Pewarisan Sifat Pada Makhluk Hidup

 

Pewarisan Sifat Pada Makhluk Hidup

Apakah kamu pernah mengamati teman-temanmu? Jika kamu memperhatikan teman-temanmu, kamu akan menjumpai perbedaan bentuk wajah, bentuk rambut, warna kulit, postur tubuh atau ciri yang lainnya di antara mereka. Mengapa demikian? Dari manakah ciri-cirimu dan ciri-ciri temanmu tersebut? Agar kamu dapat memahaminya, ayo pelajari bab ini dengan cermat dan penuh semangat!

Perhatikanlah teman-teman di dekatmu. Amatilah bagaimana postur tubuh, bentuk rambut, bentuk wajah, bentuk hidung, dan warna kulitnya! Adakah perbedaan antara ciri-ciri fisikmu dengan ciri-ciri fisik teman-temanmu? Perhatikan Gambar 3.1!

Dok : MTs Nurul Islam Sekarbela
Gambar 3.1 Siswa Madrasah

Setelah kamu mengamati temanmu, tentunya kamu melihat bahwa kamu dan temanmu memiliki banyak perbedaan ciri-ciri atau sifat. Mungkin ada temanmu yang memiliki postur tinggi, ada yang pendek, ada yang memiliki rambut lurus, rambut keriting, atau bergelombang. Ada juga yang memiliki wajah bulat dan ada pula yang lonjong. Ada yang memiliki kulit putih, kuning langsat, dan ada yang sawo matang atau kecokelatan. Perbedaan-perbedaan ini dikontrol oleh sesuatu yang disebut sebagai gen, yang diwarisi dari orang tua kita. Dengan peran gen ini pula ciri-ciri tubuh kita mirip dengan orang tua kita.

Tentu kita sekali lagi harus bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dengan adanya gen-gen ini. Kekurangan satu gen saja dapat menyebabkan kelainan pada ciri tubuh kita. Tahukah kamu apa itu gen? Tahukah kamu di mana letak gen? Bagaimana proses pewarisan gen-gen dari orang tua kepada keturunannya? Dapatkah kita mengubah gen-gen suatu makhluk hidup, misalnya padi, sehingga dapat meningkatkan hasil produksinya? Apakah kamu sangat tertarik untuk mengetahui jawaban pertanyaan-pertanyaan tersebut? Ayo pelajari bab ini dengan antusias!

A.  Molekul Mendasari Pewarisan Sifat

1.    Materi Genetik

Materi genetik memegang peranan penting dalam proses pewarisan sifat. Warna kulit, bentuk rambut, bentuk hidung, atau bahkan beberapa jenis penyakit tertentu tidak serta-merta dimiliki oleh seseorang. Setiap ciri atau sifat yang ada pada setiap orang adalah warisan dari orang tua yang diwariskan melalui materi genetik. Ayah akan mewariskan materi genetiknya melalui sel sperma, sedangkan ibu akan mewariskan materi genetik melalui sel ovum. Materi genetik dari ayah dan ibu akan bergabung melalui proses fertilisasi. Oleh karena adanya penggabungan materi genetik inilah, pada dirimu muncul beberapa ciri yang mirip dengan ayah dan beberapa ciri yang mirip dengan ibu.

Apa sebenarnya materi genetik tersebut? Molekul yang berperan sebagai materi genetik adalah asam nukleat. Ada dua macam asam nukleat yang berperan sebagai materi genetik yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid). Pada suatu untai DNA terdapat unit yang memengaruhi sifat atau yang menentukan ciri setiap makhluk hidup yang disebut gen. Tahukah kamu di manakah DNA berada? Perhatikan Gambar 3.2!

DNA terletak di dalam inti sel. Namun, adapula DNA yang tidak terdapat di dalam inti sel. DNA merupakan untaian yang sangat panjang. DNA melilit pada protein yang disebut protein histon. Seluruh untai DNA tersebut dikenal dengan kromosom. Pada saat sel akan membelah, kromosom memadat sehingga lebih mudah diamati. Oleh karena itu, kita dapat melihat struktur kromosom pada saat sel akan membelah. Sebagai contoh kamu dapat melihat kromosom dengan jelas pada sel akar bawang merah pada Gambar 3.3.

2.    Struktur DNA dan RNA

Penemuan struktur DNA tak lepas dari penelitian dari Maurice Wilkins dan Rosalind Franklin yang menggunakan teknik kristalografi (difraksi) sinar-X untuk mempelajari struktur DNA pada tahun 1950 hingga 1953.

Berdasarkan penelitian Rosalind Franklin, pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson mengemukakan bahwa DNA memiliki struktur seperti suatu untai ganda yang membentuk heliks atau bentuk ulir. Perhatikan Gambar 3.5!

Asam nukleat baik DNA maupun RNA terdiri dari subunit nukleotida. Masing-masing nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gula, dan basa nitrogen. Pada DNA, gulanya berupa gula deoksiribosa, sedangkan pada RNA gulanya adalah gula ribosa. Nukleotida ini dapat dibagi menjadi struktur yang lebih kecil disebut nukleosida. Satu unit nukleosida tersusun atas gula dan basa nitrogen (tanpa gugus fosfat). Ada empat senyawa basa nitrogen yang menyusun DNA yaitu adenin (A) yang selalu berpasangan dengan timin (T), serta guanin (G) yang selalu berpasangan dengan sitosin (C). Basa nitrogen adenin dan guanin dikelompokkan dalam basa purin, sedangkan timin dan sitosin dikelompokkan dalam basa pirimidin. Pada RNA tidak terdapat basa nitrogen timin (T). Basa nitrogen timin ini pada RNA digantikan oleh basa nitrogen urasil (U). Tahukah kamu, struktur heliks DNA terbentuk karena adanya beberapa jenis ikatan kimia. Antara untai DNA diikat oleh ikatan hidrogen. Antara basa nitrogen dan gula diikat oleh ikatan glikosida, sedangkan antar nukleotida dihubungkan dengan ikatan fosfodiester.

3.    Peranan Materi Genetik dalam Penentuan Sifat

Setelah memahami struktur DNA, tentu kamu ingin mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana salah satu peran materi genetik yang terkait penentuan sifat bukan? Untuk lebih memahami pengaruh materi genetik terhadap ciri setiap makhluk hidup.

Kita sama-sama  memahami bahwa ciri dari orang tua diturunkan pada anaknya. Kamu juga dapat melihat bahwa jika orang tua memiliki jenis cuping telinga yang melekat, maka semua anaknya juga memiliki jenis cuping telinga yang melekat. Jika salah satu dari orang tua memiliki jenis cuping telinga yang terpisah, maka semua anaknya memiliki jenis cuping telinga yang terpisah, tetapi ada juga kejadian salah satu anaknya memiliki jenis cuping telinga yang melekat. Agar kamu dapat memahami bagaimana sebenarnya bentuk jenis cuping telinga melekat dan jenis cuping telinga yang terpisah perhatikan Gambar 3.7.

Berdasarkan Gambar 3.7, kamu juga dapat melihat bahwa ketika ada ciri jenis cuping terpisah, maka hampir semua anaknya memiliki jenis cuping yang terpisah, sedangkan yang memiliki sifat cuping melekat hanya sedikit. Dalam pewarisan sifat dikenal istilah sifat dominan dan sifat resesif. Sebagai contoh, karakter jenis cuping yang terpisah dapat dikatakan mampu menutupi atau mengalahkan ciri jenis cuping telinga melekat. Karakter yang mampu mengalahkan atau menutupi karakter yang lain disebut sifat dominan. Karakteristik yang kalah (dalam fenomena ini karakter cuping melekat) disebut sifat resesif.

Gen bertanggung jawab atas sifat suatu organisme. Gen dapat dilambangkan dengan huruf tertentu. Gen dominan dapat ditulis dengan huruf kapital, sedangkan gen resesif ditulis dengan huruf biasa (kecil). Karakter cuping yang terpisah dikode oleh gen G (dominan) sedangkan karakter cuping yang melekat dikode oleh gen g (resesif). Variasi atau bentuk alternatif dari suatu gen (dalam hal ini yaitu gen G dan gen g) disebut alela.

Kamu tentunya dapat melihat secara langsung ciri atau sifat yang ada pada tubuhmu atau temanmu yang merupakan perwujudan dari gen bukan? Sifat-sifat atau ciri yang dapat diamati seperti bentuk rambut, warna kulit, dan jenis cuping telinga disebut fenotipe. Fenotipe merupakan perwujudan ”ekspresi” dari gen. Akan tetapi, perlu kamu ketahui bahwa tidak semua fenotipe dapat dengan mudah diamati secara langsung menggunakan mata. Ayo, coba sebutkan fenotipe apa saja yang sulit diamati oleh mata!

Selain morfologi makhluk hidup yang dapat diamati, fisiologi dan tingkah laku juga merupakan fenotipe. Setiap fenotipe dikendalikan oleh genotipe. Genotipe adalah keseluruhan informasi genetik dari suatu individu. Tentu kamu tahu bahwa manusia berdasarkan jenis kelaminnya dibedakan menjadi jenis kelamin laki-laki dan perempuan. Ayo, kita pikirkan, apakah ada gen atau kromosom yang berperan dalam menentukan jenis kelamin tersebut?

Susunan kromosom pada sel penyusun tubuh berbeda dengan susunan kromosom pada sel kelamin (sel telur atau ovum dan sel sperma). Kromosom pada sel tubuh susunannya berpasangan (Gambar 3.8a dan 3.8b). Keadaan kromosom yang berpasangan disebut dengan diploid (di = dua), sedangkan susunan kromosom pada sel kelamin tidak berpasangan dan disebut dalam keadaan haploid (Gambar 3.8c dan 3.8d). Keadaan diploid ditulis dengan simbol 2n dan keadaan haploid ditulis dengan simbol n, sehingga kromosom sel kelamin jumlahnya setengah dari kromosom sel tubuh.

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 3.8 Kariotipe Perempuan dan Laki-Laki, (a) Perempuan Memiliki

Kariotipe 22AA + XX, (b) Laki-Laki Memiliki Kariotipe 22AA + XY,

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 3.8 (c) Kariotipe Sel Telur 22A + X, dan (d) Kariotipe Sel Sperma 22A + Y atau 22A +

X. Kromosom yang terdapat dalam kotak merupakan gonosom atau kromosom

kelamin yaitu X atau Y

Jumlah kromosom sel tubuh manusia sebanyak 23 pasang. Pada keadaan diploid atau 2n, jumlah kromosomnya 23 × 2 = 46 buah kromosom. Kromosom nomor 1 sampai nomor 22 disebut autosom (kromosom tubuh), sedangkan kromosom nomor 23 disebut gonosom (kromosom kelamin). Kromosom nomor 23 (gonosom) inilah yang membedakan kamu laki-laki atau perempuan. Pada biologi, laki-laki diberi simbol ♂ (atau jantan pada hewan dan tumbuhan), dan perempuan diberi simbol ♀ (atau betina pada hewan dan tumbuhan).

Penulisan kromosom kelamin atau gonosom laki-laki ditulis dengan pasangan huruf XY dan untuk perempuan ditulis dengan pasangan huruf XX. Kariotipe atau susunan kromosom laki-laki dapat ditulis dengan rumus 22AA + XY dan untuk perempuan ditulis dengan rumus 22AA + XX. Pada sel kelamin, kromosom tidak dalam keadaan berpasangan (haploid), sehingga kariotipe sel kelamin jantan (sel sperma) adalah 22A + X atau 22A + Y, sedangkan kariotipe sel kelamin betina (sel ovum) yaitu 22A + X. Perhatikan Gambar 3.9!

Masih ingatkah kamu bahwa sel-sel sperma ada yang mengandung kromosom kelamin Y dan ada yang mengandung kromosom kelamin X? Gen-gen pada kromosom kelamin Y memiliki peranan penting dalam menentukan jenis kelamin pada manusia. Pada sel ovum hanya terdapat autosom dan kromosom kelamin X saja. Jadi, ketika sel telur yang mengandung kromosom kelamin X bertemu dengan sel sperma yang mengandung kromosom kelamin X maka akan menghasilkan anak (keturunan) dengan jenis kelamin perempuan (XX). Jika sel telur yang mengandung kromosom kelamin X bertemu dengan sel sperma yang mengandung kromosom kelamin Y maka akan menghasilkan anak (keturunan) dengan jenis kelamin laki-laki (XY). Keturunan dalam proses pewarisan sifat dapat disebut dengan filial (F), sedangkan orang tua atau induk disebut dengan parental (P).

B.  Hukum Pewarisan Sifat

Penelitian pertama tentang penurunan sifat dilakukan oleh Gregor Mendel, seorang pendeta dan juga ahli botani dari Austria (Gambar 3.10). Mendel mulai meneliti tentang pewarisan sifat pada tahun 1856 dan mencatat hasil temuannya pada Natural Science Society of Brunn, Austria pada tahun 1866.

Beberapa tahun kemudian, yaitu pada tahun 1900 para ahli botani lainnya meneliti kembali hasil penelitian Mendel dan mereka menemukan kesimpulan yang sama dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Mendel sebelumnya. Mendel menggunakan kacang kapri sebagai objek penelitiannya karena kacang kapri memiliki ciri-ciri yang mudah dibedakan, dapat melakukan penyerbukan sendiri, mudah dilakukan penyerbukan silang, mempunyai daur hidup yang relatif pendek, dan menghasilkan keturunan dalam jumlah banyak. Perhatikan Gambar 3.11!

Mendel juga orang yang dikenal pertama kali memperkenalkan teori penurunan sifat. Teorinya dikenal dengan Hukum Mendel. Atas jasanya dalam bidang pewarisan sifat beliau dijuluki sebagai Bapak Genetika.

Tahukah kamu bagaimana penelitian Mendel, sehingga dapat menghasilkan hukum pewarisan sifat yang sampai saat ini banyak dikenal? Mendel melakukan dua jenis persilangan. Pertama Mendel menyilangkan kapri dengan satu sifat beda yang dikenal dengan persilangan monohibrida dan kedua menyilangkan kapri dengan dua sifat beda yang dikenal dengan persilangan dihibrida.

1.    Persilangan Monohibdrid

Bagaimana persilangan monohibrida yang dilakukan Mendel? Perhatikan Gambar 3.12! Pada penelitian pertama, Mendel menyilangkan kapri berbunga ungu dengan kapri berbunga putih. Ternyata, seluruh keturunan pertama berbunga ungu. Namun, ketika keturunan tersebut disilangkan dengan sesamanya, keturunan kedua memiliki perbandingan 3 berbunga ungu dan 1 berbunga putih. Berdasarkan hasil persilangan yang dilakukannya, Mendel mengemukakan rumusan yang disebut hukum I Mendel atau disebut juga Hukum Segregasi. Hukum Segregasi menyatakan bahwa pada waktu pembentukan gamet terjadi segregasi atau pemisahan alela (variasi gen) secara bebas, dari diploid menjadi haploid. Misalnya genotipe suatu tanaman Uu, maka gamet yang dibentuk akan membawa gen U dan gen u.

Apakah kamu sudah dapat menentukan gamet dari persilangan monohibrida? Jika kamu mengetahui cara menentukan gamet, kamu akan lebih mudah mempelajari bagan persilangan monohibrida. Pelajarilah penjelasan tentang cara menentukan gamet berikut ini!

a.    Genotipe homozigot dominan:

Jadi gamet untuk genotipe homozigot dominan UU adalah U dan U, meskipun gamet yang terbentuk sebanyak dua dan sama (U dan U), tetapi pada persilangan dapat dituliskan satu saja (U).

b.    Genotipe homozigot resesif:

Jadi gamet untuk genotipe homozigot resesif uu adalah u dan u. Meskipun gamet yang terbentuk sebanyak dua dan sama (u dan u), tetapi pada persilangan dapat dituliskan satu saja (u).

c.    Genotipe heterozigot:

Jadi gamet untuk genotipe heterozigot Uu adalah U dan u. Gamet yang terbentuk sebanyak dua dan tidak sama (U dan u), oleh karena itu, pada persilangan semua gamet ditulis.

 

2.    Persilangan Dihibrid

Setelah melakukan persilangan pada bunga kapri yang berwarna ungu dan putih, selanjutnya Mendel mengawinkan dua kacang kapri yang memiliki dua sifat berbeda. Salah satu kacang kapri berbiji bulat dan berwarna kuning, sedangkan pasangannya berbiji kisut dan berwarna hijau. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan sebelumnya, Mendel menetapkan genotipe untuk kacang kapri biji bulat dan berwarna kuning dengan genotipe BBKK (dominan) dan kacang kapri berbiji kisut dan berwarna hijau dengan genotipe bbkk (resesif).

Berdasarkan Hukum Segregasi, setiap variasi gen dapat berpisah secara bebas, dan menghasilkan gamet (sel sperma dan sel ovum). Dalam hal ini dari induk (parental) yang memiliki genotipe BBKK dan bbkk akan terbentuk gamet dengan pasangan gen BK dan bk. Keturunan pertama (filial 1) dari induk tersebut semua bergenotipe BbKk (berbiji bulat dan berwarna kuning). Selanjutnya Mendel melakukan persilangan kedua, yaitu antarsesama keturuan pertama (BbKk × BbKk).

Apakah persilangan kedua akan menghasilkan keturunan yang sama dengan persilangan pertama? Jika genotipe induk adalah BbKk, maka kemungkinan gamet yang terbentuk adalah BK, Bk, bK, dan bk. Sifat biji bulat dan berwarna kuning merupakan sifat dominan, sehingga setiap genotipe dengan bentuk BBKK, BBKk, BbKK, BbKk akan berbiji bulat dan berwarna kuning. Perhatikan Gambar 3.13!

Berdasarkan hasil persilangan, diperoleh kacang kapri berbiji bulat berwarna kuning (BBKK, BBKk, BbKK, BbKk) sebanyak 9 buah, berbiji bulat berwarna hijau (BBkk dan Bbkk) sebanyak 3 buah, berbiji keriput berwarna kuning (bbKK dan bbKk) sebanyak 3 buah, dan berbiji keriput berwarna hijau (bbkk) sebanyak 1 buah, dan diperoleh perbandingan fenotipe bulat kuning: keriput kuning: bulat hijau: keriput hijau sebesar 9 : 3 : 3 : 1. Berdasarkan hasil yang tampak pada turunan kedua (F2) ini, Mendel menyimpulkan bahwa pada saat pembentukan gamet, alela atau variasi gen yang menentukan karakter-karakter berbeda dapat bergabung secara bebas satu sama lain. Misalnya suatu induk memiliki genotipe BbKk, maka gen B dan gen b serta gen K dan gen k akan memisah, kemudian kedua pasangan tersebut akan bergabung secara bebas sehingga kemungkinan gamet yang terbentuk akan memiliki susunan gen BK, Bk, bK, dan bk. Kesimpulan ini selanjutnya dikenal dengan hukum II Mendel atau disebut juga hukum Penggabungan Bebas. Sekarang, apakah kamu sudah memahami cara-cara pewarisan sifat dari percobaan persilangan monohibrida dan dihibrida?

C.  Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup dan Kelainan Sifat yang Diturunkan

1.    Pewarisan Warna Kulit

Setelah kamu mengamati teman-temanmu, tentunya kamu melihat warna kulit mereka berbeda-beda. Mengapa warna kulit mereka berbeda-beda? Ternyata, warna kulit dikode oleh banyak gen. Misalnya, gen pengode warna kulit adalah gen A, B, C. Gen ini mengode pembentukan pigmen kulit yaitu pigmen melanin. Pigmen melanin menyebabkan kulit berwarna gelap. Variasi atau alternatif gen warna kulit (alela) yaitu gen a, b, c. Orang yang memiliki gen AABBCC memiliki kulit sangat gelap, sedangkan yang memiliki gen aabbcc memiliki kulit sangat terang. Orang yang memiliki gen AaBbCc memiliki warna kulit sawo matang (tengah-tengah antara sangat gelap dan sangat cerah). Perhatikan Gambar 3.14! Selain akibat gen, faktor lingkungan seperti paparan sinar matahari juga berpengaruh pada fenotipe warna kulit.

Pernahkan kamu melihat seseorang yang seluruh tubuhnya putih, termasuk pula rambutnya? Orang yang demikian mengalami kelainan yang disebut albino. Perhatikan Gambar 3.15! Albino merupakan kelainan yang disebabkan tidak adanya zat warna (pigmen) yang disebut zat melanin. Orang yang mengalami kelainan ini pada umumnya mempunyai ciri fotofobia atau takut cahaya. Pigmen melanin berfungsi untuk melindungi kulit dari sinar ultraviolet. Tidak adanya pigmen kulit membuat mereka lebih rentan terserang kanker kulit dan kulit mudah melepuh akibat terpapar sinar matahari. Gen penyebab albino bersifat resesif (gen a). Orang yang mengalami kelainan ini memiliki genotipe homozigot resesif (aa), orang yang normal memiliki genotipe homozigot dominan (AA) dan yang menjadi carrier atau pembawa memiliki genotipe heterozigot (Aa).

2.    Pewarisan Tipe Perlekatan Cuping Telinga

Masih ingatkah kamu pada kegiatan pengamatan ciri-ciri teman-temanmu? Ketika kamu mengamati telinga teman-temanmu, adakah yang cuping telinganya melekat dan adakah yang terlepas? Perhatikan kembali Gambar 3.7 jika kamu masih belum paham tentang ciri perlekatan cuping telinga.

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya tipe perlekatan cuping telinga ini juga dikontrol oleh gen, yaitu gen G untuk cuping telinga terpisah atau terlepas dan gen g untuk cuping telinga melekat. Jadi, seseorang yang memiliki gen G (baik bergenotipe GG atau Gg) akan memiliki tipe perlekatan cuping telinga terpisah, sedangkan yang memiliki tipe perlekatan cuping melekat memiliki gen gg.

3.    Pewarisan Bentuk Rambut

Bentuk rambut juga dikode oleh gen. Ada dua macam gen yang mengendalikan bentuk rambut, gen C (dominan) mengode rambut keriting, dan gen s (resesif) mengode rambut lurus. Bentuk rambut merupakan kasus yang menarik yang dikenal dominansi tidak sempurna. Artinya, jika kamu memiliki salah satu dari kedua jenis gen tersebut (gen C dan gen s), kamu akan mendapat campuran dari keduanya yaitu rambutmu akan menjadi berombak (Cs). Jadi, orang yang memiliki rambut keriting memiliki genotipe CC, orang yang memiliki rambut berombak memiliki genotipe Cs, dan yang memiliki rambut lurus memiliki genotipe ss.

4.    Pewarisan Bentuk Pertumbuhan Rambut pada Dahi

Coba amati rambut yang tumbuh pada dahi teman-temanmu. Apakah kamu menemukan perbedaan? Perhatikan Gambar 3.17! Ada rambut yang tumbuh melingkar biasa atau tumbuh seperti huruf ”V” atau yang dikenal dengan widow’s peak. Tumbuhnya rambut seperti huruf ”V” dikontrol oleh gen W (diambil dari istilah widow’s peak). Gen W ini bersifat dominan, orang yang memiliki pertumbuhan rambut pada dahi memiliki gen WW (homozigot dominan) atau gen Ww (heterozigot), sedangkan orang yang tidak memiliki pertumbuhan rambut seperti huruf ”V” memiliki genotipe homozigot resesif (ww).

5.    Pewarisan Kelainan Buta Warna

Tahukah kamu apa itu buta warna? Buta warna adalah kelainan seseorang yang tidak dapat membedakan beberapa warna dengan baik, biasanya antara merah, oranye, biru, dan hijau. Sekarang coba perhatikan dan tebaklah angka yang ada pada Gambar 3.18 (kamu dapat melakukannya dengan teman sebangkumu).

Kelainan buta warna diakibatkan gen yang berada pada kromoson kelamin X. Seorang perempuan akan menderita buta warna jika kedua kromosom X mengandung gen buta warna (XcbXcb), namun jika hanya salah satu kromosom X yang mengandung gen buta warna (XcbX) maka perempuan tersebut akan menjadi pembawa (carrier) gen buta warna tanpa menjadi penderita. Pada laki-laki jika kromosom X mengandung gen buta warna maka akan langsung menderita buta warna (XcbY).

6.    Pewarisan Kelainan Hemofilia

Hemofilia merupakan kelainan dengan ciri darah penderita sulit menggumpal ketika terjadi luka pada bagian tubuh tertentu, yang disebabkan tidak dihasilkannya faktor penggumpalan darah dalam tubuh seseorang. Saat penderita hemofilia mengalami luka disertai pecahnya pembuluh darah, maka darah akan terus mengalir keluar dan sukar membeku sehingga penderita dapat mengalami kekurangan darah dan dapat menyebabkan kematian. Perhatikan Gambar 3.19!

Gen hemofilia terletak pada kromosom X dan sering ditandai dengan lambang Xh (huruf X sebagai penanda jenis kromosom, huruf h sebagai penanda gen hemofilia). Jika wanita memiliki salah satu kromosom X yang mengandung gen hemofilia (memiliki genotipe XhX), maka ia akan menjadi pembawa (carrier) kelainan hemofilia. Wanita dengan kedua kromosom X mengandung gen hemofilia (memiliki genotipe Xh Xh) akan meninggal (letal) pada saat dilahirkan. Seorang laki-laki memiliki satu kromosom X saja, sehingga orang laki-laki yang menderita hemofilia adalah laki-laki yang memiliki kromosom X yang mengandung gen hemofilia (XhY).

Pernahkah kamu mendengar informasi tentang meledaknya bom atom yang terjadi di Hirosima dan Nagasaki? Bom atom tersebut dijatuhkan pada tahun 1945. Peristiwa ini menyebabkan banyak sekali kematian dan kerusakan. Bom atom tersebut juga menyebabkan berbagai jenis kanker pada orang-orang yang masih hidup, karena pernah terpapar zat radioaktif dari bom atom ini. Banyak bayi yang lahir mengalami cacat mental dan berpotensi memiliki kanker. Semua ini dapat dihubungkan dengan mutasi genetik yang terjadi akibat radioaktif. Bagaimana radioaktif dapat menyebabkan mutasi gen?

Zat radioaktif akan melepaskan radiasi berupa partikel alfa, partikel beta, dan sinar gama. Ketika radiasi ini mengenai molekul DNA dengan energi yang cukup, akan merangsang transkripsi gen-gen pengatur pembelahan sel. Hal ini menyebabkan terjadinya pembelahan sel yang tidak terkendali sehingga terbentuk kanker.

Selain itu radiasi ini juga dapat menguraikan molekul air dalam sel tubuh sehingga membentuk radikal bebas. Radikal bebas ini merupakan atom yang memiliki elektron yang tidak berpasangan sehingga tidak stabil. Radikal bebas ini dapat menyebabkan kerusakan berbagai molekul dalam sel tubuh manusia termasuk molekul DNA. Meskipun radiasi dari zat radioaktif dapat menyebabkan banyak kerusakan, dalam dosis tertentu radiasi ini juga dapat digunakan untuk membunuh sel tumor.

D.  Penerapan Pewarisan Sifat dalam Pemuliaan Makhluk Hidup

 

1.    Pewarisan Sifat dalam Pemuliaan Tanaman

Sudah lama manusia memanfaatkan pengetahuannya terkait dengan genetika di bidang pertanian, salah satunya yaitu dalam penyiapan bibit unggul melalui pembuatan varietas hibrida. Pernahkah kamu mendengar varietas padi hibrida atau jagung hibrida? Varietas hibrida merupakan suatu jenis tanaman yang merupakan keturunan dari persilangan antara dua atau lebih jenis tanaman yang memiliki ciri-ciri genetik yang berbeda. Persilangan ini tentunya juga berdasar pada penemuan yang dilakukan Mendel tentang hukum pewarisan sifat. Varietas hibrida ini dibuat untuk mengambil manfaat dari munculnya kombinasi yang baik dari induk-induk yang disilangkan.

Padi hibrida dapat menghasikan beras 30% lebih banyak daripada padi pada umumnya, lebih tahan terhadap lahan yang kering, lebih pulen, lebih wangi, dan lebih cepat dipanen. Contoh padi hibrida misalnya varietas Sembada, IR 64, Way Apo, Arize, Intani, PPH, Beras Prima, dan varietas IPB 4S. Varietas padi IPB 4S dikembangkan oleh Institut Pertanian Bogor (IPB) (Gambar 3.20). Padi ini dikembangkan dalam rangka membantu pemerintah mencegah krisis pangan. Padi varietas ini dapat dipanen setelah ± 112 hari penanaman, memiliki tekstur yang pulen, tahan terhadap hama tungro, dan mampu menghasilkan hasil panen sebesar 10,5 ton/Ha.

Selain padi, juga ada jagung hibrida, misalnya Hibrida C 1, Hibrida CP 1 dan CPI 2, Hibrida IPB 4, Hibrida Pioneer 2, Malin, Metro, dan Varietas Bima. Jagung varietas Bima-14 Batara (Gambar 3.21) merupakan jagung hibrida unggul yang dihasilkan Balai Penelitian Tanaman Serealia melalui persilangan. Varietas hibrida Bima- 14 Batara ini dapat dipanen sekitar ± 95 hari setelah penanaman, memiliki tinggi ± 199 cm, dan perakaran yang kuat sehingga tidak mudah roboh. Penampilan jagung ini kokoh dan seragam. Kelobot jagung menutup rapat sehingga tahan penyakit bulai, penyakit karat, dan penyakit bercak daun. Bentuk biji jagung ini seperti mutiara dan berwarna kuning. Jagung varietas Bima-14 Batara ini mampu menghasilkan hasil panen sebesar 12,9 ton/ha. Selain memiliki potensi hasil panen yang tinggi, tanaman jagung tersebut juga tidak mudah busuk, sehingga cocok digunakan sebagai pakan ternak sapi dan domba.

Selain padi dan jagung, banyak varietas tanaman hibrida yang merupakan hasil pemuliaan tanaman. Bersama kelompokmu, carilah informasi beberapa jenis tanaman yang merupakan hasil pemuliaan tanaman beserta keunggulan varietas tersebut. Kamu dapat mencari informasi tersebut dari berbagai sumber, misalnya dari majalah pertanian, buku-buku di perpustakaan, internet, atau penyuluh pertanian di daerahmu. Buatlah poster dari informasi yang telah kamu dapatkan. Kemudian, presentasikan temuanmu dalam diskusi kelas.

2.    Pewarisan Sifat dalam Pemuliaan Hewan

Pewarisan sifat berperan penting dalam pemuliaan hewan untuk menghasilkan hewan ternak berkualitas tinggi. Misalnya unggas yang mampu menghasilkan banyak telur atau sapi dengan kualitas susu dan daging yang baik.

Masih ingatkah kamu dengan ayam potong atau ayam broiler yang sering dikonsumsi masyarakat? Tahukah kamu bahwa ayam potong ini sebenarnya merupakan hasil persilangan beberapa jenis ayam? Ayam broiler dapat dikelompokkan berdasar asal daerahnya antara lain: Amerika, Mediterania, Inggris, dan Asia. Pada umumnya ayam broiler di Indonesia juga berasal dari daerah-daerah tersebut. Contoh jenis ayam broiler dari Asia yaitu jenis Brahma yang berasal dari India. Ayam broiler dari Inggris misalnya jenis Cornish, ayam ini memiliki tubuh yang pendek, tetapi menghasilkan banyak daging. Ayam broiler dari Amerika misalnya jenis Playmouth Rock (Gambar 3.22), memiliki bulu butih keabuan, tubuh besar, daging yang lezat, dan mampu menghasilkan telur dengan baik. Ayam ini dihasilkan dari persilangan ayam Dominique dengan ayam jenis Black Cochin.

Pernahkah kamu mendengar tes DNA? Sebenarnya apa itu tes DNA? Apa fungsi tes DNA? Tes DNA merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk mendiagnosis penyakit keturunan dan mengetahui orang tua dari seorang anak atau nenek moyang dari suatu keluarga. Tes DNA dapat digunakan dalam bidang forensik, misalnya identifikasi korban bencana atau untuk menentukan identitasnya.

Bagaimanakah proses tes DNA dilakukan? Perhatikan Gambar 3.23! Tes DNA dilakukan dengan mengambil sebagian sel tubuh seseorang kemudian diekstraksi dengan cara khusus. Kemudian, larutan yang mengandung DNA diletakkan dalam gel agarose. Selanjutnya, dimasukkan ke dalam alat elektroforesis. Setelah melalui tahap elektroforesis akan terbentuk gambaran potongan pita DNA.

Bagaimana kita dapat mengetahui hubungan kekerabatan dengan menggunakan tes DNA? Hubungan kekerabatan dapat diketahui dengan mencocokkan gambaran potongan pita DNA yang terbentuk dari hasil tes DNA seseorang (yang ingin diketahui hubungan kekerabatannya) dengan gambaran potongan pita DNA kerabatnya (keluarga). Dapatkah kamu mencari contoh manfaat lain dari tes DNA?

 

 

 

 

 

 

Sumber : Buku IPA TERPADU Kelas 9 Semester 1 Kemdikbud