Kromosom dan Gen Sebagai Faktor Pembawa Sifat

Pewarisan Sifat, Kromosom dan Gen Sebagai Faktor Pembawa Sifat, Genotipe dan Fenotipe

Sifat-sifat makhluk hidup diturunkan atau diwariskan dari induk kepada keturunannya. ilmu yang mempelajari bagaimana sifat atau ciri orangtua (induk) diwariskan kepada keturunannya disebut genetika. Ilmuwan yang dikenal sebagai peletak prinsip-prinsip hereditas (pewarisan sifat) adalah Gregor Mendel (1822-1884). Prinsip-prinsip dasar hereditas dikenal sebagai Hukum Mendel.

Kromosom dan Gen Sebagai Faktor Pembawa Sifat

Sutton (ahli genetika, 1902) menyatakan bahwa faktor pembawa sifat yang dikemukakan Mendel terdapat di dalam kromosom. Kromosom terletak di dalam inti sel (nukleus). Kromosom hanya terlihat di bawah mikroskop pada saat sel membelah.Pada saat sel tidak membelah, kromosom tampak berupa benang-benang halus. Benang-benang halus tersebut disebut benang-benang kromatin. Jadi, kromosom merupakan faktor pembawa sifat keturunan yang diwariskan dari induk kepada keturunannya.

Kromosom mengandung struktur benang-benang tipis melingkar yang di dalamnya terletak secara teratur struktur yang disebut gen dan menempati tempat tertentu dalam kromosom. Tempat gen di dalam kromosom disebut lokus gen. Jadi, gen inilah yang sebenarnya berfungsi mengatur sifat-sifat yang akan diwariskan dari induk kepada keturunannya. Gen juga berfungsi mengatur perkembangan dan metabolisme individu. Gen terdiri dari DNA (asam nukleat). Jumlah dan ukuran kromosom setiap sel organisme berbeda pada organisme yang berbeda jenis.

Kromosom homolog adalah kromosom yang berpasangan dan memiliki bentuk, ukuran, dan komposisi yang sama. Kromosom sel tubuh terdapat sepasang-sepasang (alelik) sehingga kromosom tubuh terdiri dari dua set atau diploid (2n). Pada sel kelamin (garnet) tidak terdapat pasangan-pasangan atau hanya terdapat satu set kromosom atau haploid (n).

Kromosom yang berperan menentukan jenis kelamin disebut kromosom kelamin (gonosom). Jumlah kromosom kelamin umumnya satu atau dua buah dalam setiap sel individu. Kromosom tubuh (autosom) adalah kromosom yang tidak berperan menentukan jenis kelamin. Dalam kromosom tubuh terdapat gen-gen yang berperan mengatur sifat-sifat tubuh.

Sifat-sifat menurun diwariskan induk kepada keturunannya melalui sel kelamin (sperma dan ovum) atau serbuk sari dan putik. Sperma dan ovum memiliki inti yang mengandung kromosom haploid. Bila terjadi pembuahan, akan terbentuk zigot yang mengandung kromosom dari sperma dan kromosom dari ovum sehingga disebut diploid (2n). Organisme jantan mewariskan sifat-sifatnya melalui sperma. Organisme betina mewariskan sifat-sifatnya melalui ovum.

Dominan, Resesif, dan Intermediet

Sifat dominan adalah sifat yang muncul pada keturunan dari salah satu sifat induk dengan mengalahkan sifat pasangannya. Sifat resesif adalah sifat yang tidak muncul (tersembunyi) pada keturunannya karena dikalahkan (ditutupi) oleh sifat pasangannya. Misalnya, tanaman berbunga ungu disilangkan dengan tanaman berbunga putih menghasilkan keturunan pertama atau filial ke-1 (Fi) berwarna ungu. Wama ungu merupakan sifat dominan dan wama putih merupakan sifat resesif.

Sifat intermediet (dominan parsial) adalah sifat yang muncul pada keturunannya yang merupakan campuran dari sifat kedua induknya. Misalnya persilangan antara bunga warna merah dengan bunga wama putih menghasilkan keturunan pertama yang semuanya berwarna merah muda. Wama merah muda merupakan sifat intermediat (campuran).

Contoh soal:
1. Persilangan antara tanaman bunga merah dengan tanaman bunga putih menghasilkan keturunan pertama semuanya bunga merah muda. sifat bunga merah muda merupakan sifat...
a. Dominan    c. Resesif
b. Intermediet    d. Yang tersembunyi Jawab: (b)
Sifat dominan adalah sifat yang muncul pada keturunan dari salah satu sifat induk dengan mengalahkan sifat pasangannya, dalam soal sifat dominan. Sifat resesif adalah sifat yang tidak muncul (tersembunyi) pada keturunannya karena dikalahkan (ditutupi) oleh sifat pasangannya. Sifat intermediet (dominan parsial) adalah sifat yang muncul pada keturunannya yang merupakan campuran dari sifat kedua induknya. Jadi, bunga merah muda merupakan sifat intermediet.

Genotipe dan Fenotipe

Untuk memudahkan mempelajari persilangan, gen yang berperan diberi simbol huruf. Gen yang bersifat dominan dengan huruf kapital. Misal gen penentu sifat batang tinggi ditulis dengan huruf "T". Gen resesif biasanya dinyatakan dengan huruf kecil. Misal gen sifat batang pendek ditulis dengan huruf "t". Jadi, batang tinggi dominan terhadap batang pendek, atau batang pendek resesif terhadap batang tinggi. Untuk individu yang diploid (2n) dan memiliki dua sifat dinyatakan dengan dua huruf. Misalnya:

TT = simbol untuk tumbuhan berbatang tinggi, garnet yang dibentuk T dan T 

Tt = simbol untuk tumbuhan berbatang pendek, garnet yang dibentuk t dan t 

MM = simbol untuk tumbuhan berbunga merah, garnet yang dibentuk M dan M 

mm = simbol untuk tumbuhan berbunga putih, garnet yang dibentuk m dan m 

Mm = simbol untuk tumbuhan berbunga merah muda, garnet yang dibentuk M dan m

Susunan atau komposisi gen yang menentukan sifat suatu individu disebut genotipe. Simbol untuk genotipe ditulis dengan huruf yang berpasangan, misalnya TT, Tt, atau tt; MM, Mm, atau mm. Jadi, anggota genotipe sepasang gen. Gen-gen tersebut terletak pada lokus yang sama dari kromosom yang homolog. Sepasang gen yang terletak pada posisi yang sama pada pasangan kromosom disebut alel. Alel menentukan bentuk sama atau berbeda dari suatu sifat tertentu.

Genotipe yang memiliki pasangan kedua alel atau gen-gen yang sama disebut homozigot (homo = sama). Homozigot dominan bila individu bergenotipe TT, MM, LL, dan sebagainya. Homozigot resesif, misalnya tt, mm, 11, dan sebagainya. Genotipe yang memiliki pasangan alel yang berbeda atau gen-gen tidak sama disebut heterozigot (hetero = tidak sama). Misalnya, Tt, Mm, LI, dan sebagainya.

Genotipe tidak tampak dari luar. Sifat-sifat yang tampak dari luar disebut fenotipe. Fenotipe ditentukan oleh gen dan lingkungan. Fenotipe ditulis dengan penampakan. Misal, batang tinggi, wama bunga merah, rasa buah manis, wama bulu cokelat, rambut ikal, dan sebagainya. Tanaman berbatang tinggi fenotipenya ditulis "batang tinggi" dan genotipenya ditulis "TT" atau "Tt" bila T dominan terhadap t.

Dalam persilangan juga digunakan simbol-simbol, yaitu sebagai berikut:

P = parental, berarti induk atau orangtua
F = filial, berarti keturunan yang diperoleh dari hasil persilangan parental.
Fi = filial pertama, artinya keturunan pertama, F2 keturunan kedua, dan seterusnya.

Contoh soal:
1. Persilangan antara kacang ercis batang tinggi (TT) dengan kacang ercis batang pendek (tt) menghasilkan keturunan pertama semuanya kacang ercis batang tinggi (Tt). Yang menunjukkan genotipe dan fenotipe secara berurut adalah ...
a.    TT dan tt    c. TT dan batang tinggi
b.    Batang tinggi dan batang pendek    d.    Batang pendek dan tt

Jawab: (c)
Genotipe adalah susunan atau komposisi gen yang menentukan sifat suatu individu disebut, dan diberi simbol dengan huruf yang berpasangan. Dalam soal yang menunjukkan genotipe adalah TT, Tt, dan tt. Sedangkan fenotipe adalah sifat-sifat yang tampak atau menyerupai bentuk luar yang dapat diamati, dan ditulis dengan penampakan. Dalam soal yang menunjukkan fenotipe adalah batang tinggi dan batang pendek.

Percobaan Mendel

Dalam percobaannya Mendel menggunakan kacang ercis (Pisum sativum), karena memiliki sifat-sifat:

• Memiliki pasangan yang sifatnya kontras (mencolok)
• Dapat melakukan penyerbukan sendiri
• Mudah dilakukan penyerbukan silang
• Memiliki daur hidup yang relatif pendek sehingga cepat menghasilkan keturunan.
• Menghasilkan keturunan yang banyak.

Sebelum melakukan percobaan, mendel mencoba mendapatkan tanaman galur mumi, yaitu tanaman yang melakukan penyerbukan sendiri secara berulang kali, sehingga menghasilkan keturunan yang memiliki sifat sama dengan induknya. Dari percobaan-percobaan yang dilakukannya, Mendel memperoleh hasil bahwa semua keturunan pertama hanya menunjukkan ciri dari salah satu induknya, sifat yang muncul hanya sifat dominan saja, sedangkan sifat resesif tidak muncul, Pada keturunan kedua sifat resesif mulai muncul kurang lebih seperempat (25%) dari seluruh biji, sedangkan sifat dominan yang tampak kira-kira tiga perempat (75%). Penyerbukan yang dilakukan mendel adalah penyerbukan silang denga satu sifat beda (monohibrid). Penyerbukan lainnya, yaitu penyerbukan silang dengan dua sifat beda (dihibrid), tiga sifat beda (trihibrid), dengan banyak sifat beda (polihibrid). Dari hasil percobaannya, Mendel menyusun hipotesis untuk menjelaskan persilangan, yaitu:

• Setiap sifat dikendalikan oleh sepasang faktor keturunan (gen) dari induk jantan dan betina.
• Setiap pasang faktor keturunan (gen) menunjukkan bentuk altematif sesamanya, misalnya tinggi atau pendek, bulat atau keriput, asam atau manis. Kedua bentuk altematif itu disebut alel.Bila pasangan faktor terdapat bersama-sama, faktor dominan akan menutup faktor resesif.
• Saat pembentukan sel kelamin, pasangan faktor keturunan memisah. Setiap garnet menerima salah satu faktor dari pasangan. Pada proses pembuahan faktor-faktor itu berpasang-pasangan secara acak
• Individu galur mumi memiliki dua alel yang sama. Alel dominan disimbolkan huruf besar, alel resesif disimbolkan huruf kecil. Misal TT (pasangan alel tinggi dominan) dan tt (alel pendek resesif).

Dari hipotesis tersebut, Mendel mengemukakan Hukum I Mendel dan Hukum II
Mendel. Hukum-hukum Mendel ini merupakan prinsip dasar genetika.

• Hukum I Mendel (hukum segregasi atau pemisahan alel-alel dari suatu gen yang berpasangan). Hukum ini berlaku untuk persilangan dengan satu sifat beda (monohibrid).
• Hukum II Mendel (hukum pengelompokan gen secara bebas atau asortasi). Hukum ini berlaku untuk persilangan dengan dua sifat beda (dihibrid) atau lebih.