4. Modifikasi Nisbah Mendel

1

KULIAH 4 MODIFIKASI NISBAH MENDEL Perbandingan fenotipe 3:1 pada generasi F2 persilangan monohibrid dan 9:3:3:1 pada generasi F2 persilangan dihibrid dapat terjadi bila (1) terdapat hubungan dominan-resesif, dan (2) satu sifat ditentukan oleh satu pasang alel. Bila kedua syarat tersebut tidak terpenuhi maka nisbah Mendel akan mengalami modifikasi. Beberapa macam modifikasi tersebut dapat terjadi karena (1) interaksi alel dalam satu lokus yang menghasilkan hubungan dominansi parsial, kodominansi, alel ganda, dan alel letal, (2) interaksi alel antar lokus yang terjadi bilamana 2 gen atau lebih yang terletak pada lokus yang berbeda berinteraksi untuk membentuk satu fenotipe yang baru. Interaksi Alel dalam Satu Lokus Interaksi alel dalam satu lokus terdiri dari: 1. Dominansi parsial (dominan tidak sempurna) Bila keturunan suatu persilangan mempunyai fenotipe antara dari fenotipe kedua tetuanya.

Contoh: Tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa)

warna merah disilangkan dengan yang berwarna putih menghasilkan tanaman berwarna merah muda (pink). Jika fenotipe ini dikendalikan oleh satu pasang alel, maka fenotipe F2 nya adalah 1 merah : 2 pink : 1 putih. Tidak ada hubungan dominan-resesif sehinngga alelnya adalah alel R1 menentukan warna merah dan R2 menentukan warna putih. 2. Kodominansi Kodominansi merupakan ekspresi dari sepasang alel yang menentukan dua produk yang berbeda yang masing-masing produk tersebut dapat dideteksi. Contoh: pengelompokan darah MN pada manusia. Golongan darah hanya ditentukan oleh sepasang alel, yaitu alel L M dan alel LN yang menentukan tiga fenotipe golongan darah, yaitu kelompok M yang mengandung L MLM, kelompok MN yang mengandung alel LMLN, dan kelompok N yang mengandung alel LNLN. Perkawinan antara dua individu yang bergenotipe heterozigot L MLN melahirkan anak dengan perbandingan fenotipe 1:2:1. Mirip dengan dominansi partial, tetapi heterozigotnya menghasilkan dua produk yang berbeda yang dikendalikan oleh dua alel yang berbeda. 3. Alel Ganda

2

Dikatakan alel ganda bila dalam suatu lokus terdapat lebih dari dua alel. Setiap individu diploid memiliki 2 lokus gen yang homolog yang dapat ditempati oleh alel yang berbeda, sehingga setiap individu hanya dapat mengandung 2 alel. Dalam suatu populasi, lokus tersebut dapat ditempati oleh alel-alel lainnya sehingga terdapat lebih dari 2 alel yang menempati lokus yang sama. Contoh: sistem ABO golongan darah manusia. Pada satu individu golongan darah ditentukan oleh 2 alel, tetapi dalam suatu populasi terdapat 3 alel, yaitu alel IA yang menyandi antigen A, alel IB yang menyandi antigen B, dan alel IO yang menyandi tidak menyandi satupun antigen. Alel IA bersifat kodominan terhadap alel IB, dan IA serta IB bersifat dominan terhadap IO. 4. Alel Letal Alel letal resesif, individu yang bergenotipe homozigot resesif tidak dapat hidup. Alel letal dominan terjadi bilamana satu alel tipe liar tidak mencukupi untuk menyandi produk gen yang dipergunakan untuk perkembangan individu secara normal, maka individu tersebut yang bergenotipe heterozigot tidak dapat hidup. 5. Kombinasi Dua Pasang Gen Modifikasi nisbah Mendel dapat juga terjadi pada kombinasi dua pasang gen. Kombinasi dari dua persilangan monohibrid yang salah satu atau keduanya

menghasilkan

perbandingan

3:1

termodifikasi,

juga

akan

menghasilkan perbandingan 9:3:3:1 yang termodifikasi pada generasi F2. Contoh: sifat albino dan golongan darah. Albino diwariskan mengikuti perbandingan Mendel, alel A menentukan kulit berpigmen dan alel a menentukan kulit tidak berwarna (albino) dan golongan darah ditentukan oleh alel ganda: alel IA , IB dan IO. Bila terjadi perkawinan antara dua orang yang heterozigot resesif albino dan bergolongan darah AB maka keturunannya diduga akan: - 3/16 anak berpigmen golongan darah A - 6/16 anak berpigmen golongan darah AB - 3/16 anak berpigmen golongan darah B - 1/16 anak berpigmen golongan darah A - 2/16 anak albino golongan darah AB - 1/16 anak albino golongan darah B Atau dengan perbandingan fenotipe 3:6:3:1:2:1, dengan 6 fenotipe yang merupakan modifikasi dari 9:3:3:1 dengan 4 fenotipe Interaksi Gen Antar Lokus

3

Interaksi gen antar lokus atau disebut juga epistasis, yaitu alel dari satu lokus dapat mempengaruhi atau menutupi ekspresi alel dari lokus lainnya. Epistasis banyak dijumpai di dalam proses metabolisme.

Interaksi ini dapat

dibedakan atas 3 macam, yaitu interaksi komplementasi, interaksi modifikasi, dan interaksi duplikasi. 1. Interaksi komplementasi: 2 lokus bekerjasama pada satu lintasan metabolisme untuk membentuk suatu bahan a. Perbandingan 9 :7. Suatu produk akhir akan terbentuk bilamana ada kerjasama alel, misalnya alel A dan B. Jika salah satunya tidak ada maka produk akhir tidak terbentuk. Oleh karena itu, individu yang bergenotipe A_B_ dengan frekuensi 9/16 akan membentuk produk akhir sedangkan genotipe yang lainnya (3/16 A_bb, 3/16 aaB_, dan 1/16 aabb) tidak membentuk produk akhir. b. Perbandingkan 9:3:4. Perbandingan ini terjadi bila ekspresi gen dari lokus kedua dipengaruhi oleh ekspresi gen pada lokus pertama. Gen lokus kedua akan diekspresikan bila gen dari lokus pertama diekspresikan untuk membentuk suatu produk. Contoh: warna bunga pada Lini marocana . Warna bunga ditentukan oleh antosianin yang dikendalikan oleh alel A yang dominan terhadap alel a. Warna yang ditentukan oleh antosianin tergantung pada keadaan asam dan basa, Keadaan basa dikendalikan oleh alel dominan B. Dalam keadaan basa, antosianin menentukan warna ungu, sedangkan jika asam maka bunga berwarna merah, dan jika tidak terdapat antosianin maka bunga akan berwarna putih tidak peduli keadaan asam atau basa.

Jadi, persilangan antara yang berbunga ungu (AABB) dengan

berbunga putih (aabb) menghasilkan F2 dengan perbandingan 9/16 A_B_ , 3/16 A_bb, dan 4/16 aa_ _ 2. Interaksi Modifikasi: terjadi bila ekspresi alel dominan pada satu lokus menutupi ekspresi alel pada lokus kedua. a. Perbandingan 12:3:1. Warna sekam pada gandum. Warna hitam dikendalikan oleh alel A yang dominan terhadap alel a yang menentukan warna terang. Alel B menentukan warna kuning, dan alel b menentukan warna putih. Bila individu memiliki alel A maka apapun jenis alel pada lokus B, sekam gandum berwarna hitam. Warna kuning yang dikendalikan alel B muncul jika sekam gandum berwarna terang. Warna putih yang dikendalikan alel b juga terlihat jika warna sekam terang.

4

b. Perbandingan 13:3. Warna bulu ayam ras, putih karena tidak berpigmen. Pembentukan pigmen dikendalikan oleh alel C yang dominan terhadap alel c. Pada lokus lain terdapat gen I yang berperan mencegah pembentukan pigmen sehingga jika ada alel I maka pigmen tidak terbentuk sehingga individu akan berbulu putih. Oleh karena itu, ayam akan berwarna bila bergenotipe iiC_. Persilangan antara ayam berwarna (iiCC) dengan ayam putih IIcc dihasilkan keturunan F2 dengan perbandingan 13/16 berbulu putih I_ _ _ dan iicc) dan 3/16 berbulu berwarna (iiC_). c. Perbandingan 7:6:3, Warna bawang putih. Warna merah pada bawang putih dikendalikan oleh alel B. Alel A bersifat menekan pigmentasi yang tingkatannya tergantung pada banyaknya alel A.

Tanaman yang

mempunyai genotipe homozigot untuk alel A (AA), pigmentasi ditekan penuh sehingga akan menghasilkan warna putih, sedangkan yang heterozigot (Aa) penekanan pigmentasinya tidak penuh sehingga bila ada alel B akan menghasilkan warna kuning, sedangkan yang bergenotipe aa tidak terjadi penekanan pigmentasi sehingga apapun alel pada lokus B akan diekspresikan. Dari persilangan antara bawang berwarna putih (AAbb) dan merah (aaBB) dihasilkan perbandingan pada F2 adalah 7/16 berwarna putih (AAB_, Aabb, dan aabb), 6/16 berwarna kuning (AaB_) dan 3/16 berwarna merah (aaB_) 3. Interaksi Duplikasi, 15:1 Interaksi ini terjadi bila dua gen menghasilkan bahan yang sama. Suatu sifat akan terbentuk bila individu mengandung alel dominan dari salah satu atau kedua tetuanya. Persilangan antara ayam yang berbulu kakinya (AABB) dengan ayam yang tidak berbulu kakinya (aabb) menghasilkan generasi F 2 dengan perbandingan 15/16 berbulu pada kakinya (A- - - atau - - B -) dan tidak berbulu (aabb).