Makalah Perbedaan Hukum 1 Mendel dan 2 Beserta Contoh Penyimpangannya

Hukum I Mendel - Pada satu percobaan, Mendel menyilangkan tanaman ercis dan biji kuning dengan tanaman dari biji hijau. Kedua biji tanaman tersebut merupakan galur murni, didapat dari individu dengan sifat asli dan murni. Galur murni didapat dengan mengawinkan individu dengan sifat sama yang dinginkan berkali-kali.

Tanaman galur murni tersebut disebut P1 atau  parental (induk) pertama. Keturunan hasil persilangan disebut F1  atau  filial (generasi) pertama. Semua F1 persilangan tersebut adalah biji kuning.

Untuk mengetahui generasi selanjutnya, Mendel menanam biji kuning dari F1 . Tanaman tumbuh dan dewasa, melakukan penyerbukan sendiri, dan menghasilkan keturunan F2 . Hasilnya biji dengan sifat warna hijau muncul kembali pada generasi F2 . Dari 8.023 biji F2  yang dihasilkan, Mendel menemukan bahwa 6.022 biji adalah kuning dan 2.001 biji lainnya adalah hijau. Hal tersebut menghasilkan perbandingan biji kuning dan hijau sebesar 3:

Dari hasil percobaan tersebut, Mendel mencatat dua hal penting.

1. Sifat warna biji hijau menghilang pada generasi F1, namun muncul kembali pada generasi F2.
2. Ketika sifat warna biji hijau muncul kembali, sifatnya sama dengan biji P1.

(a) Langkah-langkah penyilangan yang dilakukan Mendel. (b) Kesimpulan yang didapat oleh Mendel

Mendel kemudian berpendapat bahwa pada tanaman F1, informasi untuk pembentukan biji hijau masih ada, namun tidak terlihat. Mendel juga berpendapat bahwa setiap tumbuhan P1  memberikan informasi bagi pembentukan warna biji kuning dan hijau, meskipun akhirnya mereka hanya menghasilkan biji kuning.

Ketika terdapat dua alternatif sifat bagi suatu ciri, sifat yang terlihat adalah sifat  dominan, sedangkan sifat yang kalah dan tidak terlihat adalah resesif. Pada kasus ini, sifat biji kuning adalah dominan terhadap sifat biji hijau. Pada semua ciri tanaman ercis yang Mendel amati, ia menemukan bahwa selalu terdapat satu sifat dominan terhadap sifat lain. Selain itu, perbandingan keturunan pada generasi pada generasi F2  selalu 3 : 1 untuk sifat dominan terhadap resesif.

Mendel menarik kesimpulan bahwa perbandingan 3 : 1 untuk sifat dominan terhadap resesif pada F2 dapat terjadi jika setiap individu hanya memiliki dua unit hereditas untuk setiap ciri yang dipengaruhi. Setiap unit hereditas didapat dari setiap induk jantan dan betina.

Kini unit hereditas yang diungkapkan Mendel disebut gen, yakni faktor pewarisan sifat yang mengatur ciri khusus individu, seperti penampakan, perilaku, dan fisiologis. Pada penelitian Mendel, gen mengatur warna biji, hijau atau kuning. Setiap bentuk alternatif gen disebut alel. Misalnya, pada gen yang mengatur warna biji terdapat gen untuk warna biji hijau dengan alel gen untuk warna biji kuning sehingga gen selalu berpasangan.

Pada individu, alel didapat dari setiap induk dan bersifat dominan atau resesif. Gen dominan biasanya dilambangkan dengan huruf kapital (besar), sedangkan gen resesif dilambangkan dengan huruf kecil yang sama. Jika huruf Y dilambangkan untuk alel gen warna biji kuning maka huruf y dilambangkan untuk alel gen warna biji hijau.

Berdasarkan hal tersebut, tanaman galur murni dengan sifat biji hijau memiliki pasangan alel YY, untuk galur murni biji kuning adalah yy. Pasangan alel ini disebut homozigot, memiliki pasangan yang sama.

Pada F1, pasangan alel didapat dari kedua induk galur murni sehingga semua generasi F1  memiliki pasangan alel Yy. Pasangan ini disebut heterozigot, memiliki pasangan yang berbeda. Pasangan alel-alel tersebut merupakan genotipe, tipe gen pada sel atau individu. Genotipe tidak tampak pada individu, namun genotipe memengaruhi penampakan sel- sel atau individu. Penampakan genotipe ini disebut  fenotipe.

Pada generasi F1 memiliki genotipe Yy yang mengandung alel untuk sifat biji warna kuning dan hijau. Akan tetapi, fenotipe generasi tersebut adalah biji warna kuning. Hal tersebut merupakan ekspresi alel gen dominan.

Hasil percobaan Mendel terhadap sifat dominan dan resesif yang diwariskan, menghasilkan Hukum I Mendel atau  hukum segregasi. Berdasarkan hukum ini, setiap individu membawa dua unit hereditas(gen sealel) yang memengaruhi suatu ciri tertentu. Selama meiosis, dua alel tersebut bersegregasi (berpisah) satu sama lain. Setiap alel kemudian tergabung dalam gamet. Alel akan bergabung kembali dengan pasangan alel yang sama atau berbeda melalui fertilisasi. Individu diploid hasil fertilisasi memiliki dua alel untuk setiap ciri. Satu dari setiap induknya.

Pembentukan pasangan alel pada individu melalui fertilisasi terjadi secara acak. Terdapat suatu metode untuk mengetahui kemungkinan pasangan alel pada individu baru yang disebut diagram Punnett. Diagram ini memperlihatkan kemungkinan alel gamet dari pasangan homozigot dan atau heterozigot, serta kemungkinan pasangan alel pada individu baru.

Pada generasi F2  terdapat biji fenotipe kuning dengan genotipe homozigot maupun heterozigot. Bagaimana cara Mendel mengetahui genotipe yang berbeda pada semua biji warna kuning? Mendel melakukan test cross, mengawinkan tanaman dengan genotipe yang belum diketahui dengan tanaman yang memiliki genotipe homozigot resesif (biji hijau galur murni). Jika semua keturunan tetap kuning, berarti biji kuning F2  adalah homozigot. Akan tetapi, jika test cross mengandung biji kuning dan hijau, berarti biji kuning F2  adalah heterozigot. Perhatikan gambar berikut

Diagram Punnett dan test cross yang dilakukan Mendel. (a) Jika biji F2  homozigot dan (b) jika biji F2  heterozigot.

Hukum II Mendel

Makhluk hidup umumnya memiliki pasangan alel untuk ratusanhingga ribuan ciri khas di dalam selnya. Pada percoban sebelumnya,Mendel menyilangkan tanaman ercis dengan satu ciri. Bagaimana jikamenyilangkan individu dengan dua ciri?

Mendel melakukan sebuah percobaan untuk mempelajari bagaimanadua ciri, bentuk dan warna biji, dapat berinteraksi dalam pewarisan sifat.Setelah mengetahui pada bentuk biji, sifat biji bulat dominan terhadapbiji kisut, Mendel menyilangkan galur murni biji bulat kuning (RRYY)dengan galur murni biji kisut hijau (rryy).

Persilangan dengan dua ciri beda ini disebut persilangan  dihibrid.Sebelumnya Mendel melakukan persilangan tanaman ercis dengan satuciri yang sebut persilangan monohibrid. Persilangan dihibrid antara galursemua biji bulat kuning.

Pada persilangan antara F1 dan F1, dihasilkan generasi F2 yangbervariasi. Termasuk dua fenotipe baru yang belum terlihat pada keduainduk. Tampaknya, alel dari gen untuk warna dan bentuk biji memisah sehingga dihasilkanempat jenis polen dan sel telur dengan kombinasi gen yang berbeda. Setiapgamet dapat memiliki kombinasi gen RY, ry, rY, atau Ry. Rekombinasiatau penyusunan kembali gen-gen yang terjadi melalui fertilisasimenghasilkan 16 kombinasi alel.  Dari 16 kombinasi, dihasilkan 9 macamgenotipe dan 4 macam fenotipe dengan perbandingan 9:3:3:1.

Persilangan dihibrid dan kombinasi sifat yang didapatkan

Dari hasil tersebut, Mendel menyimpulkan hasilnya dan dikenal dengan Hukum 2 Mendel, hukum pengelompokan secara bebas (independent assortment). Hukum ini menyatakan bahwa alel dari gen yang berbeda dibagikan secara acak ke dalam gamet-gamet dan fertilisasi terjadi secara acak pula.

Persilangan monohibrid menghasilkan perbandingan fenotipe 3:1. Adapun persilangan dihibrid menghasilkan perbandingan fenotipe 9:3:3:1. Bagaimana perbandingan fenotipe dengan tiga ciri atau bahkan lebih? Hal tersebut dapat diketahui menggunakan  segitiga Pascal. Perhatikan Tabel berikut.

Segitiga Pascal untuk Mengetahui Perbandingan Fenotipe