TINJAUAN GENETIKA BY Setyo Utomo
PENGERTIAN : GENETIKA BERASAL DARI BAHASA YUNANI KUNO :GENETIKOS” ATAU GENETIS YANG BERARTI “ASLI” MERUPAKAN DISIPLIN ILMU BAGIAN BIOLOGI YANG MEMPELAJARI TENTANG SIFATSIFAT DAN PEWARISANNYAP PADA MAKHLUK HIDUP. PERKEMBANGAN GENETIKA DI AWALI DARI HASIL PEKERJAAN GREGOR JOHAN MENDEL (1822 – 1884) SETELAH MELAKUKAN SERANGKAIAN PENELITIAN PADA KACANG POLONG (Pisum sativum). HASIL PENELITIAN YANG BERJUDUL “EXPERIMENTS ON PLANT HYBRIDIZATION YANG DIPRESENTASIKAN TH 1865 PADA PERTEMUAN ILMIAH SOCIETY FOR RESEARCH IN NATURE di BRUNN, NAMUN KURANG MENDAPATKAN PEMAHAMAN YG BERARTI HINGGA TAHUN 1890 AN.
PADA TH 1900, 16 TH SETELAH KEMATIAN , TULISAN MENDEL TSB KEMBALI DI UNGKAP SETELAH MENDAPATKAN PERHATIAN SECARA LUAS. SEMENJAK ITU BANYAK SEKALI PENELITIAN YANG BERKAITAN DENGAN PERSILANGAN, TIDAK HANYA PADA TANAMAN TETAPI PADA TERNAK/HEWAN. LAMBAT LAUN GENETIKA MENGALAMI PERKEMBANGAN PESAT SAMPAI PADA APLIKASI REKAYASA GENETIKA (GENETIC ENGINEERING).
GENETIKA MENDEL MENDEL TELAH MELETAKAN DASAR-DASAR YANG KUAT MENGENAI PERKEMBANGAN ILMU GENETIKA SEHINGGA DIKENAL DENGAN “BAPAK GENETIKA” KATA GENETIC UNTUK MENGGAMBARKAN PEWARISAN SIFAT PERTAMA KALI DIKENALKAN DAN DIPOPULERKAN OLEH WILLIAM BATESON PADA KONFRENSI INTERNASIONAL III TENTANG HIBRIDISASI TANAMAN DI LONDON-INGGRIS TH 1906.
PARA PENELITI LAIN MENCOBA MENGKAJI DAN MENENTUKAN BAGIAN SEL YANG BERTANGGUNGJAWAB TERHADAP PEWARISAN SIFAT. THOMAS HUNT MORGAN T MENYATAKAN BAHWA GEN BERADA PADA KROMOSOME BERDASARKAN PENGAMATNNYA TENTANG RANGKAIAN ATAU PAUTAN KELAMIN (SEX LINKED) PADA MUTASI WARNA MATA PUTIH PADA LALAT BUAH PADA TH 1910. TAHUN 1913 MAHASISWA MORGAN YANG BERNAMA ALFRED STURTEFANT MENYAMPAIAKN FENOMENA PAUTAN UNTUK MENGGAMBARKAN BAHWA GEN BERADA TERATUR SECARA LINIER DALAM KROMOSOM.
PADA ZAMAN MENDEL, BELUM DIKENAL ISTILAH GEN NAMUN DISEBUTNYA SEBAGAI “FAKTOR”. SATU GEN MEMPUNYAI PASANGAN YANG BERSESUAIAN YG DISEBUT “ALEL” . SATU GEN MEMPUNYAI KEMAMPUAN MENUTUP GEN LAIN (GEN DOMINAN = HURUF BESAR/KAPITAL, Ex. A). GEN LAIN YANG TERTUTUPI DISEBUT GEN RESESIF (= SIMBOL HURUF KECIL, Ex. A).
PASANGAN ALEL YANG MEMPUNYAI GEN SAMA , MISAL “AA” DISEBUT “HOMOZIGOT, SEDANGKAN PASANGAN ALEL DENGAN GEN BERBEDA MISAL Aa DISEBUT “HETEROZIGOT”. SUATU SIFAT ATAU KARAKTER YANG DAPAT DILIHAT DISEBUT “FENOTIPE”, SEDANGKAN SUSUNEN GEN YANG MENGEKSPRESIKAN SUATU SIFAT MENJADI FENOTIPE DISEBUT “GENOTIPE”.
HUKUM MENDEL I TERJADI PADA PERSILANGAN MENDEL UNTUK SATU SIFAT BEDA (MONOHYBRID) YAITU WARNA BUNGA. GEN “R” MENGEKSPRESIKAN UNTUK WARNA MERAH, GEN r UNTUK WARNA PUTIH. HASIL PERSILANGAN PADA F1 MENGHASILKAN 100% BERWARNA MERAH YAITU Rr (MERAH). PADA PERSILANGAN SELANJUTNYA Rr (MERAH) DENGAN Rr (MERAH) MAKA PADA F2 NISBAH GENOTIPNYA TERNYATA MENJADI 1:2:1. MASING-MASING UNTUK RR: Rr DAN rr. DENGAN NISBAH FENOTIPIK 3 : 1 (3 MERAH DAN 1 PUTIH). TETUA F1
F2
MERAH (RR) x PUTIH (rr) Rr (MERAH)
X
Rr (MERAH)
RR, Rr , Rr (MERAH) rr (PUTIH) PERSILANGAN SATU SIFAT BEDA (MONOHYBRID)
SIFAT-SIFAT YG DIAMATI MENDEL PADA KACANG POLONG CUKUP BANYAK, MUDAH DIANALISIS.
TIPE PERSILANGAN SATU SIFAT BEDA MENGHASILKAN HUKUM MENDEL I TENTANG “LAW OF SEGREGATION YANG BERBUNYI : THE TWOO MEMBER OF GENE PAIR SEGREGATION (SEPARATE) FROM EACH OTHERB DURING SEX – CELL FORMATION, SO THAT ONE HALF OF THE SEX CELL CARRY ONE MEMBER OF THE PAIR AND THE ORDER ONE-HALF OF THE SEX CELLS CARRY THE OTHER MEMBER OF THE GENE PAIR.
MAKNANYA : 1.TERDAPAT 2 GEN DARI SEPASANG ALEL UNTUK SATU SIFAT 2.ALEL BERSEGREGRASI SECARA BEBAS SELAMA PEMBENTUKAN GAMET 3.SETIAP GAMET HANYA BERISI SATU GEN UNTUK MASING-MASING SIFAT 4.PADA SAAT TERJADI FERTILISASI, ORGANISME BARU MEMPUNYAI SEPASANG ALEL UNTUK SATU SIFAT SEBAGAI GABUNGAN DARI YANG DIWARISKAN MASING-MASING TETUANYA.
HUKUM MENDEL II :
HUKUM MENDEL II TENTANG LAW OF INDEPENDENT ASSORTMENT BERBUNYI : “Different segregating gene pairs behave independently” BERLAKU UNTUK PERSILANGAN DUA ATAU LEBIH SIFAT BEDA. PADA SAAT PEMBENTUKAN GAMET MASING-MASING GENE DARI PASANGAN ALEL BERPADU SECARA BEBAS ANTARA SATU DENGAN YANG LAIN. AKIBATNYA TERBENTUK KOMBINASI PASANGAN GEN.
UNTUK PERSILANGAN DUA SIFAT BEDA, PADA F1 DIHASILKAN 100% HETEROZIGOT DENGAN FENOTIP SELURUHNYA MENYERUPAI EKSPRESI GEN DOMINAN. PADA F2, NISBAH GENOTIP ADALAH 1:2:2:1:4:1:2:2:1 DAN NISBAH FENOTIP 9:3:3:1. SIFAT I ADALAH BENTUK BIJI (BULAT DAN KERIPU), SIFAT II WARNA POLONG (HIJAU DAN KUNING).
PERSILANGAN DUA SIFAT BEDA : TETUA
BULAT-HIJAU (RRYY)
X
KERIPUT KUNING (rryy)
F1
BULAT HIJAU (RrYy)
F2
R-YR- yy rrYrryy
: : : :
X BULAT HIJAU (RrYy)
bulat - hijau (9) bulat – kuning (3) keriput – hijau (3) keriput – kuning (1)
EKSPRESI GEN
ADITIF (ADDITIVE GENE EXPRESSION)
NON-ADITIF (NON ADDITIVE GENE EXPRESSION)
1. DOMINAN LENGKAP (COMPLETELY DOMINANCE) 2. KURANG DOMINAN (LACK OF DOMINANCE) 3. LEWAT DOMINAN ( OVERDOMINANCE) 4. KODOMINAN (CODOMINANCE ATAU INTERMEDIATE) 5. EPISTASIS
ILUSTRASI 4 MACAM EKSPRESI GEN NON-ADITIF AA – Aa-
AA –
Aa --
AA --
AA --
Aa --
aa --
aa --
Aa--
aa-
aa-
Completely dominance Lack of dominance
Overdominace
Codominance
KURANG DOMINAN TERJADI KARENA KEKURANG MAMPUAN SUATU GEN DALAM MENGEKSPRESIKAN DIRINYA SENDIRI TERHADAP PASANGANNYA (ALEL). EKSPRESI GEN KODOMINAN TERJADI KARENA GEN DOMINAN DAN RESESIF SAMA-SAMA MEMPUNYAI KEKUATAN YANG SEIMBANG UNTUK MENGEKSPRESIKAN FENOTIP . CONTOH KODOMINAN ADALAH WARNA RAMBUT PADA KULIT SAPI SHORTHORN. BILA TERDAPAT GENOTIP RR MAKA FENOTIP WARNA RAMBUT ADALAH MERAH, SEDANGKAN BILA GENOTIPNYA rr MAKA WARNA RAMBUT ADALAH PUTIH. JIKA Rr MUNCUL PADA SAPI SHORTHORN AKAN MUNCUL WARNA ROAN ( PEMUNCULAN KOMBINASI WARNA MERAH DAN PUTIH SECARA BERSAMAAN).
LEWAT DOMINAN ADALAH INTERAKSI ANTAR GEN YANG MENYEBABKAN INDIVIDU HETEROZIGOT MEMPUNYAI PENAMPILAN YANG LEBIH BAIK DIBANDINGKAN HOMOZIGOT. EKSPRESI GEN TIPE INI BERTANGGUNGJAWAB TERHADAP HYBRID VIGOR. EPISTASIS MERUPAKAN INTERAKSI ANTAR GEN YANG BUKAN PASANGANYA (GEN YANG BERADA PADA LOKUS YANG BERBEDA). PADA KASUS EPISTASIS, NISBAH FENOTIPIK BIASANYA TIDAK SESUAI DENGAN HASIL YANG DIPEROLEH OLEH MENDEL.
NISBAH FENOTIPIK PADA KASUS EPISTASIS JENIS EPISTASIS
A-B-
EPISTASIS DOMINAN EPISTASIS RESESIF 9 DUPLIKAT EPISTASIS DOMINAN DUPLIKAT EPISTASIS RESESIF 9
A-bb 12
a-B-
aabb
3
3 15
1
4 1 7
EKSPRESI GEN ADITIF TIDAK MENAMPAKAN PERBEDAAN FENOTIP YANG MENCOLOK SEBAGAIMANA YG DIEKSPRESIKAN OLEH GEN-GEN NON ADITIF. CONTOH BEBERAPA PASANG GEN MEMPENGARUHI SUATU SIFAT YANG DAPAT DIUKUR, MISAL BOBOT BADAN. SETIAP GEN BESAR MEMBERIKAN KONTRIBUSI SEBESAR 10 UNIT BOBOT BADAN, SEDANGKAN GEN KECIL SEBESAR 5 UNIT. BILA TERDAPAT GEN AaBBCCdd, MAKA FENOTIP BOBOT BADAN SEBESAR 50+15= 65 UNIT. GENOTIP YANG LAIN AABBCcDd AKAN MENGEKSPRESIKAN BOBOT SEBERAT 60+10 = 70. EKSPRESI GEN ADITIF BERSIFAT SALING MENAMBAHKAN.
GENETIKA MOLEKULER DI DALAM SEL TERDAPAT INTI SEL (NUCLEUS). INTI SEL MENGANDUNG SEJUMLAH KROMOSOM, YG JUMLAHNYA BERBEDA-BEDA TERGANTUNG SPESIES MAKHLUK HIDUP. DIDALAM KROMOSOM TERDAPAT LOKUS-LOKUS YANG MENJADI TEMPAT KEDUDUKAN GEN-GEN. BILA LENGAN KROMOSOM DIBAYANGKAN SEPERTI SEBATANG BAMBU DENGAN RUAS-RUASNYA MAKA RUAS-RUAS BAMBU INILAH YANG MERUPAKAN BAGIAN DARI RANGKAIAN GEN.
GEN DIKETAHUI EKSISTENSINYA DALAM KROMOSOM SEBAGAI UNIT TERKECIL PEMBAWA SIFAT KETURUNAN. DIDALAM PERKEMBANGAN ILMU GENETIKA DIKETAHUI BAHWA KROMOSOM TERSUSUN ATAS PROTEIN DAN DNA.
TUGAS : Buat tulisan berkait topik dalam bentuk word minimal 10 halaman kuarto, times new romans 12, 2 spasi, kirim ke email ;
[email protected]. Paling lambat 5 hari setelah jadual kulian.
