Gregor Mendel dan Hukum Segregasi (Hukum Mendel I)

Gregor Mendel adalah ilmuwan yang berhasil menemukan prinsip dasar penurunan sifat pada makhluk hidup. Mendel menggunakan tanaman pea sebagai model dalam percobaan / penelitiannya. Ada beberapa alasan Mendel menggunakan tanaman pea sebagai modal dalam percobaan / penelitiannya, yaitu 1). tanaman pea mempunyai banyak varietas, misalnya ada yang berbunga ungu dan ada pula yang berbunga putih, 2) Umur tanaman pea pergenerasi pendek, 3). Jumlah keturunan / biji yang dihasilkan tiap generasi banyak.

Metode penelitian Gregor Mendel

Tiap – tiap tanaman pea memiliki stamen (organ penghasil pollen) dan carpel (organ tempat sel telur) sehingga secara alami dapat melakukan fertilisasi sendiri. Oleh karena itu, agar terjadi persilangan (pembuahan silang antar tanaman), Mendel memotong stamen pada satu tanaman kemudian tanaman tersebut ditaburi pollen yang dihasilkan oleh tanaman pea lain. Dalam melakukan eksperimennya, Mendel menyilangkan tanaman pea yang memiliki karakteristik berbeda, misalnya menyilangkan tanaman pea berbunga ungu dengan tanaman pea berbunga putih. Tanaman pea yang disilangkan tersebut dinamakan P generation (parental generation) dan keturunan yang dihasilkan disebut dengan F₁ generation. F₁kemudian dibiarkan melakukan penyerbukan sendiri atau disilangkan dengan F₁lain tergantung pada perlakuan yang adan dan keturunan yang dihasilkan disebut dengan F₂ generation.

Percobaan mendel, penelitian mendel, teknik percobaan mendel, percobaan hukum segregasi, penelitian kacang pea, tanaman pea

Gambar 1. Teknik hibridisasi / persilangan tanaman pea yang dilakukan oleh Gregor Mendel; Mendel memotong stamen pada satu tanaman kemudian tanaman tersebut ditaburi pollen yang dihasilkan oleh tanaman pea lain

Ketika tanaman pea berbunga ungu disilangkan dengan tanaman pea berbunga putih, F₁ yang dihasilkan oleh Mendel adalah tanaman pea berbunga ungu semua, tidak ada F₁yang berwarna putih. Namun ketika Mendel membiarkan F₁tersebut melakukan penyerbukan sendiri maka keturunan yang dihasilkan (F₂) adalah tanaman pea berbunga ungu disilangkan dengan tanaman pea berbunga putih. Mendel menggunakan jumlah sampel besar agar datanya akurat, yaitu dihasilkan tanaman pea berbunga ungu sebanyak 705 dan tanaman pea berbunga putih sebanyak 224 (tanaman pea berbunga ungu : tanaman pea berbunga putih = 3 :1). Mendel menyatakan bahwa karakteristik warna putih pada keturunan F₁ dari persilangan tersebut bukanlah hilang namun tersembunyi atau tertutupi karena kehadiran dari karakteristik warna ungu. Mendel menyebut bahwa bunga berwarna ungu adalah karakteristik dominan, dan dan bunga berwarna putih adalah karakteristik resesif.

Pola pewarisan sifat mendel, pola pewarisan 3 :1, pola pewarisan 3 1, persilangan tanaman pea warna ungu dan warna putih, persilangan kacang pea, hibridisasi kacang pea

Gambar 2. Keturunan F1 hasil persilangan tanaman pea berbunga ungu dengan tanaman pea berbunga putih adalah tanaman pea berbunga sedangkan keturunan F2 dari persilangan tersebut adalah tanaman pea berbunga ungu dan tanaman pea berbunga putih dengan perbandingan 3 : 1

Mendel mengembangkan suatu model / teori untuk menjelaskan pola pewarisan sifat 3 : 1 dari penelitian yang dilakukannya.

- beberapa gen berperan dalam variasi suatu karakteristik. Sebagai contoh gen yang menentukan warna bunga tanaman pea, yaitu gen penentu warna ungu dan gen penentu warna putih. Masing – masing gen tersebut dinamakan dengan alel.

- untuk tiap karakter (contoh warna bunga), suatu organisme mewarisi 2 copi gen (alel), 1 alel berasal dari sel telur dan 1 alel berasal dari sperma.

- Karakteristik alel yang muncul disebut dengan alel dominan, karakteristik alel yang tidak muncul atau tertutup disebut dengan alel resessif. Sebagai contoh warna ungu pada bunga tanaman pea merupakan karakteristik dominan dan warna putih pada bunga tanaman pea merupakan karakteristik resessif.

- Dua alel yang menentukan suatu karakter masing – masing berpisah selama pembentukan gamet, dan masing – masing alel berada pada gamet yang berbeda. Model Mendel yang keempat tersebut dikenal dengan hukum segregasi.

Mengapa F2 yang dihasilkan pada penelitian mendel tersebut memiliki pola 3 :1?

Berikut penjelasannya :

Meskipun warna bunga tanaman pea F1 pada penelitian mendel tersebut semuanya berwarna unggu namun kedua alel yang dibawanya berbeda (hibrid) yaitu satu alel penentu warna ungu (dominan) dan 1 alel penentu warna putih (resessif). Ketika F2 melakukan penyerbukan sendiri, masing – masing alel (gamet) akan terpisah secara acak. Sel telur dengan alel warna ungu memiliki peluang yang sama untuk dibuahi oleh sperma dengan alel warna ungu maupun warna putih. Demikian juga dengan sel telur dengan alel warna putih, memiliki peluang yang sama untuk dibuahi oleh sperma dengan alel warna ungu maupun warna putih. Oleh karena itu ada 4 kemungkinan kombinasi yang akan terbentuk. Jika alel warna ungu (dominan) disimbolkan dengan ‘P” (huruf P besar) dan alel warna putih (resessif) disimbolkan dengan ‘P” (huruf p kecil) maka kombinasi pembuahan yang terjadi adalah :

1. sel telur dengan alel bunga warna ungu dibuahi oleh sperma dengan alel bunga warna ungu (PP),

2. sel telur dengan alel bunga warna ungu dibuahi oleh sperma dengan alel bunga warna putih (Pp),

3. sel telur dengan alel bunga warna putih dibuahi oleh sperma dengan alel bunga warna ungu (pP),

4. sel telur dengan alel bunga warna putih dibuahi oleh sperma dengan alel bunga warna putih (pp).

Sebelum mempelajari lebih dalam tentang genetika ada beberapa istilah dasar yang perlu diketahui, diantaranya adalah :

1. Homozigot (homozygous)

Homozigot adalah zigot hasil pembuahan sel telur (ovum) oleh sperma dan keduanya membawa alel yang identik, Contoh : zigot dari tanaman pea hasil pembuahan sel telur dengan alel bunga warna ungu dibuahi oleh sperma dengan alel bunga warna ungu (PP), zigot dari tanaman pea hasil pembuahan sel telur dengan alel bunga warna putih dibuahi oleh sperma dengan alel bunga warna putih (pp). Homozigot seringkali disebut dengan galur murni.

2. Heterozigot (heterozygous)

Heterozigot adalah zigot hasil pembuahan sel telur (ovum) oleh sperma dan keduanya membawa alel yang berbeda.

3. Fenotipe (phenotype)

Fenotipe adalah penampakan dari suatu karakter. Contoh : bunga tanaman pea berwarna ungu, bunga tanaman pea warna merah.

4. Genotipe (genotype)

Genotipe adalah komposisi gen atau alel pada suatu karakter. Karena suatu karakter ditentukan oleh lebih dari satu gen / alel, maka suatu karakter yang fenotipe nya sama belum tentu mempunyai genotipe yang sama. Contoh : bunga tanaman pea yang berwarna biru (Fenotipe) ada yang mempunyai genotipe PP dan Pp.