Macam-Macam Pola Pewarisan Sifat Organisme

Pola Pewarisan Sifat Organisme – Pewarisan sifat merupakan suatu proses penurunan sifat terhadap keturunan generasi selanjutnya. Penurunan sifat ini melalui beberapa tahapan yang melalui suatu gamet dengan aturan-aturan tertentu.

A.  Pewarisan Sifat

Pada setiap proses perkawinan, tidak semua sifat yang ada pada induk atau orangtua diwariskan kepada anak-anaknya. Apabila salah satu orang tuamu memiliki rambut ikal (keriting) maka tidak semua anak akan memiliki rambut keriting. Hal ini karena sifat yang diwariskan berasal dari kedua orangtua, bukan hanya satu.

Pada kasus rambut keriting, sifat rambut keriting ini bersifat lebih berkuasa dibandingkan dengan sifat rambut lurus sehingga anak akan lebih banyak memiliki rambut keriting dibandingkan dengan rambut lurus. Sifat lebih berkuasa rambut keriting ini dinamakan dengan dominan dan sifat rambut lurus dinamakan resesif.

Rambut lurus disebabkan karena ada interaksi gen resesif dari ibu dan ayah. Dalam ilmu Genetika, bentuk rambut yang dihasilkan dari interaksi gen itu disebut dengan fenotipe (penampakan), sedangkan interaksi gen di dalam tubuh diartikan sebagai genotipe (penyebab penampakan sifat). Genotipe biasanya dituliskan dalam suatu simbol-simbol yang menjelaskan suatu sifat. Sifat yang dominan ditulis dengan huruf besar dan sifat resesif ditulis dalam huruf kecil.

B. Pola-Pola Hereditas

Pewarisan sifat dari induk kepada turunannya mengikuti suatu pola hereditas (pewarisan sifat) tertentu. Pola pewarisan sifat pertama kali diamati oleh Mendel. Setelah diteliti lebih lanjut, para ilmuwan mendapati perbedaanperbedaan yang tidak sesuai dengan pola yang dikemukakan Mendel, antara lain penyimpangan semu hukum Mendel, pautan dan pindahan silang, determinasi seks, dan gen letal.

1.      Hukum Mendel

Pewarisan sifat dipelajari pertama kali oleh Gregor Johann Mendel (1822–1884). Mendel melakukan percobaan pewarisan sifat pada tanaman ercis (Pisum sativum).

Ada beberapa alasan mengapa tanaman ercis dipilih oleh Mendel untuk memulai percobaannya ini, di antaranya sebagai berikut.

a. Tanaman ercis (Pisum sativum) memiliki variasi yang cukup kontras, di antaranya :

a. warna biji : kuning dan hijau

b. kulit biji : kisut dan halus

c. bentuk buah/polong : halus dan bergelombang

d. warna bunga : ungu dan putih

e. tinggi batang : panjang dan pendek

f. posisi bunga : aksial (ketiak daun) dan terminal (ujung batang)

b. Dapat melakukan penyerbukan sendiri

c. Cepat menghasilkan keturunan

d. Mudah dikawinsilangkan

Dalam percobaannya, Mendel selalu menuliskan perihal data yang diperolehnya dan menemukan suatu keteraturan jumlah perbandingan pada setiap sifat yang dikawinkannya tersebut. Seluruh hasil pengamatan terhadap percobaannya itu menghasilkan perbandingan 3 : 1. Dari percobaan pertamanya ini, Mendel kemudian merumuskan suatu hipotesis bahwa sifat yang ada pada organisme akan diturunkan secara bebas atau dikenal dengan Hukum I Mendel.

a.      Monohibrid

Persilangan monohibrid merupakan persilangan yang hanya menggunakan satu macam gen yang berbeda atau menggunakan satu tanda beda. Ada pasangan gen pada kromosom homolognya yang berpengaruh terhadap suatu sifat. Melalui percobaan yang dilakukan oleh Mendel maka dapat lebih mengerti mengenai pengaruh alel yang memberikan variasi pada bentuk atau fenotipe makhluk hidup.

Mendel mengawinkan bunga ercis berwana ungu dengan bunga ercis berwarna putih. Perkawinan induk ini dinamakan dengan parental (P). Hasil perbandingan anakan yang diperoleh disebut dengan filial (F).

Hasil perkawinan pertama adalah seluruhnya memiliki warna bunga ungu. Tumbuhan kacang ercis sesama bunga ungu ini lalu dikawinkan sesamanya dan diperoleh hasil 3 bunga ungu berbanding satu bunga putih.

b.      Dihibrid

Persilangan dihibrid merupakan persilangan yang menggunakan dua tanda beda atau dua pasangan kromosom yang berbeda. Suatu sifat dari organisme tidak hanya diturunkan melalui satu jenis alel saja, tetapi beberapa sifat juga dapat diturunkan oleh beberapa alel secara bersamaan.

Sifat ini dipelajari oleh Mendel dalam percobaan kacang ercisnya. Mendel melihat adanya beberapa sifat kacang ercis yang disilangkan muncul dalam generasi selanjutnya. Ia mulai dengan menyilangkan dua sifat beda, seperti kacang ercis biji bulat warna kuning dengan biji kisut warna hijau.

Jika kacang ercis biji bulat adalah BB dan kacang ercis biji warna kuning adalah KK maka kacang ercis biji bulat warna kuning adalah BBKK dan kacang ercis biji kisut warna hijau adalah bbkk. Dari persilangan parental kacang ercis biji bulat warna kuning (BBKK) dengan kacang ercis biji kisut warna hijau (bbkk), warna kuning seluruhnya (BbKk).

Dari percobaan ini, Mendel menemukan bahwa setiap sifat dari kedua induk diturunkan secara bebas dan tidak terikat dengan sifat yang lainnya sehingga Mendel menamakannya hukum pemisahan secara bebas atau disebut Hukum II Mendel. Jika terdapat dua individu berbeda dalam dua sifat atau lebih maka sifat yang satu akan diturunkan tidak bergantung pada pasangan sifat lainnya.

2.      Penyimpangan Semu Hukum Mendel

Pada tahun 1906, W. Bateson dan R.C Punnet menemukan bahwa pada persilangan F2 dapat menghasilkan rasio fenotipe 14 : 1 : 1 : 3. Mereka menyilangkan kacang kapri berbunga ungu yang serbuk sarinya lonjong dengan bunga merah yang serbuk sarinya bulat. Rasio fenotipe dari keturunan ini menyimpang dari hukum Mendel yang seharusnya pada keturunan kedua (F2) perbandingan rasionya 9 : 3 : 3 : 1.

Tahun 1910 T.H. Morgan, seorang sarjana Amerika dapat memecahkan misteri tersebut. Morgan menemukan bahwa kromosom mengandung banyak gen dan mekanisme pewarisannya menyimpang dari Hukum II Mendel. Pada lalat buah, sampai saat ini telah diketahui kira-kira ada 5.000 gen, sedangkan lalat buah hanya memiliki 4 pasang kromosom saja. Berarti, pada sebuah kromosom tidak terdapat sebuah gen saja, melainkan puluhan bahkan ratusan gen.

Pada umumnya, gen memiliki pekerjaan sendiri-sendiri untuk menumbuhkan sifat, tetapi ada beberapa gen yang berinteraksi atau dipengaruhi oleh gen lain untuk menumbuhkan sifat. Gen tersebut mungkin terdapat pada kromosom yang sama atau pada kromosom yang berbeda.

Interaksi antargen akan menimbulkan perbandingan fenotipe yang keturunannya menyimpang dari hukum Mendel, keadaan ini disebut penyimpangan semu hukum Mendel. Jika pada persilangan dihibrid, menurut Mendel perbandingan fenotipe F2 adalah 9 : 3 : 3 : 1, pada penyimpangan semu perbandingan tersebut dapat menjadi (9 : 3 : 4), (9 : 7), atau (12 : 3 : 1). Perbandingan tersebut merupakan modifikasi dari 9 : 3 : 3 : 1. Interaksi gen yang menyebabkan terjadinya penyimpangan hukum Mendel terdapat 4 bentuk, yaitu atavisme, kriptomeri, polimeri, epistasis, hipostasis, dan komplementer.

a.      Atavisme (Interaksi Gen)

Atavisme atau interaksi bentuk pada pial (jengger) ayam diungkap pertama kali oleh W. Bateson dan R.C. Punnet. Karakter jengger tidak hanya diatur oleh satu gen, tetapi oleh dua gen yang berinteraksi. Pada beberapa jenis ayam, gen R mengatur jengger untuk bentuk ros, gen P untuk fenotipe pea, gen R dan gen P jika bertemu membentuk fenotipe walnut. Adapun gen r bertemu p menimbulkan fenotipe singel.

Berbeda dengan persilangan yang dilakukan oleh Mendel dengan kacang ercisnya maka sifat dua buah bentuk jengger dalam satu ayam sangatlah ganjil. Dengan adanya interaksi antara dua gen dominan dan gen resesif seluruhnya akan menghasilkan variasi fenotipe baru, yakni ros dan pea.

Gen dominan R yang berinteraksi dengan gen resesif P akan menghasilkan bentuk jengger ros dan gen resesif r yang bertemu dengan gen dominan P akan menghasilkan bentuk jengger pea. Perbedaan bentuk jengger ayam ini dinamakan dengan atavisme.

b.      Kriptomeri

Salah satu penyimpangan dari hukum Mendel adalah adanya kriptomeri, yaitu gen dengan sifat dominan yang hanya akan muncul jika hadir bersama dengan gen dominan lainnya. Peristiwa ini pertama kali diamati oleh Correns pada saat pertama kali mendapatkan hasil perbandingan persilangan bunga Linaria maroccana dari galur alaminya yaitu warna merah dan putih. Hasil F1 dari persilangan tersebut ternyata menghasilkan bunga berwarna ungu seluruhnya.

Dari hasil persilangan antara generasi F1 berwarna ungu ini, dihasilkan generasi Linaria maroccana dengan perbandingan F2 keseluruhan antara bunga warna ungu : merah : putih adalah 9 : 3 : 4.

c.       Polimeri

Salah satu tujuan dari persilangan adalah menghasilkan varietas yang diinginkan atau hadirnya varietas baru. Dari persilangan yang dilakukan oleh Nelson Ehle pada gandum dengan warna biji merah dengan putih, ia menemukan variasi warna merah yang dihasilkan pada keturunannya.

Peristiwa ini mirip dengan persilangan dihibrid tidak dominan sempurna yang menghasilkan warna peralihan seperti merah muda. Hanya saja, warna yang dihasilkan ini tidak hanya dikontrol oleh satu pasang gen saja, melainkan oleh dua gen yang berbeda lokus, namun masih memengaruhi terhadap sifat yang sama. Peristiwa ini dinamakan dengan polimeri.

d.      Epistasis dan Hipostasis

Dalam interaksi beberapa gen ini, kadang salah satu gen bersifat menutupi baik terhadap alelnya dan alel lainnya. Sifat ini dikenal dengan nama epistasis dan hipostatis. Epistasis adalah sifat yang menutupi, sedangkan hipostasis adalah sifat yang ditutupi.

Pasangan gen yang menutup sifat lain tersebut dapat berupa gen resesif atau gen dominan. Apabila pasangan gen dominan yang menyebabkan epistasis, prosesnya dinamakan dengan epistasis dominan, sedangkan jika penyebabnya adalah pasangan gen resesif, prosesnya dinamakan dengan epistasis resesif. Peristiwa epistasis ini dapat ditemukan pada pembentukan warna biji tanaman sejenis gandum dan pembentukan warna kulit labu (Cucurbita pepo).

e.       Komplementer

Salah satu tipe interaksi gen-gen pada organisme adalah saling mendukung munculnya suatu fenotipe atau sifat. W. Bateson dan R.C. Punnet yang bekerja pada bunga Lathyrus adoratus menemukan kenyataan ini. Mereka melakukan persilangan sesama bunga putih dan menghasilkan keturunan F2 bunga berwana ungu seluruhnya. Pada persilangan bunga-bunga berwarna ungu F2, ternyata dihasilkan bunga dengan warna putih dalam jumlah yang banyak dan berbeda dengan perkiraan sebelumnya, baik hukum Mendel atau sifat kriptomeri.