IMPLEMENTASI SISTEM HEREDITAS MENGGUNAKAN METODE PERSILANGAN HUKUM MENDEL UNTUK IDENTIFIKASI PEWARISAN WARNA KULIT MANUSIA Rinaldi Taufik Akbar1, Soewarto Hardhienata2, Aries Maesya2 1
Mahasiswa Program Studi Ilmu Komputer, 2Dosen Pembimbing Program Studi Ilmu Komputer, Universitas Pakuan Jl. Pakuan PO BOX 452, Bogor Telp/Fax 0251) 8375 547 Email:
[email protected],
[email protected],
[email protected]
ABSTRAK Warna kulit merupakan sifat fisik manusia yang dipengaruhi oleh banyak-sedikitnya pigmen melanin yang dikandung oleh sel-sel epitel pipih berlapis pada lapisan epidermis kulit. Fungsinya yakni untuk melindungi kulit dari sengatan sinar ultraviolet dan berbagai rangsangan kimia. Warna kulit seseorang juga dipengaruhi oleh gen-gen yang diwarisi oleh orang tuanya. Hal ini dapat menyebabkan ketidak seragaman warna kulit anak dengan orang tua. Untuk dapat mengidentifikasi warna kulit yang diwariskan oleh kedua orang tua, maka dirancanglah sebuah sistem penurunan sifat (hereditas) dengan menggunakan metode persilangan hukum mendel. Sistem dirancang menggunakan basis web yang betujuan memberikan informasi proses hingga hasil persilangan warna kulit dengan visual yang menarik dan mudah dimengerti. Dengan sistem ini diharapkan para calon orang tua atau anak dapat mengetahui baik warna kulit yang akan atau yang telah diwariskan. Kata Kunci: warna kulit, pigmen melanin, hereditas, hukum mendel
1. Pendahuluan Secara biologis, seorang anak selalu mewarisi gen dari induknya. Gen tersebutlah yang membawa sifat-sifat tertentu, baik yang tampak secara fisik, maupun yang tidak tampak secara fisik. Sistem penurunan sifat yang berdasarkan Hukum Mendel dapat menghasilkan sifat keturunan yang beragam. Hal itu terjadi jika diketahui terdapat sifat antara kedua induk (ayah atau ibu) berbeda. Termasuk peluang munculnya keberagaman sifat fisik atau struktur tubuh (Hereditas), salah satunya dalam sistem pewarisan warna kulit. Warna kulit kedua orangtua akan mempengaruhi warna kulit kedua anaknya. Seperti yang kita ketahui, pewarisan warna kulit manusia merupakan hal yang unik, karena pigmen kulit dipengaruhi oleh gen ganda yang saling mempengaruhi (poligen). Sehingga dapat menghasilkan keturunan dengan warna kulit yang beragam. Hal ini dapat kita temui baik pada diri sendiri/keluarga, maupun orang lain. Misalnya jika warna kulit kedua orangtuanya putih, maka warna kulit si anak akan putih pula, jika kedua orangtuanya berasal dari ras negro, maka si anak akan negro pula. Namun ada hal
unik jika warna kulit kedua orangtuanya berbeda, terkadang warna kulit yang muncul berbeda dengan kedua orangtuanya. Hal ini wajar terjadi karena sifat gen-gen penentu warna kulit yang saling mempengaruhi satu sama lain. Sehingga dapat menimbulkan kesulitan dan kebingungan tersendiri dalam memprediksi warna kulit anak. Berdasarkan permasalahan tersebut, dibutuhkan suatu sistem alternatif yang dikemas secara user friendly dengan memanfaatkan kemajuan teknologi Web Programming dengan menggunakan metode persilangan hukum mendel, sehingga para orang tua, pelajar, ataupun masyarakat dari segala kalangan dapat mengetahui seberapa besar peluang warna kulit yang akan atau telah diturunkan pada anaknya. 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Pewarisan Sifat (Hereditas) Hereditas adalah pewarisan watak/sifat dari induk ke keturunannya baik secara biologis melalui gen (DNA) atau secara sosial melalui pewarisan gelar, atau status sosial, (Wikipedia, 2014). Hereditas sebenarnya sudah jelas bagi orang-orang sejak zaman dahulu bahwa dalam 1
hereditas sifat dan watak diwariskan, namun mekanisme dari hereditas itu sendiri masih belum jelas. 2.2
Warna Kulit Manusia Kulit merupakan lapisan tubuh terluar yang menutupi seluruh tubuh manusia. Kulit juga merupakan organ terbesar dari sistem tubuh manusia dengan berat yang mencapai 15 persen dari seluruh berat tubuh. Dilihat dari strukturnya, kulit terdiri atas dua lapis, lapisan yang paling luar disebut epidermis dan lapisan di bawahnya disebut dermis tersusun dari jaringan ikat tidak beraturan. Epidermis tersusun dari sel epitel pipih berlapis (skuamus kompleks) yang mengandung sel-sel pigmen yang memberi warna pada kulit dan berfungsi melindungi kulit dari kerusakan oleh sinar matahari.
biara (misalnya, Franz Diebl) untuk mempelajari variasi tanaman, dan ia melakukan penelitian di biara kebun percobaan yang awalnya ditanam oleh NAPP pada tahun 1830. Antara 1856 dan 1863, Mendel membudidayakan dan menguji beberapa 29.000 tanaman pea (Pisum sativum). Studi ini menunjukkan bahwa satu dari empat tanaman kacang memiliki ras resesif alel, dua dari empat orang hibrida dan satu dari empat ras yang dominan. Percobaan-nya memimpin Dia untuk membuat dua generalisasi, yang Hukum Segregasi dan Hukum Assortment Independen, yang kemudian lebih dikenal sebagai Hukum Mendel Warisan atau Hukum Pewarisan Mendel. (wikipedia, 2014)
Gambar 2. Gregor Johann Mendel
Gambar 1. Pigmen melanin pada kulit Warna kulit ditentukan oleh pigmen melanin dalam kulit, yang dibuat oleh sel melanosit di bagian bawah lapisan epidermis dan di sekitar folikel rambut, untuk kemudian ditransfer ke lapisan atas kulit. Jumlah sel melanosit pada orang berkulit putih dan berkulit hitam tidak berbeda, tetapi aktivitas pembuatan melanin pada sel-sel itulah yang berbeda. Pada orang albino (bule), sel melanin juga terdapat dalam jumlah normal tetapi tidak berfungsi. Orang berkulit gelap memiliki jumlah melanin lebih banyak dibandingkan dengan orang berkulit terang. 2.3
Hukum Pewarisan Mendel Ide akan mekanisme pewarisan gen mulanya dikemukakan oleh seseorang Pendeta yang dikenal sebagai "Bapak Genetika Modern" bernama Gregor Johann Mendel. Mendel terinspirasi oleh kedua Profesornya di Universitas Olomouc (yaitu Friedrich Franz & Johann Karl Nestler) dan rekan-rekannya di
Hukum Mendel terdiri dari dua bagian, yakni Hukum Pertama Mendel mengenai proses pemisahan atau segregation dan Hukum Kedua Mendel mengenai hukum berpasangan secara bebas atau independent assortment. 2.3.1 Hukum Mendel I Hukum Mendel I merupakan Hukum segregasi bebas menyatakan bahwa pada pembentukan gamet (sel kelamin), kedua gen induk (Parent) yang merupakan pasangan alel akan memisah sehingga tiap-tiap gamet menerima satu gen dari induknya. Monohibrid berasal dari kata mono dan hibrid, mono artinya satu atau tunggal sedangkan hibrid yaitu hasil perkawinan antara dua individu yang memiliki sifat beda, maka monohibrid dapat diartikan sebagai hasil perkawinan antara dua individu yang memiliki satu sifat beda atau persilangan dengan satu sifat beda. Sifat beda yang dimaksud adalah sepasang sifat dalam satu alel. Misalnya warna biji pada biji ercis, memiliki sepasang sifat yaitu hijau dan kuning. (wikipedia, 2014) 2.3.2 Hukum Mendel II Hukum Mendel kedua disebut juga Hukum berpasangan bebas atau Hukum 2
Asortasi bebas atau Hukum Independent Assortment. Jika hukum mendel 1 didasarkan pada pemisahan gen (Segregasi) maka hukum mendel 2 ini berdasarkan pada berpasangan bebas. Yang maksudnya adalah: “bila dua individu mempunyai dua pasang atau lebih sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada pasangan sifat yang lain”. Dengan kata lain, alel dengan gen sifat yang berbeda tidak saling memengaruhi. Hal ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan tinggi tanaman dengan warna bunga suatu tanaman, tidak saling memengaruhi. Hukum mendel 2 atau hukum bebas berpasangan (berpasangan bebas ) atau Hukum Segregation memberi kesempatan pada kita untuk mendapatkan tanaman yang bersifat unggul. Hukum Mendel 2 atau Hukum Berpasangan bebas mempunyai tiga konsep dasar, yaitu: 1. Konsep Backcross Backcross (silang balik) adalah langkah silang antara F1 dengan salah satu induknya. F1 x salah satu induk (P) 2. Konsep Testcross Testcross (uji silang) adalah persilangan antara suatu individu yang genotifnya belum diketahui dengan individu yang telah diketahui bergenotif homozigot resesif. Gunanya untuk mengetahui apakah genotif suatu individu tersebut homozigot ataukah heterozigot. ? x homozigot resesif 3. Persilangan Resiprok Persilangan resiprok adalah suatu persilangan dimana sifat induk jantan dan betina bila dibolak-balik/dipertukarkan tetapi tetap menghasilkan keturunan yang sama. Contoh percobaan pada tanaman ercis. H = gen untuk buah polong berwarna hijau h = gen untuk buah polong berwarna kuning, Mula-mula dikawinkan tanaman ercis berbuah polong hijau dengan yang berbuah polong kuning. Semua tanaman F1 berbuah polong hijau. Keturunan F2 memisah dengan perbandingan fenotip 3 hijau : 1 kuning. Pada perkawinan resiproknya digunakan serbuk sari yang berasal dari tanaman yang berbuah polong kuning dan diberikan kepada bunga dari tanaman berbuah polong hijau. Secara garis besar, hukum ini mencakup tiga pokok:
1. Gen memiliki bentuk-bentuk alternatif yang mengatur variasi pada karakter turunannya. Ini adalah konsep mengenai dua macam alel; alel resisif (tidak selalu nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf kecil, misalnya m), dan alel dominan (nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf besar, misalnya M). 2. Setiap individu membawa sepasang gen, satu dari induk jantan (misalnya mm) dan satu dari induk betina (misalnya MM). 3. Jika sepasang gen ini merupakan dua alel yang berbeda (Sb dan sB), alel dominan (S atau B) akan selalu terekspresikan (nampak secara visual dari luar). Alel resesif (s atau b) yang tidak selalu terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk pada turunannya. 2.4
Monohibrid Persilangan Monohibrid adalah perkawinan antara dua individu dari spesies yang sama yang memiliki satu sifat berbeda. Persilangan monohibrid sangat berkaitan dengan hukum Mendel I atau yang disebut dengan hukum segregasi yang berbunyi, “Pada pembentukan gamet untuk gen yang merupakan pasangan akan disegresikan kedalam dua anakan”. Keturunan pertamanya (generasi F1) akan memiliki sifat sama dengan salah satu induk, hal ini dipengaruhi jika dipengaruhi oleh alel dominan dan resesif. Persilangan monohibrid terbagi menjadi dua: 1. Persilangan monohibrid dominan Persilangan monohibrid dominan adalah persilangan dua individu sejenis yang memerhatikan satu sifat beda dengan gen-gen yang dominan. Sifat dominan dapat dilihat secara mudah, yaitu sifat yang lebih banyak muncul pada keturunannya. 2. Persilangan monohibrid intermediet Persilangan monohibrid intermediet adalah persilangan antara dua individu sejenis yang memperhatikan satu sifat beda dengan gen-gen intermediet. Kedua gen tidak mempunyai sifat dominan dan resesif. Atau dengan kata lain, kedua gen saling mempengaruhi. Contoh persilangan monohibrid misalnya dalam persilangan pada tanaman bunga mawar berwarna merah sebagai warna dominan dengan berwarna putih sebagai warna resesif yang 3
menghasilkan sifat keturunan yang sama dengan kedua induknya, yakni merah dan putih.
Gambar 4. Persilangan Dihibrid Gambar 3. Persilangan Monohibrid Beberapa hal penting tentang perkawinan monoibrid: 1. Semua individu F1 adalah seragam. 2. Jika dominansi tampak sepenuhnya, maka individu F1 memiliki fenotip seperti induknya yang dominan. 3. Pada waktu F1 yang heterozigot membentuk gamet-gamet, terjadilah pemisahan alel, sehingga gamet hanya mempunyai salah satu alel saja. 4. Jika dominasi nampak sepenuhnya, maka perkawinan monohybrid menghasilkan keturunan dengan perbandingan 3:1. 2.5
Dihibrid Persilangan Dihibrid adalah perkawinan antara dua individu dari spesies yang sama yang memiliki dua sifat berbeda. Persilangan Dihibrid sangat berhubungan dengan hukum Mendel II yang berbunyi “independent assortment of genes” atau pengelompokan gen secara bebas. Hukum ini berlaku ketika pembentukan gamet, dimana gen sealel secara bebas pergi ke masing-masing kutub ketika meiosis. Hukum Mendel II disebut juga hukum asortasi. Sama halnya dengan monohibrid, dihibrid pun mengenal sifat dominan dan intermediet, Contoh persilangan dihibrid misalnya dalam persilangan tanaman biji/kacang ercis. Dimana sifat biji pertama berbentuk bulat dan berwarna kuning, dan kedua sifat tersebut dominan terhadap sifat lainnya. Sedangkan pada biji kedua berbentuk kisut dan berwarna hijau.
2.6
Poligen Poligen merupakan suatu seri gen ganda yang menentukan sifat secara kuantitatif. Dalam hal ini, pewarisan sifat dikendalikan oleh lebih dari satu gen pada lokus yang berbeda dalam kromosom yang sama atau berlainan. (Campbell, 2002) Dalam genetika kuantitatif, konsep poligen (polygenes, berarti "banyak gen") digunakan untuk menjelaskan terbentuknya sifat kuantitatif. Ronald Fisher (1918) dapat menjelaskan bahwa sifat kuantitatif terbentuk dari banyak gen dengan pengaruh kecil, yang masing-masing bersegregasi menuruti teori Mendel. Karena pengaruhnya kecil, fenotipe yang diatur oleh gen-gen ini dapat dipengaruhi oleh lingkungan. Meskipun demikian, penjelasan Fisher ini tetap menempatkan "gengen" yang mengatur sifat kuantitatif sebagai sesuatu yang abstrak karena hanya merupakan konsep. (Sukarni, 2008) Pewarisan sifat ada yang dipengaruhi oleh jenis kelamin. Dominansi gen yang mewariskan sifat tertentu tergantung jenis kelamin. Pada manusia, sifat-sifat yang dipengaruhi oleh jenis kelamin ini contohnya kepala botak dan penjang jari telunjuk. Kepala botak umumnya ditemukan pada laki-laki. Kepala botak akan nampak ketika sudah berumur sekitar 30 tahun. Selain kepala botak, pewarisan sifat panjang jari telunjuk juga dipengaruhi oleh jenis kelamin. Jika kita meletakkan tangan diatas kertas yang telah diberi garis, sehingga ujung jari manis kita menyentuh garis tersebut, maka akan diketahui apakah jari telunjuk kita lebih pendek atau lebih panjang dari jari manis. Umumnya kita memiliki jari telunjuk yang lebih pendek dari jari manis. Sama halnya dengan gen kepala 4
botak, sifat jari telunjuk pendek pada laki-laki disebabkan oleh gen dominan, sedangkan pada perempuan disebabkan oleh gen resesif. (Zetina, 2009) 3. Metode Penelitian 3.1 Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan dalam perancangan Sistem Hereditas Makhluk Hidup Dalam Pewarisan Warna Kulit Manusia Berdasarkan Metode Persilangan Hukum Mendel ini menggunakan metode pendekatan SDLC atau Software Development Life Cycle. Pengembangan SDLC merupakan pendekatan sistematis untuk memecahkan masalah yang terdiri dari 6 tahapan, yakni Perencanaan, Analisis, Perancangan, Implementasi, Uji Coba Sistem, dan Penggunaan. Mulai
Perencanaan
Analisis
Perancangan
Implementasi
Tidak
Uji Coba Sistem
dibangun. Hasil dari analisis kebutuhan sistem ini diperlukan sebagai acuan dalam menyusun spesifikasi sistem yang akan dibangun. Sebelum masuk pada tahap perancangan, terlebih dahulu dilakukan analisis terhadap sistem yang akan berjalan. Tahap analisis yang dilakukan adalah memahami Pewarisan Sifat pada Manusia itu sendiri sesuai dengan teori pewarisan Medel, mengidentifikasi permasalahn apa yang sedang dihadapi dan kemudian menarik kesimpulan dari proses analisis yang telah dilakukan. Inti dari tahap analisis ini adalah untuk mengidentifikasi permasalahan yang ada, untuk mengetahui apa yang akan dilakukan untuk memecahkan permasalahan tersebut. Permasalahan dapat didentifikasi melalu kendala yang dihadapi selama ini. Umumnya terjadi pada saat melakukan perhitungan peluang pewarisan sifat manusia pada seorang anak yang masih dilakukan dengan perhitungan yang manual. Hal tersebut membuat sebagian pihak kesulitan dalam mengkalkulasi genetika yang diwariskan dari hasil persilangan gen orangtua kepada anaknya. Oleh karena itu perlu dibuat sebuah sistem pewarisan dengan perhitungan yang otomatis namun tetap mengikuti kaidah perhitungan gen melalui metode persilangan hukum mendel.
Berhasil?
Ya Penggunaan
Selesai
Gambar 5. Tahapan Pengembangan SDLC. 3.1.1 Tahap Perencanaan Tahap perencanaan yang dilakukan yaitu pengumpulan data. Pengumpulan data yang dikumpulkan adalah data yang berkaitan dengan metode pewarisan Hukum Mendel dalam mewariskan warna kulit manusia dan menerapkannya pada pemograman berbasis web. Data-data yang dikumpulkan berasal dari buku, internet, maupun pihak-pihak yang berkaitan dengan ilmu biologi. Setelah data diperoleh, selanjutnya data diolah untuk perencanaan pembuatan sistem. 3.1.2 Tahap Analisis Tahap analisis dilakukan analisis kebutuhan sistem dengan menyelaksi data dan mengolah data untuk sistem yang akan
3.1.3 Tahap Perancangan Tahap Peracangan pada proses pembuatan sistem ini untuk menentukan peluang pewarisan sifat dari hasli persilangan gen orangtua. Adapun tahap-tahap dalam mendesain sistem ini yaitu: 1. Desain Struktur Navigasi 2. Desain Flowchart Sistem 3.1.4 Tahap Implementasi Tahap implementasi sistem merupakan proses pengaplikasian hasil perancangan kedalam bahasa pemrograman tertentu untuk menghasilkan Sistem Hereditas Menggunakan Metode Persilangan Hukum Mendel untuk Identifikasi Pewarisan Warna Kulit Manusia 3.1.5 Tahap Uji Coba Sistem Tahap uji coba sistem dilakukan dengan menjalankan system test. Kemudian akan diketahui hasil dari proses sistem tersebut. Proses uji coba digolongkan ke dalam 3 (tiga) kategori, yaitu : 5
1. Uji Coba Struktural Uji coba ini dibuat untuk mengetahui apakah alur sistem yang dibuat sudah sesuai dengan yang dirancang pada awal penelitian (flowchart). 2. Uji Coba Fungsional Uji coba ini dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat dapat berfungsi dengan baik atau tidak. 3. Uji Coba Validasi Uji coba ini dilakukan untuk mengetahui apakah sistem sudah dapat bekerja dengan benar. 3.1.6 Tahap Penggunaan Setelah sistem telah melalui tahap uji coba, aplikasi sistem ini dapat diterapkan dan diimplementasikan pada ilmu pengetahuan bidang biologi, khususnya dalam ilmu genetika. Penggunaan baik digunakan oleh dosen, guru, mahasiswa, maupun masyarakat secara luas. 4. Rancangan dan Implementasi 4.1 Tahap Perencanaan Tahap perencanaan ditentukan tujuan dari sistem, user yang menggunakannya, serta deskripsi perancangan konsep. Sistem ini dirancang untuk membantu masyarakat umum untuk mengetahui kemungkinan kemunculan warna kulit keturunannya. Pewarisan warna kulit ini dipilih karena belum ada sebuah sistem penunjang keputusan yang berbasis komputer yang berkaitan dengan penyelesaian pewarisan warna kulit manusia, sehingga dicari menggunakan proses manual yang panjang sehingga dibutuhkan pelatihan dan bimbingan ahli di bidang pewarisan sifat. Hal itu juga membuat waktu yang tidak efisien dan tidak praktis bagi masyarakat yang ingin mengetahui informasi tersebut, karena masyarakat tidak bisa mengakses informasi dengan mudah kapanpun dan dimanapun dengan bebas. Oleh karena itu pada tahap konsep awal ini ditemukan bahwa pada sistem pewarisan sifat ini perlu dianalisis dan dilakukan suatu pengembangan sistem yang bersifat komputerisasi untuk mendapatkan hasil yang cepat dan efisien. 4.2
Tahap Analisis Tahap Analisis dilakukan untuk mengetahui penyelesaian pewarisan warna kulit
kedua orang tua pada keturunannya dengan menggunakan hukum mendel dengan memulai merancang beberapa kemungkinankemungkinan pesilangan-persilangan yang akan ditampilkan sebagai informasi pada aplikasi. Setelah diteliti lebih lanjut, telah ditentukan ada 5 (lima) jenis warna kulit yang akan dijadikan pedoman pada aplikasi, yakni Hitam, Coklat Tua, Coklat Muda, Krem, dan Putih.
Gambar 6. Penyebaran warna kulit di Dunia Lima warna tersebut memiliki kriteria daerah sebagai berikut: 1. Hitam dapat dikategorikan untuk warna kulit yang dimiliki oleh orang yang tinggal di daerah yang dilalui garis khatulistiwa dan daerah gurun. Contohnya Negro atau orang yang tinggal di sepanjang Afrika Tengah, serta orang Indonesia yang tinggal di daerah Papua. 2. Coklat Tua dikategorikan untuk warna kulit yang dimiliki oleh sebagian orang yang tinggal di daerah yang dekat dengan garis khatulistiwa dan daerah gurun. Contohnya Indonesia yang sering dikatakan sawo matang, Maluku, Pontianak, dan orang asli Melayu (Sumatera-Malaysia). Lalu juga ada suku asli australia (aborigin), orang India asli, dan sebagian orang yang tinggal di daerah Afrika Selatan dan Utara (mesir, aljazair, afrika selatan, dll). 3. Coklat Muda dikategorikan untuk warna kulit yang dimiliki oleh sebagian orang yang tinggal di daerah yang sedikit jauh dengan garis khatulistiwa, contohnya sebagian orang indonesia yang biasanya tinggal di sepanjang pulau jawa-bali, daerah ASEAN, timur tengah, dan Amerika Latin (meksiko, chili, argentina, brazil, dan sekitarnya).
6
4. Krem dikategorikan untuk warna kulit yang dimiliki oleh sebagian orang yang tinggal di daerah yang jauh dari garis khatulistiwa dan dipengaruhi oleh 4 musim, contohnya Cina, Jepang, Korea, Amerika Utara, Asia Utara, iran, turki, dll. 5. Putih dikategorikan untuk warna kulit yang dimiliki oleh sebagian orang yang tinggal di daerah yang dekat dengan kutub utara. Contohnya russia, islandia, greenland, dan sepanjang daerah eropa, termasuk inggris, jerman, sampai spanyol-italia. 4.3
Tahap Perancangan Tahap Peracangan pada proses pembuatan sistem ini untuk menentukan peluang pewarisan sifat dari hasli persilangan gen orangtua. Adapun tahap-tahap dalam mendesain sistem ini yaitu: 1. Struktur Navigasi 2. Flowchart Sistem 3. Flowchart Menu Proses Persilangan 4. Flowchart Proses Persilangan Hukum Mendel 4.3.1 Struktur Navigasi Tahap perancangan sistem ini menggunakan struktur navigasi, hal ini dilakukan agar dapat mempermudah dalam penyusunan halaman-halaman pada tampilan sistem yang akan dibangun. Berikut gambar struktur navigasi di tunjukan pada Gambar 7.
1. Flowchart Sistem Start
A
Beranda
Pilih Menu 1. Beranda 2. Sistem Persilangan 3. Galeri 4. Tentang
Pilih 1?
Tidak
Pilih 2?
Ya
Ya
A
Sistem Persilangan
Tidak
Pilih 3?
Tidak Tentang
Ya
Pilih Menu 1. Istilah-istilah 2. Foto-foto 3. Contoh Kasus
A
B
Pilih 1?
Tidak
Pilih 2?
Ya
Ya
Istilah-istilah
Foto-foto
Tidak
Contoh Kasus
A
Gambar 8. Flowchart Sistem
2. Flowchart Menu Proses Persilangan B
Mulai
Beranda Input: 1. Warna Kulit Ayah 2. Warna Kulit Ibu 3. Warna Kulit yg diharapkan
Sistem Persilangan
Galeri
Tentang
C
Proses Persilangan
Tampilan Hasil
Istilah-istilan Input Warna Kulit Foto-foto Proses Persilangan
Ulangi input?
Tidak
Contoh Kasus Ya
Gambar 7. Struktur Navigasi
4.3.2 Flowchart Sistem Flowchart Sistem merupakan bagan yang menunjukkan alur kerja atau apa yang sedang dikerjakan di dalam sistem secara keseluruhan dan menjelaskan urutan dari prosedur-prosedur yang ada di dalam sistem sehingga terkombinasi membentuk suatu sistem.
Ya
Tampil Proses?
Ya Tampilan Proses
Tidak Kembali Ke hasil?
Tidak
A
Gambar 9. Flowchart Menu Proses Persilangan 7
3. Flowchart Proses Persilangan Hukum Mendel C
Mulai
Menentukan Gen P1
Warna Kulit Ayah P1 = A1A2B1B2 Warna Kulit Ibu P1 = A1A2B1B2
Gamet Ayah P1 = A1B1, A2B2 Gamet Ibu P1 = A1B1, A2B2
Pasangkan Gamet Ayah P1 x Ibu P1 A1B1
A1B1 A2B2 A1B1 A2B2
A2B2
Output Gen F1 : A1A1B1B1, A1A2B1B2, A2A1B2B1, A2A2B2B2
Menentukan Gen P2
P2 == F1
Ya
Apakah F1 = 2 sifat?
Tidak
P2 == P1
Warna Kulit Ayah P2 = A1A2B1B2 Warna Kulit Ibu P2 = A1A2B1B2
Gamet Ayah P2 = A1B1, A1B2, A2B1, A2B2 Gamet Ibu P2 = A1B1, A1B2, A2B1, A2B2
Pasangkan Gamet Ayah P2 x Ibu P2 A1B1
A2B1
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A1B1 A1B2 A2B1 A2B2
A1B2
A2B2
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A1B1 A1B2 A2B1 A2B2
Output Gen F2 : A1A1B1B1, A1A1B1B2, A1A2B1B1, A1A2B1B2 A1A1B2B1, A1A1B2B2, A1A2B2B1, A1A2B2B2 A2A1B1B1, A2A1B1B2, A2A2B1B1, A2A2B1B2 A2A1B2B1, A2A1B2B2, A2A2B2B1, A2A2B2B2
Selesai
Gambar 10. Flowchart Proses Persilangan Hukum Mendel
4.3.3 Rancangan Tampilan Tahap perancangan Tampilan aplikasi yang dibuat bertujuan untuk menampilkan tampilan dan menentukan isi atau menu yang akan dibuat, hal ini bertujuan untuk memudahkan tahap implementasi aplikasi yang akan dirancang. Beberapa rancangan tampilan halaman sebagai berikut: 1. Halaman Beranda Rancangan halaman beranda berisi menu dan kata-kata sambutan. 2. Halaman Sistem Persilangan Rancangan halaman Sistem persilangan berisi input warna kulit dan button untuk melihat hasil. Pada halaman Sistem persilangan menu masih terlihat. 3. Halaman Output Rancangan halaman output menampilkan hasil persilangan berupa tabel dan menampilkan besar kemungkinan munculnya suatu warna kulit. 4. Halaman Proses Rancangan halaman proses menampilkan proses persilangan yang sesuai dengan halaman output. 5. Halaman Istilah, Gambar dan Contoh Kasus Rancangan halaman istilah, halaman gambar dan halaman contoh kasus merupakan halaman tambahan yang berisi istilah, gambargambar dan contoh kasus yang berkaitan dengan sistem. 4.4
Tahap Proses Implementasi Setelah merancang sistem baik flowchart maupun rancangan tampilan. Tahap selanjutnya adalah implementasi dimana tahap membangun aplikasi yang melibatkan seluruh objek yang terlibat dalam pembuatan aplikasi. Pembuatan aplikasi menggunakan Adobe Dreamwaver CS5 dan Browser sebagai eksekusi tools/review pada setiap tahap pembuatan aplikasi. Adapun langkah-langkah dalam pembuatan aplikasi berbasis web ini dengan menggunakan bahasa HTML dan PHP, sebagai berikut: 1. Buka Adobe Dreamwaver CS5 2. Pada kolom create, pilih html/php 3. Masukkan script html dan php dalam halaman code sehingga aplikasi sesuai dengan rancangan 4. Tidak lupa pula membuat css sebagai style atau gaya tampilan web.
8
Gambar 11. Implementasi Halaman Web
Gambar 13. Halaman Input
5. Hasil dan Pembahasan 5.1 Hasil Tahap selanjutnya setelah merancang adalah membahas hasil implementasi, mulai dari halaman-halaman yang telah dirancang, hingga proses-proses yang terlibat pada aplikasi. Serta mengujinya untuk mengetahui apakah aplikasi yang dirancang sesuai dan dapat bekerja sesuai dengan harapan.
5.1.2.2 Halaman Output Halaman output menampilkan hasil dari proses berupa informasi peluang-peluang yang terjadi dari persilangan warna kulit kedua orang tua dalam bentuk yang unik dan menarik. Serta memberikan besaran peluang dari warna kulit yang diharapkan berupa persentase (%). Sehingga pengguna dapat mengetahui kemungkinan-kemungkinan warna kulit yang akan muncul pada anak-anaknya. Halaman output dapat dilihat pada gambar 21.
5.1.1 Halaman Beranda Halaman beranda dari aplikasi ini menampilkan menu dan kata sambutan dari penyusun. Hasil tampilan halaman utama dapat dilihat pada gambar 19.
Gambar 14. Halaman Output
Gambar 12. Halaman Beranda
5.1.2 Halaman Sistem Persilangan Halaman sistem persilangan meupakan halaman utama pada aplikasi ini. Halaman sistem persilangan terdiri atas halaman input.php, halaman output.php dan proses.php.
5.1.2.3 Halaman Proses Halaman proses menampilkan informasi proses persilangan dengan menggunakan metode persilangan hukum mendel mulai dari pemisahan gen menjadi gamet hingga menghasilkan hasil warna kulit anak dari kedua orang tua. Hasil akan terlihat setelah persilangan antara P2 (parent ke 2), artinya berbedaan yang lengkap akan terlihat pada cucu mereka. Halaman proses dapat dilihat pada gambar 22.
5.1.2.1 Halaman Input Halaman input menampilkan pilihan warna kulit kedua orang tua dan warna kulit apa yang diharapkan. Halaman input dapat dilihat pada gambar 20. 9
Setelah data hasil percobaan dimasukkan pada tabel, dapat dilihat bahwa hasil persilangan antara gelap dengan gelap menghasilkan keturunan yang gelap pula, begitupun juga dengan persilangan antara terang dengan terang akan menghasilkan keturunan yang terang pula. Sedangkan untuk kombinasi seperti gelap dengan terang, terang dengan medium, medium dengan terang, atau medium dengan medium, akan menghasilkan keturunan yang beragam, yakni terang, medium dan gelap.
Gambar 15. Halaman Proses
5.2
Pembahasan Tahap ini adalah tahap dimana membahas aplikasi yang telah di buat dan mencari contoh kasus agar dapat diketahui apakah aplikasi dibuat sesuai tujuan dan manfaat yang diharapkan. Dari berbagai percobaan, didapatkan hasil-hasil kemungkinan dari semua persilangan antar warna kulit. Berikut ditampilkan semua pembahasan persilangan antar warna kulit yang telah dicoba pada aplikasi pada tabel pembahasan. Tabel 2. Pembahasan Warna Kulit N o
Persentase Kemungkinan (%)
Ayah
Ibu
Hitam
C. Tua
C. Muda
Krem
Putih
1.
Hitam
Hitam
100
0
0
0
0
2.
Hitam
50
50
0
0
0
3.
Hitam
25
50
25
0
0
4.
Hitam
Krem
12,5
37,5
37,5
12,5
0
5.
Hitam
Putih
6,25
25
37,5
25
6,25
Coklat Tua Coklat Tua Coklat Tua Coklat Tua Coklat Muda Coklat Muda Coklat Muda
Coklat Tua Coklat Muda
25
50
25
0
0
12,5
37,5
37,5
12,5
0
Krem
0
25
50
25
0
Putih
0
12,5
37,5
37,5
12,5
Coklat Muda
6,25
25
37,5
25
6,25
Krem
0
12,5
37,5
37,5
12,5
Putih
0
0
25
50
25
Krem
Krem
0
0
25
50
25
Krem
Putih
0
0
0
50
50
Putih
Putih
0
0
0
0
100
6. 7. 8. 9. 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 .
Coklat Tua Coklat Muda
5.2.1 Contoh Kasus Contoh kasus yang terjadi di sekitar kita adalah munculya warna kulit anak yang berbeda dengan kedua orang tuanya, sehingga menimbulkan kebingungan dan bahkan menimbulkan prasangka buruk bagi suami kepada istri. Maka dari itu disediakan contoh kasus dapat terjadi di sekitar kita. Pasangan Suami istri yang baru mempunyai anak memiliki data sebagai berikut: 1. Warna kulit Ayah Coklat Muda dengan Genotip AaBb 2. Warna kulit Ibu Krem dengan Genotip Aabb 3. Warna Kulit Anak mereka Coklat Tua Berikut Proses persilangannya: P1 fenotipe : Coklat Muda x Krem genotipe : AaBb Aabb gamet : AB, ab Ab, ab F1 ♀
♂ AB ab
Ab AABb (Coklat Tua) Aabb (Krem)
ab AaBb (Coklat Muda) aabb (Putih)
Perbandingan fenotipe : 1 Coklat Tua : 1 Coklat Muda : 1 Krem : 1 Putih genotipe : 1 AABb : 1 AaBb : 1 Aabb : 1 aabb *Dipilih sifat yang sama dengan induk P2 fenotipe : Coklat Muda x Krem genotipe : AaBb Aabb gamet : AB, Ab, aB, ab Ab, Ab, ab, ab
10
F2 :
Tabel 3. Uji Coba Struktural No
Form
Hasil
Gambar
Ab
Ab
ab
ab
1
Beranda
Sesuai
Gambar 15
AABb (Coklat Tua) AAbb (Coklat Muda) AaBb (Coklat Muda)
AABb (Coklat Tua) AAbb (Coklat Muda) AaBb (Coklat Muda)
AaBb (Coklat Muda)
AaBb (Coklat Muda)
2
Input
Sesuai
Gambar 16
3
Output
Sesuai
Gambar 17
4
Proses
Sesuai
Gambar 18
Aabb (Krem)
Aabb (Krem)
5
Galeri
Sesuai
Gambar 19
6
Istilah
Sesuai
Gambar 20
aaBb (Krem)
aaBb (Krem)
7
Gambar
Sesuai
Gambar 21
8
Contoh
Sesuai
Gambar 22
Aabb (Krem)
Aabb (Krem)
aabb (Putih)
aabb (Putih)
8
Tentang
Sesuai
Gambar 23
♀ ♂ AB
Ab
aB ab
Perbandingan fenotipe : 2 Coklat Tua : 6 Coklat Muda : 6 Krem : 2 Putih Dalam persentase : 12,75% Coklat Tua : 37,5% Coklat Muda : 37,5% Krem : 12,75% Putih
Dilihat dari hasil diatas, kemungkinan mempunyai anak berwarna kulit coklat tua adalah 6 berbanding 16, atau 12,75% dalam persentase. Jadi merupakan hal yang wajar ketika mereka mempunyai warna kulit anak yang berbeda dengan warna kulit mereka. 5.3
5.3.2 Uji Coba Fungsional Uji coba ini dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Uji coba ini bertujuan untuk menguji fungsionalitas dari tomboltombol yang disediakan oleh form. Proses pengujian form ini dapat dilihat pada Tabel berikut: Tabel 4. Uji Coba Fungsional No
Halaman
Tombol Beranda
Uji Coba Tahap uji coba sistem dilakukan dengan menjalankan system test. Kemudian akan diketahui hasil dari proses sistem tersebut. Proses uji coba digolongkan ke dalam 3 (tiga) kategori, yaitu : Uji Coba Struktural, Uji Coba Fungsional, dan Uji Coba Validasi.
1
5.3.1 Uji Coba Struktural Uji coba ini dibuat untuk mengetahui apakah alur sistem yang dibuat sudah sesuai dengan yang dirancang pada awal penelitian (flowchart). Uji coba struktural dilakukan dengan cara menjalankan semua fungsi dari menu dan form-form yang telah dirancang. Jika terjadi kesalahan atau tidak berfungsi, maka proses akan kembali ke tahap implementasi. Hal ini dilakukan berulang, sampai didapat hasil yang diinginkan. Hasil Uji Coba Struktural digambarkan pada Tabel 2.
2
Halaman Utama
Sistem Persilangan Galeri Tentang
Sistem Persilangan
Warna Kulit Ayah Warna Kulit Ibu Warna Kulit Yang Anda harapkan Hasil
3
Output
Kembali Ke Input Lihat Proses
4
5
Proses
Kembali Ke Hasil
Galeri
Istilahistilah GambarGambar Contoh Kasus
Hasil Berfungsi Menampilkan halaman Home Berfungsi Menampilkan halaman Sistem Persilangan Berfungsi Menampilkan halaman Galeri Berfungsi Menampilkan halaman Tentang Berfungsi Menampilkan Pilihan 5 Warna Kulit Berfungsi Menampilkan Pilihan 5 Warna Kulit Berfungsi Menampilkan Pilihan 5 Warna Kulit Berfungsi Menampilkan halaman Hasil Berfungsi Menampilkan Halaman sebelumnya (Halaman Input) Berfungsi Menampilkan Halaman Proses Berfungsi Menampilkan Halaman sebelumnya (Halaman Output) Berfungsi Menampilkan Halaman Istilah Berfungsi Menampilkan Halaman Gambar Berfungsi Menampilkan Halaman Contoh Kasus
11
5.3.3 Uji Coba Validasi Uji coba ini dilakukan untuk mengetahui apakah sistem sudah dapat bekerja dengan benar. Uji coba validasi dapat ditunjukan pada Tabel 5. Tabel 5. Uji Coba Validasi N o 1
2
3
Form
Uji
Hasil
Memilih Warna Berhasil Kulit Ayah, ibu Memilih Warna dan warna kulit Kulit Ayah, yang diharapkan. Ibu, dan (Ayah=Coklat Harapan Tua; Ibu=Krem; Harapan: Coklat tua)
Menampilkan Berhasil hasil persilangan. menampilkan hasil persilangan Menampilkan dengan Besar Peluang. perbandingan (4 Cok Tua : 8 Cok Muda : 4 Krem) Berhasil Menampilkan informasi besar peluang warna kulit Coklat Tua sebesar 25%. Setelah Berhasil Mengklik button menampilkan lihat proses, halaman proses menampilkan Hasil halaman proses persilangan Menyesuaikan pada output hasil Persilangan sesuai dengan pada proses hasil dengan hasil persilangan persilangan pada pada proses output Besar peluang Menyesuaikan pada output besar peluang sesuai dengan pada proses peluang pada dengan proses kemuingkinan pada output
6. Kesimpulan dan Saran 6.1 Kesimpulan Aplikasi yang telah dirancang ini merupakan aplikasi penunjang keputusan yang membantu masyarakat mendapatkan informasi berupa pewarisan warna kulit orang tua kepada anak-anaknya dan dapat menampilkan besar peluang munculnya salah satu warna kulit dengan menggunakan metode persilangan hukum mendel. Kesimpulan yang dapat diambil dari perancangan aplikasi ini adalah sebagai berikut: 1. Jika persilangan terjadi pada sesama warna kulit gelap (Hitam-Hitam, Hitam- Coklat Tua, Coklat Tua-Coklat Tua), maka kemungkinan warna kulit anak gelap juga sangat besar (≥50%), sebaliknya kemungkinan warna kulit anak terang tidak ada atau tidak mungkin (0%). Kecuali ada penyimpangan gen, seperti albino atau penyimpangan gel lainnya. 2. Jika persilangan terjadi pada sesama warna kulit terang (Krem-Krem, Krem-Putih, PutihPutih), maka kemungkinan warna kulit anak terang juga sangat besar (≥50%), sebaliknya kemungkinan warna kulit anak gelap tidak ada atau tidak mungkin (0%). Kecuali ada penyimpangan gen, seperti albino atau penyimpangan gel lainnya. 3. Hal yang unik terjadi pada persilangan warna kulit Gelap dengan warna kulit Terang (Hitam-Putih/sebaliknya) kemungkinan warna kulit anak yang besar adalah warna kulit medium (Coklat Muda) yakni sebesar 37,5%, sedangkan warna kulit yang sama dengan kedua orang tuanya (hitam dan putih) hanya sebesar 6,25%. Kemungkinan besar warna kulit yang muncul lainnya seperti Coklat tua dan Krem juga termasuk besar, yakni 25%. Kecuali ada penyimpangan gen, seperti albino atau penyimpangan gel lainnya. 4. Hal yang unik juga terjadi pada persilangan sesama warna kulit Medium (Coklat MudaCoklat Muda), kemungkinan warna kulit yang jauh dengan kedua orang tuanya (hitam dan putih) muncul sebesar 6,25%. Artinya warna kulit Gelap dn terang dapat muncul walaupun kemungkinannya sangat kecil. Sedangkan warna kulit anak yang sama dengan warna kulit orang tua (Coklat Muda) yakni tergolong besar , yakni 37,5%. 12
Kemungkinan besar warna kulit yang muncul lainnya seperti Coklat tua dan Krem juga termasuk besar, yakni 25%. Kecuali ada penyimpangan gen, seperti albino atau penyimpangan gel lainnya. 6.2
Saran Aplikasi yang telah dirancang menggunakan metode persiangan hukum mendel terutama materi poligen hanya membahas tentang persilangan warna kulit saja, padahal materi poligen dapat membahas persilangan tentang warna rambut, jenis rambut, panjang jari telunjuk, tinggi badan dan lain-lain. Saran penulis semoga kedepannya aplikasi ini dapat dikembangkan menjadi aplikasi yang dapat membahas semua anggota tubuh yang yang dapat dicari kemungkinan persilangannya dengan materi poligen dan dapat menggunakan metode-metode lain yang lebih efisien dan cepat sehingga memiliki nilai lebih dan lebih bermanfaat dari penelitian sebelumnya. Dan juga sistem yang dibuat penulis hanya sebatas 2 keturunan saja, belum sampai 3 bahkan 4 keturunan sehingga dapat memberikan informasi peluang pewarisan warna kulit pada keturunan yang lebih luas. Daftar Pustaka Alamsyah, M. Februari 2013. Poligen. http://natureisalam.blogspot.com/2013/02/ poligen.html. (diakses 2 Februari 2015)
Cahyono, F. 2010. Kombinatorial dalam Hukum Pewarisan Mendel. Makalah dalam Probabilitas dan Statistik. Program Studi Teknik Informatika, ITB, Bandung (dipublikasikan). Djjar. 2013. Alasan Mengapa Warna Kulit Manusia Berbeda. http://djjars.blogspot.com/2012/01/alasanmengapa-warna-kulit-manusia.html. (diakses 20 Januari 2015)
Robiyah, S. 2012. Penerapan Metode Mendel berbasis Deterministic Finite Automata (Dfa) untuk Pewarisan Golongan Darah. Skripsi. Program Studi Ilmu Komputer FMIPA Universitas Pakuan, Bogor. Suryo. 2004. Genetka Strata-1. Ed ke-1. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Suryo. 2008. Genetka Manusia. Ed ke-2. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Tosida, E.T., S.TP, M.Si. & Utami, D.K. 2010. Pemodelan Sistem Pewarisan Gen Manusia berdasarkan Hukum Mendel dengan Algoritma Branch and Bound. Ekologia [11: 2].
Artikel non-Personal. 28 Januari 2015. Gregor Mendel. http://id.wikipedia.org/wiki/Gregor_Mend el. (diakses 28 Januari 2015) Artikel non-Personal. 15 Juli 2014. Hereditas. http://id.wikipedia.org/wiki/Hereditas. (diakses 28 Januari 2015) Artikel non-Personal. Februari 2014. Pengertian dan Struktur Kulit. http://arti-definisipengertian.info/pengertian-dan-strukturkulit. (diakses 2 Februari 2015) Campbell, Neil A. dkk. 2002. Biologi. Ed ke-5 Jilid 1. Erlangga. Jakarta.
13
