crick .


Materi genetik gen ialah DNA. Asam ini disebut juga asam nukleat,

berasal dari kata asam yang terdapat dalam nukleus, karena sebagian besar

(99,9 persen) asam ini terdapat dalam inti sel. Sisanya yang 0,1 persen

terdapat dalam organel. Organel yang mengandung DNA ialah mitokondria

dan kloroplas. Asam nukleat merupakan bahan dasar kehidupan. DNA

bertanggungjawab atas pewarisan informasi genetik dari suatu generasi ke

generasi berikutnya. DNA merupakan molekul yang mengkode informasi

genetik.

DNA adalah bahan organik yang memiliki BM (berat molekul) yang

terbesar dalam sel, yaitu dalam ukuran juta. Monomer DNA ialah nukleotida.

Satu gen dibina oleh satu molekul DNA, dan satu molekul DNA dibina oleh

ribuan sampai puluhan ribu nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari tiga gugus

senyawa: 1) gula deoksiribosa; 2) posfat; 3) basa nitrogen. Gula yang

menyusun DNA tergolong gula pentosa, yaitu gula yang atom karbonnya

lima. Glukosa merupakan sebagian besar bentuk gula dalam tubuh manusia

dan yang menjadi sumber energi utama. Basa nitrogen terdiri dari dua

kelompok yaitu basa: 1) purin; adenin (A) dan guanin (G); 2) pirimidin: timin

(T) dan citosin (C).

Molekul DNA merupakan cetak biru genetik untuk setiap sel dan faktor

penentu setiap karakteristik tertentu pada organisme hidup.

Suatu gen diberi simbol menurut urutan pasangan basa nukleotidanya:

A-T, G-C. Alasannya ialah: 1) P (Posfat) semua nukleotida tetap; 2) S (sugar,

gula) semua nukleotida bersifat tetap, yaitu deoksiribosa; 3) variasi antara

nukleotida hanya pada basa yang empat macam; 4) mutasi yang terjadi pada

suatu gen dapat menyebabkan kelainan atau penyakit, selalu terjadi pada basa

nukleotida saja.

Contoh urutan basa suatu gen:

Urutan basa yang berpasangan di atas dapat disederhanakan dengan

hanya menulis urutan basa dari satu utas DNA yang double helix, yaitu utas

5'-3'. Bila diketahui rumus A-T, G-C, maka pasangan ATAGATCGGTA

(lihat bagian atas) adalah TATCTAGCCAT (lihat bagian bawah).


Jumlah urutan pasangan basa yang menyusun satu gen menunjukkan

banyaknya jumlah pasang nukleotida yang menyusun gen itu. Jumlah

pasangan basa ini disebut sebagai satuan ukuran besar molekul atau panjang

DNA pada kromatin, diberi singkatan dengan bp (base pair: pasangan basa).

Satuan yang lebih besar disebut Kb (kilo basa) dan Mb (mega basa).

1 bp = 10 -3

Kb = 10 -6

Mb.

Satu gen rata-rata terdiri dari 10-15 Kb. Ada juga gen yang luar biasa

besar, terdiri dari beberapa Mb. Besar materi genetik suatu makhluk hidup

disebut genom. Genom bisa ditulis pada jumlah kromosom, bisa pula pada

jumlah gen. Manusia memiliki 23 pasang kromosom, maka genomnya adalah

23 kromosom, atau 23 x 2.000-3.000 = lebih kurang 50.000 gen.

Gen mengatur kehidupan sel dan individu suatu makhluk. Gen bekerja

mengatur kehidupan lewat dua proses: 1) replikasi; dan 2) transkripsi.

Replikasi atau mengganda, ialah menggandanya sepasang DNA yang

double-helix anti-paralel menjadi dua pasang yang susunan basanya persis

sama. Replikasi bertujuan untuk pembelahan sel. Pembelahan sel bertujuan

untuk: perbiakan, pertumbuhan sejak embrio, lahir dan sampai dewasa,

regenerasi bagian tubuh yang lepas dan untuk menyembuhkan bagian tubuh

yang rusak.

Transkripsi ialah mencetak RNA, bertujuan untuk sintesa

(menghasilkan) protein. Jika gen aktif bereplikasi atau transkripsi, ikatan

hidrogen menjadi lepas dan tiap utas menjadi terentang lurus.

DNA terbagi dalam segmen-segmen (bagian–bagian memanjang) yang

merupakan gen-gen. Protein berfungsi mengatur bentuk dan struktur

kromosom, sehingga dapat memendek dan memanjang diameternya dan

sebaliknya seperti yang terjadi dalam proses pembelahan sel. Karena

kromosom terdapat dalam pasangan-pasangan homologos maka gen-gen juga

berpasangan (disebut alel). Dalam kromosom gen-gen secara linier seperti

manik-manik yang terangkai dalam seuntai kalung. Letak atau tempat gen

dalam rangkaian linier tersebut dinamakan lokus. Pasangan gen tersebut

mempengaruhi satu sifat (atau lebih dari satu sifat) yang sama. Bila pasangan

gen (alel) tersebut terdiri dari gen yang sama (AA atau aa) maka pasangan

tersebut disebut genotip homozigot, sedangkan bila pasangan gen berbeda

(Aa) disebut genotip heterozigot.

Fenotip (P) adalah setiap sifat yang diekspresikan seekor hewan.

Misalnya sifat produksi susu, produksi telur, warna bulu, kadar hormon

dalam darah dan golongan darah. Sifat-sifat fenotip seekor hewan


dipengaruhi oleh seluruh gen-gen atau genotipnya (G), lingkungan di

sekitarnya (L), dan interaksi antara genotip dengan lingkungan (IGL).

Kerjasama antara G, L dan IGL sangat erat sehingga tidak dapat dipisahkan.

Hal tersebut dapat dirumuskan dalam persamaan berikut:

P = G + L + IGL

Genotip (G) adalah seluruh gen-gen yang dimiliki seekor hewan yang

diwarisi dari kedua tetuanya. Genotip seekor hewan telah ditetapkan pada

saat terjadinya fertilisasi, yaitu saat bersatunya sel telur (ovum) dengan sel

mani (spermatozoa) yang membentuk zigot. Genotip atau gen-gen yang

dimiliki seekor hewan adalah seluruh gen-gen yang diwarisi dari kedua

tetuanya. Gen-gen tersebut terdapat di dalam kromosom yang ada dalam

keadaan berpasangan. Pasangan kromosom tersebut disebut pasangan

homologus, yaitu pasangan yang serupa besar dan bentuknya, satu berasal

dari induknya dan satu lagi berasal dari bapaknya.

Gugus atau himpunan gen yang lengkap dari suatu organisme disebut

genom. Genom dapat mengendalikan keseluruhan metabolisme sehingga

organisme tersebut dapat hidup dengan sempurna. Banyaknya gen yang

terdapat dalam suatu genom berbeda antara satu organisme dengan

organisme yang lain. Semakin rumit suatu organisme semakin banyak gen-

gen yang dikandung oleh genomnya.

MEKANISME KERJA GEN

Fungsi gen adalah mengontrol bentuk fenotip dari suatu individu.

Menurut Hardjosubroto (2001) cara gen mengontrol fenotip dapat dijelaskan

sebagai berikut.

1. Karakteristik suatu organ ditentukan oleh fenotip bagian-bagiannya.

2. Fenotip dari bagian-bagian tersebut ditentukan oleh jaringan

penyusunnya.

3. Fenotip jaringan ditentukan oleh sel penyusun jaringan.

4. Setiap sel ditentukan oleh sederetan alur reaksi katalis yang dikendalikan

oleh enzim. Jadi, enzim mengatur susunan dasar dari sel.

5. Keberadaan enzim ditentukan oleh ada tidaknya suatu gen.


Teori yang mendasari hipotesis tersebut disebut teori “satu-gen satu

enzim”. Berdasarkan teori ini maka mekanisme dominansi dapat diterangkan

secara biokimia. Pada umumnya gen yang bersifat dominan terhadap

pasangannya dinyatakan mengandung informasi yang dapat mengatur

terbentuknya enzim tertentu yang dibutuhkan dalam manifestasi bentuk

fenotip yang diperlukan, sedangkan gen pasangannya yang bersifat resesif

tidak memiliki informasi DNA berupa kodon-kodon sehingga tidak dapat

membentuk enzim tadi.

FREKUENSI GEN

Di dalam pemuliaan ternak, selain memperhatikan individu kita biasanya

lebih tertarik pada perubahan-perubahan yang terjadi pada sifat-sifat

populasi. Telah dipahami bahwa sifat atau fenotip seekor hewan dipengaruhi

oleh genotip atau gen-gen yang dimiliki hewan tersebut. Oleh karena itu,

untuk memahami latar belakang genetik yang mempengaruhi sifat-sifat

populasi, kita perlu memahami salah satu parameter populasi yaitu frekuensi

gen.

Frekuensi gen adalah perbandingan jumlah gen tersebut dengan jumlah

seluruh gen yang terdapat pada lokus yang sama.

Menurut Warwick et al. (1995) terdapat empat faktor yang menyebabkan

terjadinya perubahan frekuensi gen. Keempat faktor itu adalah mutasi,

seleksi, migrasi dan genetic drift (fluktuasi acak).

1. Mutasi

Mutasi adalah perubahan dalam gen atau bagian kromosom, menjadi

bentuk baru. Dalam populasi alami mutasi jarang terjadi dan dari segi

kegunaan praktis dapat diabaikan oleh pemulia ternak. Akan tetapi dari sudut

evolusi untuk waktu yang lama, mutasi sangat penting artinya. Mutasi yang

mengubah frekuensi gen ada dua macam: 1). Mutasi tak berulang, dan 2).

Mutasi berulang. Mutasi tak berulang jarang terjadi dan tidak menghasilkan

perubahan berarti pada frekuensi gen. Mutasi berulang lebih sering terjadi

dan berulang secara teratur dalam jangka panjang. Mutasi berulang dapat

mengubah frekuensi gen.


2. Seleksi

Pada dasarnya seleksi merupakan suatu tindakan untuk memilih ternak

yang dianggap mempunyai mutu genetik baik untuk dikembangkan lebih

lanjut serta menyingkirkan ternak yang kurang baik. Seleksi bertujuan

mengubah frekuensi gen. Oleh karena itu bila seleksi dilakukan, diharapkan

adanya kemajuan genetik, berupa meningkatnya rataan populasi untuk sifat

yang diseleksi pada generasi berikutnya (Falconer, 1981). Seleksi dapat

terjadi karena pengaruh faktor alam (disebut seleksi alam) atau seleksi yang

sengaja dilakukan oleh manusia (disebut seleksi buatan).

3. Migrasi

Bila sejumlah individu yang berasal dari suatu populasi dipindahkan

(migrasi) dan bercampur dengan individu populasi lain (terjadi perkawinan)

maka dapat terjadi perubahan frekuensi gen. Misalnya, dengan memasukkan

gen-gen dari jenis sapi baru ke suatu negara dengan inseminasi buatan (IB)

dapat mengakibatkan perubahan frekuensi gen dari populasi sapi nasional

secara drastis. Jadi migrasi merupakan cara yang paling efektif penyebab

perubahan genetik. Migrasi menjadi bermanfaat bila memenuhi persyaratan

sebagai berikut: 1) tersedia populasi lain dengan gen-gen yang diinginkan,

dan 2) telah diketahui dengan pasti bahwa perubahan yang terjadi dapat

bermanfaat.

4. Fluktuasi Acak (Genetic drift)

Faktor genetic drift biasanya terjadi secara kebetulan dan dapat

mengubah frekuensi gen. Dalam populasi kecil, fluktuasi acak mempunyai

efek yang penting. Dalam kenyataan populasi ternak di pedesaan dapat

berfluktuasi secara acak tak teratur karena pengaruh musim atau serangan

wabah penyakit yang dapat menyebabkan kematian pada sebagian besar

populasi sehingga pada suatu saat populasi turun secara drastis. Ternak yang

tersisa yang dapat bertahan akan mempunyai pengaruh yang menentukan

terhadap frekuensi gen pada generasi berikutnya.

SEL, KROMOSOM, DAN GAMET

1. Sel sebagai Satuan Dasar Kehidupan

Kata sel pertama kali diungkapkan oleh Robert Hook pada tahun 1665

untuk menunjukkan ruang-ruang kecil dalam irisan tipis jaringan gabus yang


dilihat melalui mikroskop sederhana. Baru kemudian, pada permulaan abad

ke-19 Lorenza Oken, Matthias Schleiden, Theodor Schwann dan Rudolf

Virchow mengemukakan “teori sel”. Pemikiran mereka tentang sel

merupakan dasar bagi perkembangan ilmu Biologi modern saat ini.

Perkembangan dalam peralatan optik (ditemukannya mikroskop elektron)

dan evolusi dalam metode-metode sitokimia memungkinkan kita

mengungkapkan lebih dalam mengenai fisiologi dan biokimia sel

(Tjondronegoro, 1993).

Sel sebagai satuan struktural kehidupan berlaku untuk semua organisme

di bumi, baik spesies bersel tunggal ataupun bersel banyak. Sel memiliki

sifat-sifat yang membedakan benda hidup dengan benda mati, sel

mengasimilasikan bahan makanan dan mengubahnya ke dalam bahan-bahan

seluler, sel mengalami respirasi, sel bereaksi terhadap rangsangan, dan sel

dapat bereproduksi dalam arti bahwa sel dapat berbagi diri dan berlipat

ganda.

Ada ribuan macam sel. Berbagai ragam bentuk sel ini dapat

dikelompokkan berdasarkan strukturnya dan cara mendapatkan energinya.

Berdasarkan strukturnya kita mengenal dua macam sel yaitu sel

prokariot dan eukariot. Istilah prokariot berasal dari bahasa Yunani, pro yang

berarti sebelum atau sederhana, dan karyon yang berarti inti (nukleus). Jadi

prokariot berarti sel yang memiliki inti sederhana, sedangkan eukariot berarti

sel yang memiliki inti sel yang sempurna. Organisme yang memiliki sel

eukariot adalah bakteri dan sianobakteri (ganggang hijau biru), sedangkan

organisme tumbuhan, hewan dan cendawan memiliki sel prokariot.

Berdasarkan cara mendapatkan energi, sel diklasifikasikan atas dua

kelompok, yaitu sel autotrof dan heterotrof. Sel autotrof adalah sel yang

dapat menggunakan CO2 sebagai sumber karbon, sedangkan heterotrof

adalah sel yang menggunakan karbon organik sebagai sumber karbon.

Ukuran sel biasanya dinyatakan dalam satuan um (baca mikro meter).

Karena memiliki ukuran yang sangat kecil maka untuk melihatnya diperlukan

bantuan mikroskop. Ukuran sel berkisar antara 0,1 um sampai 100 um. Sel

terkecil adalah mycoplasma dengan ukuran kurang dari 0,1 um, sedangkan

sel terbesar adalah sel telur burung Onta (Ostrich), dengan diameter lebih dari

3 cm. Biasanya organisme tidak ditentukan oleh besarnya individu sel tetapi

lebih ditentukan oleh jumlah total sel. Misalnya, tubuh manusia mengandung

lebih dari 100 trilyun (1014

) sel, sedangkan seekor tikus dengan sejumlah

organ yang sama mengandung 100 milyar (1011

) sel.


Komponen di dalam sel yang paling banyak menarik perhatian adalah

inti sel (nukleus) dan mitokondria.

2. Nukleus (inti sel) dan Mitokondria

Nukleus atau inti sel telah lama dikenal sebagai unit penting dari struktur

dan fungsi sel. Nukleus merupakan pusat dari kebakaan dan terlibat langsung

dalam pengendalian metabolik sel. Informasi genetik yang diteruskan kepada

sel anak pada pembelahan inti sel terdapat dalam bentuk molekul makro dari

asam deoksiribo nukleat (DNA). Protein berasosiasi dengan DNA

membentuk kompleks nukleoprotein yang dikenal sebagai kromatin.

Mitokondria merupakan benda dengan banyak bentuk (polimorfik) yang

dibatasi oleh dua unit membran. Membran bagian dalam membentuk lipatan-

lipatan yang luas yang disebut cristae. Dari hasil analisis kandungan

mitokondria dijumpai adanya posfolipid, asam nukleat (DNA dan RNA),

enzim-enzim siklus Krebb, berbagai substrat, sitokrom dan komponen sistem

transpor lainnya. Mitokondria menyediakan energi bagi sel dalam jumlah

yang besar. Di dalam mitokondria, energi yang dilepaskan akan diikat dalam

bentuk ikatan posfat berenergi tinggi, yaitu adenosin triposfat (ATP). Energi

dalam bentuk ATP dapat segera dilepaskan dan dimanfaatkan untuk reaksi-

reaksi sel yang membutuhkan energi.

STRUKTUR KROMOSOM

Kromosom disusun oleh benang-benang kromatin. Kromosom pertama

kali ditemukan oleh Flemming (1879). Nama kromosom diberikan oleh

Waldeyer pada tahun 1888 yang berasal dari bahasa latin, yaitu krom yang

berarti warna dan soma yang berarti tubuh. Kromosom-kromosom tersebut

terdapat di dalam inti sel.

Bentuk kromosom selalu berubah-ubah pada saat pembelahan sel. Pada

umumnya kromosom mempunyai dua lengan yang dipisahkan oleh

sentromer. Kromosom memiliki bagian sentral yang disebut sentromer.

Berdasarkan posisi sentromernya, kromosom dapat dikelompokkan dalam

empat grup sebagai berikut.

1. Metasentrik: sentromer terletak di tengah-tengah kromosom.

2. Sub metasentrik: sentromer terletak agak dipinggir kromosom

3. Akrosentrik: sentromer terletak dekat ujung kromosom.

4. Telosentrik: sentromer terletak di ujung kromosom.


Panjang kromosom bervariasi dari satu sampai beberapa mikrometer.

Jumlah gen yang terdapat di dalam kromosom bervariasi dari beberapa gen

sampai ribuan gen (Noor, 1996). Bentuk kromosom berdasarkan letak

sentromernya ditampilkan pada Gambar 1.2.

Sumber: Noor (1996)

Gambar 1.2. Bentuk kromosom berdasarkan letak sentromernya.

Kariotipe adalah gambar atau potret sejumlah kromosom yang terdapat

pada inti sel. Untuk menggambarkan kariotipe secara baik maka kromosom

diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok tergantung pada letak sentromernya,

yaitu telosentrik, akrosentrik dan metasentrik. Secara singkat cara pembuatan

kariotipe adalah sebagai berikut:

1. Ambil contoh sel yang membelah dengan cepat dari sumsum tulang atau

sel darah putih yang digertak untuk membelah dengan membiakkannya

dalam biakan khusus selama beberapa hari.

2. Hentikan pembelahan sel dengan menambahkan kolkhisin.

3. Tambahkan cairan hipotonik untuk membuat sel dan inti sel

membengkak.

4. Sel-sel difiksasi dengan campuran metanol dan asam asetik glasial.

5. Teteskan cairan sel pada suatu kaca objek.

6. Keringkan dan warnai dengan zat warna kromosom.


JUMLAH KROMOSOM

Ternak yang tergolong dalam satu spesies memiliki jumlah kromosom

yang sama. Kromosom hewan biasanya memiliki jumlah khas dan bersifat

tetap. Jumlah kromosom ini sangat penting sebab kekurangan atau kelebihan

kromosom dari jumlah yang seharusnya dapat berakibat fatal bagi ternak.

Kelainan jumlah kromosom dapat menyebabkan kematian ternak pada tahap

embrio. Jumlah kromosom beberapa jenis ternak disajikan pada Tabel 1.1.

Di dalam sel tubuh, kromosom berada dalam kondisi berpasangan sesuai

dengan bentuk, panjang dan letak sentromer. Kromosom yang memiliki

bentuk, panjang dan letak sentromer yang sama disebut kromosom homolog.

Sel yang mengandung kromosom yang berpasangan disebut berada dalam

keadaan diploid (2N). Sel kelamin atau gamet pada umumnya berada dalam

keadaan tidak berpasangan (dalam keadaan haploid, n) (Noor, 1996).

Perkawinan antara dua individu ternak biasanya membutuhkan jumlah

kromosom yang sama. Perkawinan antara dua individu yang berbeda jumlah

kromosomnya tidak akan menghasilkan keturunan, atau bila ada,

menghasilkan keturunan yang steril (mandul). Sebagai contoh, perkawinan

antara keledai jantan dengan kuda betina akan menghasilkan mule yang steril.

Namun adakalanya perkawinan antara hewan yang mempunyai kromosom

yang sama juga dapat menghasilkan hewan yang steril. Sebagai contoh

perkawinana sapi Bos taurus maupun Bos indicus dengan sapi Bali (Bos

sondaicus) akan menghasilkan keturunan sapi jantan yang steril.

Tabel 1.1. Jumlah kromosom diploid pada beberapa jenis ternak.

Jenis Ternak Jumlah kromosom (2N)

Sapi 60

Kambing 60

Kerbau Rawa 48

Kerbau Sungai 50

Kuda 64

Keledai 62

Babi 38

Kalkun 82

Domba 54

Ayam 78

Itik 80

Kelinci 44

Kucing 38

Tikus Rumah 40

Sumber: Hardjosubroto dan Astuti (1993)


TIPE KROMOSOM

Kromosom pada hewan dibedakan atas dua tipe, yaitu:

1. Autosom atau kromosom tubuh.

2. Genosom atau kromosom seks.

Sebagai contoh, ternak sapi memiliki 60 buah kromosom atau 30 pasang

kromosom, terdiri dari 29 pasang kromosom autosom dan 1 pasang

kromosom seks. Kromosom seks pada mamalia dibedakan atas 2 tipe yaitu

kromosom seks X dan kromosom seks Y. Pada mamalia jantan, pasangan

kromosom seksnya adalah XY (heterogametik seks), sedangkan mamalia

betina memiliki pasangan kromosom seks XX (homogametik seks).

Sebaliknya pada ternak unggas, jenis kelamin jantan memiliki pasangan

homogametik (pasangan kromosom seks ZZ), sedangkan unggas betina

memiliki heterogametik, pasangan kromosom seksnya adalah ZW.

Kromosom seks ditemukan oleh Henking pada tahun 1891.

1. Hukum Mendel

Teori mengenai sifat-sifat menurun pertama kali dikemukakan oleh

Gregor Mendel (Gambar 1.3). Dari tahun 1855-1866 Mendel bekerja di

kebun gerejanya di kota Brno, Austria bertanam kacang ercis dan memeriksa

turunan-turunannya. Dari percobaannya tersebut Mendel memperoleh

beberapa penemuan yang kemudian menjadi dasar pengertian mekanisme

pewarisan sifat.

Pada saat itu diduga bahwa spermatozoa membawa sebagian sifat dari

bapaknya sedangkan ovum membawa sebagian sifat dari induknya. Pada saat

fertilisasi kedua sifat itu kemudian melebur menjadi suatu sifat baru yang

dimiliki olek anaknya. Konsep demikian disebut sebagai teori pewarisan

yang melebur (blending inheritance). Konsep ini didasari atas kenyataan

bahwa anak yang lahir akan mempunyai kemiripan dari kedua tetuanya.

Mendel juga menduga ada suatu materi pembawa sifat (misalnya sifat warna

bunga, bentuk biji dan sebagainya) yang dapat diwariskan dari satu generasi

ke generasi berikutnya, sebagai unit dan tidak terjadi peleburan diantara unit-

unit tersebut saat fertilisasi.


Dari hasil percobaannya pada kacang ercis, Mendel kemudian membuat

hipotesis sebagai berikut.

1. Ada suatu materi yang mempunyai potensi membawa sifat yang dapat

diwariskan dari generasi ke generasi berikutnya. Materi pembawa

potensi inilah yang kemudian disebut dengan gen.

2. Setiap tanaman dewasa mempunyai sepasang gen yang membawa sifat

tertentu. Pada generasi pertama (F1) tanaman juga memiliki sepasang

gen, tetapi satu gen bersifat dominan sedangkan gen yang lain bersifat

resesif. Gen resesif ini baru menampakkan potensi pada generasi

berikutnya bila tidak berpasangan dengan gen dominan.

3. Pada saat pembentukan sel kelamin, kedua gen dalam pasangan tersebut

terpisah satu sama lain dalam sel kelamin. Jadi dalam setiap sel kelamin

terdapat satu gen.

4. Dalam pembentukan zigot berikutnya, satu pasangan gen baru akan

terbentuk secara acak.

Atas dasar percobaannya tersebut, Mendel kemudian merumuskan

hukum yang disebut Hukum Mendel I yang berbunyi: “Anggota suatu

pasangan gen akan terpisah satu sama lain pada proses pembentukan gamet

(sel kelamin), sehingga separuh dari sel kelamin yang terbentuk akan

mengandung salah satu dari pasangan gen tersebut dan separuhnya lagi

mengandung pasangan lainnya. Setiap gamet hanya mengandung salah satu

dari pasangan tersebut. Hukum Mendel I disebut juga dengan Hukum

Segregasi.

Pada percobaan berikutnya, Mendel melibatkan tanaman dengan dua

beda sifat. Dalam percobaan ini digunakan tanaman yang mempunyai biji

bulat dan berwarna hijau, yang disimbolkan dengan (RRyy) dengan tanaman

yang mempunyai biji keriput dan berwarna kuning, yang disimbolkan dengan

(rrYY). Percobaan tersebut menghasilkan rasio sebagai berikut: 9 (kacang

biji bulat warna kuning) : 3 (kacang biji bulat warna hijau) : 3 (kacang biji

keriput warna kuning) : 3 (kacang biji keriput warna hijau).

Perbandingan (9:3:3:1) merupakan kombinasi secara bebas antara dua

macam kombinasi (3:1). Dari percobaan inilah Mendel merumuskan Hukum

Mendel II yang berbunyi: “Pasangan-pasangan gen yang terpisah dalam

pembentukan gamet akan bergabung secara bebas”.


Hasil percobaan Gregor Mendel yang disertai dengan penjelasannya

telah menunjukkan kepada kita bahwa sifat organisme ditentukan oleh suatu

faktor yang diwariskan. Faktor yang diwariskan tersebut yang sekarang kita

kenal dengan sebutan gen. Makromolekul yang berperan sebagai bahan kimia

gen tersebut adalah asam nukleat. Asam nukleat ada dua jenis yaitu DNA

(Deoxyribo Nucleic Acid) dan RNA (Ribo Nucleic Acid). DNA merupakan

bahan kimia gen pada hampir semua organisme. Beberapa virus memiliki

RNA sebagai bahan gen-nya. DNA yang menjadi bahan gen membawa

informasi yang dibutuhkan untuk membentuk suatu sifat organisme.

Gambar 1.3. Gregor Mendel (1822-1884)

2. Hukum Hardy-Weinberg.

Hukum Hardy-Weinberg dirumuskan oleh ahli matematika G.H. Hardy

dan ahli fisika W. Weinberg pada tahun 1908. Kedua ahli tersebut berasal

dari Inggris. Untuk menjelaskan hukum Hardy-Weinberg digunakan contoh

perkawinan sapi Shorthorn warna merah, putih dan roan. Sifat ini dikontrol

oleh dua alel kodominan, yaitu alel merah (R) dan alel putih (r). Jika

diasumsikan bahwa frekuensi gen merah adalah p dan frekuensi gen putih

adalah q, dengan p = 0,7 dan q = 0,3, maka proporsi sapi berwarna bulu

merah genotip RR adalah p2 = (0,7)

2 = 0,49, sedangkan proporsi sapi

berwarna bulu putih = q2 = (0,3)

2 = 0,09. Proporsi sapi berwarna roan adalah

2pq = 2 (0,3) x (0,7) = 0,42. Angka dua di depan pq disebabkan adanya dua

kemungkinan terbentuknya sapi roan, yaitu dari pertemuan sperma yang

mengandung gen R dengan sel telur yang mengandung gen r, dan dari sperma

yang mengandung gen r dengan sel telur yang mengandung gen R.


Noor (1996) menyatakan ada dua hal yang perlu diperhatikan pada

hukum Hardy-Weinberg:

1. Jumlah frekuensi gen dominan dan resesif (p+q) adalah 1.

2. Jumlah proporsi dari ketiga macam genotip (p2+2pq+q

2) adalah 1.

Hukum Hardy-Weinberg terjadi apabila pada suatu populasi yang besar,

perkawinan terjadi secara acak serta tidak terjadi mutasi, migrasi, seleksi dan

genetic drift. Keadaan populasi yang demikian disebut populasi berada dalam

keadaan seimbang (equilibrium). Suatu populasi dengan frekuensi gen dan

genotip yang tetap dikatakan dalam keadaan keseimbangan Hardy-Weinberg.

3. Alel Ganda (Multipel Alel)

Alel adalah gen-gen berlainan yang menempati lokus-lokus yang sama

pada kromosom homolog. Alel merupakan bentuk alternatif dari gen yang

terjadi akibat mutasi. Jika suatu alel terbentuk akibat mutasi maka dapat

diharapkan bahwa perubahan seperti ini terjadi pada alel-alel lainnya. Jika

terdapat dua atau lebih alel mengontrol suatu sifat maka sifat tersebut

dikatakan dikontrol oleh alel ganda (Noor, 1996).

Salah satu rangkaian alel ganda yang terkenal terdapat pada kelinci.

Apabila kita menyilangkan kelinci berwarna dengan kelinci albino, maka

semua F1 akan berwarna, sedangkan generasi F2 adalah 3 kelinci berwarna

berbanding 1 kelinci albino.

4. Epistasis

Epistasis adalah interaksi antara gen-gen yang tidak sealel. Sebagai

gambaran paling sedikit harus ada dua pasang gen yang terlibat. Gen pada

lokus yang satu berinteraksi dengan gen dari lokus yang lain. Dari hasil

interaksi tersebut diperoleh fenotip yang tidak akan diperoleh bila gen-gen

teresebut bekerja sendiri-sendiri.

Sebagian besar fenotip merupakan hasil serangkaian reaksi kimia yang

dikontrol oleh enzim. Produksi enzim dikontrol oleh oleh gen. Mekanisme

reaksi gen epistasis diperlihatkan pada Gambar 1.4.


Sumber: Noor, 1996

Gambar 1.4. Reaksi gen epistasis.

Pada Gambar 1.4 dapat dilihat bahwa pigmen melanin diproduksi karena

reaksi enzim C yang dikontrol oleh gen C. Melanin kemudian diubah oleh

enzim yang sintesisnya dikontrol oleh gen e untuk memproduksi pigmen

kuning. Jika gen C tidak ada (seperti pada kasus individu dengan genotip cc)

maka enzim yang mengkatalis produksi melanin tidak ada, sehingga melanin

tidak disintesis. Walaupun terdapat gen e, namun tidak ada melanin maka

pigmen kuning tidak akan diproduksi. Oleh karena itu, gen ini merupakan

resesif yang terletak pada lokus C.

5. Pewarisan Sifat yang Terpaut Kelamin (Sex Linked)

Selain mengandung gen yang mengontrol jenis kelamin, kromosom seks

juga mengandung gen lain. Gen-gen yang terletak pada kromosom seks

disebut gen-gen yang terpaut kelamin. Sebagian besar gen-gen ini ada pada

kromosom seks X. Genotip gen-gen yang terpaut kelamin pada individu

betina mamalia dapat digambarkan seperti genotip untuk gen-gen autosomal.

Pada individu jantan hanya terdapat 1 kromosom seks X, jadi ada 1 gen yang

muncul untuk mempengaruhi sifat-sifat tertentu. Namun, ada bagian kecil

kromosom X yang sama dengan bagian kecil pada kromosom Y. Potongan

yang sama pada kromosom X dan Y memungkinkan terjadinya sinopsis pada

saat pembelahan meiosis. Lokus-lokus yang terletak pada bagian ini ada

dalam keadaan berpasangan. Oleh sebab itu, cara pewarisannya akan sama

dengan gen-gen autosomal. Beberapa contoh sifat-sifat yang terpaut kelamin

pada ternak unggas dan mamalia dapat dilihat pada Tabel 1.2.


Tabel 1.2. Sifat-sifat terpaut kelamin pada unggas dan mamalia

Spesies Sifat Cara Pewarisan

Ayam Pola bulu lurik Dominan

Warna bulu keemasan atau keperakan

dominan untuk keperakan

Pertumbuhan bulu cepat pada anak

Resesif

Burung kenari

Warna bulu hijau atau cinamon

Dominan untuk bulu hijau

Warna mata hitam atau merah

Dominan untuk hitam

Kucing Pola bulu tortoiseshell Intermediate antara alel kuning dan alel bukan kuning

Anjing Hemofilia Resesif

Sumber: Noor (1996)

6. Pewarisan Sifat yang Dipengaruhi oleh Jenis Kelamin (Sex

Influenced)

Gen-gen yang diwariskan secara sex influenced tidak terletak pada

kromosom seks. Oleh karena itu, genotip pada individu jantan dan betina

akan sama. Pewarisan sifat seperti ini disebabkan oleh interaksi antara alel-

alel dominan pada individu jantan dan resesif pada betina. Alel resesif pada

jantan biasanya dominan pada betina. Interaksi antaralel ini dipengaruhi oleh

hormon seks pada kedua jenis kelamin.

Sebagai contoh, warna mahogany dan merah pada sapi. Warna

mahogany adalah warna merah gelap hampir mendekati merah cokelat.

Warna ini sering dijumpai pada sapi Maineanjou dan Shorthorn. Warna

bercak putih sering dihubungkan dengan warna merah dan mahogany, tetapi

gen-gen yang mempengaruhi warna bercak putih diwariskan secara terpisah.

Pada sapi jantan, warna mahagony dikontrol oleh gen dominan lengkap,

sedangkan pada sapi betina warna ini dikontrol oleh gen resesif. Warna

merah pada sapi jantan dikontrol oleh gen resesif, sedangkan pada sapi

betina dikontrol oleh gen dominan. Contoh pewarisan sifat secara sex

influenced lainnya adalah sifat kebotakan pada manusia, sifat bertanduk pada

domba, dan sifat berjambang pada kambing.


7. Pewarisan Sifat yang Pemunculannya pada Satu Jenis Kelamin (Sex

Limited)

Secara umum dikatakan bahwa sifat-sifat sex limited biasanya hanya

diekspresikan pada satu jenis kelamin. Sifat sex limited sering diragukan

dengan sex linked namun berbeda model pewarisannya. Gen pengatur sex

linked terdapat pada kromosom X atau Z, sedangkan gen sex limited

kemungkinan tersebar pada beberapa kromosom. Gen sex limited

bertanggung jawab secara umum terhadap karakteristik kelamin sekunder.

Contoh sifat yang sex limited adalah sifat produksi susu pada hewan mamalia

dan produksi telur pada unggas yang hanya dijumpai pada ternak betina.

Pemunculan sifat ini tergantung pada perkembangan struktur anatomi tertentu

yang menghasilkan sifat tertentu. Pewarisan sifat ini melibatkan banyak gen

(poligen).

Bentuk bulu jantan pada bangsa burung juga diwariskan secara sex

limited. Sifat ini dikontrol oleh sepasang gen autosomal. Gen dominan H

menghasilkan bulu betina pada unggas jantan dan betina. Oleh karena gen ini

dominan maka genotip unggas yang memiliki bulu betina adalah HH dan Hh.

Genotip homozigot resesif (hh) ada pada unggas jantan dan betina, tetapi

hanya diekspresikan pada individu jantan yang menghasilkan bulu jantan.

Diduga ada pengaruh hormon jantan sebagai faktor utama agar gen ini bisa

diekspresikan. Sifat berkokok pada ayam jantan juga diwariskan secara sex

limited. Sifat berkokok hanya terdapat pada ayam jantan dan merupakan

karakteristik kelamin sekunder ayam jantan.


1) Jelaskan apa yang dimasksud dengan gen, autosom, sentromer, haploid

dan lokus!

2) Jelaskan faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya perubahan

frekuensi gen!

3) Jelaskan hukum Mendel I dan hukum Mendel II!

4) Jelaskan apa yang dimaksud dengan sex linked, sex limited dan sex

influence!

5) Jelaskan hukum keseimbangan Hardy-Weinberg!

Petunjuk Jawaban Latihan

1) Bila Anda ingin memahami lebih jelas tentang gen, Anda diharapkan

dapat mempelajarinya kembali Modul 1, Kegiatan Belajar 2 bagian

materi dasar fisiologis pewarisan sifat. Mengenai autosom dapat Anda

lihat pada Modul 1, Kegiatan Belajar 2 bagian materi tipe kromosom.

Defenisi sentromer dapat dilihat pada Modul 1, Kegiatan Belajar 2

bagian materi struktur kromosom. Penjelasan mengenai haploid dapat

dilihat pada Modul 1, Kegiatan Belajar 2 bagian materi jumlah

kromosom.

2) Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya perubahan frekuensi gen

adalah mutasi, seleksi, migrasi dan genetic drift (fluktuasi acak). Bila

Anda ingin memahami lebih jelas, Anda dapat mempelajari kembali

Modul 1, Kegiatan Belajar 2 bagian materi frekuensi gen.

3) Bila Anda ingin memahami lebih jelas, Anda dapat mempelajari kembali

Modul 1, Kegiatan Belajar 2 bagian materi hukum Mendel.

4) Bila Anda ingin memahami lebih jelas mengenai sex linked, sex limited

dan sex influence, Anda dapat mempelajari kembali Modul 1, Kegiatan

Belajar 2 bagian materi dengan sex linked, sex limited dan sex influence.

5) Bila Anda ingin memahami lebih jelas mengenai hukum keseimbangan

Hardy-Weinberg, Anda dapat mempelajari kembali Modul 1, Kegiatan

Belajar 2 bagian materi hukum keseimbangan Hardy-Weinberg.

LATIHAN

Untuk memperdalam pemahaman Anda mengenai materi di atas,

kerjakanlah latihan berikut!


Gen merupakan unit pewaris sifat yang keberadaannya dapat

diketahui terhadap sifat fenotipnya. Gen merupakan substansi heereditas

yang terletak di dalam kromosom. Gen disusun oleh suatu substansi

yang disebut dengan deoxyribo nucleic acid (DNA). DNA terdiri dari

dua untaian panjang terpilin yang membentuk double helix (seperti

tangga terpilin). Setiap dua untaian DNA disusun oleh ribuan unit

nukleotida. Setiap nukleotida disusun oleh basa nitrogen, gula

deoksiribosa dan asam fosfat. Kedua untaian DNA dihubungkan oleh

ikatan lemah hidrogen. Ada empat macam basa nitrogen yang ditemukan

pada DNA, yaitu adenin (A), timin (T), sitosin (C) dan guanin (G).

Adenin selalu berpasangan dengan timin (A-T), sedangkan sitosin selalu

berpasangan dengan guanin (G-C).

Terdapat empat faktor yang menyebabkan terjadinya perubahan

frekuensi gen. Keempat faktor itu adalah mutasi, seleksi, migrasi dan

genetic drift (fluktuasi acak).

1) Kromosom yang sentromernya terletak ditengah-tengah disebut

kromosom ....

A. metasentrik

B. sub metasentrik

C. akrosentrik

D. telesentrik

2) Ternak sapi memiliki jumlah kromosom ... buah

A. 46

B. 60

C. 74

D. 62

3) Kromosom homolog adalah kromosom yang memiliki ....

A. bentuk yang sama

B. panjang yang sama

TES FORMATIF 2

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!

RANGKUMAN


C. letak sentromer yang sama

D. bentuk, panjang dan letak sentromer yang sama

4) Tempat gen pada kromosom disebut ….

A. alel

B. lokus

C. DNA

D. Genotip

5) Basa nitrogen yang tidak terdapat di dalam untai ganda DNA adalah ....

A. Adenin

B. Timin

C. Sitosin

D. urasil

6) Di dalam DNA, basa nitrogen adenin dan timin ...

A. selalu berpasangan

B. tidak pernah berpasangan

C. kadang-kadang berpasangan

D. tidak berikatan

7) Sifat berkokok pada ayam jantan termasuk sifat yang diwariskan

secara ....

A. sex limited

B. sex linked

C. sex influence

D. sex reversal

8) Sifat bulu lurik pada ayam diwariskan secara ....

A. sex limited

B. sex linked

C. sex influence

D. sex reversal

9) Sifat-sifat pada ternak yang hanya diwariskan pada satu jenis kelamin

disebut ....

A. sex limited

B. sex linked

C. sex influence

D. sex reversal


10) Menurut hukum Hardy-Weinberg, frekuensi gen dan genotip akan tetap

dari generasi ke generasi bila memenuhi kondisi di bawah ini, kecuali ....

A. perkawinan terjadi tidak secara acak

B. tidak ada mutasi

C. tidak ada migrasi

D. tidak ada seleksi

11) Perubahan frekuensi gen yang disebabkan oleh masuknya individu baru

ke dalam suatu populasi disebut ....

A. mutasi

B. migrasi

C. seleksi

D. fluktuasi acak

12) Struktur DNA berbentuk heliks ganda ditemukan oleh Watson dan Crick

pada tahun ....

A. 1950

B. 1953

C. 1960

D. 1962

13) Ternak ayam memiliki jumlah kromosom ....

A. 78 buah

B. 60 buah

C. 54 buah

D. 30 buah

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 2 yang

terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar.

Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan

Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 2.

Tingkat penguasaan = Jumlah Jawaban yang Benar

100%Jumlah Soal

Arti tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali

80 - 89% = baik

70 - 79% = cukup

< 70% = kurang


Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat

meneruskan ke modul selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda

harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 2, terutama bagian yang belum

dikuasai.


Kunci Jawaban Tes Formatif

Tes Formatif 1 Tes Formatif 2

1) C

2) C

3) B

4) D

5) D

6) B

1) A

2) B

3) D

4) B

5) D

6) A

7) A

8) B

9) A

10) A

11) B

12) B

13) A


Daftar Pustaka

Bourdon, R. M. (1997). Understanding Animal Breeding. New Jersey, USA:

Prentice Hall.

Falconer, D. S. (1981). Introduction to Quantitative Genetic. London, New

York: Longman Ltd.

Hardjosubroto, W. (1994). Aplikasi Pemuliaan Ternak di Lapangan. Jakarta:

Gramedia.

Hardjosubroto, W., dan J. M. Astuti. (1993). Buku Pintar Peternakan.

Jakarta: Grasindo.

Lasley, J. F. (1978). Genetics of Livestock Improvement. New Jersey:

Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs.

Martojo, H. (1992). Peningkatan Mutu Genetik Ternak. Bogor: Pusat

antarUniversitas Bioteknologi, IPB.

Noor, R. R. (1996). Genetika Ternak. Jakarta: Penebar Swadaya.

Suwanto, A. Biokimia DNA. Materi Kuliah Biologi Molekuler. Bogor:

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB.

Tjondronegoro, P. D. (1993). Sel Sebagai Satuan Dasar Kehidupan. Materi

Kuliah Biologi Molekuler. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam IPB.

Warwick, E. J., J. M. Astuti dan W. Hardjosubroto. (1995). Pemuliaan

Ternak. Cetakan 5. Yogyakarta: Gajahmada University Press.

prinsip dasar pemuliaan ternak - perpustakaan digital ...modul 1 prinsip dasar pemuliaan ternak dr....

Documents