Imitasi Perbandingan Genetis

LAPORAN PRAKTIKUM

GENETIKA

PERCOBAAN I

IMITASI PERBANDINGAN GENETIS

NAMA                                       : NUR AFIYAH SULAIMAN

NIM                                            : H41113504

KELOMPOK                            : V (LIMA) B

HARI/TGL. PERCOBAAN     : KAMIS/ 6 MARET 2014

ASISTEN                                   : RISKY NURHIKMAYANI                   

LABORATORIUM GENETIKA JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam sejarah perkembangan ilmu genetika, Gregor Mendel dikenal sebagai orang pertama yang memperkenalkan suatu sistem sederhana untuk menganalisis sifat-sifat genetik. Prinsip yang digunakan oleh Mendel cukup sederhana yaitu dengan membuat persilangan antar bunga Pisum sativum yang mempunyai fenotipe berbeda-beda. Warna bunga dan kenampakan biji yang muncul dari hasil persilangan tersebut kemudian dijadikan dasar untuk melakukan analisis matematik (Yuwono, 2005).

Melalui ekperimen yang dilakukannya, Mendel kemudian mengajukan konsep mengenai segregasi. Prinsip ini pada dasarnya mengatakan bahwa hanya satu gen yang diturunkan dari sel induk ke sel keturunannya. Prinsip kedua yang dikemukakan oleh Mendel adalah prinsip pemisahan dan pengelompokan secara bebas (independent assortement). Prinsip ini pada dasarnya menyatakan bahwa segregasi suatu pasangan sifat berlangsung secara independen satu sama lain (Yuwono, 2005).

Prinsip-prinsip yang dikemukakan oleh Mendel kemudian dipergunakan sebagai dasar analisis genetik pada jasad-jasad hidup yang lain, misalnya untuk mengetahui ada atau tidaknya tautan gen (gene linkage) antara gen-gen pada jasad renik. Perlu dipahami bahwa hukum mendel yang kedua yaitu pengelompokan secara bebas, hanya berlaku untuk lokus-lokus yang terletak pada kromosom bukan homolog. Seringkali didapatkan penyimpangan dari hukum Mendel pada hasil persilangan suatu jasad karena adanya efek tautan gen. Meskipun demikian, prinsip-prinsip seperti yang dikemukakan oleh Mendel masih dapat diterapkan sebagai dasar analisis genetik (Yuwono, 2005).

Oleh karena itu, dalam percobaan ini akan dilakukan pengujian  untuk melihat penyimpangan yang terjadi pada hukum mendel.

1.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mendapatkan gambaran tentang kemungkinan gen-gen yang dibawa oleh gamet-gamet tertentu dan akan bertemu secara acak atau random.

I.3 Waktu dan Tempat

Percobaan Imitasi Perbandingan Genetis ini dilaksanakan  pada hari Kamis, 6 Maret 2014 pukul 14.00-17.00 WITA  bertempat di Laboratorium Biologi Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Genetika adalah ilmu yang mempelajari sifat -sifat  keturunan (hereditas). Orang yang dianggap sebagai bapak genetika adalah Gregor Mendel. Prinsip dasar hereditas ditemukan oleh Gregor Mendel dengan membudidayakan kacang ercis (Pisum sativum) sebagai objek penelitian (Harahap, 2012).

Pada tahun 1866 Mendell melaporkan hasil penyelidikannya selama bertahun-tahun atas kacang ercis/kapri (Pisum sativum). Untuk mempelajari sifat menurun Mendell menggunakan kacang ercis ini dengan alasan antara lain (Adityno, 2012):

-    memiliki pasangan sifat yang menyolok

-    bisa melakukan penyerbukan sendiri

-    segera menghasilkan keturunan atau umurnya pendek

-    mampu menghasilkan banyak keturunan, dan

-    mudah disilangkan

Ketika Mendel menyilangkan tanaman berbunga ungu dan tanaman berbunga putih maka semua keturunan memiliki bunga ungu. Tidak ada pencampuran sifat dalam percobaan Mendel. Mendel harus muncul dengan teori pewarisan untuk menjelaskan hasil itu. Ia mengembangkan teori yang disebut hukum segregasi (Harahap, 2012).

Hukum Mendell I dikenal juga dengan Hukum Segregasi menyatakan: “Pada pembentukan gamet kedua gen yang merupakan pasangan akan dipisahkan  dalam dua sel anak”. Hukum ini berlaku untuk persilangan monohibrid yaitu persilangan dengan satu sifat beda. Contoh dari terapan Hukum Mendell I adalah persilangan monohibrid dengan dominansi. Persilangan dengan dominansi adalah persilangan suatu sifat beda dimana satu sifat lebih kuat daripada sifat yang lain. Sifat yang kuat disebut sifat dominan dan bersifat menutupi, sedangkan yang lemah/tertutup disebut sifat resesif (Adityno, 2013).

Hukum Mendell II dikenal dengan Hukum Independent Assortment, menyatakan: ‘Pada pembentukan gamet, apabila dua individu berbeda satu dengan yang lain dalam dua pasang sifat atau lebih, maka diturunkannya sifat yang sepasang itu tidak bergantung pada sifat pasangan lainnya’. Hukum ini berlaku untuk persilangan dihibrid (dua sifat beda) atau lebih. Contoh: disilangkan ercis berbiji bulat warna kuning (dominan) dengan ercis berbiji kisut warna hijau (resesif) (Adityno, 2013).

Faktor keturunan pada setiap individu terdapat secara berpasangan dalam bentuk unit. Mendel berpendapat bahwa pasangan tersebut secara terpisah dan secara seimbang dalam bentuk komponen reproduksi jantan dan betina (gamet). Dengan demikian masing-masing karakter ini akan diwariskan pada generasi berikutnya (Agus dan Sjafarenan, 2014).

Fenotipe adalah suatu karakteristik baik struktural, biokimiawi, fisiologis, dan perilaku yang dapat diamati dari suatu organisme yang diatur oleh genotipe dan lingkungan serta interaksi keduanya. Fenotipe adalah sifat-sifat  yang dapat diamati secara fisik, misalnya bentuk dan ukuran sel, warna daun, dan sebagainya ( Yuwono, 2005).

Pengamatan fenotipe dapat sederhana (misalnya warna bunga, bentuk biji, dan sebagainya) atau dapat pula sangat rumit hingga memerlukan alat dan metode khusus. Namun demikian, karena ekspresi genetik suatu genotipe bertahap dari tingkat molekular hingga tingkat individu, seringkali ditemukan keterkaitan antara sejumlah fenotipe dalam berbagai tingkatan yang berbeda-beda. Fenotipe, khususnya yang bersifat kuantitatif, seringkali diatur oleh banyak gen. Cabang genetika yang membahas sifat-sifat dengan tabiat seperti ini dikenal sebagai genetika kuantitatif (Yuwono, 2005).

Sedangkan genotipe adalah komposisi genetik yang dipakai untuk menyatakan keadaan genetik dari suatu individu atau sekumpulan individu populasi. Genotipe dapat merujuk pada keadaan genetik suatu lokus maupun keseluruhan bahan genetik yang dibawa oleh kromosom (genom). Genotipe dapat berupa homozigot atau heterozigot. Setelah orang dapat melakukan transfer gen, muncul pula penggunaan istilah hemizigot (Yuwono, 2005).

Dalam persilangan terdapat 3 jenis persilangan, yaitu (Adityno, 2013) :

1.      Testcross : persilangan antara suatu individu yang tidak diketahui genotipnya dengan induk yang genotipnya homozigot resesif. Tujuan dari persilangan ini adalah untuk menguji heterozigositas suatu persilangan.

2.      Backcross : persilangan antara anakan F1 yang heterozigot dengan induknya yang homozigot dominan, karena disilangkan seperti ini maka kemungkinan anak hasil dari persilangan itu hanya satu macam.

3.      Resiprok : persilangan ulang dengan jenis kelamin yang dipertukarkan. Meskipun sifat induk jantan dan betina bila dibolak-balik/dipertukarkan tetapi tetap menghasilkan keturunan yang sama

Interaksi–interaksi di dalam tubuh makhluk hidup dapat menyebabkan adanya penyimpangan semu hukum mendel. Ada 2 jenis penyimpangan, yaitu penyimpangan karena interaksi alel dan penyimpangan karena reaksi genetik (Adityno , 2013)

Penyimpangan karena interaksi alel antara lain dominasi tidak sempurna (incomplete dominance), kodominan, alel ganda dan alel letal. Selain itu, terdapat juga interaksi genetik yaitu adalah suatu keadaan dimana dua atau lebih gen mengekspresikan protein enzim yang mengkatalis langkah-langkah dalam suatu jalur yang sama (Adityno, 2013). 

Penyimpangan Hukum mendel karena reaksi genetik diantaranya (Harahap, 2012):

1.      Intermediet

2.      Polimeri

3.      Kriptomeri

4.        Epistasis dan Hipostasis

5.        Komplementer

           Intermediet adalah munculnya suatu sifat baru karena adanya interaksi dari beberapa gen. contoh : jengger ayam (persilangan antara rose dan pea menghasilkan walnut 100%, lalu disilangkan lagi sesama walnut). Perbandingan hasilnya adalah 9 : 3 : 3 : 1 (walnut : rose : pea : single) (Harahap, 2012).

            Polimeri adalah bentuk interaksi gen yang kumulatif atau salin menambah sebagai akibat dari interaksi dua gen atau lebih, atau bisa disebut sebagai gen ganda. Contoh : percobaan H. Nillson-Ehle pada biji gandum (persilangan antara gandum berbiji merah gelap dengan putih menghasilkan merah sedang 100%, lalu disilangkan lagi sesama merah sedang).  Perbandingan hasilnya 15 : 1 (merah : putih) (Harahap, 2012).

Kriptomeri adalah sifat gen dominan yang tersembunyi jika gen tersebut berdiri sendiri, namun setelah berinteraksi dengan gen dominan lainnya akan muncul sifat yang tersembunyi itu. Contoh: bunga Linaria maroccana (persilangan anatar bunga merah dan putih yang menghasilkan keturunan ungu 100%, kemudian disilangkan sesama ungu). Perbandingan hasilnya adalah 9 : 3 : 4 (ungu : merah : putih) (Harahap, 2012).

Epistasis adalah gen yang menutupi dan hipostasis adalah yang ditutupi. Terdapat epistasis dominan, epistasis resesif, epistasis dominan rangkap dan epistasis resesif rangkap. Pada epistasis dominan gen dengan alel dominan yang menutupi kerja gen lain. Pada epistasis resesif gen dengan alel homozigot resesif yang menpengaruhi gen lain. Sedangkan epistasis dominan rangkap adalah peristiwa dua gen dominan atau lebih yang bekerja untuk munculnya satu fenotip tunggal.      Dan komplementer / epistasis resesif rangkap : interkasi beberapa gen yang slaing melengkapi. Contoh : bunga Lathyrus odoratus. (perbadingan akhirnya 9 : 7 (ungu : putih) (Harahap, 2012).

Selain karena adanya interaksi genetic dan alel, penyimpangan dalam hukum mendel juga bisa berasal dari adanya tautan dan pindah silang. Hal ini menyebabkan terjadinya rekombinasi di antara gen-gen pada sepasang kromosom (Harahap, 2012). 

Adanya penyimpangan-penyimpangan tersebut juga terjadi dalam dalam melakukan percobaan. Pada saat melakukan pencampuran antara biji genetik yang dapat direka sebagai tahap segregasi bebas dalam meiosis, pengambilan secara acak tidak selalu sesuai dengan teori perbandingan Mendel. Dan untuk itu pula, dilakukan uji chi square dengan rumus sebagai berikut:

X²  = 

Chi Square merupakan salah satu cara untuk menguji percobaan yang dilakukan menyimpang atau tidak dari teori. Dalam percobaan biologis tidak mungkin didapatkan data yang segera dapat dipertanggungjawabkan seperti halnya dengan matematika. Berhubung dengan adanya penyimpangan (deviasi) antara hasil yang didapat dengan hasil yang diharapkan secara toeritis harus dievaluasi, untuk itulah dilakukan chi square test (Suryo, 2005).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1  Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini alat tulis menulis, kalkulator, dan kantong.

III.2  Bahan

Bahan yang digunakan yaitu biji genetik berbagai warna.

III.3 Prosedur Kerja

Adapun langkah-langkah kerja yang dilakukan dalam percobaan ini sebagai berikut:

1.      Masing-masing kelompok dibagikan 40 biji genetik yang terdiri dari 10 biji kuning hijau, 10 biji kuning hitam, 10 biji merah hijau, 10 biji merah hitam dan dimasukkan secara acak pada 2 kantong. Pada tiap kantong, berisi 20 biji genetik.

2.      Satu biji dari kedua kantong tersebut lalu diambil secara acak agar dihasilkan kombinasi genetik.

3.      Hasil warna kombinasi biji genetik yang didapat kemudian dicatat. Genotipe K (berbiji kuning) disimbolkan oleh warna kuning, genotipe k (berbiji hijau) disimbolkan oleh warna merah, genotipe B (berbiji bulat/bernas) disimbolkan oleh warna hitam, dan genotipe b (berbiji kisut/keriput) disimbolkan oleh warna hijau.

4.      Biji yang terambil dikembalikan ke kantong asalnya dan dicampur kembali (untuk menirukan segregasi bebas pada meiosis).

5.      Langkah ke-2 sampai langkah ke-4 diulang sampai 16 kali pengambilan.

6.      Data yang diperoleh dikumpulkan untuk keperluan pengolahan data selanjutnya.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV. 1 Hasil

A.    Data Kelompok

Perc. Ke-	K_B_	K_bb	kkB_	kkbb
1	Ö
2	Ö
3	Ö
4			Ö
5	Ö
6	Ö
7			Ö
8	Ö
9	Ö
10	Ö
11	Ö
12	Ö
13				Ö
14				Ö
15			Ö
16	Ö
å	11	0	3	2

Keterangan:

Ʃ Total Keseluruhan = 11 + 0 + 3 + 2 = 16

·         K B    = Kuning bernas

·         K bb  = Kuning kisut

·         kkB   = Hijau bernas

·         kkbb  = Hijau kisut

Tabel Chi Square

	K_B_	K_bb	kkB_	kkbb
O	11	0	3	2
E	9	3	3	1
D	2	-3	0	1
d2/e	0,444	3	0	1
X2	3.407

Keterangan:

·         (Observed) = Hasil yang diperoleh dari percobaan

·         E (expected)  = Hasil yang diharapkan/ diramalkan oleh teori Mendel

·         D (deviation) = Penyimpangan antara hasil yang diperoleh dengan hasil yang diharapkan

B.     Data Kelas

Kelompok	K_B_	K_bb	kkB_	kkbb
1	8	2	6	0
2	12	1	1	2
3	9	1	4	2
4	11	2	3	0
5	11	8	3	2
6	8	5	3	0
å	59	11	20	6

Keterangan:

 Ʃ Total Keseluruhan =  59 + 11 + 20 + 6 = 96

·         K B   = Kuning bernas

·         K bb  = Kuning kisut

·         kkB   = Hijau bernas

·         kkbb  = Hijau kisut

Tabel Chi Square

	K_B_	K_bb	kkB_	kkbb
O	59	11	20	6
E	54	18	18	6
D	5	-7	2	0
d2/e	0,463	2.722	0,222	0
X2	3.407

Keterangan:

·         (Observed) = Hasil yang diperoleh dari percobaan

·         E (expected)  = Hasil yang diharapkan/ diramalkan oleh teori Mendel

·         D (deviation) = Penyimpangan antara hasil yang diperoleh dengan hasil yang diharapkan

IV. 2 Pembahasan

Dalam percobaan Imitasi Perbandingan Genetis ini, dilakukan pengambilan biji genetis sebanyak 16 kali pengambilan. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan gambaran tentang kemungkinan gen-gen yang dibawa oleh gamet-gamet tertentu dan akan bertemu secara acak atau random.

 Pada saat melakukan pengambilan dalam kelompok didapatkan perbandingan fenotip K- B- : K- bb: kkB- : kkbb  atau (Kuning bernas : Kuning kisut : Hijau bernas : Hijau kisut) sebanyak 11 : 0 : 3: 2. Sedangkan menurut Mendel perbandingan yang dihasilkan yaitu 9 : 3 : 3 : 1.

Begitu pun dengan perbandingan data kelas yaitu Kuning bernas : Kuning kisut : Hijau bernas : Hijau kisut (59 : 11 :  20 : 6). Padahal menurut teori ekpetasi  yang dikemukakan Mendel seharusnya perbandingan yang dihasilkan adalah (54 : 18 : 18 : 6). Hal ini menandakan terjadinya penyimpangan terhadap hasil yang diperoleh dengan hasil yang diharapkan sehingga dilakukan uji Chi square yang bertujuan untuk menguji percobaan yang dilakukan menyimpang atau tidak dari teori supaya bisa dipertanggungjawabkan kebenarannya.

Dari data-data yang telah diperoleh, dicari selisih antara hasil yang diperoleh dengan hasil yang diharapkan sesuai hukum Mendel. Dan hasil dari total deviasi pangkat dua dibagi dengan total ekspektasi/estimasi. Maka didapatkan nilai chi square (X²) sejumlah 4,444 (data kelompok) dan 3,407 (data kelas) dari hasil percobaan yang dilakukan.

Dari nilai tersebut kemudian dikonversi ke dalam tabel chi square dengan memperhatikan derajat kebebasannya yaitu n-1 atau 4-1 = 3. Karena terdapat 4 fenotip yang muncul yakni kuning bernas, kuning kisut, hijau bernas, dan hijau kisut. Jadi nilai yang diperhatikan adalah nilai-nilai X² dari kiri ke kanan pada baris 3 dalam tabel.  Dan didapatkan bahwa nilai kemungkinannya diatas 0,05 yaitu antara 0,30-0,50.

Apabila nilai X² yang didapatkan berada dibawah kolom nilai kemungkinan 0,05 maka data yang diperoleh dari percobaan tersebut buruk. Ini disebabkan adanya penyimpangan sangat berarti. Data percobaan baru dianggap baik apabila nilai X² berada di dalam kolom nilai kemungkinan 0,05 atau di dalam kolom sebelah kirinya.

Maka diambil kesimpulan bahwa data yang diperoleh dari hasil percobaan sudah signifikan. Deviasi yang terjadi secara kebetulan saja dan penyimpangannya dari teori kurang berarti. Jadi data percobaan genetik ini dinyatakan baik atau dengan kata lain sudah memenuhi perbandingan 9:3:3:1.

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari percobaan ini adalah setelah melakukan uji penyimpangan genetik didapatkan gambaran tentang kemungkinan gen-gen yang dibawa oleh gamet-gamet tertentu dan akan bertemu secara acak atau random. Dan perbandingan yang dihasilkan tidak selalu sesuai dengan perkiraan yang diharapkan dari teori Mendel. Akan tetapi hasil yang didapatkan cukup signifikan dan dapat diterima serta dipertanggungjawabkan.

V.2 Saran

Adapun saran dari percobaan ini adalah sebaiknya pengambilan biji genetik tidak hanya dilakukan oleh satu orang perwakilan dari kelompok melainkan dilakukan secara bergantian agar anggota kelompok yang lain juga dapat mengetahuinya.

DAFTAR PUSTAKA

Adityno, Wahyu. 2013. Genetika Hukum Mendel.      http://www.biologymediacentre.com. Diakses 7 Maret 2014 pukul 22:21 WITA. Makassar..

Agus, Rosana dan Sjafaraenan. 2014. Penuntun Praktikum Genetika. Universitas Hasanuddin. Makassar.

Harahap, Ardhi Rizki. 2012. Rangkuman Biologi. https://www.academia.edu/4630783/  Diakses 8 Maret 2014 pukul 02:48 WITA. Makassar.

Suryo. 2005. Genetika Manusia. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

Yuwono, Triwibowo. 2005. Biologi Molekular. Erlangga. Jakarta.