Penelitian mengenai pola-pola pewarisan sifat dalam persilangan telah berlangsung lama. Biarawan Austria bernama Gregor Johann Mendel (1822-1884) telah berhasil menanamkan prinsip-prinsip dasar tentang persilangan. Prinsip-prinsip tersebut kemudian dikenal dengan Hukum Mendel. Berkat Jasanya maka Mendel dikenal sebagai Bapak Genetika. Beruntung dalam eksperimennya Mendel menggunakan tanaman ercis atau kapri (Pisum sativum) untuk disilangkan.
Hal ini disebabkan karena tanaman kapri merupakan galur murni (sifat tidak berubah-ubah), mampu melakukan pembuahan sendiri, mampu melakukan penyerbukan silang, mudah dibudidayakan, cepat menghasilkan keturunan, serta memiliki sifat-sifat yang kontras seperti: bentuk biji (bulat-kerut), warna biji dan polong (kekuningan-hijau), tinggi batang (tinggi-pendek), warna bunga (ungu-putih), bentuk polong (rata-berlekuk-lekuk) dan tumbuh polong (dekat poros batang-ujung batang).
Sifat kontras yang dimiliki oleh tanaman ercis menjadi menarik karena menjadi bahasan utama dalam persilangan. Persilangan antara dua individu sejenis yang didasarkan pada sifat kontras induknya dapat dibedakan atas persilangan monohibrid (persilangan dengan satu sifat beda) ataupun persilangan dihibrid.
Dalam Ilmu Genetika persilangan monohibrid ditentukan oleh gen-gen yang memisah secara bebas, di mana pada pembentukan gamet (Gametogenesis) untuk gen yang merupakan pasangan akan disegregasikan ke dalam sel anakan. Gen yang terletak dalam lokus yang sama pada kromosom, pada waktu gametogenesis gen sealel akan terpisah, masing-masing menuju ke satu gamet.
Hal ini dikenal juga dengan Hukum I Mendel (The Law of Segregation of Allelic Genes).
Pada persilangan monohibrid yang diperhatikan hanya satu sifat beda, namun dominasi dari sifat gen sangat menentukan untuk kemunculan sifat pada setiap individu (fenotip). Dalam uraian berikut ini akan dijelaskan tentang istilah-istilah dalam persilangan, ciri-ciri dari persilangan monohibrid dominan-resesif dan intermedier, macam-macam gamet, dan bagaimana proses persilangan monohibrid seperti yang dilakukan oleh Mendel sehingga diperoleh prinsip-prinsip dalam persilangan.
Istilah-Istilah dalam Persilangan
1. Parental (P) : Induk; Orang tua
2. Filial (F1) : Keturunan
3. Gamet : Sel Kelamin; ada dua macam yaitu: Sperma (pria/jantan) dan Ovum
(wanita/betina)
4. Fenotip : Sifat yang tampak dan dapat diamati: bentuk, warna, ukuran, rasa, dll
5. Genotip : Susunan gen sehingga mempengaruhi fenotip; dilambangkan
dengan huruf BB, Hh, BbKk, TtHhRr, dll
6. Gen : Substansi hereditas; sesuatu yang oleh Mendel disebut sebagai
penyebab timbulnya karakter.
7. Alel : Pasangan gen dan terletak dalam lokus yang sama; atau merupakan
anggota dari sepasang gen yang memperlihatkan pengaruh berlawanan.
Misalnya:
R = simbol untuk gen warna merah
r = simbol untuk gen warna putih
T = simbol untuk gen batang tinggi
t = simbol untuk gen batang pendek
8. Dominan : Sifat yang menutupi sifat lain yang sealel
9. Resesif : Sifat yang tertutupi oleh sifat alel yang dominan, Sifat resesif akan
muncul jika dalam keasaan homozigotik
10. Homozigot : Susunan gen yang memiliki pasangan alel sama, misal: TT, BB,hh,
BBKK, bbkk, dll
11. Heterozigot : Susunan gen yang memiliki pasangan alel berbeda, misal: Tt, Bb,
Hh,BbKk, AaBbCc, dll
12. Intermediet : Merupakan sifat hasil perpaduan dari sifat kedua induk
13. Lokus : Lokasi khusus gen dalam kromosom
14. Hibrid : Hasil persilangan dua individu yang memiliki beda sifat, dibedakan atas:
- Monohibrid (satu sifat beda)
- Dihibrid (dua sifat beda)
- Trihibrid (tiga sifat beda), dst
15. Diploid : sebutan untuk seperangkat kromosom (dua set kode genetik/genom)
yang terdapat dalam sel tubuh (2n) atau individu
16. Haploid : separoh perangkat kromosom (satu set kode genetik) yang terdapat
dalam sel gamet; Ketika terjadi proses fertilisasi akan terjadi
penggabungan ke dua set genom dari kedua sel gamet (jantan dan
betina) sehingga terbentuk sel yang diploid.
Ciri-ciri persilangan monohibrid:
Persilangan monohibrid adalah persilangan antara dua individu sejenis yang hanya memperhatikan satu sifat beda. Mendel yang telah melakukan percobaan persilangan monohibrid dengan memanfaatkan tanaman ercis, berhasil meletakkan pokok-pokok pikirannya diantaranya adalah:
1. Sifat/karakter yang tampak pada setiap organisme baru ditentukan oleh sepasang gen yang dibawa oleh gamet induk
2. Setiap pasang gen merupakan sifat/karakter alternatif sesamanya, misal bulat dengan kerut, tinggi dengan pendek
3. Jika sepasang gen terdapat secara bersama-sama, maka sifat yang muncul sangat dipengaruhi oleh gen dominan
4. Pada waktu proses pembentukan gamet, pasangan gen induk mengalami pemisahan secara bebas, dimana dalam setiap gamet berisi satu gen dari pasangan gen tersebut. Proses ini dikenal dengan Hukum pemisahan/segregasi gen yang sealel atau Hukum Mendel I
Didasarkan pada hasil persilangan seperti yang dilakukan Mendel, maka ciri-ciri persilangan monohibrid diantaranya adalah:
1. Hanya memperhatikan pada satu sifat beda
2. Fenotip ditentukan oleh sepasang gen
3. Pada persilangan sesama individu galur murni dihasilkan fenotip F1 100% seragam.
4. Setiap genotip dilambangkan dengan sepasang huruf yang sama
5. F2 memiliki jumlah genotip maksimal 4 variasi
Macam-macam gamet pada persilangan monohibrid
Gamet pada persilangan monohibrid terdiri atas dua macam yaitu gamet jantan yang disebut dengan sperma ( ) dan gamet betina yang disebut dengan ovum ( ). Masing-masing gamet akan membawa sifat-sifat dari induk.
Berbeda dengan sifat gen yang terdapat pada individu yang bersifat diploid (2n), maka gen yang dibawa oleh gamet selalu bersifat haploid (n), Misalnya genotip individu ercis berbiji bulat adalah BB maka, sifat gen yang dibawa oleh gamet adalah B saja. Perhatikan tabel berikut!
Proses dan Hasil Persilangan Monohibrid
A. Proses Persilangan Monohibrid Dominan-Resesif
Ketika Mendel menyilangkan tanaman kapri (Pisum sativum) galur murni berbiji bulat bergenotip BB dengan tanaman ercis berbiji kerut bergenotip bb, ternyata semua keturunannya (F1) adalah tanaman ercis berbiji bulat (Bb). Selanjutnya Mendel menyilangkan tanaman F1 dengan sesamanya ternyata hasil dari persilangan tersebut diperoleh perbandingan fenotip F2 sebagai berikut :
75% bulat dan 25% kerut, artinya
bulat : kerut = 3 : 1
Proses persilangan di atas dapat dijelaskan dengan diagram berikut:
Diagram punet hasil persilangan F1
F2.
Keturunan pada F2 diperoleh 4 kombinasi yang memperlihatkan perbandingan nisbah genotip= 1BB : 2Bb : 1bb, dan perbandingan fenotip : 3 biji bulat : 1 biji kerut, atau
75%berbiji bulat : 25% berbiji kerut
Dari contoh di atas dapat diketahui bahwa selama pembentukan gamet-gamet, alel mengadakan segregasi (memisah) dan diwariskan secara bebas serta sama jumlahnya. Prinsip ini yang kemudian dikenal sebagai Hukum I Mendel yaitu Hukum Segregasi Alel (“The Law of Segregation of Allelic Genes”). Beberapa kesimpulan penting yang dapat diambil ialah:
Semua individu F1 adalah seragam
Jika dominasi tampak penuh, maka individu F1 memiliki fenotip seperti induknya yang dominan
Jika dominanasi tampak penuh maka F1 disilangkan dengan F1 menghasilkan keturunan F2 yang memperlihatkan perbandingan genotip 1:2:1 dan perbandingan fenotip 3 : 1
Pada pembentukan gamet terjadi segregasi alel sehingga setiap gamet hanya menerima sebuah alel saja dari setiap sifat.
Contoh pada hewan:
Perkawinan antara tikus jantan berbulu hitam dengan tikus betina berbulu putih, dimana gen hitam adalah dominan maka proses dan hasil persilangan dapat dituliskan sebagai berikut:
H = gen yang menentukan rambut warna hitam
h = gen yang menentukan rambut warna putih
Bagaimana jika F1 yang jantan disilangkan dengan tikus betina putih bergenotip hh
Keturunan pada F2 memperlihatkan perbandingan nisbah genotip: 2Hh : 2hh atau 1:1
dan perbandingan fenotip: 2 Hitam : 2 Putih atau 50% berbulu hitam: 50% berbulu putih
B. Persilangan Monohibrid Intermedier
Persilangan monohibrid intermedier adalah persilangan monohibrid antara dua individu sejenis yang memiliki sifat kontras namun pengaruh kedua gen sama-sama kuat sehingga hasil persilangannya berupa individu yang memiliki sifat antara/perpaduan sifat kedua induknya
Berikut contoh persilangan monohibrid intermedier.
Persilangan antara tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) berbunga warna merah (genotip MM) dengan tanaman bunga pukul empat berbunga putih (genotip mm), ternyata menghasilkan tanaman bunga pukul empat (F1) berbunga warna merah muda/pink (bergenotip Mm). Selanjutnya ketika tanaman F1 disilangkan dengan sesamanya (F1 X F1 ) menghasilkan tanaman F2 dengan nisbah variasi genotip
1 MM : 2 Mm : 1 mm dan nisbah variasi fenotip 1 merah : 2 merah muda : 1 putih.
Keturunan pada F2 memperlihatkan nisbah genotip: 1 MM : 2Mm : 1mm dan nisbah fenotip: 1 Merah : 2 merah muda : 1 putih atau
- 25% berbunga warna merah
- 50% berbunga warna merah muda
- 25% berbunga warna putih
Hal ini disebabkan karena tanaman kapri merupakan galur murni (sifat tidak berubah-ubah), mampu melakukan pembuahan sendiri, mampu melakukan penyerbukan silang, mudah dibudidayakan, cepat menghasilkan keturunan, serta memiliki sifat-sifat yang kontras seperti: bentuk biji (bulat-kerut), warna biji dan polong (kekuningan-hijau), tinggi batang (tinggi-pendek), warna bunga (ungu-putih), bentuk polong (rata-berlekuk-lekuk) dan tumbuh polong (dekat poros batang-ujung batang).
Sifat kontras yang dimiliki oleh tanaman ercis menjadi menarik karena menjadi bahasan utama dalam persilangan. Persilangan antara dua individu sejenis yang didasarkan pada sifat kontras induknya dapat dibedakan atas persilangan monohibrid (persilangan dengan satu sifat beda) ataupun persilangan dihibrid.
Dalam Ilmu Genetika persilangan monohibrid ditentukan oleh gen-gen yang memisah secara bebas, di mana pada pembentukan gamet (Gametogenesis) untuk gen yang merupakan pasangan akan disegregasikan ke dalam sel anakan. Gen yang terletak dalam lokus yang sama pada kromosom, pada waktu gametogenesis gen sealel akan terpisah, masing-masing menuju ke satu gamet.
Hal ini dikenal juga dengan Hukum I Mendel (The Law of Segregation of Allelic Genes).
Pada persilangan monohibrid yang diperhatikan hanya satu sifat beda, namun dominasi dari sifat gen sangat menentukan untuk kemunculan sifat pada setiap individu (fenotip). Dalam uraian berikut ini akan dijelaskan tentang istilah-istilah dalam persilangan, ciri-ciri dari persilangan monohibrid dominan-resesif dan intermedier, macam-macam gamet, dan bagaimana proses persilangan monohibrid seperti yang dilakukan oleh Mendel sehingga diperoleh prinsip-prinsip dalam persilangan.
Istilah-Istilah dalam Persilangan
1. Parental (P) : Induk; Orang tua
2. Filial (F1) : Keturunan
3. Gamet : Sel Kelamin; ada dua macam yaitu: Sperma (pria/jantan) dan Ovum
(wanita/betina)
4. Fenotip : Sifat yang tampak dan dapat diamati: bentuk, warna, ukuran, rasa, dll
5. Genotip : Susunan gen sehingga mempengaruhi fenotip; dilambangkan
dengan huruf BB, Hh, BbKk, TtHhRr, dll
6. Gen : Substansi hereditas; sesuatu yang oleh Mendel disebut sebagai
penyebab timbulnya karakter.
7. Alel : Pasangan gen dan terletak dalam lokus yang sama; atau merupakan
anggota dari sepasang gen yang memperlihatkan pengaruh berlawanan.
Misalnya:
R = simbol untuk gen warna merah
r = simbol untuk gen warna putih
T = simbol untuk gen batang tinggi
t = simbol untuk gen batang pendek
8. Dominan : Sifat yang menutupi sifat lain yang sealel
9. Resesif : Sifat yang tertutupi oleh sifat alel yang dominan, Sifat resesif akan
muncul jika dalam keasaan homozigotik
10. Homozigot : Susunan gen yang memiliki pasangan alel sama, misal: TT, BB,hh,
BBKK, bbkk, dll
11. Heterozigot : Susunan gen yang memiliki pasangan alel berbeda, misal: Tt, Bb,
Hh,BbKk, AaBbCc, dll
12. Intermediet : Merupakan sifat hasil perpaduan dari sifat kedua induk
13. Lokus : Lokasi khusus gen dalam kromosom
14. Hibrid : Hasil persilangan dua individu yang memiliki beda sifat, dibedakan atas:
- Monohibrid (satu sifat beda)
- Dihibrid (dua sifat beda)
- Trihibrid (tiga sifat beda), dst
15. Diploid : sebutan untuk seperangkat kromosom (dua set kode genetik/genom)
yang terdapat dalam sel tubuh (2n) atau individu
16. Haploid : separoh perangkat kromosom (satu set kode genetik) yang terdapat
dalam sel gamet; Ketika terjadi proses fertilisasi akan terjadi
penggabungan ke dua set genom dari kedua sel gamet (jantan dan
betina) sehingga terbentuk sel yang diploid.
Ciri-ciri persilangan monohibrid:
Persilangan monohibrid adalah persilangan antara dua individu sejenis yang hanya memperhatikan satu sifat beda. Mendel yang telah melakukan percobaan persilangan monohibrid dengan memanfaatkan tanaman ercis, berhasil meletakkan pokok-pokok pikirannya diantaranya adalah:
1. Sifat/karakter yang tampak pada setiap organisme baru ditentukan oleh sepasang gen yang dibawa oleh gamet induk
2. Setiap pasang gen merupakan sifat/karakter alternatif sesamanya, misal bulat dengan kerut, tinggi dengan pendek
3. Jika sepasang gen terdapat secara bersama-sama, maka sifat yang muncul sangat dipengaruhi oleh gen dominan
4. Pada waktu proses pembentukan gamet, pasangan gen induk mengalami pemisahan secara bebas, dimana dalam setiap gamet berisi satu gen dari pasangan gen tersebut. Proses ini dikenal dengan Hukum pemisahan/segregasi gen yang sealel atau Hukum Mendel I
Didasarkan pada hasil persilangan seperti yang dilakukan Mendel, maka ciri-ciri persilangan monohibrid diantaranya adalah:
1. Hanya memperhatikan pada satu sifat beda
2. Fenotip ditentukan oleh sepasang gen
3. Pada persilangan sesama individu galur murni dihasilkan fenotip F1 100% seragam.
4. Setiap genotip dilambangkan dengan sepasang huruf yang sama
5. F2 memiliki jumlah genotip maksimal 4 variasi
Macam-macam gamet pada persilangan monohibrid
Gamet pada persilangan monohibrid terdiri atas dua macam yaitu gamet jantan yang disebut dengan sperma ( ) dan gamet betina yang disebut dengan ovum ( ). Masing-masing gamet akan membawa sifat-sifat dari induk.
Berbeda dengan sifat gen yang terdapat pada individu yang bersifat diploid (2n), maka gen yang dibawa oleh gamet selalu bersifat haploid (n), Misalnya genotip individu ercis berbiji bulat adalah BB maka, sifat gen yang dibawa oleh gamet adalah B saja. Perhatikan tabel berikut!
Proses dan Hasil Persilangan Monohibrid
A. Proses Persilangan Monohibrid Dominan-Resesif
Ketika Mendel menyilangkan tanaman kapri (Pisum sativum) galur murni berbiji bulat bergenotip BB dengan tanaman ercis berbiji kerut bergenotip bb, ternyata semua keturunannya (F1) adalah tanaman ercis berbiji bulat (Bb). Selanjutnya Mendel menyilangkan tanaman F1 dengan sesamanya ternyata hasil dari persilangan tersebut diperoleh perbandingan fenotip F2 sebagai berikut :
75% bulat dan 25% kerut, artinya
bulat : kerut = 3 : 1
Proses persilangan di atas dapat dijelaskan dengan diagram berikut:
Diagram punet hasil persilangan F1
F2.
Keturunan pada F2 diperoleh 4 kombinasi yang memperlihatkan perbandingan nisbah genotip= 1BB : 2Bb : 1bb, dan perbandingan fenotip : 3 biji bulat : 1 biji kerut, atau
75%berbiji bulat : 25% berbiji kerut
Dari contoh di atas dapat diketahui bahwa selama pembentukan gamet-gamet, alel mengadakan segregasi (memisah) dan diwariskan secara bebas serta sama jumlahnya. Prinsip ini yang kemudian dikenal sebagai Hukum I Mendel yaitu Hukum Segregasi Alel (“The Law of Segregation of Allelic Genes”). Beberapa kesimpulan penting yang dapat diambil ialah:
Semua individu F1 adalah seragam
Jika dominasi tampak penuh, maka individu F1 memiliki fenotip seperti induknya yang dominan
Jika dominanasi tampak penuh maka F1 disilangkan dengan F1 menghasilkan keturunan F2 yang memperlihatkan perbandingan genotip 1:2:1 dan perbandingan fenotip 3 : 1
Pada pembentukan gamet terjadi segregasi alel sehingga setiap gamet hanya menerima sebuah alel saja dari setiap sifat.
Contoh pada hewan:
Perkawinan antara tikus jantan berbulu hitam dengan tikus betina berbulu putih, dimana gen hitam adalah dominan maka proses dan hasil persilangan dapat dituliskan sebagai berikut:
H = gen yang menentukan rambut warna hitam
h = gen yang menentukan rambut warna putih
Bagaimana jika F1 yang jantan disilangkan dengan tikus betina putih bergenotip hh
Keturunan pada F2 memperlihatkan perbandingan nisbah genotip: 2Hh : 2hh atau 1:1
dan perbandingan fenotip: 2 Hitam : 2 Putih atau 50% berbulu hitam: 50% berbulu putih
B. Persilangan Monohibrid Intermedier
Persilangan monohibrid intermedier adalah persilangan monohibrid antara dua individu sejenis yang memiliki sifat kontras namun pengaruh kedua gen sama-sama kuat sehingga hasil persilangannya berupa individu yang memiliki sifat antara/perpaduan sifat kedua induknya
Berikut contoh persilangan monohibrid intermedier.
Persilangan antara tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) berbunga warna merah (genotip MM) dengan tanaman bunga pukul empat berbunga putih (genotip mm), ternyata menghasilkan tanaman bunga pukul empat (F1) berbunga warna merah muda/pink (bergenotip Mm). Selanjutnya ketika tanaman F1 disilangkan dengan sesamanya (F1 X F1 ) menghasilkan tanaman F2 dengan nisbah variasi genotip
1 MM : 2 Mm : 1 mm dan nisbah variasi fenotip 1 merah : 2 merah muda : 1 putih.
Keturunan pada F2 memperlihatkan nisbah genotip: 1 MM : 2Mm : 1mm dan nisbah fenotip: 1 Merah : 2 merah muda : 1 putih atau
- 25% berbunga warna merah
- 50% berbunga warna merah muda
- 25% berbunga warna putih