Pewarisan Mendel adalah suatu pendekatan yang menjelaskan sifat-sifat adalah karakter-karakter yang diwarisi dari satu generasi ke generasi oleh unit-unit diskrit, yang kemudian diistilahkan sebagai gen. Pewarisan Mendel juga disebut sebagai “Mendelisme” yang diperkenalkan oleh ahli botani atau seorang biarawan Austria, Gregor Johann Mendel. Sir Mendel dihormati sebagai “Bapak Genetika” karena upayanya yang besar untuk menjelaskan teori pewarisan, yang sekarang dikenal sebagai Hukum Pewarisan Mendel atau genetika Mendel.
Untuk menjelaskan teori pewarisan, Gregor Johann Mendel memperkenalkan tiga pendekatan, yaitu hukum dominasi, hukum segregasi dan hukum berpasangan secara bebas (independent assortment). Sir Mendel melakukan percobaan dengan mengambil spesies tanaman Pisum sativum atau kacang kebun biasa dengan sifat yang berbeda.
Pengertian peWarisan Mendel
Pewarisan Mendel adalah dapat didefinisikan sebagai teori pewarisan di mana Gregor Johann Mendel mempostulatkan tiga generalisasi dengan memberikan hukum dominasi, segregasi, dan berpasangan secara bebas setelah melakukan percobaan di kebun biaranya di sebuah pabrik kacang polong. Menurut pewarisan dan genetika Mendel:
- Ciri: Dapat didefinisikan sebagai fitur yang diturunkan dari spesies induk ke individu baru oleh pembawa unit terpisah.
- Gen: Ini dapat didefinisikan sebagai unit diskrit, di mana setiap unit mengekspresikan secara independen dalam keturunan.
- Alel: Ini dapat didefinisikan sebagai dua pasangan alternatif gen, di mana satu pasangan dari setiap orangtua ditransfer ke keturunannya. Jika sebuah gen membawa dua bentuk alel yang identik, maka seseorang dikatakan memiliki “genotipe homozigot”. Jika sebuah gen membawa dua tipe alel yang dominan (resesif dan resesif), maka seseorang dikatakan memiliki “genotipe heterozigot”.
- Genotipe: Genotipe dapat didefinisikan sebagai susunan spesifik alel untuk pasangan gen tertentu. Gen dominan (diwakili oleh huruf besar seperti ‘D‘), yang akan mengekspresikan karakter fenotipiknya secara signifikan di atas gen resesif (diwakili oleh huruf kecil seperti ‘d‘).
- Fenotip: Ini dapat didefinisikan sebagai sifat-sifat yang terlihat dari suatu organisme seperti warna, panjang, bentuk dll. Yang dihasilkan setelah ekspresi gen.
Ciri Mendel
Mendel mengambil tujuh sifat berbeda dengan dua bentuk berbeda (dominan dan resesif) dalam eksperimennya seperti:
- Panjang batang: Untuk karakter seperti itu, Mendel mengambil batang tinggi (bentuk dominan) dan batang kerdil (bentuk resesif).
- Posisi bunga: Untuk sifat seperti itu, ia mengambil bunga pada posisi aksial (bentuk dominan) dan lainnya pada posisi terminal (bentuk resesif).
Warna bunga: Untuk sifat seperti itu, ia mengambil bunga berwarna ungu (bentuk dominan) dan bunga berwarna putih (bentuk resesif). - Bentuk polong: Untuk sifat tersebut, Mendel mengambil satu polong yang mengembang (bentuk dominan) dan biji mengerut (bentuk resesif).
- Warna polong: Di sini, Mendel mengambil polong berwarna hijau (bentuk dominan) dan polong berwarna kuning (bentuk resesif).
- Warna kotiledon: Mendel mengambil kotiledon berwarna kuning (bentuk dominan) dan kotiledon berwarna hijau (bentuk resesif).
- Bentuk biji: Untuk sifat seperti itu, Mendel mengambil beberapa biji bundar (bentuk dominan) dan beberapa biji keriput (bentuk resesif).
Alasan Memilih Tanaman Kacang ercis
Alasan ideal untuk bereksperimen dengan Pisum sativum meliputi:
- Budidaya mudah: Mendel membudidayakan banyak tanaman kacang polong di kebun biaranya sendiri.
- Ciri khas: Mendel mengamati dua varietas ciri yang berbeda, misalnya bentuk biji bundar dan keriput, bunga ungu dan putih tanaman kacang dll.
- Penyerbukan silang: Secara umum, tanaman kacang polinasi dapat melakukan penyerbukan sendiri, tetapi juga dapat diserbuki silang dengan mentransfer serbuk sari dari antera bunga satu tanaman ke stigma bunga tanaman lain.
- Bunga hermafrodit: Tanaman kacang polong berisi bunga biseksual yang memiliki bagian reproduksi jantan dan betina secara bersamaan.
- Waktu perkecambahan: Karena siklus hidup singkat dari tanaman kacang, mereka dapat tumbuh dalam waktu generasi yang singkat yang memungkinkan Mendel untuk meningkatkan banyak generasi tanaman kacang.
Bunyi Tiga Hukum Mendel
Gregor Johann Mendel mendalilkan beberapa prinsip pewarisan, yang kita sebut sebagai “Hukum Mendel”. Dia menggambarkan tiga hukum pewarisan.
Mendel melakukan percobaan serupa dengan ciri-ciri tanaman kacang lainnya. Selama bertahun-tahun, ia merumuskan beberapa prinsip yang sekarang dikenal sebagai hukum Mendel tentang genetika. Tiga Hukum Mendel meliputi:
- Hukum Mendel tentang dominasi: Ketika organisme memiliki dua alel yang berbeda untuk suatu sifat, satu alel akan kelihatan mendominasi.
- Hukum segregasi Mendel: Selama pembentukan gamet oleh organisme diploid, sepasang alel untuk sifat tertentu yang terpisah, atau memisahkan, selama pembentukan gamet (seperti dalam meiosis).
- Hukum Mendel berpasangan secara bebas (independent assortment): Para anggota dari sepasang gen yang terpisah dari satu sama lain tergantung pada anggota pasangan gen lainnya. (Pemisahan ini terjadi pada pembentukan gamet selama meiosis.)
Hukum Mendel 1 (Hukum Dominasi)
Untuk menjelaskan hukum dominasi, Mendel telah memberikan tiga postulat:
- Faktor diskrit atau unit sifat fenotipik langsung.
- Faktor-faktor selalu terdiri dari beberapa pasangan yang disebut sebagai “Alel”.
- Dalam dua alel yang berbeda, satu akan menunjukkan karakter dominan, dan yang lainnya akan menunjukkan sifat resesif. Faktor dominan akan selalu menutupi bentuk resesif.
Oleh karena itu, hukum dominasi dapat didefinisikan sebagai hukum pewarisan pertama yang menyatakan ekspresi hanya satu bentuk sifat pada generasi anak pertama, jika akan ada persilangan monohibrid antara gen heterozigot. Pada generasi anak pertama, satu gen orangtua akan diekspresikan dalam keturunan. Dalam generasi anak kedua, kedua karakter orangtua akan muncul dengan memberikan rasio fenotipik 3: 1.
Hukum mendel 2 (Hukum Segregasi)
Mendel memperkenalkan hukum segregasi setelah melakukan percobaan pada sifat-sifat yang berbeda dari tanaman kacang polong melalui silang monohybrid untuk menjelaskan hukum dominasi. Hukum pemisahan adalah penjelasan atau pandangan lanjutan dari hukum dominasi. Ini menyatakan bahwa seseorang membawa dua faktor untuk sifat tertentu yang terpisah selama pembentukan gamet, setelah itu gamet hanya akan mengambil satu faktor tunggal.
Unit pewarisan yang terpisah adalah unit yang terpisah dan berbeda yang tidak berbaur jika hadir bersama. Undang-undang ini diformulasikan untuk organisme diploid yang bereproduksi secara seksual dengan memproduksi gamet haploid. Untuk menjelaskan hukum pemisahan, Mendel mendalilkan bahwa:
- Sebuah gen membawa beberapa alel yang umumnya dua jumlahnya.
- Gamet diproduksi setelah pembelahan sel meiosis yang akan menyebabkan pemisahan gen yang tetap masing-masing gamet dengan satu anggota alel.
- Suatu organisme selalu mewarisi dengan dua faktor (dominan dan resesif) untuk satu sifat.
- Jika dua pasangan alel gen berbeda seperti (Tt), maka faktor dominan (T) akan diekspresikan atas faktor resesif (t). Jika dua pasangan alel gen sama dengan memiliki dua alel dominan, maka akan mewarisi sifat dominan homozigot. Demikian pula, jika dua pasangan alel gen yang memiliki dua alel resesif, maka akan mewarisi sifat resesif homozigot.
Contoh hukum mendel
Hukum segregasi
Mari kita ambil kasus dengan melakukan persilangan monohibrid antara bunga berwarna ungu (PP) dan bunga berwarna putih (pp) tanaman kacang polong.
Pada saat persilangan, sebuah gen terpisah menjadi alel-alel yang berbeda di mana satu faktor dari masing-masing induk akan diturunkan ke dalam keturunan F-1. ‘Pp’ akan terbentuk pada generasi anak pertama di mana faktor dominan (P) akan menyembunyikan karakter fenotipik dari alel resesif (p). Pada penyerbukan sendiri pada keturunan F-1, kita akan mengamati produksi bunga berwarna ungu dan putih dalam rasio fenotipik 3: 1 dan rasio genotipik 1: 2: 1.
Hukum segregasi memberikan penjelasan singkat tentang hukum dominasi, dengan memfokuskan pada beberapa pendekatan lain dengan menjelaskan hukum dominasi tidak lengkap.
Hukum dominasi tidak lengkap
Setelah melakukan percobaan berulang pada tanaman kacang, Mendel bereksperimen pada tanaman lain dengan mengambil sifat yang berbeda, di mana ia menemukan bahwa keturunan yang terbentuk pada generasi F-1 tidak menunjukkan ciri-ciri generasi P.
Untuk menjelaskan hukum dominasi tidak lengkap, Mendel melakukan persilangan antara bunga berwarna merah (RR) dan putih (rr) dari spesies Antirrhinum.
Kedua ras ‘RR’ dan ‘rr’ setelah menyeberang menghasilkan bunga berwarna merah muda pada generasi anak pertama dengan genotipe ‘Rr’. Pada penyerbukan sendiri ‘Rr’, rasio genotipe (1: 2: 1) akan sama dengan hukum dominasi, tetapi rasio fenotipik (3: 1) akan berubah menjadi 1: 2: 1.
Mendel menyimpulkan bahwa alel dominan dari gen ‘Rr ’tidak akan mendominasi sepenuhnya pada alel resesif yang menghasilkan pembentukan bunga snapdragon merah muda di tempat merah.
Hukum Assortment Independen
Mendel mengusulkan hukum berpasangan secara bebas dengan bereksperimen uji silang dihibrid dari dua sifat independen. Menurut hukum ini:
Bermacam-macam gen berpasangan tunggal tidak tergantung dari pasangan lain pada saat gametogenesis.
Setiap pasangan gen akan mengekspresikan karakter fenotipik mereka secara berbeda dan mandiri.
Uji silang antara tanaman kacang polong dengan biji kuning bundar dengan biji hijau keriput.
Setelah penyilangan, semua bulat, biji kuning akan menghasilkan generasi berbakti pertama. Ketika tanaman hibrida F-1 diizinkan untuk pemupukan sendiri, maka kita bisa melihat pewarisan karakteristik warna biji independen dari varietas asli. Variasi fenotipik berikut akan diperoleh: Bulat, kuning (9): Bulat, hijau (3): Berkerut, kuning (3): Berkerut, hijau (1).
Rasio genotip yang diperoleh pada generasi anak kedua adalah RRYY (1): RRYy (2): Rryy (1): RrYY (2): RrYy (4): Rryy (2): rrYY (1): rrYy (2): rryy (1).
Setelah melakukan persilangan dihibrid seperti itu, Mendel menyimpulkan bahwa pemisahan warna benih tidak tergantung pada bentuk benih, yang akan menghasilkan evolusi karakter baru dan beberapa karakter orangtua di keturunan.
Kesimpulan
Mendel adalah ilmuwan pertama yang mengembangkan metode untuk memprediksi hasil dari pola pewarisan. Dia melakukan pekerjaannya pada tanaman kacang polong, mempelajari tujuh ciri: tinggi tanaman, bentuk polong, warna polong, bentuk biji, warna biji, warna bunga, dan lokasi bunga. Tanaman kacang melakukan penyerbukan sendiri. Oleh karena itu, selama beberapa generasi, tanaman kacang mengembangkan individu yang homozigot untuk karakteristik tertentu. Populasi ini dikenal sebagai galur murni.
Dalam karyanya, Mendel mengambil galur murni tanaman kacang dan melakukan penyerbukan silang mereka dengan galur murni tanaman kacang lainnya. Ia menyebut tanaman ini sebagai generasi orang tua. Ketika Mendel melakukan persilangan tanaman tinggi dengan galur murni tanaman pendek, ia menemukan bahwa semua tanaman yang dihasilkan dari persilangan ini adalah tinggi.
Dia menyebut generasi ini generasi F1 (generasi filial pertama). Selanjutnya, Mendel melakukan persilangan keturunan generasi tanaman F1 tinggi di antara mereka sendiri untuk menghasilkan generasi baru yang disebut generasi F2 (generasi filial kedua). Di antara tanaman di generasi ini, Mendel mengamati bahwa tiga-perempat dari tanaman yang tinggi dan seperempat lainnya adalah tanaman yang pendek.
Awalnya, teori yang dijelaskan oleh Sir Mendel menghadapi banyak kontroversi dan penolakan dan tidak diterima oleh banyak ilmuwan sampai pergantian abad ke-20. Gagasan yang diberikan oleh Mendel menjadi sukses ketika T.H. Morgan dan rekan kerjanya membandingkan model Mendelian dengan model kromosom warisan. Mereka menyimpulkan bahwa kromosom adalah pembawa aktual dari faktor diskrit seperti yang sekarang kita sebut sebagai gen. Mendelisme adalah salah satu teori populer dalam ilmu genetika yang telah memperkenalkan tiga pendekatan untuk menjelaskan faktor-faktor pewarisan.