genetika - Blog UB

HUKUM MENDEL
PEWARISAN MONOHYBRID
Who is MENDEL?
• Gregor Johann Mendel (1822 –
1884)
• Pendeta Rep. Czechna
• Riset pada tumbuhan  evolusi,
pemuliaan tumbuhan
• Tujuan:
mengetahui
proses
pewarisan sifat dari tetua ke
keturunannya
• Penelitian tanaman kapri (Pisum
sativum)  1856 - 1863
Why is Pisum sativum?
•
•
Mudah tumbuh dan mudah disilangkan
Mempunyai sifat-sifat yang kontras
– Batang tanaman  tinggi vs rendah
– Bunga di sepanjang batang vs di ujung; warna
ungu vs putih
– Buah polong penuh vs lekuk dan kuning vs hijau
– Biji  bulat vs berlekuk; kuning vs hijau; kulit biji
putih vs abu-abu
Penelitian Mendel
• Menyilangkan tanaman kapri selama beberapa generasi
• Mencatat jumlah dan ratio genotip dan fenotip
• Hasil Pengamatan:
– Tidak ada sifat tetua yg muncul secara intermedier /
campuran pada keturunannya
– Sifat tertentu dapat tidak muncul pada keturunan generasi I
tapi masih dapat diwariskan pada generasi berikutnya
Kesimpulan Penelitian Mendel
• Individu mewarisi satu sifat dari masing-masing
tetuanya  Hasil persilangan (Hybrid) mirip
dengan induknya
• Pewarisan setiap sifat ditentukan oleh unit atau
faktor yang diteruskan kepada keturunannya
tanpa ada perubahan (keturunan Hybrid akan
muncul kembali secara teratur pd generasi
berikutnya)  unit ini sekarang disebut dg GEN
• Bila faktor keturunan mengikuti distribusi logis
maka ada pola pewarisan tertentu
Lima (5) Hukum Mendel
• Uniformitas  fenotip F1 seragam
• Dominasi  F1 sama dengan tetua jantan atau
betina
• Pemisahan gen se alel dalam pembentukan
gamet (segregasi bebas)
• Penggabungan bebas (independent assortmen)
• Resiprok
P
F1
HH X hh
Hh
P
F1
hh X HH
Hh
Terminologi
• P = parental
• F = filial = keturunan
• Fenotip
– Karakter/sifat yang dapat diamati dari luar
– Contoh: warna bulu, bentuk tubuh
• Genotip : susunan genetik individu
• Simbol suatu gen  R = gen utk warna merah
• Simbol genotip  RR Rr rr
• Alel : anggota dari sepasang gen; R alelnya r
(gen utk warna putih)
Terminologi
• Homosigot : sifat yang genotipnya terdiri dari gen yang
sama  RR, rr, TT
• Heterosigot : sifat yang genotipnya terdiri dari gen yang
berbeda  Rr, Tt
• Dominan : alel yang efeknya muncul dalam keadaan
homosigot maupun heterosigot  RR = Rr  merah
• Resesif : alel yang efeknya muncul bila dalam keadaan
homosigot
– Rr  merah
– rr  putih
• Carrier : heterosigot yang memiliki alel resesif yang
ekspresinya tersembunyi dari ekspresi alel dominan 
heterosigot akan senormal homosigot dominan
• Hybrid : hasil persilangan individu dengan satu pasang
atau lebih faktor keturunan
Prinsip-prinsip Genetika
• Unit keturunan (gen) berpasangan
– Gen warna kuning / hijau ditentukan gen Y
dan alelnya y
• Reduksi terjadi pada saat pembentukan gamet
 hanya satu anggota dari pasangan gen tetua
ada dalam gamet anak
• Pembuahan terjadi secara acak
Pola Pewarisan sifat MONOHYBRID
• Dihasilkan 4 macam individu anak:
– 3 macam genotip = RR: Rr: rr  genotypic ratio
– 2 macam fenotip  RR=Rr : rr  phenotypic ratio
Pewarisan Sifat Monohybrid sesuai
dg Hukum mendel
Pola pewarisan sifat
DOMINAN PENUH (complete dominance)
Pola Pewarisan Sifat Dominan Penuh
R : gen untuk biji bulat dan r : untuk biji berkerut
R dominan terhadap r
bulat
berkerut
bulat
1. Jumlah
kombinasi dan
Ratio fenotip?
2. Jumlah
kombinasi dan
Ratio genotip?
1. 2 kombinasi fenotip; Ratio fenotip = 3 biji bulat : 1 biji berkerut = 3:1
2. 3 kombinasi genotip; ratio genotip = 1 RR : 2 Rr : 1 rr = 1:2:1
Contoh Sifat Dominan Penuh
• Pada ternak:
– tidak bertanduk pada sapi yang dominan terhadap sifat
bertanduk
– Belang hitam pada sapi perah dominan thd belang merah
– Warna bulu putih pada domba dominan thd hitam
– Warna bulu putih pada babi dominan thd hitam
– Warna bulu putih pada ayam dominan thd hitam
• Pada manusia:
– Warna mata coklat dominan thd biru
– Tangan normal dominan thd kidal
– Tongue roller dominan thd non tongue roller
– Polydactily dominan thd normal
Inheritance of polled and horned
HORNED/POLLED GENE
P = polled p = horned
PP polled
Pp polled
pp horned
POLLED IS DOMINANT
Pola Pewarisan Warna pd Sapi Perah
(Gen utk belang hitam dominan thd belang merah)
X
B
B
100% F1 berwarna BELANG HITAM
Genotip ?
Bagaimana Genotip Tetua dan F1?
Bb
X
F1  25% homosigot dominan (BB)
50% heterosigot (Bb)
25% homosigot resesif (bb)
Bb
SOAL 1.
• Bagaimana fenotip dan genotip F1 hasil
persilangan sapi yg tidak bertanduk?
TIPE PERSILANGAN
MONOHYBRID
Persilangan Resiprok / persilangan
kebalikan
Persilangan kembali / back cross
Uji silang / testcross
Persilangan resiprok
• Persilangan kebalikan dari persilangan sebelumnya
• Contoh: persilangan sapi perah belang hitam dengan
sapi belang merah
P
F1
HH
hh
hitam
merah
Hh
P
F1
HH = hitam
HH
merah
Hh
hitam
hitam
F2
hh
F2
HH = hitam
Hh = hitam
Hh = hitam
Hh = hitam
Hh = hitam
hh = merah
hh = merah
hitam
Persilangan Kembali (backcross)
• Perkawinan antara individu hasil persilangan (hibrid F1)
dengan tetuanya jantan atau betina
• Contoh:
Parental I:
Tikus hitam ♂
X
putih ♀
BB
bb
F1 :
hitam (Bb)
Backcross F1 dg tetua ♂  F1 hitam X P ♂ hitam
Bb
BB
F2 :
BB
Bb
hitam
Uji silang (Testcross)
• Persilangan antara Hibrid F1 dengan individu homosigot
resesif
• Manfaat: untuk menguji apakah suatu individu
bergenotip homosigot dominan atau heterosigot
P
B?
hitam (?)
X
bb
putih
F1
Genotip: Bb atau BB
Fenotip:
1. semua sama ATAU
2. 50% hitam: 50% putih
Uji apakah sapi perah belang hitam bergenotip
Homosigot atau heterosigot ?
Catatan: Belang hitam dominan thd belang merah !
UJI SILANG:
bb
?
F1
Jika
F1
100% hitam
? = BB
Bb
Jika
F1
50% hitam
50% putih
Bb : bb
? = Bb
SOAL 2
• Uji silang pada seekor sapi yg tidak
bertanduk menghasilkan F1 yg semuanya
tidak bertanduk.
• Apakah fenotip dan genotip sapi tsb?
PEWARISAN DIHYBRID
Pewarisan dengan dua sifat
beda
Persilangan DIHYBRID


Persilangan dua individu dg dua sifat beda
Contoh: sifat bertanduk dan warna bulu
pd sapi
• Tidak bertanduk (P) dominan thd bertanduk
(p)
• Bulu hitam (B) dominan thd merah (b)

Sapi hitam tidak bertanduk homosigotik
disilangkan dengan sapi merah bertanduk
homosigotik  F1 dan F2?
Pola pewarisan dihybrid
P
hitam tidak bertanduk
X
merah bertanduk
PPBB
F1
ppbb
PpBb
semua hitam tidak bertanduk
F2 (hasil inter se mating F1):
- 16 individu F2
- 9 variasi genotip
- 4 variasi fenotip  9 hitam tidak bertanduk
3 merah tidak bertanduk
3 hitam bertanduk
1 merah bertanduk
?
Persilangan Heterosigotik
F1
Gamet
PpBb
PB
Pb
pB
pb
X
PpBb
PB
Pb
pB
pb
F2  lihat diagram papan catur!
PpBb X PpBb  9:3:3:1
Sel telur
Sel
sper
ma
PB
Pb
pB
pb
PB
PPBB
Tdk Bertanduk
hitam
PPBb
Tdk Bertanduk
Hitam
PpBB
Tdk bertanduk
hitam
PpBb
Tdk bertanduk
hitam
Pb
PPBb
Tdk Bertanduk
Hitam
PPbb
Tdk Bertanduk
Merah
PpBb
Tdk bertanduk
Hitam
Ppbb
Tdk bertanduk
merah
pB
PpBB
Tdk Bertanduk
Hitam
PpBb
Tdk Bertanduk
Hitam
ppBB
bertanduk
Hitam
ppBb
bertanduk
Hitam
pb
PpBb
Tdk Bertanduk
hitam
Ppbb
Tdk Bertanduk
merah
ppBb
bertanduk
Hitam
ppbb
bertanduk
merah
Rasio Genotip dan Fenotip F2









PPBB = 1
PPBb = 2
PbBb = 4
PpBB = 2
PPbb = 1
Ppbb = 2
ppBB =1
ppBb = 2
ppbb = 1
P_B_ = 9  tidak bertanduk hitam
P_bb = 3  tidak bertanduk merah
ppB_ = 3  bertanduk hitam
ppbb = 1  bertanduk merah
Jumlah Genotip = 9
Jumlah Fenotip = 4 dengan rasio 9:3:3:1
Rasio Fenotip dihitung dg rumus:



(a + b)² = a² + 2ab + b²
a = 3 dan b = 1
Maka: 3² : (3)(1) : (3)(1) : 1²
9 :
3 : 3
:1
Hubungan diantara pasangan alel, jumlah gamet,
genotip F2, rasio fenotip pd DOMINAN LENGKAP
Jumlah
Jumlah
pasangan gen macam gamet
heterosigot
1
2
Jumlah
genotipe F2
Jumlah
fenotipe F2
3
2
2
4
9
4
3
8
27
8
4
16
81
16
N
2n
3n
2n
Rasio fenotip dan genotip individu
untuk 5 sifat beda (n = 5)






Jumlah gamet = 2n = 25 = 32
Jumlah genotip anak = 3n = 35 = 243
Jumlah fenoitp = 2n = 25 = 32
Rasio Fenotip = (a + b)5
a5 + 5a4b + 10a3b2 + 10a2b3 + 5ab4 + b5
243 : 81 : 81 : 81 : 81 : 81 : 27 : 27 : 27 : 27 :
…:9:9:9…:3:3:…:1
Pewarisan sifat yang tidak ditentukan
oleh gen tunggal tapi adanya saling
pengaruh dari beberapa gen
INTERAKSI GEN


Dua gen bekerja sama untuk
mengekspresikan satu sifat
Contoh : pewarisan jengger pada ayam
•
•
•
•
•
Ayam Wyandotte – jengger bentuk mawar
Ayam Brahma – jengger bentuk kacang
Ayam Wyandotte X Ayam Brahma
F1  Ayam WALNUT
F2  Walnut : Mawar : Kacang : Tunggal =
9
:
3 : 3
: 1
Tipe Jengger pada Ayam
ROSE
PEA
SINGLE
WALNUT
Tipe Jengger pada Ayam
Mawar
Kacang
Rose comb
Pea comb
Walnut
Tunggal
Single comb
Pewarisan Tipe Jengger Ayam
P
Gamet
RRpp
Mawar
X
Kacang
Rp
F1
Gamet
F2
rrPP
rP
RrPp (Walnut)
RP
Rp
R_P_ = 9 (Walnut)
R_pp = 3 (Mawar)
rrP_ = 3 (Kacang)
rrpp = 1 (Tunggal)
rP
rp
Epistasi




Interaksi antar gen yang tidak sealel
Sebuah gen mengalahkan/menutupi
pengaruh gen lain yang bukan alelnya
Rasio fenotip = 12 : 3 : 1, 15 : 1, dll.
Beberapa macam pewarisan Epistasi sbb:
Epistasi Dominan




Sebuah Gen dominan mengalahkan pengaruh gen
dominan lainnya
Contoh: Warna bunga
• Gen Y menentukan warna bunga kuning
• Gen W menentukan warna bunga putih
• Gen W menutupi pengaruh gen Y
Rasio Genotip dan fenotip F2:
• W_Y_ = 9  Putih
• W_yy = 3  Putih
• wwY_ = 3  Kuning
• wwyy = 1  biru
Rasio Fenotip = 12 : 3 : 1 = Putih : Kuning : Biru
Pola Pewarisan Epistasi Dominan
P
WWYY
x
putih
biru
F1
WwYy
Gamet
F2
wwyy
putih
WY, Wy, wY, wy
9
3
3
1
W_Y_
W_yy
wwY_
wwyy
=
=
=
=
putih
putih
kuning
biru
Rasio F2 = 12 : 3 : 1 = putih : kuning : biru
Epistasi Resesif




Sepasang gen resesif mengalahkan/menutupi pengaruh gen
dominan yang bukan alelnya
Contoh: Warna rambut pada Tikus
• Gen C menyebabkan munculnya warna
• Gen c menyebabkan warna tidka muncul (cc)
• Gen A untuk warna hitam
• Gen a untuk warna abu-abu
Rasio Genotip dan fenotip F2:
• C_A_ = 9  Hitam
• C_aa = 3  abu-abu
• ccA_ = 3  putih
• ccaa = 1  putih
Rasio Fenotip = 9 : 3 : 4 = Hitam : Abu-abu : Putih
Epistasi Dominan Resesif



Gen dominan menutup gen lain baik dominan
maupun alelnya (Gen A menutup B dan b) dan
sepasang gen resesif lain menutup gen dominan
maupun alelnya (Gen bb menutup A dan a)
Contoh: warna bulu pada ayam
Rasio Genotip dan fenotip:
•
•
•
•

A_B_ = 9  Putih
A_bb = 3  Putih
aaB_ = 3  Warna
aabb = 1  Putih
Rasio Fenotip = 13 : 1 = Putih : Warna
Epistasi Dominan Duplikat

Gen dominan menutup gen lain baik dominan maupun alelnya
• Gen dominan (A) menutup gen dominan (B) dan alelnya (b)
• Gen dominan (B) menutup gen dominan (A) dan alelnya (a)

Contoh: bentuk kantung kapsul biji Shepherd
Rasio Genotip dan fenotip:
• A_B_ = 9  segitiga
• A_bb = 3  segitiga
• aaB_ = 3  segitiga
• aabb = 1  bulat telur
Rasio Fenotip = 15 : 1 = Segitiga : Bulat Telur


Epistasi Resesif Duplikat

Sepasang gen resesif menutup gen lain baik
dominan maupun alelnya
• aa menutup gen dominan (B) dan alelnya (b)
• bb menutup gen dominan (A) dan alelnya (a)


Contoh: Warna bunga „Yellow daisy“
Rasio Genotip dan fenotip:
•
•
•
•

A_B_ = 9  Ungu
A_bb = 3  kuning
aaB_ = 3  kuning
aabb = 1  kuning
Rasio Fenotip = 9 : 7 = Ungu : Kuning