pertemuan 6_pola pewarisan sifat

Pola Pewarisan SifatKonsep dan Contoh Penerapannya

?

BIO101 Biologi UmumPertemuanV

Tingkat Persiapan Bersama IPB 2011

Ence Darmo Jaya SupenaDepartemen Biologi, FMIPA-IPB

Daftar Isi Pendahuluan Pewarisan Sebelum Era Mendel Pewarisan Sifat berdasar Teori Mendel◦ Hukum Segeregasi dan Kaidah Dominan-Resesif◦ Hukum Perpadu Bebas◦ Hukum Mendel dengan Kromosom Meiosis

Pengembangan Genetika Mendel◦ Kaidah Dominan tak penuh dan Kodominan◦ Alel ganda (> 2 alel dalam 1 gen atau lokus)◦ Sifat dikendalikan 2 gen, 3 gen, ... banyak gen (polygen)

Pola Pewarisan Sifat menyimpang dari Hukum Mendel (gen terpaut dan pindah silang)

Pemanfatan Pola Pewarisan Sifat dalam Pemuliaan

Departemen Biologi, FMIPA-IPB 2Dasar Selular Reproduksi

PendahuluanFenomena Kehidupan: Sifat-sifat yang ada pada suatu organsisme

umumnya beragam/bervariasi

Pada reproduksi seksual: anak/turunan lebih banyak kemiripan dengan salah

satu dan atau kedua tetua/induknya, dan atau saudaranya daripada terhadap yang lain

Namun terkadang untuk sifat tertentu ternyata ciri-sifat anak/turunan berbeda dengan tetua/induk atau saudaranya

Apakah untuk pewarisan sifat melalui reproduksi seksual ada pola atau kaidah tertetu? 3Dasar Selular Reproduksi

Dasar Selular Reproduksi 4

Pewarisan Sifat Sebelum Era Mendel

1. Teori Pencampuran (Blending Theory)proses pewarisan berjalanmelalui proses pencampuranseluruh sifat dari kedua tetua, sebagaimana mencampurkandua cairan (cat) yang berasaldari dua bejana

2. Pewarisan Sifat-Baru (Inheritance of Acquired Characteristics)Sifat yang ada pada tetua dan termodifikasi (berubah) karena digunakan akan diwariskan pada keturunannya dalam bentuk yang termodifikasi tersebut

Tetua 1 Tetua 2

Zuriat


Tahapan pekerjaan/percobaan Mendel (~8 tahun)1. Penyiapan bahan (Pisum sativum dan galur murni)2. Menyilangkan varietas dengan suatu sifat yang

mempunyai ciri yang berbeda nyata atau mudah dibedakan (7 sifat; @ 2 ciri mudah dibedakan)

3. Menanam biji hasil persilangan (F1) dan mencatat ciri yang tampak dari sifat yang diamati

4. Membiarkan tanaman F1 menyerbuk sendiri untuk mendapatkan biji F2 untuk selanjutnya tanaman F2 dan mencatat ciri yang tampak dari sifat yang diamati

5. Mengumpulkan jumlah data yang banyak6. Merumuskan hipotesis dan model dengan pendekatan

matematika/statistika

Pola Pewarisan Mendel


Percobaan Persilangan MENDEL Sifat-sifat tanaman yang diamati

Bundar KeriputGembung Berkerut

Warna albumen

Pisum sativum


Kastrasi danpersilangan

Tanaman F1

Biji (embrio) F1

Menyerbuk sendiri

F2X

Pisum sativum

Pembentukan F1 (Perkawinan antara dua homozigot yang berbeda)

Pembentukan F2 (F1 menyerbuk sendiri)

Percobaan Persilangan MENDEL


SIFAT Persilangan Tanaman F1

Bentuk biji

Warna albumen

Warna bunga

Bentuk polong

Warna polong

Kedudukan bunga

Tinggi tanaman

Bundar x Keriput

Kuning x Hijau

Merah-ungu x Putih

Gembung x Berkerut

Hijau x Kuning

Aksial x Terminal

Tinggi x Pendek

100% Bundar

100% Kuning

100% Merah-ungu

100% Gembung

100% Hijau

100% Aksial

100% Tinggi

Tabel. Sifat yang diamati, data persilangan dan F1

Hasil Percobaan Persilangan Monohibrid Mendel


SIFAT Ciri Dominan Ciri Resesif Perbandingan

Bentuk biji

Warna albumen

Warna bunga

Bentuk polong

Warna polong

Kedudukan bunga

Tinggi tanaman

5474 Bundar

6022 Kuning

705 Merah-ungu

882 Gembung

428 Hijau

451 Aksial

787 Tinggi

1850 Keriput

2001 Hijau

224 Putih

299 Berkerut

152 Kuning

207 Terminal

277 Pendek

2.96 : 1

3.01 : 1

3.15 : 1

2.95 : 1

2.85 : 1

3.14 : 1

2.84 : 1

~ 3 : 1

Tabel. Data F2 Percobaan Monohibrid Mendel

Hasil Percobaan Persilangan Monohibrid Mendel


Setiap sifat dikendalikan olehsepasang (2) genSetiap gen dari pasangantersebut berasal dari tetuamelalui perkawinanAntar gen terdapathubungan dominan-resesifPasangan gen bersegregasidalam pembentukan gametGamet akan berpadu secarabebas dalam perkawinan

Penafsiran Mendel dan Model Monohibrid


Teori Pewarisan Terpisah (Partikulat/Discrete)Setiap sifat dikendalikan oleh sepasang faktor (gen atau alel) yang berasal dari kedua tetuanya. Warna putih yang tidak tampak padafenotipe F1 bukan berarti bercampur, tetapi akan tetapmempertahankan identitasnya dan tetap terpisah.

Kaidah Dominan-Resesif:• Warna Ungu bersifat dominan terhadap Putih• Warna Putih bersifat resesif terhadap Ungu

Hukum Segregasi (Hukum Mendel I) A a

A

Sepasang genheterosigot

gamet

Pada waktu pembentukan gamet, gen-gen dari sepasang gen suatu sifat bersegregasi (berpisah bebas)

a

Pola pewarisan sifat dan Hukum Mendel


Pengujian Hukum Segregasi

Silang uji (test cross):Persilangan antara F1 dengan homozigotresesif

Ww = 0.5ww = 0.5

Contoh hasil silang-uji:Untuk Warna Albumin (Kulit Biji)adalah 58 Kuning : 52 Hijau dengan uji khi-kuadrat diterima perbandingan Kuning : Hijau = 1 : 1


Percobaan Persilangan Dihibrid Mendel

Bundar-Kuning X Keriput-Hijau

F1: Bundar-Kuning (100%)

F2

Kelompok Jumlah individu Fenotipe

I 315 (9/16) Bundar-KuningII 101 (3/16) Keriput-KuningIII 108 (3/16) Bundar-HijauIV 32 (1/16) Keriput-Hijau


bundar – hijau

keriput - hijau

bundar - kuning

keriput - kuning

Hasil Percobaan Persilangan Dihibrid Mendel

Bentuk biji dan warna albumen pada F2


9 :3 :3 :1

(Bentuk biji & Warna albumen)

Licin, Kuning Keriput, Hijau(RRYY) (rryy)

Licin, Kuning(RrYy)

P:

F1:

(menyerbuk sendiri)

X

X

F2:

Penafsiran Mendel dan Model Dihibrid

16

Hukum Berpadu Bebas (Independent Assortment)(Hukum Mendel II)

R r

yY

R r

Yy

R

Y

r

Y

r

y

R

y

Pasangan Gen Bebas

atau

gamet gamet

Pada waktu pembentukan gamet F1, masing-masing gen dari sifat pertama (Y atau y) Berpadu Bebas dengan masing-masing gen dari sifat kedua (R atau r) sehingga frekuensi gamet RY, ry, Ry dan rY masing-masing adalah 0.25

Frekuensi: 0.25 0.25 0.25 0.25


Kesetaraan Hukum Mendel dan Kromosom Meiosis

Biji 100% Licin & kuning

Generasi F1

Generasi F2:

Menyerbuk sendiri F1

Anafase I

Gamet F1:

Metafase I(Alternatif pasangan kromosom homolog)

IIMetafase


Pola pewarisan Mendel pada Manusia

Kemampuan menggulung lidah (bersifat dominan)

D o

mi n

a n

R e

s e

s i

f


Penyakit pada Manusia yang dikendalikan Gen pada Kromosom Autosom

Albinisme pada manusia diwariskan dan dikendalikan oleh alel resesisf (Richard Dranitzke/SS/Photo Researchers.)`


Hubungan antar alel tidak selalu Dominan-Resesif

Kasus Dominan tak-penuh (Intermediate)

Bunga Pukul-Empat

Snapdragon

Hubungan antar alel tidak selalu Dominan-Resesif

Kasus Dominan tak-penuh (Intermediate)

ChestnutCC

PalominoCc

Cremellocc


Kasus Kodominan

Alel IA bersifat kodominanterhadap alel IB

Alel IA dan IB bersifat dominanterhadap alel I0


Interaksi Gen: Dua lokus menentukan satu sifat

Singlerrpp

RoseRRppRrpp

PearrPPrrPp

WalnutRRPPRRPpRrPPRrPpR dan P keduanya dominan penuh,

merupakan nisbah klasik untuk fenotipe F2 dihibrid = 9 : 3 : 3 : 1

Interaksi antar dua gen (dua alel) yang mengendalikan satu sifat Warna Buah pada Paprika (Capsicum annuum)

25Dasar Selular Reproduksi

Warna biji ungu pada jagung hanya muncul pada tanaman yang mempunyai alel dominan untuk kedua gen, A dan B)


Interaksi Gen Duplikat

Bentuk daunShepherd’s purse(Capsella bursa-pastoris)

Segregasi fenotipe F2 dihibrid = 15 : 1untuk heart-shape : narrow

interaksi antara dua gen berbeda yang menghasilkan produk atau bahan yang sama, sehingga keberadaan alel dominan dari salah satu atau kedua lokus menghasilkan fenotipe yang sama. Jenis interaksi ini disebut juga ”epistasis dominan ganda”.

Alel Ganda atau Multiple alleles

Bila dalam satu lokus atau gen > 2 alelcontoh: Golongan Darah pada Manusia Sistem ABO = 3 alel (IA, IB, i0)

Warna Bulu Kelinci = 4 alel (C atau c+; cch; ch; c)

(Dominansi: C > cch > ch > c)

Fenotipe CC; Ccch; Cch; Cc

chch cchch; cchc

chch; chc cc

Genotipe Dark gray Chincilla Light gray Himalayan Albino


Alel Ganda atau Multiple alleles

Multiple alleles pada pola warna (chevron) daun pada white-clover(Trifolium)

v

vl

vh

vf

vba

vb

vby


Sifat Poligenik:suatu sifat dikendalikan oleh banyak gen

Warna kulit manusia setidaknya dikendalikan oleh 3 gen

Frak

si d

ari p

opul

asi

Pewarnaan pigmen kulit

Generasi P (Tetua)

Generasi F1

Generasi F2

aabbcc(sangat terang)

AABBCC(sangat gelap)

AaBbCc AaBbCc

Tinggi tubuh manusia terdistribusi secara continu; merupakan sifat yang dikendalikan oleh banyak gen (polygen)Photo adalah variasi tinggi mahasiswa Connecticut Agricultural College. Pada tahun 1914.


► Pautan Gen dan Pindah SilangPpLl X PpLl

Antara lokus/gen “P” dan “L” tidak bebas atau saling terpaut (terletak pada kromosom yang sama) dan terjadi pindah silang saat meiosis (pembentukan gamet)

Data F2 untuk Warna bunga dan Bentuk polen

No. Fenotipe Observasi Nisbah

1. Ungu-Panjang 284 9/16 2. Ungu-Bulat 21 3/163. Merah-Panjang 21 3/164. Merah-Bulah 55 1/16

Jumlah 381

Bunga Ungu; Polen Panjang

Menyimpang dari Hukum Mendel

T I

D A

K


Pengendalian jenis kelamin (seks)

Sistem X-O

Sistem Z-W

Sistem Jumlah Kromosom

Sistem X-Y(pada Manusia dan Lalat Buah)

Manusia

Gen Buta Warna Merah-Hijau terpaut pada kromosom-X

Alat untuk menguji buta warna merah-hijau

Gen Terpaut Kromosom Seks pada Manusia

34Dasar Selular Reproduksi

Alel Resesif :►Hemofilia (tidak ada faktor koagulasi pada darah)►Buta warna (tidak bisa membedakan warna merah-hijau)

35

Gen Terpaut Kromosom Seks

Warna mata pada Lalat Buah(Drosophila melanogaster)

Gen warna mata terpaut pada kromosom-X; putih (mutan) bersifat resesif; merah (liar) bersifat dominan

Hasil persilangan resiprokal berbeda

Dasar Selular Reproduksi


Pemahaman pola pewarisan sifat diantaranya dimanfaatkan untuk merakit sifat unggul

X

x x x x x x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x x

P:

F1:

F2: >>>>>

1996

Tugas Individu Mahasiswa

Apakah Golongan Darah Anda? Dengan menggunakan data golongan

darah ayah dan ibu anda serta golongan darah saudara kandung anda, tentukan genotipe anda dan ayah-ibu anda



Terima kasih ...

Pustaka Utama:Campbell NA, Reece JB, Taylor, MR, Simon EJ, Dickey JL. 2009. Biology: Concepts

and Connections (6th Edition). San Francisco: Benjamin Cummings.Biggs A, Hagins WC, Holliday WG, Kapicka CL, Lundgren L, MacKenzie AH,

Rogers WD, Sewer MB, Zike D. 2008. Glencoe science: BIOLOGY. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc.


Beberapa istilah dalam Genetika (Pewarisan Sifat)

GEN : Bahan yang menentukan sifat organisme; bahan kimia DNA; dapat diwariskan ke generasi berikutnya

LOKUS: Posisi gen pada kromosom. Posisi lokus menunjukkan fungsi genALEL : Ragam gen pada suatu lokusHOMOZIGOT : Pada satu lokus terdapat alel yang samaHETEROZIGOT: Pada satu lokus terdapat alel yang berbedaALEL DOMINAN : Alel yang pengaruhnya menutupi pengaruh alel lain

pada suatu lokus heterozigotALEL RESESIF : Alel yang pengaruhnya tertutupi oleh pengaruh alel

dominan.FENOTIPE : Jenis sifat organisme yang nampak teramatiGENOTIPE : Jenis komposisi gen yang menentukan suatu fenotipe

organismeF1 : Generasi hibrid hasil perkawinan dua homozigot yang berbedaF2 : Turunan kawin sendiri organisme F1 atau F1 x F1

pertemuan 6_pola pewarisan sifat

Documents