Blog ini berisi beberapa catatan tentang aktivitas ku sebagai guru, sharing beberapa karya tulis dan informasi mengenai Biologi.Semoga bermanfaat dan menjadi inspirasi untuk memajukan pendidikan di Indonesia
Asam Nukleat dan sintesis protein Semua fungsi-fungsi sel dikendalikan dari pusat informasi. Pusat informasi atau 'Program biologi' ini disebut kode genetik. Inilah cara sel menyimpan informasi yang berkaitan dengan struktur dan fungsinya. Asal usul Selama bertahun-tahun asal usul tentang hereditas tidak diketahui. Setelah dilakukan banyak penelitian oleh para ahli, barulah permasalahan tersebut terjawab. berikut tokoh-tokoh yang terlibat dalam penelitian-penelitian tentang hereditas: 1. Fredrick Griffith Tokoh ini mempelajari tentang pengaruh 2 strain bakteri penginfeksi, strain 'halus' yang menyebabkan penyakit pneumonia dan kematian pada tikus dan strain 'kasar' yang tidak menyebabkan penyakit.
Percobaan yang ia lakukan adalah sebagai berikut: Eksperimen Griffith Simak percobaannya sebagai berikut:
gambar 1 : Eksperimen Frederick Griffith tentang hereditas
Kondisi terakhir sesuatu yang janggal, karena ia meramalkan bahwa tikus tersebut harusnya hidup. Berdasarkan hal tersebut ia berkesimpulan bahwa beberapa subtansi yang tidak dikenal telah mengubah bakteri stran kasar menjadi bakteri stran halus. 2. Avery, McCarty
& MacLeod Mereka mencoba menentukan agen apa sebenarnya perubah ini? apakah protein atau DNA? Kromosom rusak dengan enzim yang menghancurkan protein atau DNA.
Sampel dengan protein yang hancur masih menyebabkan perubahan pada bakterimenunjukkan materi genetiknya adalah DNA.
Gambar 2 : eksperimen Avery, McCarty dan MacLeod tentang agen perubah
3. Hershey-Chase virus ditandai dengan 32P pada DNA nya virus yang lainnya ditandai dengan 35S pada mantel proteinnya Para peneliti menemukan zat radioaktif P dalam bakteri, yang menunjukkan itu adalah DNA bukan protein yang disuntikkan ke dalam bakteri.
Gambar 3 :Eksperimen Hershey-Chase tentang eksperimen pencampuran
4. Watson &
Crick Komponen-komponen penyusun DNA telah lama dikenal oleh para ahli. namun bentuk dan struktur DNA belum ada yang dapat mengidentifikasi. Pada tahun 1953 Watson & Crick mempublikasikan hasil temuannya berdasarkan analisis X-ray dan data lainnya bahwa bentuk DNA adalah 'Double Helix'.
Gambar 4 : Watson & Crick penemu bentuk dan struktur molekul DNA
Temuan Watson & Crick menunjukkan tentang struktur dasar DNA sebagai berikut: Struktur DNA DNA berbentuk'Double Helix' seperti tangga tali berpilin
Gambar 5: struktur molekul DNA menurut Watson dan Crick
Nukleotida DNA disusun oleh nukleotida-nukleotida Nukleotida disusun oleh 3 komponen - Gula berkarbon 5 - Basa Nitrogen - pospat
Gambar 6 : struktur molekul Nukleotida
Basa Nitrogen Ada 4 macan Basa nitrogen yang termasuk dalam kelompok Purin atau Pirimidin. Basa Nitrogen ini biasanya disimbolkan dengan huruf besar dari kata di depannya. Basa nitrogen kelompok Purin, terdiri atas: - Adenin (A) - Guanin (G) Basa nitrogen kelompok Pirimidin terdiri atas : - Sitorin (S) - Timin (T)
Gambar 7 : Struktur 4 macam molekul Basa Nitrogen
Pasangan Basa Nitrogen Masing-masing benang dari pita DNA dibentuk oleh hubungan 2 nukleotida yang di kaitkan atau dihubungkan dengan ikatan hidrogen Ikatan hidrogen ini mengikat antara basa nitrogen pada benang DNA satu dengan basa nitrogen pada benang lainnya.
Gambar 8 : pasangan basa nitrogen dan ikatan hidrogen
Pasangan basa nitrogen yang dihubungkan dengan ikatan hidrogen memiliki aturan sebagai berikut: - Adenin (A) hanya berpasangan dengan Timin (T) dan dihubungkan dengan 2 ikatan hidrogen - Sitosin (S) hanya berpasangan dengan Guanin (G) dan dihubungkan oleh 3 ikatan hidrogen Aturan Hukum Genetika Aturan hukum Genetika menyatakan bahwa informasi genetik diekspresikan dalam suatu urutan tertentu. Susunan urutan tersebut adalah sebagai berikut:
Gambar 9 : DNA sebagai pusat insformasi genetik
Replikasi DNA
DNA memiliki kemampuan yang unik dalam membuat salinan dirinya sendiri
Kemampuan ini merupakan'tenaga pendorong' dari makhluk hidup
Kemampuan membuat salinan diri sendiri ini dilakukan dengan proses replikasi
Proses replikasi merupakan proses yang kompleks
Benang DNA membuka pilinannya membentuk dua helaian benang yang tersusun atas kumpulan nukleotida
Putusnya pilinan benang DNA disebabkan putusnya ikatan hidrogen antara dua basa nitrogen oleh enzim DNA polimerase.
Enzim DNA polimerase ini bergerak disepanjang pita DNA, dan setelah selesai dihasilkan dua untang benang DNA yang identik.
Proses transkripsi berlangsung sepanjang benang pada ujung 5' ke 3' (ini disebut leading strands)
Pencetakan benang anakan pada benang DNA berikutnya dengan arah yang berlawanan 5' ke 3' (disebut lagging strands)
DNA primer menempel pada segnem lagging strand oleh enzime primase
transkripsi berlangsung terus di arah 5' ke 3' membentuk fragmen okazaki hingga mencapai fragmen berikutnya.
Dua fragmen DNA digabungkan oleh DNA ligase
gambar 10. proses replikasi DNA
RNA Transkripsi
Sel secara tidak langsung menggunakan DNA untuk mengontrol fungsi-fungsi sel
DNA merupakan molekul yang sangat penting dan harus dilindungi dalam inti
kerja sel mengkopi sendiri untuk melakukan pekerjaan dalam membuat protein
kopi atau atau duplikat ini disebut RNA atau ribonukleid acid
RNA berbeda dengan DNA dalam beberapa hal penting, yaitu - lebih kecil, - pita tunggal, - tidak memiliki basa nitrogen timin, tetapi mempunyai urasil yang akan berpasangan dengan Adenin.
Gambar 11: proses transkripsi RNA
Transkripsi RNA
RNA dihasilkan melalui prses transkripsi RNA yang sama dengan DNA replikasi
area kecil dari DNA 'membuka resleting' sehingga nukleotida terlihat jelas
nukleotida (menggunakan urasil) untuk pasangan basa komplementernya
Proses ini menghasilkan pita panjang dari massenger RNA (mRNA) yang merupakan komponen penting dalam sintesis protein.
Pendahuluan
Artikel ini mencoba menguraikan seputar kehidupan Gregor Mendel penemu tentang pewarisan sifat (Genetik) yang hidup pada abad ke-19. Gregor mendel menemukan bagaimana gen diturunkan dari orang tua pada keturunannya termasuk tumbuhan dan hewan.
Sebelum dijelaskan lebih lanjut bagaimana pola pewarisan sifat dari induk pada keturunannya sebagaimana yang telah dilakukan oleh Mendel, ada baiknya kita mengetahui terlebih dahulu "Siapa sih mendel?'
Siapa sih Mendel itu?
Gregor mendel lahir tahun 1822 di Silesia, sekarang disebut Republik Ceko. Sejak usia muda dia sudah tertarik dengan hal-hal yang berkaitan dengan berkebun. Minatnya yang tinggi pada tumbuhan didapat dari ayahnya yang menjadi petani.
Pada tahun 1843 di usia 21 tahun, Gregor mendel memutuskan untuk menjadi Biarawan di Biara St. Thomas di kota Brno di Republik Ceko.
Pada tahun 1851 - 1853 ia mendapat Beasiswa di University of Vienna di Austria dan mengambil spesialisasi di jurusan Fisika. Ketika menjadi mahasiswa di Universitas ini ia mendapatkan pembelajaran yang sangat berharga tentang bagimana mempersiapkan, melaksanakan dan menganalisis hasil percobaan ilmiah.
Setelah menyelesaikan kuliahnya di Wina, ia kembali ke biara untuk menjalani hidup sebagai biarawan, sambil mengembangkan minatnya dan melakukan penelitian tentang pola-pola pewarisan makhluk hidup.
Awal mulanya ia mempelajari tentang hereditas pada tikus, sebelum penelitiannya yang menggemparkan dunia pengetahuan tentang pewarisan sifat pada kacang ercis (Pisum sativum).
Mau tau seperti apa sih tanaman kacang sercis itu? coba lihat beberapa bagian dari tanaman ini!
Gambar 1: Bunga tanaman kacang Ercis warna putih (pisum sativum)
Gambar 2 : buah polong tanaman Ercis putih (Pisum sativum)
Gambar 3 : Variasi bentuk biji (bulat dan keriput)Kacang ercis dalam satu polong
Tanaman ini punya dua variasi warna bunga (putih dan ungu), Variasi letak bunga (di ujung tangkang atau di ketiak daun), variasi bentuk polong (licin dan keriput), variasi warna polong (kuning dan hijau), variasi bentuk biji (kisut dan bulat) variasi pada warna biji (kuning dan hijau). Nah .... unik kan tanaman kacang ercis ini?
Hal itulah yang menjadi alasan kenapa Mendel memilih tanaman ini sebagai objek penelitiannya.
Mau tau alasan lainnya kenapa Mendel memilih tanaman Kacang Ercis sebagai objek penelitiannya? simak penjelasan dibawah ini!
1. Kacang Ercis mudah untuk dilakukan penyerbukan silang
Tanaman kacang Ercis umumnya cepat tumbuh dan mudah dilakukan penyerbukan silang dengan tanaman kacang ercis lainnya. Biasanya dilakukan dengan cara mengoleskan rambut-rambut halus dari kuas ke antera (kepala sari) dewasa dari tanaman kacang ercis, sehingga sebuk sari menempel pada rambut-rambut halus kuas tersebut, kemudian mengoleskannya ke stigma (kepala putik) dewasa dari tanaman kacang ercis lainnya. Proses ini disebut dengan nama penyerbukan silang buatan. Penyerbukan ini merupakan langkah awal dari proses pembuahan untuk menghasilkan biji.
Simak bagaimana cara untuk memindahkan serbuk sari dari tanaman kacang ercis satu ke tanaman kacang ercis lainnya!
Gambar 4 : proses pemindahan serbuk sari menggunakan kuas halus
Lihat .... serbuk sari sudah menempel pada kuas dan siap di serbuki ke kepala putik.
Gambar 5 : kuas yang dipergunakan untuk memindahkan serbuk sari
Hal yang perlu diperhatikan pada proses penyerbukan silang buatan ini adalah kepala sari dari bunga yang putiknya dilakukan penyerbukan silang ini harus dibuang terlebih dahulu untuk mencegah tanaman melakukan penyerbukan sendiri.
Gambar 6 : proses penyerbukan yang dilanjutkan pembuahan (fertilisasi)
Ovula (bakal biji) dibuahi kemudian berkembang menjadi biji 'embrio' dan ovarium berisi biji sehingga disebut buah polong .
Gambar 7 : proses perkembangan bakal biji menjadi biji dan proses perkembangan ovarium menjadi buah polongan
2. Tanaman kacang Ercis mudah melakukan penyerbukkan sendiri
Tanaman kacang ercis tidak hanya mudah untuk dilakukan penyerbukan silang, tapi juga mudah untuk dilakukan penyerbukan sendiri. Penyerbukan sendiri terjadi jika serbuk sari menempel di kepala putik pada bunga yang sama, untuk selanjutnya terjadi proses pembuahan (fertilisasi).
Tanaman kacang ercis merupakan salah satu tanaman dari kingdom plantae yang dominan untuk melakukan penyerbukan sendiri.
Gambar 8 : Proses penyerbukan sendiri
3. Tanaman kacang ercis dapat ditanaman dalam jumlah besar di lahan yang sempit
Gambar dibawah ini menunjukkan kebun kacang Mendell di St. Thomas Abbey. Perhatikan ukuran lahan yang sempit yang ditanami dengan tanaman kacang ercis yang banyak.
Gambar 9 : sejumlah besar tanaman kacang ercis yang tumbuh rapat pada area yang sempit
4. Tanaman kacang Ercis memiliki banyak Varietas (sub species)
Total variasi tanaman kacang ercis yang digunakan Mendel dalam kebun penelitiannya adalah 22 sub species (varietas). Dengan banyaknya varietas dari kacang ercis, menjadikannya objek ideal bagi mendel untuk melakukan eksperimennya tentang pola pewarisan sifat.
Dalam 22 varietas ini mendel lebih memfokuskan pada 7 sifat/karakter yang akan diteliti. Untuk penelitiannya ini Mendel membutuhkan waktu 8 tahun dengan mengembangbiakan 29.000 tanaman kacang ercis.
Ide besarnya adalah memahami bagaimana terbentuknya variasi sifat/karakter yang tampak pada keturunan.
Apa sih sifat?
Pada contoh dibawah ini warna bunga adalah 'sifat' Warna-warna yang ditunjukkan pada bunga adalah variasi dari sifat.
Gambar 10. Sifat atau karakter
5. Perbedaan varietas dari biji kacang ercis banyak terdapat di brno pada tahun 1850 an
Suply biji kacang ercis secara teratur dari berbagai varietas kacang ercis tersedia di tahun 1850-an dari pusat perdagangan biji di Brno
Gambar 11: tempat penjualan berbagai varietas biji kacang ercis
Tujuh Sifat Kacang ercis yang digunakan Mendel dalam penelitiannya
Penjelasan dibawah ini mendeskrispsikan tujuh sifat dari tanaman kacang ercis yang digunakan Mendel dalam penelitiannya yang dilakukan selama 8 tahun dengan cara penyerbukan silang dan penyerbukan sendiri.
Sifat/karakter pertama
Mendel menyilangkan atau membiarkan tanaman kacang ercis bunga putih menyerbuki tanaman kacang ercis bunga ungu dengan sendirinya.
Apakah keturunannya nanti akan berbunga putih atau ungu?
Gambar 12 : Tanaman kacang ercis bunga putih dan ungu
Sifat/karakter kedua
Mendel menyilangkan tanaman kacang ercis dengan bunga yang terletak di ujung (posisi terminal) dengan tanaman kacang ercis yang bunganya muncul dari ketiak daun (posisi aksial).
Dimanakah bunga pada keturunan hasil penyilangan tersebut muncul? pada posisi aksial atau posisi terminal?
Sifat/karakter disini berkaitan dengan batang. sifat ini ada dua variasi yaitu letak bunga di ujung batang (terminal) atau letak bunga muncul diantara batang dan daun atau ketiak daun (aksial).
Gambar 13 : Tanaman kacang ercis dengan bunga di ketiak daun dan di ujung batang
Sifat/karakter ketiga
Mendel menyilangkan atau membiarkann melakukan penyerbukan sendiri antara tanaman kacang ercis batang tinggi dengan tanaman kacang ercis batang pendek.
Apakah tanaman anakan hasil penyilangan tersebut berbatang pendek atau batang tinggi?
Sifat batang tinggi dan batang rendah pada tanaman kacang ercis. Sifat ini memungkinkan dua variasi pada anak hasil penyilangan yaitu berkembang menjadi tanaman batang pendek atau batang panjang.
Gambar 14. Tanaman kacang ercis batang tinggi dan batang pendek
Sifat/karakter 4
Mendel menyilangkan atau membiarkan terjadinya penyerbukan sendiri antara tanaman kacang ercis biji bulat dengan tanaman kacang ercis biji keriput.
Apakah anak hasil persilangan tersebut berbiji bulat atau keriput?
Sifat bentuk biji, sifat ini memiliki dua variasi yaitu biji bulat atau biji keriput.
Gambar 15 : sebuah polong dari tanaman kacang ercis dengan biji bulat dan keribut
Sifat/karakter kelima
Mendel menyilangkan atau membiarkan terjadinya penyilangan sendiri antara tanaman kacang ercis kulit biji kuning dengan tanaman kacang ercis kulit biji hijau.
Apakah keturunan hasil penyilangan tersebut berbiji kuning atau hijau?
Sifat warna kulit biji: sifat ini memiliki variasi kulit biji berwarna kuning atau kulit biji warna hijau.
Gambar 15 : Tanaman kacang ercis dengan kulit biji warna kuning dan hijau
Sifat/karakter keenam
Mendel menyilangkan atau membiarkan terjadi penyilangan sendiri antara tanaman kacang ercis bentuk polong licin dengan tanaman kacang ercis bentuk polong berkerut.
Apakah keturunan hasil penyilangan tersebut memiliki polong licin atau berkerut?
Sifat bentuk kulit polong; Sifat ini memiliki dua variasi yaitu polong licin atau polong berkerut
Gambar 16 : Tanaman kacang ercis dengan polong licin dan berkerut
Gambar 17 : Tanaman kacang ercis dengan polong berkerut
Sifat/karakter ketujuh
Mendel menyilangkan atau membiarkan terjadinya penyilangan sendiri antara tanaman kacang ercis dengan kulit polong kuning dengan tanaman kacang ercis kulit polong hijau.
Apakah keturunan hasil persilangan tersebut memiliki polong warna kuning atau hijau?
Sifat warna kulit polong. Sifat ini memiliki dua variasi yaitu kulit polong warna kuning dan kulit polong warna hijau.
Gambar 18 : Tanaman kacang ercis dengan kulit polong warna kuning dan kulit polong warna hijau
Kesimpulan Mendel tentang eksperimennya
Pada tahun 1863 mendel akhirnya Mendel menyelesaikan eksperimennya. Kita diskusikan hasil eksperimen dan penemuan Mendel tentang hukum pola pewarisan sifat dari induk ke keturunannya.
Mendel berkesimpulan tentang faktor keturunan atau sifat pada tanaman kacang ercis yang disampaikan pada perkumpulan Brno Natural History tahun 1865 dalam sebuah makalah yang diberi judul Versuche über Pflanzenhybriden (Eksperimen tentang hibridisasi tumbuhan).
Reaksi ilmuwan terhadap Penemuan mendel.
Ilmuwan yang mendengarkan Mendel menyampaikan kesimpulan hasil penelitiannya pada Pertemuan Brno Natural Society tidak sepenuhnya memberikan apresiasi terhadap kesimpulan dasar Mendel yang signifikan tentang pewarisan sifat tanaman.
Ilmuwan terkemuka pada yang hidup pada tahun 1860-an yang membaca makalah penelitian Mendel mengabaikan hasil temuan tersebut dan menyatakan bahwa hasil temuan tersebut hanya memberikan jawaban bahwa kesimpulan tersebut hanya berlaku untuk persilangan pada tanaman kacang ercis tapi buka merupakan hukum dasar tentang pola pewarisan sifat.
Penemuan Mendel diangkat kembali.
Pada tahun 1884 Mendel meninggal dengan meninggalkan ketidakjelasan hasil penelitiannya dan bahkann dilupakan.
Hasil temuannya seolah-olah lenyap tidak membuahkan hasil, dan pada tahun 1900-an para ahli yang mempelajari kembali makalahnya mengakui bahwa penelitian mendel merupakan dasar pijakan bagi hukum pewarisan sifat dan oleh sebab itu ia mendapat penghargaan atas prestasinya itu.
Gambar 19 : Gregor Mendel 1822 - 1884
Bahkan Ilmuwan besar Charles Darwin, pernah mendengar penemuan kontemporer Mendel tentang pola pewarisan sifat pada keturunan.
Charles Darwin yang berhasil memecahkan misteri tentang evolusi, tapi berbeda dengan Mendel, ia tidak pernah dapat menjelaskan hukum tentang hereditas.Bahkan ilmuwan terkemuka abad ke 19 pun tidak mampu memahami kesimpulan eksperimen mendel.
Kasihannya mendel, jerih payahnya tidak mendapat apresiasi dari kalangan ilmuwan. Coba simak halam 25 dari 1865 halaman makalahnya tentang pola pewarisan sifat. Ia membuat kesimpulan yang ragu-ragu tentang hereditas.
Dia dia lembar ke 25 dari 1865 halaman makalah mendel .... ngerti gaaak?
aku ngebaca aja gak ngerti ... apalagi memahami maknanya hehehe ...
Gambar 20 : halaman 25 dari 1865 halaman makalah penelitian Mendel didalam sidang perkumpulan Brno Natural History
Mendel menjelaskan tentang 'genotip' dan kemungkinan kombinasi dari sifat alel 'dominan' dan alel 'resesif ‘BB’,’Bb’,’bb’ dll.
Papan catur Punnet dibawah ini menunjukkan persilangan dua tanaman kacang ercis yang memiliki kulit polong warna hijau dengan tanaman kacang ercis yang memiliki kulit polong warna kuning.
Informasi apakah yang disampaikan poleh papan catur Punnet tentang fenotip dan genotip dari kulit biji polong?
Gambar 21 : Papan segiempat (papan catur) Punnet dalam menjelaskan tentang konsep genotip dan fenotip
Jika ilmuwan abad ke-19 tidak memahami atau menghargai pentingnya penelitian Mendel, jadi apa yang mereka yakini dan ketahui tentang pewarisan sifat?
Sebelum penelitian Mendel diangkat kembali pada tahun 1900-an, banyak ilmuwan percaya hipotesis tentang 'pewarisan sifat campuran'.
'Pewarisan sifat campuran' mengacu pada makna bahwa keturunan itu mewarisi perpaduan atau campuran antara karakteristik yang tampak dari kedua organg tua.
Jadi, jika hipotesis tentang 'pewarisan sifat campuran' itu diterapkan pada bunga, seperti bunga merah disilangkan dengan bunga putih, setelah beberapa generasi menghasilkan keturunan dengan warna merah muda.
Gambar 22 : Bunga siklamen putih dan bunga siklamen merah
Gambar 23 : Variasi warna bunga siklamen
Hipotesis palsu dari 'campuran' sifat bunga merah dan bunga putih selama tiga generasi dapat dilihat pada diagram dibawah ini!
Gambar 24 : Hipotesis palsu para ilmuwan sebelum abad ke 19 tentang pewarisan sifat campuran
'Pewarisan sifat campuran' jika diterapkan pada manusia, akan berarti bahwa keturunan dari hasil perkawinan antara orang tua yang tubuhnya tinggi dengan orang tua yang tubuhnya pendek akan menghasilkan anak dengan campuran kedua sifat tersebut?
Bagaimana pendapatmu tentang tinggi badan dari keturunan pasangan dibawah ini?
Gambar 25 : Variasi tinggi tubuh pada manusia
atau jika kamu menyilangkan antara zebra dengan kuda, apakah akan menghasilkan keturunan 'campuran' terlihat seperti Zorse (Zebra dan horse)?
Gambar 26 : Zorse merupakan bentuk fenotip yang mungkin terbentuk dari perkawinan antara kuda dan zerapah
Singa dan harimau jika disilangkan satu dengan yang lain akan menghasilkan LIGER yaitu suatu fenotip yang terlihat setengah harimau dan setengah singa.
Gambar 27 : LIGER merupakan anak hasil perkawinan antara singa dengan harimau
Dalam ketidakpahaman tentang 'genotip' dapat dimengerti berapa banyak ilmuwan abad ke-19 menjadi terpaku tentang penjelasan mengenai pewarisan sifat yang didasarkan pada 'fenotip' yang tampak dengan mata kepala mereka sendiri.
Pemahaman yang salah dari para ilmuwan sebelum abad ke-19 tentang sifat yang tampak dari luar 'fenotip' dan penjelasannya bagaimana sifat tersebut dapat dijelaskan secara 'genotip' seperti yang dijelaskan oleh Mendel, bahwa gabungan antara alel dominan dan resesif akan menentukan sifat fenotip dari keturunan berikutnya.
Untuk mendapatkan jawaban yang rinci tentang hal tersebut, Mendel dalam makalahnya ternyata sudah menuliskan bagaimana mekanisme tersebut dapat terjadi.
Penjelasan tentang Diagram Punnet
Variasi warna kuning dari 'gen kacang warna polong kuning' merupakan alel dominan. Variasi warna hijau dari 'gen kacang warna polong hijau' adalah alel resesif.
Variasi gen dominan (dalam hal ini alel dominan 'Y') sifat yang selalu tampak dalam keturunan, sekalipun organisme hanya mempunyai satu salinan dari alel dominan.
Variasi resesif (dalam hal alel resesif 'y') sifat yang tidak pernah tampak atau tertutup atau tidak tampak dalam keturunan, ketika organisme memiliki satu alel resesif dan satu alel dominan maka karakter alel tersebut tidak tampak secara fenotip.
Gambar 28 : gen dengan alel dominan Y dan alel resesif y
Tanaman kacang ercis dengan warna polong hijau disilangkan dengan sesamanya sesamanya menghasilkan keturunan yang dengan warna polong hijau. setiap polong warna hijau memiliki dua alel resesif 'yy'
Tanaman kacang ercis lain yang disilangkan memiliki warna polong kuning. setiap polong kuning memiliki satu alel dominan (Y) dan satu alel resesif (y).
Setelah persilangan, dihasilkan setengah bagian dari keturunan memiliki warna kulit polong kuning, dan setengah memiliki warna polong hijau.
Gambar 29 : gen dengan alel dominan Y untuk sifat warna kuning dan alel y untuk sifat warna hijau
Terbentuk juga setengah dari keturunan memiliki genotip Yy dan setengah memiliki genotip 'yy'
Penjelasan dibawah ini mendeskripsikan eksperimen Mendel dengan menggunakan tanaman kacang ercis yang dilakukan di Biara St. Thomas di Brni, republik Ceko, antara tahun 1855 - 1863.
Setelah 8 tahun melakukan eksperimen dengan menggunakan 29.000 tanaman kacang ercis, kemudian menyimpulkan tentang hereditas dari tanaman kacang ercis.
Pada artikel pertama telah dibahas tentang sejarah kehidupan dari Gregor dan bagaimana ia merencanakan eksperimennya. Pada artikel kedua ini pembahasan difokuskan pada pewarisan sifat tunggal (monohibrid) yaitu hereditas bunga ungu dan bunga putih.
Lebih jauh lagi jika kita mengamati bagaimana variasi warna bunga diwariskan pada beberapa keturunan dan dimana variasi dalam warna bunga merupakan sifat yang diwariskan pada keturunannya.
1. Penyelidikan Gregor mendel - Mengawinkan 'induk' dengan 'keturunan pertama' dari tanaman kacang ercis-.
Sebelum memulai eksperimennya mendel menumbuhkembangkan tanaman kacang ercis dengan teknik 'pemuliaan tanaman.
Teknik pemulian tanaman dilakukan dengan tujuan untuk menghasilkan sifat yang sama antara induk dengan keturunannya dalam beberapa generasi, dengan cara penyerbukan sendiri. (untuk penjelasan tentang penyerbukan sendiri, artikel pertama di atas).
Gambar 1 : Proses penyerbukan sendiri (Polinisasi sendiri)
Setelah penyerbukan sendiri, 'Pemuliaan' tanaman kacang ercis bunga ungu akan selalu menghasilkan anak dengan bunga ungu hingga beberapa generasi.
Gambar 2 : kacang ercis dengan warna bunga ungu
dan 'pemuliaan' tanaman dengan warna bunga putih akan selalu menghasilkann anak dengan warna bunga putih.
Gambar 3 : Tanaman kacang ercis dengan bunga putih
Generasi P ini memiliki kesamaan dalam berbagai hal untuk satu sifat/karakter yaitu warna bunga.
Gambar 4 : Generasi Parental dari tanaman kacang Ercis
Mendel menyebut keturunan dari hasil persilangan kedua generasi parental (bunga warna ungu dengan bunga warna putih) dengan istilah Filus atau disingkat generasi F1 (Filus adalah bahasa latin yang berarti anak).
Gambar 4 : Mekanisme terbentuknya generi F1
Mendel menemukan bahwa 'F1' yang merupakan tanaman 'hibrid' (keturunan yang dihasilkan dari suatu persilangan) dari generasi P ternyata semua memiliki warna bunga ungu.
Berikutnya mendel membiarkan tanaman F1 tersebut melakukan penyerbukan sendiri, dan dari hasil penyerbukan tersebut dihasilkan keturunan yang disebut generasi F2.
Mendel mencatat bahwa generasi F2 memiliki warna bunga yang bervariasi, rata-rata tiga untuk bunga warna ungu dan satu untuk bunga warna putih atau dengan ratio 3 : 1
Gambar 5 : Generasi F2 hasil persilangan generasi F1
Apa yang terjadi? mengapa tidak tidak ada bunga putih yang muncul pada generasi F1, dan mengapa bunga putih muncul kembali pada generasi F2?
(Jawaban dibawah ini merupakan judul dari 'kesimpulan Mendel tentang Hereditas).
Obersevasi Gregor Mendel ~ investigasi tentang sifat-sifat lain.
Mendel melakukan percobaan yang identik selama 3 generasi (P, F1 dan F2) untuk enam ciri yang lain dari tanaman kacang ercis (lihat penjelasan 7 sifat utama dalam tanaman kacang ercis)
Mendel menemukan bahwa setiap sifat yang hilang pada generasi pertama (F1), akan muncul kembali pada generasi kedua (F2)
sebagai contoh tanaman kacang ercis batang tinggi atau tanaman kacang ercis batang pendek. Kemudian kedua tanaman generasi parental tersebut dilakukan penyerbukan silang.
Gambar 6 : Generasi Parental dengan sifat batang tinggi dan batang pendek
Dalam generasi F1, semua tanaman memiliki batang tinggi.
Gambar 7 : Generasi F1 hasil persilangan generasi parental dengan sifat semua batang tinggi
Setelah melakukan penyerbukan sendiri sesama tumbuhan generasi F1, dihasilkan tanaman generasi F2 dengan rata-rata 3 untuk tanaman batang panjang dan 1 untuk tanaman batang pendek, atau dengan ratio 3 : 1.
Gambar 8 : Generasi F2 hasil persilangan dari tanaman generasi F1 dengan ratio sifat tanaman anakan 3 : 1
Kesimpulan Mendel tentang Hereditas
Berdasarkan hasil observasi yang telah dilakukannya pada tanaman anakan hasil penyerbukan silang dan tanaman anakan dari penyerbukann sendiri, mendel mengembangkan teorinya tentang hereditas.
Inilah kesimpulannya dari eksperimen-eksperimen yang dilakukannya tersebut :
Ada perbedaan variasi dari gen yang disebut dengan istilah alel. ada gen untuk warna bunga (alel warna ungu dan alel warna putih), ada gen untuk warna polong (alel warna kuning dan alel warna hijau), ada gen untuk bentuk biji (alel biji keriput dan alel biji bulat), ada gen untuk warna kulit biji (alel warna kulit hijau dan alel warna kulit kuning).
Gambar 9 : Mendel melakukan penyerbukan silang (cross polinization) pada tanaman kacang sercis dengan menggunakan kuas halus
2. Penyelidikan Mendel untuk variasi sifat yang tampak (dominan dan sifat yang tidak tampak (resesif).
Dalam kasus persilangan tanaman kacang ercis bunga ungu dengan bunga putih, sifat alel bunga ungu tampak pada keturunan F1 (dominan) sedangkan alel untuk warna bunga putih tersembunyi (resesif).
(baca penjelasan genetika pewarisan sifat untuk pemahaman yang lebih baik tentang alel dominan dan alel resesif).
Pada diagram dibawah ini genotip dari masing-masing warna bunga dituliskan dalam simbol huruf.
Simbol 'P' untuk alel ungu adalah dominan, sedangkan simbol 'p' untuk alel putih adalah resesif .
Kamu dapat melihat pada generasi F1 dimana terjadi kombinasi alel dominan (P) dengan alel resesif (p), sifat alel bunga putih tersembunyi, karena warna bunga yang tampak pada generasi F1 adalah warna ungu.
Gambar 10 : Alel dominan dan alel resesif
Variasi gen dominan (alel dominan 'P') sifatnya selalu terlihat (tampak), bahkan jika seseorang hanya memiliki satu salinan dari alel tersebut.
Variasi gen resesif (resesif alel 'p') sifatnya tidak pernah terlihat/tersembunyi, yaitu ketika seseorang hanya memiliki satu salinan dari alel resesif dan satu alel dominan.
Alel resesif hanya akan tampak sifatnya jika individu memiliki dua salinan dari alel tersebut. Pada generasi parental, bunga warna putih memiliki 2 salinan alel (pp) sehingga fenotip yang tampak berwarna putih.
3. Penyelidikan Mendel untuk alel homozigot dan alel heterozigot
Jika individu memiliki genotip 'PP' atau 'pp' dikatakan alel homozigot. jika individu memiliki genotip campuran 'Pp' dikatakan alel heterozigot.
Pada diagram dibawah ini kamu dapat melihat individu yang memiliki alel homozigot dan mana alel yang heterozigot.
Gambar 11. alel homozigot dan alel heterozigot
4. Merumuskan kesimpulan tentang variasi sifat dominan dan sifat resesif
Mendel menyimpulkan tentang tujuh sifat tanaman kacang ercis yang dia selidiki yaitu :
a. tanaman kacang ercis batang pendek bersifat dominan dan tanaman kacang ercis batang pendek bersifat resesif.
b. Tanaman kacang ercis biji bulat bersifat dominan, dan tanaman kacang ercis biji keriput bersifat resesif
c. Tanaman kacang ercis bunga terletak di ketiak daun (aksial) bersifat dominan, dan tanaman kacang ercis dengan bunga terletak di ujung batang bersifat resesif
d. Tanaman kacang ercis bunga ungu bersifat dominan dan tanaman kacang ercis bunga putih bersifat resesif
e. Tanaman kacang ercis dengan kulit biji warna kuning bersifat dominan dan tanaman kacang ercis dengan kulit biji hijau bersifat resesif.
f. Tanaman kacang ercis dengan polong halus bersifat dominan, dan tanaman kacang ercis dengan polong berkerut bersifat resesif
g. Tanaman kacang ercis dengan polong warna hijau bersifat dominan dan tanaman kacang ercis dengan polong warna kuning bersifat resesif
5. Penyelidikan Mendel tentang Pewarisan alel dari induk ke keturunannya.
Setiap tanaman kacang kapri mewarisi dua alel, satu dari induk jantan dan satu dari induk betina. Mendel mencatat bahwa anak (keturunan) dapat mewarisi alel dominan atau alel resesif dari kedua orang tua. Sifat dominan, dapat berasal dari gamet jantan atau gamet betina.
Gambar 12 : Penentuan pewarisan alel dominan dan resesif pada individu ditentukan oleh kedua induk
6. Penyelidikan Mendel tentang Variasi sifat yang diwariskan individu terjadi selama proses fertilisasi sel telur.
Ketika inti sperma dari serbuk sari berfusi(bersatu) dengan inti sel telur dalam bakal biji, disebut dengan Fertilisasi (pembuahan). Pada proses tersebut invidu akan menerima atau mewarisi satu alel dari inti sperma dan satu alel dari inti ovum.
Sel telur yang dibuahi (zigot) hanya mewarisi satu alel untuk masing-masing sifat induk. Hal ini terjadi karena proses pembentukkan inti ovum dan inti sperma terjadi melalui proses meiosis. Dimana proses pembelahan meiosis akan menghasilkan sel gamet (kelamin) yang bersifat haploid (tidak berpasangan). Jadi setiap inti sperma hanya memiliki satu alel untuk sifat tertentu demikian juga dengan inti ovum.
Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini, dimana satu alel menentukan satu sifat yang disebut gamet. Tentang gamet dijelaskan lebih lanjut pada gambar dibawah ini:
Gambar 13 : Pola pewarisan sifat pada proses fertilisasi sel telur
Diagram dibawah ini menunjukkan bagaimana tanaman kacang ercis galur murni bunga ungu di fertilisasi oleh inti serbuk sari dari tanaman kacang ercis galur murni warna putih, menghasilkan zigot atau telur yang dibuahi.
Gambar 14 : proses pembuahan sel telur oleh serbuk sari
Mendel menanam biji generasi F1 hasil penyerbukan sendiri, yang semuanya bergenotip heterozigot 'Pp'
Pada generasi F2 ia dapatkan variasi tipe tanaman kacang ercis yang homozigot (PP dan pp) dan genotip heterozigot (Pp dan Pp)
Gambar 15 : Genotip dan fenotip generasi F1 dan F2
7. Antera (kepala sari ) dan ovarium (bakal buah) masing-masing hanya menghasilkan satu salinan alela.
Ingat! bahwa 'gamet' (serbuk sari dan sel telur/ovum) hanya membawa satu alel untuk suatu sifat tertentu.
Gamet jantan (serbuk sari) dihasilkan oleh kepala sari (antera) dan gamet betina (sel telur /ovum) dihasilkan oleh bakal buah (ovarium).
Gambar 16" struktur bunga
Jadi, ketika tumbuhan melakukan penyerbukan sendiri, masing-masing gamet memberikan satu alel dari suatu sifat ke sel telur yang dibuahi (zigot). Pada generasi F1 akan dihasilkan 4 kemungkinan keturunan.
Gambar 17: Proses pewarisan sifat melalui proses penyerbukan sendiri
8. Sifat yang diturunkan satu dengan yang lain tidak dapat saling mempengaruhi
Variasi sifat diwariskan secara acak dan independen
Tanaman kacang ercis tidak selalu mewarisi semua genotip-genotip dominan seperti batang tinggi, bunga ungu, posisi bunga di aksial dan kulit polong berwarna hijau.
Gambar 18 : Tanaman kacang ercis dengan gen dominan batang tinggi
Demikian juga sebaliknya tanaman kacang ercis tidak harus selalu mewarisi alel resesif, termasuk batang pendek, bunga putih, , posisi bunga di ujung dan warna polong kuning.
Gambar 19 : tanaman kacang ercis dengan gen resesif batang pendek
Tanaman kacang ercis lebih mungkin untuk mewarisi alel dominan secara acak
Gambar 20 : Tanaman kacang ercis dengan gen dominan batang tinggi
dan semua sifat resesif diwariskan secara independen satu dengan yang lain.
Gambar 20 : tanaman kacang ercis dengan gen resesif batang pendek
Nah .... gitu deh penjelasan bagaimana Mendel menemukan pola pewarisan sifat dari induk ke keturunan berikutnya, memperkenalkan sifat homozigot dan heterozigot, mengenalkan pengertian alel, mengenalkan pengertian genotip dan fenotip, mengenalkan pengertian generasi parental dan generasi Filial
Pertanyaan
1. Apakah sih keturunan camuran itu? Mengapa Mendel mempertanyakan teori ini?
2. Sebutkan 7 karakteristik tanaman kacang ercis yang diselidiki oleh Mendel ?
3. Bagaimana Mendel mengontrol penyerbukan pada tanaman kacang ercisnya?
4. Jika kamu kacang ercis batang tinggi kemudian kamu lakukan penyerbukan silang dengan tanaman kacang ercis batang pendek. Penyerbukan menghasilkan tanaman anakan yang semuanya berbatang tinggi. kemudian tanaman anakan melakukan penyerbukan sendiri.
Jelaskan berapa kemungkinan tanaman kacang ercis batang tinggi yang akan kamu dapatkan pada generasi kedua?
5. Jika tanaman batang pendek bunga ungu disilangkan dengan tanaman batang tinggi bunga putih. akankah semua keturunan berbatang pendek dan bunga ungu? mengapa?
Berpikir kritis
1. Seandainya Darwin mengetahui pekerjaan apa yang dilakukan Mendel, Akankah hal tersebut mempengaruhi teorinya? Menurut kamu apakah penelitian Mendel ini mempengaruhi penerimaan teori evolusi Darwin?
2. Jelaskan hubungan antara genotip dan fenotip. bagimana satu fenotip bisa memiliki lebih dari satu genotip?
Untuk lebih menambah pemahaman dan wawasan kamu tentang pola pewarisan sifat ini simak juga video dibawah ini
Ayah dan ibu masing-masing menurunkan sifat/karakter pada anak-anak mereka, yang menurunkan alel dominan atau alel resesif mereka. Tapi bagaimana kita tahu begitu banyak kombinasi genetika yang ada. Hortensia Jimnez Diaz akan menjelaskan bagaimana mempelajari tanaman kacang ercis menyingkap mengapa kamu memperoleh warna mata iris biru?
Dan video dibawah ini juga bisa menjadi wawasan kamu untuk memahami genetika Mendel
