PEWARISAN SIFAT DAN EVOLUSI

 

A.  PRINSIP PEWARISAN SIFAT MENDEL

 

Hereditas berarti pewarisan sifat-sifat genetik dari orang tua kepada anak . Ilmu yang mempelajari Hereditas disebut genetika. Mendel adalah nama tokoh Genetika yang diakui sebagai penemu hukum- hukum hereditas atau pewarisan sifat menurun. Menurut Mendel, sifat menurun dibawa oleh penentu (yang sekarang disebut denngan istilah gen) dan ditentukan oleh separuh dari induk jantan (spermatozoon) dan separuh dari induk betina (ovum).

      Menurut Mendel, pada perkawinan, induk jantan dan betina disebut parental dan disimbolkan dengan huruf  P. Hasil persilangan parental disebut anak (Fillial) dan disimbolkan dengan huruf F. Persilangan induk galur murni dengan galur murni P1 , dan filialnya disebut F1. Persilangan induk galur murni jantan F1 dengan induk induk betina F1 secara acak disebut P2, sedang filialnya disebut F2 dan seterusnya galur murni selalu bergenotif homozigot dan disimbolkan dengan dua huruf yang sama, huruf capital semua atau huruf kecil semua.

genotif suatu individu terdiri dari pasangan alel yang sama, disebut genotif heterozigot. Sedangkan jika genotif terdiri dari pasangan alel yang sama disebut genotif homozigot.

1)  Monohibrid

     Monohibrid atau monohibridisasi ialah suatu persilangan pembastaran dengan sifat benda. Monohibrid pada percobaan Mendel adalah persilangan antara ercis tinggi dan ercis berbatang pendek. Untuk mengetahui bahwa suatu gen bersifat dominan maka harus dilakukan Monohibridisasi antara individu yang memiliki sifat gen tersebut dengan sifat kontrasnya (alelnya) yang sama-sama bergalur murni. Jika fenotif F1 sama dengan sifat gen yang diuji tadi, berarti jelaslah bahwa sifat itulah yang dominan. Diagram Monohibrid antara ercis berbatang tinggi dan ercis berbatang pendek sebagai berikut:

Parental(P1)      : ♂TT(Tinggi)                  ˃˂      tt♀(pendek)

Gamet             :                            T

Filial 1             :                            Tt(Tinggi)

Bila F1 disilangkan dengan sesamanya (F1)

Parental(P2)    : Tt(Tinggi)            ˃˂      Tt

Gamet 2          :                  T,t     T,t

Pada F2          :

Genotip/Fenotip	T	t
T(Tinggi)	TT(Tinggi)	Tt(Tinggi)
t(pendek)	Tt(Tinggi)	tt(pendek)

Rasio Genotipe = TT: Tt: tt

                      = 1: 2: 1

Rasio Fenotipe          = Tinggi : Pendek

                                3: 1

Tinggi      = 3/4x100= 75%

Pendek     = 1/4x100=25%

Jika kita amati pada pembentukan gamet dari tanaman heterozigot (F1)ternyata ada pemisahan alel T dan ada gamet dengan alel t. Prinsip pembentukan gamet pada genotip induk heterozigot dengan pemisahan alel tersebut dikenal dengan Hukum 1 Mendel yang disebut Hukum segregasi (pemisahan) secara bebas. Jika sifat gen dominan tidak penuh (intermediat), maka fenotif   F1 tidak seperti salah satu fenotif induk galur murni, melainkan mempunyai sifat fenotif diantara kedua induknya.     

2)  Dihibrid

     Dihibrid atau dihibridisasi ialah suatu persilangan (pembastaran) dengan dua sifat beda. Untuk membuktikan Hukum II Mendel yang dikenal dengan Prinsip berpasang-pasangan secara bebas, Mendel melakukan eksperimen dengan membastarkan tanaman pisum sativum bergalur murni berbiji kisut, berwarna hijau . Gen B(bulat) dominan terhadap b (kisut), dan k(kuning) dominan terhadap k(hijau) sebagai berikut.

P1:          BBKK(Bulat Kuning) ˃˂ bbkk(keriput hijau)

G1: BK      bk

F1:          BbKk (Bulat Kuning)

Jika F1 disilangkan dengan sesamanya

P1:          BbKk(Bulat Kuning) ˃˂ BbKk(Bulat Kuning)

G2:         BK,Bk,bK, dan bk, BK,Bk,bK,dan bk

F2:                  

Genotipe/Fenotipe	BK	Bk	bK	bk
BK	BBKK	BBKk	BbKK	BbKk
Bk	BBKk	BBkk	BbKk	Bbkk
bK	BbKK	BbKk	bbKK	bbKk
bk	BbKk	Bbkk	bbKk	bbkk

 

Rasio Genotipe = BBKK:BBKk:BbKk:BBkk:Bbkk:bbKK:bbKk:bbkk

1:2:2:4:1:2:1:2:1

Rasio Fenotipe

Bulat Kuning: 9

Bulat Hijau: 3

Kisut Kuning: 3

Kisut Hijau: 1

 

Prinsip-prinsip dari hukum Mendel

1.     Prinsip Hereditas: menyatakan bahwa pewarisan sifat-sifat organisme dikendalikan oleh faktor menurun (gen). Setiap individu yang berkembang dari zigot merupakan hasil dari persatuan gamet gamet yaitu gamet jantan (spermatozoon) dan gamet betina (ovum). melalui gamet-gamet inilah informasi genetik dari kedua orang tua (induk) diturunkan kepada individu yang dibentuknya.

2.    Prinsip Segregasi bebas: pada pembentukan gamet, pasangan gen memisah secara bebas sehingga tiap gamet mendapatkan salah satu gen dari pasangan alel tadi.

3.    Prinsip berpasangan bebas: pada pembuahan (fertilisasi), gen-gen dari gamet jantan maupun gen-gen dari gamet betina akan berpasangan secara bebas.

4.    Prinsip dominasi penuh atau tidak penuh (intermediat): fenotip (pengaruh) gen dominan akan terlihat menutupi pengaruh gen resesif. Sedangkan pada prinsip dominasi tidak penuh fenotip gen pada individu heterozigot berada diantara pengaruh kedua alel gen yang menyusunnya.

 

B.  Hereditas pada Manusia

Pola Hereditas pada manusia

Beberapa Pola Hereditas pada Manusia yang dapat dipelajari. Berikut beberapa contoh diantaranya:

a.    Golongan darah: Golongan darah merupakan salah satu bentuk hereditas manusia karena memang sifatnya menurun . golongan darah pada manusia dapat dibedakan menjadi 3 jenis golongan darah yang berbeda yaitu

·         Sistem golongan darah ABO, dimana sistem ini ditentukan oleh 3 macam alel, yaitu IA, IB dan IO.

·         Sistem golongan darah Rhesus,dimana sistem ini akan ditentukan oleh gen Rh untuk Rhesus positif (+), dan gen rh untuk jenis Rhesus negatif (-). Alel Rh ini sifatnya dominan terhadap rh.

·         Sistem MN, dimana pada sistem ini akan ditentukan oleh 2 macam alel yaitualel LM dan alel LN

 

b.    Cacat atau penyakit keturunan Manusia: cacat maupun penyakit menurun pada manusi ini memiliki beberapa ciri misalnya adalah tidak akan menular pada orang lain, tidak bisa disembuhkan, namun dapat dicegah atau diminimalisir peluang menurunnya untuk generasi berikutnya. Selain itu, ciri lainnya adalah dikendalikan oleh gen resesif yang gen ini hanya bisa muncul pada orang dengan dengan homozigot yang resesif. Cacat atau penyakit menurun ini akan diwariskan ke generasi berikutnya melalui autosom namun ada juga yang diturunkan dengan kromosom seks. Contohnya adalah sebagai berikut:

·           Albino: albino termasuk kedalam cacat yang disebabkan adanya kelainan tubuh yaitu tidak mampu memproduksi enzim yang bertugas mengubah tirosin menjadi pigmen melanin yang dikendalikan oleh gen resesif a.

Pada orang normal, terdapat genotip AA dan normal dengan carier Aa. Sedangkan keadaan ini berbeda dengan orang yang menderita albino karena lahir dari pasangan yang keduanya carier.

·           Polidaktili: kelainan ini terjadi didalam autosom yang ada pada gen dominan.orang dengan kelainan ini bisa saja dilahirkan dari pasangan dengan keduanya gen heterozigot (Pp) atau dari pasangan yang salah satunya memiliki PP atau bahkan pada pasanga yang normal keduanya pp.

·           Gen abnormal kromosom Y

1.      Webbed Toes: kelainan yang terjadi pada jari-jari yaitu tumbuhnya selaput pada sela-sela jari seperti pada kaki bebek atau katak. Gen yang mengendalikan adalah gen resesif “wt”, gen normal dikendalikan gen dominan “Wt”

2.     Hyserix graviour: kelainan yang terjadi pada rambut yaitu tumbuhnya rambut yang panjang dan kasar seperti duri landak. Gen yang mengendalikan adalah gen resesif “hg” gen normal dominan “Hg”

3.     Hypertrikosis: kelainan yang terjadi tumbuhnya rambut pada tubuh yang berlebih. Gen yang mengendalikan adalah gen resesif “ht”, gen normal dikendalikan gen dominan “H”

4.     Gen abnormal kromosom X

·           Hemofilia: kelainan genetik pada darah yang sulit untuk membeku pada saat tubuh mengalami luka. Hal ini terjadi karena pada saat pembentukan enzim pembeku darah (enzim trombiplastin) mengalami kegagalan, sehingga orang yang mengalami kelainan ini pada saat luka sekecil apapun akan mengalami pendarahan.

Gen resesif Hemofilia terdapat pada kromosom X yaitu pada laki-laki dengan genotip “XhXh” (letal) dan “XhY”. Untuk wanita pembawa gen/ carier genotipnya adalah XHXh, namun secara teori pembawa gen wanita akan sulit ditemukan karena akan mengalami letal saat embrio.

·           Buta warna: kelainan yang terjadi pada retina mata, tepatnya pada sel kerucut yang tidak sensitif terhadap cahaya yang mengandung warna. Gen yang mengendalikan adalah gen resesif “cb” yang terpaut kromosom X, genotip penderita “XcbY” dan “XcbXcb” dan genotip wanita pembawa / carier adalah “XCBXcb”

·           Anenamel: kelainan pada gigi kekurangan lapisan email sehingga gigi penderita akan berwarna coklat. Kelainan ini terpaut atau akan dibawa oleh kromosom X yang dominan. gen yang mengendalikan adalah gen dominan “G” gen normal dikendalikan gen resesif “G”

Genotip penderita yaitu “XGY” , “XGXG”, dan “XGXg” , dan untuk genotip normal yaitu “ XgY” dan “XgXg”

·           Anondotia : kelainan pada gigi yang tampak ompong. Kelainan ini muncul yang terpaut pada kromosom X dalam keadaan resesif.

Pada seorang laki-laki cukup dengan satu gen anodontia dengan genotip “XaY” maka gejalanya akan nampak. Sedangkan pada seorang wanita memerlukan dua gen anondontia dengan genotip “XaXa”

 

C.  Mutasi kromosom    

      Mutasi Kromosom diartikan sebagai perubahan atau kesalahan yang terjadi pada suatu kromosom. Kesalahan tersebut dapat terjadi pada saat proses mitosis atau meiosis berlangsung. Pada mutasi kromosom kesalahan terjadi yang menyebabkan adanya perubahan pada keseluruhan kromosom itu sendiri. Beberapa tipe utasi kromosom yang sering terjadi yaitu mutasi struktur kromosom, mutasi jumlah kromosom dan mutasi kromosom terpaut seks.

     Mutasi struktur kromosom sering terjadi ketika berlangsungnya pembelahan sel. Hal ini terjadi ketika kromosom homolog saling berpasangan dan gen dalam kromosom saling terpisah lalu gen tersebut masuk ke dalam kromosom yang salah satu gen tersebut menjadi hilang. Secara umum, mutasi struktur kromosom dibagi menjadi beberapa tipe yaitu:

1.     Delesi: Bagian DNA tidak terduplikasi atau hilang selama replikasi berlangsung

2.    Duplikasi: sebagian atau beberapa bagian DNA mengalami penggandaan.

3.    Inversi: Bagian kromosom terbalik sehingga menyebabkan kesalahan urutan.

4.    Translokasi: Fragmen kromosom berada di kromosom non-homolognya.

 

D.  Teori Evolusi dan implementasinya pada perkembangan sains

 

                        Darwin mengusulkan bahwa semua spesies kehidupan berevolusi seiring waktu dari nenek moyang yang sama melalui proses seleksi alam. Dalam bukunya yang berjudul On the Origin Of Species by Means Of Natural Selection menetapkan teori evolusi melalui garis keturunan. Ide yang serupa juga dikemukakan oleh Alfred Russel Wallace.

                  

a.    Teori seleksi alam Darwin

                   Menjelaskan bahwa makhluk hidup memiliki kemampuan menghasilkan banyak keturunan. Sumber daya alam yang terbatas memunculkan adanya kompetisi pada makhluk hidup. Darwinisme percaya bahwa tidak  ada dua individuyang sama karena terdapat variasi yang besar dalam populasi. Selain itu makhluk hidup yang bertahan hidup dan menghasilkan keturunan merupakan makhluk yang telah mewarisi sebagian sifat-sifat yang menguntungkan untuk bertahan hidup pada kondisi lingkungan tertentu.

                   Saat seleksi alam berlangsung., populasi secara bertahap memiliki kemampuan adaptasi yang lebih baik terhadap lingkungannya. Evolusi sendiri menurut Darwin didefinisikan sebagai perubahan dalam populasi, bukan pada individu. Perubahan tersebut juaga harus diteruskan ke generasi berikutnya.

 

b.    Teori Evolusi Biologi oleh Jean Baptiste Lamarck

                   Walaupun terori Darwin merupakan salah satu teori Evolusi yang paling terkenal, Jean Baptiste Lamarck pernah mengemukakan teori serupa sebelum Darwin. Sebagai seorang Naturalis asal Perancis, Lamarck menjelaskan bahwa bentuk kehidupan yang sekarang didasarkan pada penggunaan atau tidak menggunakan organ (Use and disuse)

                   Contoh teori dari Lamarck ini adalah leher jerapah yang menjadi lebih panjang dengan meregangkannyauntuk mencapai pohon yang lebih tinggi. Sifat fisik tersebut kemudian diturunkan pada generasi selanjutnya. Use merujuk pada organ yang digunakan akan terus berkembang. Sementara itu disuse merujuk pada organ yang tida digunakanakan tereduksi.

 

c.    Teori Evolusi Neo-Darwinisme

                   Walupun terkenal, teori Darwin bukan tanpa kelemahan. Teori Darwin tidak dapat menjelaskan cara asal dan transmisi variasi. Sumber variasi ditemukan oleh Hugode Vries yang mengajukan teori mutasi. Teori mutasi menjelaskan bahwa beberapa spesies muncul secara tiba-tiba karena variasi yang tidak berkelanjutan

                   Mendel menjelaskan tentang hukum pewarisan sifat yang diperlukan untuk memodifikasi gagasan seleksi alam. De vries mengemukakan peristiwa mutasi, sementara Weismann menjelaskan tentang konsep keberlajutan plasma nutfah. Inti dari teori evolusi neo-Darwinisme ini menganggap seleksi alam merupakan kunci dari evolusi.

                   Teori mutasi menjelaskan variasi terus menerus yang bertambah dan berkurang. Teori ini juga menjelaskan bahwa beberapa spesies muncul tiba-tiba karena variasi tidak berkelanjutan. Berbagai ahli Biologi mengusulkan spesies baru dapat muncul dalam satu atau beberapa langakah mutasi yang didorong oleh tekanan mutasi dalam arah tertentudan bahkan nonadaptif yang dikenal sebagai saltasi. Pandangan ini benar-benar berlawanan dengan konsep variasi berkelanjutan milik Darwin.