Penyimpangan Semu Hukum Mendel

2. Penyimpangan Semu Hukum Mendel

Dalam percobaan-percobaan genetika, para peneliti sering menemukan rasio fenotipe yang ganjil, seakan-akan tidak lagi mengikuti hukum-hukum Mendel. Misalnya, pada perkawinan antara dua individu dengan 2 sifat beda,

Hereditas

1) = 9 : 7; (9 + 3) : 3 : 1 = 12 : 3 : 1; (9+3+3): 1 = 15 : 1; dan (9 : 3 : (3+1) = 9 : 3 :

4 dan seterusnya. Oleh sebab itu, disebut penyimpangan semu karena sebenarnya masih mengikuti Hukum Mendel. Penyimpangan semu ini terjadi karena adanya 2 pasang gen atau lebih saling memengaruhi dalam memberikan fenotipe pada suatu individu. Peristiwa pengaruh-memengaruhi antara 2 pasang gen atau lebih disebut interaksi gen. Perbedaan perubahan rasio fenotipe bergantung pada macam interaksi gennya.

Interaksi gen ada 4 macam, yaitu:

a. komplementer,

b. kriptomeri,

c. epistasis-hipostasis, dan

d. polimeri.

a. Komplementer Komplementer adalah peristiwa dua gen dominan saling memengaruhi

atau melengkapi dalam mengekspresikan suatu sifat. Misalnya, ekspresi sifat warna biji jagung, menurut E.M. East dan H.K. Hayes (1913) adalah hasil interaksi 2 gen dominan C dan R. Jika C terdapat bersama-sama R, akan mengekspresikan warna pada kulit biji jagung. Jika C atau R berdiri sendiri atau sama sekali tidak ada, tidak terbentuk pewarnaan pada kulit biji jagung.

C – gen penumbuh bahan mentah pigmen.

c – gen tidak mampu menumbuhkan bahan mentah pigmen. R – gen penumbuh enzim pigmentasi kulit. r

– gen tidak mampu menumbuhkan enzim pigmentasi kulit. P

: CR < X > cr berwarna

tidak berwarna

C cRr (berwarna)

F 2 : F 1 XF 1 , sebagai berikut. 1-RR

berwarna 1-CC

1-CCRR

2-Rr

berwarna 1-rr

2-CCRr

tidak berwarna 110

1-CCrr

Biologi Kelas XII SMA dan MA Biologi Kelas XII SMA dan MA

berwarna 1-rr

4-CcRr

tidak berwarna 1-RR

2-Ccrr

tidak berwarna 1-cc

1-ccRR

2-Rr

tidak berwarna 1-rr

2-ccRr

tidak berwarna Fenotipe:

1-ccrr

Berwarna dan tidak berwarna (jadi hanya 2 macam fenotipe). Rasio fenotipe: Berwarna (1 + 2 + 2 + 4) = 9 Tak berwarna (1 + 2 + 1 +2 + 1) = 7 Jadi, rasio (perbandingan) fenotipe: berwarna : tidak berwarna= 9 : 7

b. Kriptomeri Kriptomeri adalah peristiwa suatu faktor dominan yang baru tampak

pengaruhnya apabila bertemu dengan faktor dominan lain yang bukan alelnya. Faktor dominan ini seolah-olah tersembunyi (kriptos), misalnya, pada bunga Linaria maroccana. A– ada pigmen antosianin.

a – tidak ada pigmen antosianin.

B – air sel bersifat basa.

b – air sel tidak bersifat basa. Jika kedua gen dominan A dan B hadir dalam satu individu, warna bunga

ungu. Jika gen dominan A saja tanpa gen dominan (B), warna bunga merah. Jika gen dominan B hadir tanpa gen dominan A dan jika kedua gen dominan

A dan B tidak hadir, warna bunga putih. Penyilangan Linaria maroccana berbunga merah (AAbb) dengan Linaria maroccana berbunga putih (aaBB), generasi (F 1 )-nya semua

berbunga ungu. Bagaimana F 2 -nya?

Penyelesaian: Induk (P)

: AA bb <----------- X -----------> aB merah

putih Gamet P

A b X aB

Hereditas

Turunan I (F 1 ) :

A aBb Ungu

Gamet F 1 :

AB , Ab, aB dan ab

Turunan II (F 2 ) :

Rasio fenotipe F 2 : ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4

Kriptomeri sesungguhnya baru dipecahkan secara genetis pada tahun 1906 oleh William Bateson dan R.C Punnet pada karakter jengger ayam. Ada 4 macam bentuk jengger ayam, yaitu rose, single, pea, dan walnut. (Gambar 3.25)

1) Rose (mawar/gerigi) terdapat pada ayam Wyandotte.

2) Single (tunggal/bilah) terdapat pada ayam Leghorn.

3) Pea (kacang/biji) terdapat pada ayam Brahma.

4) Walnut (sumpel) terdapat pada ayam hasil silangan dari ayam berjengger rose dengan ayam berjengger pea.

pial sumpel (walnut) Sumber: Gambar 3.25 Macam-macam pial pada ayam Biology, Prentice-Hall

pial gerigi (rose) pial biji (pea)

pial bilah (single)

Jika ayam berpial/jengger mawar homozigot disilangkan dengan ayam berpial biji homozigot, pada F 1 karakter jengger kedua induk (P) hilang atau tersembunyi (kriptos), muncul karakter jengger baru, yaitu walnut (sumpel). Bagaimana F 2 -nya? Ayam berpial rose bergenotipe

: Rp atau Rrpp

Ayam berpial pea bergenotipe

: rP atau rrPp

Ayam berpial walnut bergenotipe : RP atau RRPp atau RrPP atau RrPp. Ayam berpial single bergenotipe : rp

Biologi Kelas XII SMA dan MA

P (induk) : Rp <

rP rose

pea Gamet P

: RP rP

RrPp Walnut

F 2 :F 1 XF 1

Gamet F 1 :

Hasil F 2 :

rP rrPp rp

R rPP

R rPp

rrPp rp Cara lain:

1 bilah Rasio fenotipe : Walnut : Rose : Pea : bilah = 9 : 3 : 3 : 1

Penyimpangan semu Hukum Mendel bukan terletak pada rasio fenotipenya. Akan tetapi, penyimpangan terjadi pada:

1) fenotipe F 1 tidak sama dengan kedua induknya, baik induk jantan maupun induk betinanya;

2) F 2 menghasilkan fenotipe baru (tidak sama dengan P ataupun F 1 ), yaitu ayam berpial bilah (single).

Hereditas

Sinnot pada sifat warna buah labu (Cucurbita pepo). Epistasis-hipostasis adalah peristiwa dengan dua faktor yang bukan pasangan alelnya dapat memengaruhi bagian yang sama dari suatu organisme. Namun, pengaruh faktor yang satu menutup ekspresi faktor lainnya.

Sifat yang menutup disebut epistasis dan yang ditutup disebut hipostasis. Jika faktor yang menutup adalah gen dominan, disebut epistasis dominan. Umpamanya gen A menutup ekspresi gen B dan b. Jika faktor yang menutup adalah gen resesif, disebut epistasis resesif. Umpamanya gen aa epistasis terhadap gen B dan b.

Adanya bermacam-macam bentuk epistasis ini menyebabkan pula modifikasi rasio fenotipe yang bermacam-macam pada F 2 . Contoh epistasis dominan dapat dilihat pada tanaman sejenis gandum. Pada tanaman sejenis gandum, faktor dominan H (hitam) epistasis terhadap faktor dominan K (kuning). Jadi, faktor K bersifat hipostasis, ekspresinya tertutup, dan tidak muncul jika terdapat bersama-sama dengan faktor H.

Pada penyilangan gandum berkulit biji hitam dengan gandum berkulit biji kuning, ternyata semua gandum pada F 1 berkulit biji hitam. Bagaimana

F 2 -nya? Kamu tentu menduga bahwa fenotipe F 2 adalah hitam dan kuning dengan rasio 3 : 1, seperti pada penyilangan monohibrid. Ternyata tidak demikian, pada F 2 dihasilkan gandum berkulit biji : hitam, kuning, dan putih dengan rasio 12 : 3 : 1 Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

Induk (Parental)

Hk <

hK

(kuning) Keturunan I (Filial)

(hitam)

HhKk

F 1 (hitam)

Keturunan II (F 2 )

Biologi Kelas XII SMA dan MA

1KK

1 hK

} kuning

> Putih Rasio fenotipe hitam : kuning : putih = 12 : 3 : 1

1 kk

1hhkk

Contoh Epistasis resesif: Pada tikus, warna bulu yang hitam dikendalikan oleh gen R dan C bersama-sama, sedangkan rr dan C menyebabkan warna krem. Jika ada gen

cc, tikus itu menjadi albino. Perkawinan antara tikus hitam homozigot dan tikus albino, menghasilkan

F 1 semua hitam. Perkawinan antar-F 1 menghasilkan F 2 hitam, krem, dan al- bino dengan perbandingan 9 : 3 : 4.

P : RC

X rc (hitam)

(albino)

RrCc

X RrCc

(hitam) Gamet F 1 :

R rCc (hitam)

RRC c R rCC

(hitam)

(hitam) (hitam)

R rcc (hitam)

R c RRC c RR cc R rCc

(hitam) (albino) rC

(albino)

rrCc (hitam)

(krem) (krem) rc

(hitam)

R rCc

rc (hitam)

(krem) (albino)

Rasio fenotipe hitam : krem : albino = 9 : 3 : 4

Hereditas

memengaruhi bagian yang sama dari suatu individu. Karakter polimeri pertama kali diperkenalkan oleh H. Nilson-Ehle pada tahun 1913 di Swedia. Peristiwa polimeri ini ditemukan pada tanaman gandum. Pada tahun yang sama di Amerika, R.A. Emerson dan E.M. East melakukan percobaan polimeri pada tanaman jagung, sedangkan polimeri pada manusia pertama kali diperkenalkan oleh Davenport pada karakter pigmentasi kulit.

Contoh polimeri: Pada penyilangan antara gandum berbiji merah dan gandum berbiji

putih, dihasilkan F 1 semua gandum berbiji merah. Namun, derajat kemerahannya berbeda dengan induknya. Selanjutnya dilakukan penyilangan antar-F 1 . Hasilnya F 2 terdapat dua macam warna biji merah dan putih dengan perbandingan 15 : 1, dengan derajat kemerahan yang sangat bervariasi.

Induk (P) :

m 1 m 1 m 2 m 2 (merah)

(putih) Gamet P

Filial (F 1 ) :

(merah) Gamet F 1 :

Filial (F 2 ) : 1M 1 M 1 M 2 M 2 1M 1 M 1 m 2 m 2 1m 1 m 1 M 2 M 2 1m 1 m 1 m 2 m 2

2M 1 M 1 M 2 m 2 2M 1 m 1 m 2 m 2 2m 1 m 1 M 2 m 2 2M 1 m 1 M 2 M 2 4M 1 m 1 M 2 m 2

1 putih Rasio fenotipe merah : putih = 15 : 1

Biologi Kelas XII SMA dan MA

Contoh polimeri yang lain: Pada tanaman tomat ada 3 pasang gen (gen ganda) yang mengawasi berat buah. Tanaman dengan genotipe ABC menghasilkan buah yang besar

dengan berat rata-rata 70 gram. Genotipe abc menghasilkan buah kecil dengan berat rata-rata 40 gram. Jika diadakan penyilangan antara kedua

genotipe tersebut, berapa gramkah berat rata-rata F 1 ? Berapa gramkah berat yang ditambahkan untuk setiap gen dominan? Bagaimana rasio fenotipe F 2 ?

Penyelesaian: Induk (P): ABC <

Gamet P

: ABC

abc

F 1 (Filial I) :

X > AaBbCc Gamet F 1 :

A aBbCc

ABC ,ABc,AbC,Abc,

ABC ,ABc,AbC, Abc

aBC,aBc,abC,abc

aBC,aBc,abC,abc

F 2 (Filial II) :

2 AABbCC (2) 1AA

4 AaBbCC (3) 2Aa

1 CC

2 Bb

2 Cc

8 AaBbCc (4)

1 cc

4 AaBbcc (5)

1 cc

2 AaBbcc (4)

1 bb

2 Cc

4 AabbCc (5)

1 cc

2 Aabbcc (6)

Hereditas

6 gen dominan =

30 gram, jadi 1 gen dominan menambahkan berat: 30 gram

= 5 gram

Genotipe F 1 adalah AaBbCc, mengandung 3 gen dominan. Setiap 1 gen dominan menambah berat 5 gram. Jadi, berat buah rata-rata F 1 adalah: 40 gram + (3 x 5 ) gram = 55 gram

Tabel F 2 :

Jumlah Gen

Berat Buah

Dominan

Rata-Rata (gram)

Jadi, fenotipe F 2 adalah :

40 gr : 45 gr : 50 gr : 55 gr : 60 gr : 65 gr : 70 gr = 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1

Biologi Kelas XII SMA dan MA