Praktikum Imitasi Perbandingan Genetis

By | April 14, 2014

Landasan Teori Praktikum Imitasi Perbandingan Genetis.

1. Hukum Mendel

Perbedaan fenotip dari keturunan yang diperoleh atau diperkirakan akan diperoleh pada percobaan persilangan adalah hasil dari persatuan gamet tetua jantan dan betina yang berlangsung secara acak pada waktu terjadi pembuahan oleh sperma pada sel telur.  Menurut Mendel, persilangan atau pembentukan hibrid, mengikuti kaidah (3+!)n untuk sifat kedominanan penuh, dan {(1+2)+1}n untuk sifat kedominanan tak penuh.  Pada rumus untuk sifat kedominanan penuh, angka 3 menunjukkan angka nisbah fenotipeyang sama pada homozigot dominan dan heterozigot (=hibrid) sedangkan angka 1 menunjukkan angka nisbah fenotipe homozigot resesif.  Pada rumus untuk sifat kedominanan sebagian, angka nisbah 3 tersebut memecah (=bersegregasi) menjadi (1+2) yaitu 1 menunjukkan angka nisbah fenotipe homozigot dominan dan 2 menunjukkan angka nisbah fenotipe heterozigot.  Untuk kedua rumus tersebut bilangan eksponensial n menunjukkan banyaknya sifat beda yang dikendalikan secara genetik.

Contoh 1:  Kacang kapri (Pisum sativum) berbeda genetik untuk warna biji.  Kuning merupakan warna biji dominan sedangkan hijau warna biji resesif.  Berdasarkan warna resesif gen tersebut diberi nama g (dari kata green) sehingga fenotipe biji hijau mempunyai genotipe gg, sedangkan fenotipe biji kuning GG dan Gg.  Nisbah fenotipe biji kuning : biji hijau dengan demikian adalah (3+1)n yaitu 3 : 1 (n=1, persilangan monohibrid untuk warna biji).  Tetapi untuk bunga `pukul 4 sore` (Mirabilis jalapa) warna merah diatur oleh gen berkedominanan tidak penuh.  Bila fenotip resesif adalah bunga berwarna putih (genotipe ww, dari kata white), maka segregasi menghasilkan {(1+2)+ 1}n yaitu 1 bunga warna merah : 2 bunag merah muda : 1 bunag putih.  Warna merah muda merupakan fenotipe heterozigot.  Jelaslah terjadi perbedaan nisbah fenotipe pada kedua sifat kedominanan tersebut, karena munculnya sifat heterozigot (=hibrid) pada kedominanan sebagian.  Pada kedominanan penuh sukar menduga genotipe heterozigot dari fenotipenya.  Pada contoh warna biji kacang kapri, fenotipe biji warna kuning akan selalu menimbulkan pertanyaan apakah biji tersebut dari genotipe homozigot dominan GG ataukah dari genotipe heterozigot Gg.  Sebaliknya pada kedominanan sebagian, seperti pada contoh warna bunga `pukul 4 sore`, selalu dapat ditetapkan bahwa fenotipe bunag merah adalah dari genotipe WW, bunga merah muda dari genotipe Ww, dan bunga putih dari genotipe ww.

Contoh 2:  Bagaimana bila kita memasukkan sifat kedua kacang kapri, yaitu bentuk biji bulat (dominan, genotipe WW) dan keriput (resesif, genotipe ww dari wrinkle).  Karena pada kapri kedua sifat tersebut diatur oleh gen berkedominanan penuh, maka berlaku rumus dihibrid (n=2, untuk sifat warna biji dan bentuk biji) yaitu (3+1)2 =    32 + 2 (3) + 1 yang terkenal dengan nisbah fenotipe 9:3:3:1.  Nisbah ini diuraikan sebagai 9 (sifat I dominan, sifat II dominan) : 3 (I dominan, II resesif) : 3 (I resesif, II dominan) : 1 (I resesif, II resesif).  Pada kedua sifat biji kapri tersebut, nisbah tersebut menjadi 9 kuning, bulat : 3 kuning, keriput : 3 hijau, bulat : 1 hijau, keriput.  Dengan tiga sifat berbeda dominan penuh, untuk tipe batang menjalar (dominan, genotipe DD) dan tipe semak (resesif, genotipe dd dari dwarf) yaitu (3+1)n nisbah tersebut menjadi 33 + 3(3)2 + 3(3) + 1 jadi nisbah fenotipenya 27:9:9:9:3:3:3:1 yaitu, 27 (sifat I,II,II dominan) : 9 (I dan II dominan, III resesif) : 9 (I dan III dominan, II resesif) : 9 (II dan III dominan, I resesif) : 3 (I dominan, II dan III resesif) : 3 (II dominan, I dan III resesif) : 3 (III dominan, I dan II resesif) : 1 (I, II dan III resesif).

Seandainya kedua sifat beda tersebut dikendalikan oleh gen berkedominanan sebagian, nisbah fenotipe akan mengikuti rumus {(1+2)+1}n = 1:2:1:2:4:2:1:2:1 yaitu 1 (I dan II dominan) : 2 (I dominan, II heterozigot) : 1 (I dominan, II resesif) : 2 (II dominan, I heterozigot) : 4 (I heterozigot, II heterozigot) : 2 (I heterozigot, II resesif) : 1 (I resesif, II dominan) : 2 (I resesif, II heterozigot) : 1 (I dan II resesif).  Kembali terlihat bahwa terjadi perbedaan nisbah fenotipe antara pengendalian gen berkedominanan penuh dan berkedominanan sebagian, karena terekspresinya fenotipe heterozigot pada kedominanan sebagian.  Ekspresi fenotipe heterozigot tersebut menghilangkan keragu-raguan dalam menentukan kombinasi gen (=genotipe) yang terdapat pada suatu individu.  Ekspresi dominan menunjukkan individu genotipe homozigot dominan, ekspresi heterozigot menunjukkan  individu genotipe heterozigot, dan ekspresi resesif menunjukkan individu genotipe homozigot resesif.  Dikatakan bahwa pada gen berkedominanan tidak penuh, nisbah fenotipe = nisbah genotipe.

2. Analisis χ2

Uji χ2 (chi-square) merupakan alat bantu untuk menentukan seberapa baik kesesuaian suatu percobaan (goodness of fit).  Pada uji ini penyimpangan nisbah amatan (observed) dari nisbah harapan (expected) dengan rumus

χ2 = Σ   (O  –  E)2 ⁄  E

χ2  = (O1 – E1) ⁄  E1  +  (O2 – E2) ⁄  E2  + ………. + (On – En) ⁄  En

Nilai χ2 diinterpretasikan sebagai peluang dengan mencocokkannya ke tabel χ2 berdasarkan derajat bebasnya.  Derajat bebas (db) adalah banyaknya fenotip yang dapat diekspresikan (n) dikurangi satu.  Pada satu sifat beda berkedominanan penuh terdapat dua fenotip dan db = n-1 = 2-1 = 1.  Pada dua sifat beda berkedominanan sebagian, db = 9-1 = 8.

Contoh:  Berdasarkan persilangan dihibrid kapri berbiji bulat, kuning x kapri berbiji keriput hijau.  Mendel mengamati 315 biji bulat, kuning : 108 biji bulat, hijau : 101 biji keriput, kuning : 32 biji keriput, hijau dari total 556 biji.  Berdasarkan nisbah fenotip 9:3:3:1 yang dapat diharapkan oleh Mendel sebenarnya adalah 9/16 x 556 = 312,75 biji bulat, kuning : 3/16 x 556 = 104,25 biji bulat, hijau : 3/16 x 556 = 104,25 biji keriput, kuning : 1/16 x 556 = 34,75 biji keriput, hijau.  Seberapa baik percobaan Mendel tersebut dibandingkan harapan dapat dihitung dengan

χ2 = Σ (O-E)2 / E = (315 – 312,75)2 / (312,75) + (108-104,25)2 / (104,25)                                       + (101-104,25)2 / (104,25) + (32-34,75)2 / 34,75

χ2 = 0,016 + 0,135 + 0,101 + 0,218 = 0,470 dengan db = 4 fenotipe – 1 = 3 dicocokkan pada Tabel χ2  (Fisher dan Yates, 1943):

Derajat bebas P = 0,99

0,95

0,80

0,50

0,20

0,05

0,01

1

0,000157 0,00303 0,0642 0,455 1,642 3,841 6,635

2

0,020 0,103 0,446 1,386 3,219 5,991 9,210

3

0,115 0,352 1,005 2,366 4,642 7,815 11,345

4

0,297 0,711 1,649 3,357 5,989 9,448 13,277

5

0,554 1,145 2,343 4,351 7,289 11,070 15,086

6

0,872 1,635 3,070 5,348 8,558 12,592 16,812

7

1,239 2,167 3,822 6,346 9,803 14,067 18,475

8

1,646 2,733 4,549 7,344 11,030 15,507 20,090

9

2,088 3,325 5,380 8,343 12,242 16,919 21,666

10

2,558 3,940 6,179 9,342 13,442 18,307 23,209

Dari tabel tersebut χ2  = 0,407 (db=3) terletak pada P=0,80 – 0,95, sehingga dapat disimpulkan bahwa percobaan Mendel tersebut sesuai dengan harapan nisbah fenotipe 9:3:3:1 sebesar 80-90%.

Alat dan Bahan

  1. Kancing baju yang berukuran sama, dengan warna-warna kontras.
  2. Polibag hitam.

Cara Kerja

1.      Imitasi Persilangan Monohibrid

            Kedominanan Penuh

  1. Untuk percobaan ini digunakan kancing dari dua warna kontras, misalnya 10 buah kancing merah dan 10 buah kancing putih yang dimasukkan ke dalam polibag.
  2. Buatlah sebanyak dua polibag yang masing-masing menggambarkan jenis kelamin tetua jantan dan betina, sedangkan kancing sebagai gamet.
  3. Polibag diguncang merata untuk meniru segregasi bebas meiosis pada pembentukan gamet.
  4. Ambillah satu kancing dari setiap polibag, paduan warna kedua kancing menggambarkan genotipe zigot hasil persilangan gamet jantan dan betina.
  5. Catat hasil ambilan tersebut, masing-masing dengan peluang Merah-merah, Merah-Putih, atau Putih-Putih.  Kombinasi kancing Merah-Merah menggambarkan genotipe homozigot dominan MM dengan ekspresi fenotip warna merah; Merah-Putih menggambarkan genotipe heterozigot MP dengan ekspresi fenotipe warna merah; Putih-Putih menggambarkan genotipe homozigot resesif PP dengan ekspresi fenotipe warna putih.
  6. Masukkan kembali kancing tersebut ke dalam polibag asalnya.
  7. Ulangi prosedur 3-6 tersebut sebanyak 16 kali.
  8. Data ambilan ditulis dalam bentuk tabel sebagai berikut:

Ambilan

Genotipe

Fenotipe

Nisbah Fenotipe Frekuensi Ambilan
Merah-Merah

MM

Warna Merah } 7
Merah-Putih

MP

Warna Merah }   3 5
Putih-Putih

PP

Warna Putih      1 4
Total 16

1.2.   Kedominanan Sebagian

  1. Catatan data pengambilan Merah-Merah, Merah-Putih, atau Putih-Putih diinterpretasikan ulang dengan memisahkan segregasi fenotipe warna merah muda untuk ekspresi genotipe heterozigot MP.

Ambilan

Genotipe

Fenotipe

Nisbah Fenotipe Frekuensi Ambilan
Merah-Merah

MM

Warna Merah

1

7

Merah-Putih

MP

Warna Merah

2

5

Putih-Putih

PP

Warna Putih

1

4

Total

16

2.      Imitasi Persilangan Dihibrid

Kedominanan Penuh

  1. Untuk percobaan ini digunakan kancing dari empat warna kontras, misalnya 10 buah kancing merah dan 10 buah kancing putih untuk sifat warna; 10 buah kancing biru dan 10 buah kancing hijau untuk sifat ukuran, yang dimasukkan ke dalam polibag.
  2. Polibag pertama untuk sifat warna, diisi kancing merah dan putih, sedangkan polibag kedua untuk sifat ukuran, diisi kancing biru dan hijau.  (Perhatikan bahwa dalam percobaan ini polibag diumpamakan sebagi lokus, dengan demikian harus memakai empat buah polibag, masing-masing dua lokus untuk tetua jantan dan betina.
  3. Polibag diguncang merata untuk meniru segregasi bebas meiosis pada pembentukkan gamet.
  4. Ambillah satu kancing dari setiap polibag, paduan warna kedua kancing menggambarkan genotipe zigot hasil persilangan gamet jantan dan betina.
  5. Catat hasil ambilan tersebut, dengan kemungkinan Merah-Merah Biru-Biru, Merah-Merah Biru-Hijau, Merah-Merah Hijau-Hijau, Merah-Putih Biru-Biru, Merah-Putih Biru-Hijau, Merah-Putih Hijau-Hijau, Putih-Putih Biru-Biru, Putih-Putih Biru-Hijau, atau Putih-Putih Hijau-Hijau.  Kombinasi kancing Merah-Merah menggambarkan genotipe homozigot dominan MM dengan ekspresi fenotipe warna merah; Merah-Putih menggambarkan fenotipe heterozigot MP dengan ekspresi fenotipe warna merah; Putrih-Putih menggambarkan fenotipe homozigot resesif PP dengan ekspresi fenotipe warna putih.  Kombinasi kancing Biru-Biru menggambarkan genotipe homozigot dominan BB dengan ekspresi fenotipe ukuran besar; Biru-Hijau menggambarkan genotipe heterozigot BH dengan ekspresi fenotipe ukuran besar; Hijau-Hijau menggambarkan genotipe homozigot resesif HH dengan ekspresi fenotipe ukuran kecil.
  6. Masukkan kembali kancing tersebut ke dalam polibag asalnya.
  7. Ulangi prosedur 3-6 tersebut sebanyak 32 kali.
  8. Data ambilan dituliskan dalam bentu tabel:
Ambilan Genotipe Nisbah Genotipe       Fenotipe

(warna, ukuran)Nisbah FenotipeFrekuensi AmbilanMerah-Merah Biru-BiruMM BB

1

Merah BesarMerah Besar = 9 Merah-Merah Biru-HijauMM BH

2

Merah BesarMerah Kecil = 3 Merah-Merah Hijau-HijauMM HH

1

Merah KecilPutih Besar = 3 Merah-Putih Biru-BiruMP BB

2

Merah BesarPutih Kecil = 1 Merah-Putih Biru-HijauMP BH

4

Merah Besar  Merah-Putih Hijau-HijauMP HH

2

Merah Kecil  Putih-Putih Biru-BiruPP BB

1

Putih Besar  Putih-Putih Biru-HijauPP BH

2

Putih Besar  Putih-Putih Hijau-HijauPP HH

1

Putih Kecil      Total

32

 

Kedominanan Sebagian

  1. Catat data pengambilan Merah-Merah Biru-Biru, ……. dst sampai dengan Putih-Putih Hijau-Hijau diinterpretasikan ulang dengan memisahkan segregasi fenotipe warna merah muda untuk ekspresi genotipe heterozigot MP dan ukuran sedang untuk ekspresi genotipe heterozigot BH.
Ambilan Genotipe Nisbah Genotipe

Fenotipe

(warna, ukuran)

Nisbah Fenotipe Frekuensi Ambilan
Merah-Merah Biru-Biru MM BB

1

Merah Besar

1

Merah-Merah Biru-Hijau MM BH

2

Merah Sedang

2

Merah-Merah Hijau-Hijau MM HH

1

Merah Kecil

1

Merah-Putih Biru-Biru MP BB

2

Merah muda Besar

2

Merah-Putih Biru-Hijau MP BH

4

Merah muda Sedang

4

Merah-Putih Hijau-Hijau MP HH

2

Merah muda Kecil

2

Putih-Putih Biru-Biru PP BB

1

Putih Besar

1

Putih-Putih Biru-Hijau PP BH

2

Putih Sedang

2

Putih-Putih Hijau-Hijau PP HH

1

Putih Kecil

1

Total

32

 

Tugas

  1. Lakukan prosedur 1.1; 1.2; 2.1; dan 2.2, sehingga terbuat 4 tabel seperti contoh
  2. Hitung nilai χ2 dan db untuk setiap tabel
  3. Jelaskan kesimpulan masing-masing percobaan.

3.       Modifikasi Hukum Mendel

 

3.1.    Golongan Darah

  1. Untuk percobaan ini digunakan kancing dari tiga warna kontras, misalnya 5 buah kancing merah untuk genotipe IA, 5 buah kancing biru untuk genotipe IB dan 5 buah kancing putih untuk genotipe IO, yang dimasukkan ke dalam dua polibag masing-masing berisi kancing seperti yang telah diuraikan..
  2. Polibag diguncang merata untuk meniru segregasi bebas meiosis pada pembentukkan gamet.
  3. Ambillah dua kancing dari setiap polibag, paduan warna keempat kancing menggambarkan genotipe zigot hasil persilangan gamet jantan dan betina.
  4. Catat hasil ambilan tersebut, dengan kemungkinan (lihat juga buku ajar halaman 46-47 tentang golongan darah)
  5. Masukkan kembali kancing tersebut ke dalam polibag asalnya.
  6. Ulangi prosedur 3-6 tersebut sebanyak 40 kali.
  7. Data ambilan dituliskan dalam bentu tabel di bawah ini

Ambilan

Genotipe

Fenotipe Generasi F1

A

B

AB

O

MerahPutih-MerahPutih

IAIO x IAIO

-

-

dst

dst

3.2.  Epistasis

  1. Untuk percobaan ini digunakan kancing dari empat warna kontras, misalnya 10 buah kancing merah untuk alel A dan 10 buah kancing putih alel a; 10 buah kancing biru alel B dan 10 buah kancing hijau alel b, yang dimasukkan ke dalam polibag.
  2. Polibag pertama untuk gamet jantan, sedangkan polibag kedua untuk gamet betina.  Polibag diguncang merata untuk meniru segregasi bebas meiosis pada pembentukkan gamet.
  3. Ambillah dua kancing dari setiap polibag, paduan warna kedua kancing menggambarkan genotipe zigot hasil persilangan gamet jantan dan betina.
  4. Catat hasil ambilan tersebut, dengan kemungkinan seperti pada (fenotipe epistasis dan nisbah epistasis disesuaikan dengan tabel di bawah ini). Masukkan kembali kancing tersebut ke dalam polibag asalnya.
 Ka sus

Jenis

Karakter

 

Genotipe F2 dan proporsi dari 16

 AABBAABbAaBBAaBbAAbbAabbaaBBaaBbaabbratio

1

2

2

4

1

2

1

2

1

Kapri

Dua sifat

9

3

3

1

9:3:3:1

1

Tikus

warna

bulu

Agouti

Hitam

Albino

9:3:4

2

Labu

warna

Putih

Kuning

Hijau

12:3:1

3

Kapri

Warna

bunga

Ungu

Putih

9:7

4

Labu

Ben tuk

Buah

Bulat

Lonjong

Pan-

jang

9:6:1

5

Ayam

warna

Putih

berwarna

putih

13:3

6

Tikus

warna

Bercak putih (BP)

Putih

berwarna

BP

10:3:3

7

Pato-gen

 

Bentuk

kapsul

Segitiga

oval

15:1valtigaproporsi dari 16a F1 dan F1awah:

 Arti epistasis adalag sesuatu yang menutupiehingga ratio fenotipe tidak lagi

8

Kum-

 

bang

Te-pung

warna

merah

jelaga

merah

jelaga

Hitam

Hitam pekat

Hi-

tam

6:3:3:4

 

  1. Ulangi prosedur 3-6 tersebut sebanyak 32 kali untuk setiap kasus epistasis.
  2. Data ambilan dituliskan dalam bentuk tabel (untuk setiap kasus 1 tabel)
Ambilan Genotipe Nisbah Genotipe

Fenotipe

epistasis

Nisbah Fenotipe  epistasis Frekuensi Ambilan
Merah-Merah Biru-Biru AA BB

1

Merah-Merah Biru-Hijau AA Bb

2

Merah-Merah Hijau-Hijau AA bb

1

Merah-Putih Biru-Biru Aa BB

2

Merah-Putih Biru-Hijau Aa Bb

4

Merah-Putih Hijau-Hijau Aa bb

2

Putih-Putih Biru-Biru aa BB

1

Putih-Putih Biru-Hijau aa Bb

2

Putih-Putih Hijau-Hijau aa bb

1

Total

32

Tugas

  1. Lakukan prosedur 3.1; dan 3.2, sehingga terbuat 1 tabel dan 8 tabel seperti contoh
  2. Jelaskan kesimpulan masing-masing percobaan.

Artikel lainnya: