Johann Gregor Mendel adalah orang memberikan dasar genetika jauh sebelum kromosom atau gen berhasil diidentifikasi. Bahkan pada saat itu proses meiosis belum dipahami secara pasti. Sebelumnya sudah ada beberapa ilmuan yang telah meneliti tentang pewarisan sifat, akan tetapi Mendel adalah orang pertama eksperimen kuantitatif pertama tentang pewarisan sifat. Berdasarkan penelitian Mendel inilah prinsip dasar pewarisan sifat makhluk hidup berhasil diketahui. Sekarang kita dapat mengetahui bahwa gen yang merupakan potongan DNA pada kromosom adalah unit fungsional dasar dalam pewarisan sifat. Meskipun tidak sepenuhnya benar, postulat yang disampaikan Mendel merupakan titik awal perkembangan ilmu pewarisan sifat pada makhluk hidup.
Dalam melakukan eksperimennya, Mendel memilih kacang ercis. Penggunaan kacang ercis sebagai bahan percobaan dikarenakan memiliki beberapa keuntungan. Kacang ercis memiliki banyak varietas galur murni dan di antara varietas kacang ercis memiliki pasangan sifat beda yang menonjol. Kacang ercis juga dapat tumbuh dengan cepat. Selain itu, daun bunga seluruhnya menutupi organ-organ seksnya sehingga umumnya proses fertilisasi yang terjadi adalah self- fertilization.
 |
| perbedaan yang menonjol varietas pada kacang ercis. (sumber: Robert Bear et al., OpenStax, CC BY 4.0) |
Dalam percobaannya, Mendel fokus pada sifat-sifat yang diteliti dan mengabaikan sifat tidak yang berhubungan. Contohnya saat meneliti bentuk biji maka akan fokus ke bentuk biji dan mengabaikan tinggi tanaman. Pada saat Mendel menyilangkan kacang ercis berbunga ungu dan berbunga putih, ternyata menghasilkan keturunan pertama (F1) kacang ercis berbunga ungu, bukan warna ungu muda yang merupakan campuran warna kedua induknya. Sifat yang muncul pada keturanan generasi pertama (F1) inilah yang dikatakan dengan sifat dominan sedang sifat yang tidak muncul pada F1 disebut dengan resesif.
Jika sifat resesif tidak muncul pada F1, apakah sifat tersebut hilang?Tidak. Tidak nampak pada keturunan pertama, sifat resesif ternyata akan kembali terlihat pada keturunan generasi kedua (F2). Perbandingan antara kacang ercis warna ungu dan putih pada F2 adalah 3:1. Hasil tersebut ternyata sama untuk karakteristik-karakteristik lain dari kacang ercis.
Induk akan menurunkan gen yang menentukan sifat keturunannya(pada saat itu belum menggunakan istilah gen). Secara sederhana, gen yang menempati lokus yang sama disebut dengan alel. Sepasang alel yang ada pada organisme dikenal sebagai genotip. Genotip menentukan fenotip dari suatu organisme. Genotip adalah sifat menurun yang tidak nampak dari luar. Fenotip adalah karakteristik suatu organisme yang dapat diamati.
Perhatikan contoh gambar berikut untuk lebih jelas mengenai hubungan genotip dan fenotip.
 |
| Perbandingan fenotip dan genotip pada kacang ercis (sumber: Robert Bear et al., OpenStax, CC BY 4.0) |
Tumbuhan dengan genotip YY memiliki fenotip biji berwarna kuning dan genotip yy mempunyai fenotip biji bewarna hijau, karena memiliki alel yang sama maka keduanya disebut homozigot. Y adalah alel dominan sedang y adalah alel resesif. Pada keturunan pertama (F1) semua memiliki genotip Yy dan fenotip biji bewarna kuning. Pada F2 ada 3 jenis genotip yaitu YY, Yy, dan yy dengan perbandingan 1:2:1, sedangkan fenotipnya ada 2 jenis yaitu biji berwarna kuning dan hijau dengan perbandingan 3:1. Perbedaan perbadingan genotip dan fenotip tersebut terjadi karena alel Y dominan penuh terhadap alel y. Sehingga genotip Yy akan menghasilkan fenotip yang sama dengan genotip YY yaitu biji warna kuning. Jadi meskipun Yy mengandung gen penyebab warna hijau (y), warna hijau tersebut tidak tampak karena bersifat resesif dan yang muncul adalah sifat yang dominan yaitu kuning. Akan tetapi biji warna hijau yang tidak nampak pada F1 kembali terlihat pada F2 karena pada F2 terdapat keturunan dengan genotip yy.
Dari penjelasan di atas telah diketahui fenotip pada F2 memiliki perbandingan 3:1 tetapi belum jelas bagaimana proses yang terjadi. Berikut penjelasannya dengan postulat dari Mendel yang sering disebut dengan hukum Mendel yang pertama yang sering dikenal sebagai hukum pemisahan bebas. Hukum pemisahan bebas menyatakan bahwa pada pembentukan gamet kedua gen induk yang merupakan pasangan alel akan memisah sehingga masing-masing gamet menerima satu gen dari induknya. Saat terjadi pembuahan sel telur oleh sperma maka akan terbentuk organisme baru dengan genotip dari alel yang terdapat pada gamet.
Perhatikan gambar berikut
Perbandingan fenotip dan genotip pada kacang ercis keturunan kedua
(sumber: Robert Bear et al., OpenStax, CC BY 4.0)
Masih menggunakan contoh induk (P) yang sama dengan di atas yaitu tanaman dengan biji berwarna kuning (YY) dan hijau (yy). Kedua induk tersebut bersifat homozigot karena memiliki alel yang sama. F1 memiliki genotip Yy yang masing-masing merupakan dari induknya, Y dari tanaman berbiji kuning dan y dari tanaman berbiji hijau. Kemudian bagaimana dengan F2?
Walaupun memiliki fenotip yang sama yaitu biji berwarna kuning, P dan F1 memiliki genotip yang berbeda. P adalah homozigot dengan genotip YY sedang F1 adalah heterozigot dengan genotip Yy. Karena pada F1 terdapat 2 jenis gamet yaitu Y dan y maka persilangan antar F1 akan menghasilkan 3 jenis genotip yaitu YY, Yy, dan yy. Untuk lebih jelasnya perhatikan kembali gambar diatas.
Ingat bahwa Y tadi adalah dominan terhadap y, maka yang akan terlihat pada keturunan dengan genotip Yy adalah sifat yang dibawa oleh Y yaitu warna kuning. Sehingga perbandingan fenotip pada F2 adalah 3:1, 3 untuk tanaman berbiji warna kuning dan 1 untuk tanaman berbiji warna hijau. Sementara, perbandingan genotip pada F2 adalah YY : Yy : yy = 1 : 2 : 1.
EmoticonEmoticon