Apa itu hukum Mendel?
hukum Mendel adalah tiga prinsip hereditas diusulkan lebih dari 150 tahun yang lalu oleh biksu naturalis Gregor Mendel Austria dan menjelaskan bagaimana karakter dan anak-anak yang diwarisi dari orang tua.
Kita berutang sebagian besar fondasi terpenting dari apa yang kita kenal sekarang sebagai genetika kepada Mendel dan karya-karya pentingnya, karena keingintahuannya memungkinkannya merancang eksperimen yang membantunya menunjukkan distribusi karakter tertentu antara orang tua (orang tua) dan keturunan mereka.
Mendel tidak hanya melakukan pengamatan, tetapi juga menentukan pola matematika yang menggambarkan pewarisan beberapa sifat dari satu generasi ke generasi berikutnya. Pola-pola inilah yang terkandung dalam tiga hukum atau postulat yang menyandang namanya.
Bagaimana Mendel mengembangkan hukumnya?
Selama hampir 10 tahun, biksu Austria ini bekerja dengan lebih dari 29.000 tanaman kacang polong ( Pisum sativum) dan mengabdikan dirinya untuk mempelajari pewarisan 7 karakter tertentu, yang pewarisannya terjadi secara independen dan hanya menyajikan dua bentuk alternatif:
- Bentuk biji (halus atau kasar).
- Warna biji (hijau atau kuning).
- Warna polong biji (hijau atau kuning).
- Bentuk polong biji (“menggembung” atau “menyempit”).
- Warna bunga (putih atau ungu).
- Lokasi bunga (aksial atau terminal).
- Panjang batang (panjang atau pendek).
Meskipun Mendel tidak mengetahui mekanisme transmisi atau karakteristik molekul yang bertanggung jawab atas munculnya karakter ini – yang sekarang kita kenal sebagai gen -, dia beruntung bahwa masing-masing ditentukan oleh satu gen, yang memfasilitasinya interpretasi dari hasil yang diperolehnya.
Untuk memulai eksperimennya, Mendel memperoleh apa yang sekarang dikenal sebagai garis murni untuk masing-masing dari 7 karakter kontras yang dipilihnya dan kemudian menghabiskan waktu lama untuk menyilangkan tanaman satu sama lain.
Misalnya, ia menyilangkan tanaman yang hanya menghasilkan biji halus dengan tanaman yang hanya menghasilkan biji keriput; tanaman berbunga ungu dengan tanaman berbunga putih; tumbuhan bertangkai panjang dengan tumbuhan bertangkai pendek, dan seterusnya.
Hukum Pertama Mendel: Hukum Dominasi
Mendel menyadari bahwa ketika ia melintasi dua galur murni yang memiliki sifat atau karakter yang kontras, seperti biji kuning dan biji hijau, misalnya, individu dari generasi yang dihasilkan (keturunan) hanya menunjukkan salah satu sifat.
Dengan kata lain, salah satu sifat dominan dan yang lainnya resesif , sehingga 100% keturunan memiliki sifat dominan .
Contoh
Untuk memahaminya lebih baik, mari kita lihat contoh berikut, di mana kita mewakili, dalam apa yang dikenal sebagai kotak Punnett , persilangan antara dua tanaman induk (P): satu dengan biji kuning dan yang lainnya dengan biji hijau.
Misalkan sifat yang menghasilkan biji berwarna kuning (C) lebih dominan daripada sifat yang menghasilkan biji berwarna hijau (c), yaitu resesif.
Dalam hal ini, hasil persilangan adalah tanaman (F1) berbiji kuning, tetapi dengan komponen genetik hibrida, mengingat kombinasi kedua tetua (Cc). Crossover diilustrasikan di sini:
Apa yang dipelajari kemudian
Apa yang Mendel tidak sadari, atau mungkin hanya dicurigai, tetapi tidak memiliki cara untuk membuktikannya, adalah bahwa setiap sifat yang dia amati pada tanamannya ditentukan secara genetik oleh dua bentuk alternatif gen, yang sekarang kita ketahui berhubungan dengan segmen DNA kromosom tertentu. .
Tumbuhan yang termasuk dalam galur murni untuk warna biji memiliki dua salinan identik dari gen yang sama untuk sifat dominan atau untuk sifat resesif; Menurut tabel contoh kita, CC (dominan untuk biji kuning) dan CC (resesif untuk biji hijau).
Saat ini individu dengan karakteristik ini dikenal sebagai homozigot , sedangkan individu dengan kombinasi genetik seperti generasi F1 dikenal sebagai heterozigot .
Hukum Kedua Mendel: Hukum Pemisahan Karakter
Mendel terus melakukan eksperimen, menyilangkan tanaman berulang-ulang, mengamati dan mencatat hasil setiap penyilangan.
Beginilah cara dia menemukan sesuatu yang aneh: ketika dia menyilangkan individu generasi F1, yaitu hibrida yang diturunkan dari persilangan dua organisme yang termasuk dalam garis murni, dia memperoleh sesuatu yang sama sekali berbeda pada generasi berikutnya (F2).
Dia tidak hanya mengamati tanaman dengan ciri-ciri yang sudah dia ketahui dominan, tetapi juga adanya sebagian kecil keturunan dengan ciri-ciri resesif.
Contoh
Mengambil data dari contoh sebelumnya, kita dapat menggambarkan dalam bagan Punet apa yang dipahami Mendel sebagai pemisahan karakter:
Ketika Mendel menyilangkan dua individu berbiji kuning (fenotipe) tetapi dengan genotipe hibrida (Cc), yaitu generasi pertama (F1) dari persilangan dominan homozigot (CC, kuning) dengan homozigot resesif (cc, hijau ), ia memperhatikan bahwa fenotipe resesif (cc) muncul.
Selain itu, ditentukan bahwa setiap kali dilakukan persilangan jenis ini (antar hibrida generasi F1) diperoleh perbandingan 3:1 individu, yaitu dari setiap 4 keturunan, 3 memiliki sifat dominan dan 1 individu memiliki sifat dominan. memiliki yang resesif. . Di sini Anda dapat melihat:
Dalam istilah yang lebih terkini, dapat dikatakan bahwa ketika heterozigot disilangkan satu sama lain, keturunan homozigot diperoleh untuk setiap karakter dan heterozigot yang menghadirkan sifat-sifat karakter dominan.
Hukum Ketiga Mendel: Hukum Distribusi Independen
Untuk menggali lebih dalam tentang pewarisan sifat pada tanamannya, Mendel memutuskan untuk mulai membuat persilangan antara tanaman galur murni untuk lebih dari satu karakter. Misalnya tumbuhan berbiji kuning dan bunganya ungu, dan tumbuhan berbiji hijau dan bunganya putih.
Contoh
Persilangan yang memperoleh informasi paling banyak adalah persilangan generasi kedua, yaitu persilangan antara individu hibrida (F1 x F1). Mari kita lihat contoh sederhana di kotak Punet:
Dalam contoh ini kita memiliki persilangan antara organisme heterozigot untuk dua karakter yang berbeda: warna biji (C) dan warna bunga (P).
Individu dengan kondisi CC atau Cc akan memiliki biji berwarna kuning, dan yang memiliki cc akan memiliki biji berwarna hijau. Di sisi lain, mereka yang memiliki alel PP atau Pp akan memiliki bunga ungu dan mereka yang memiliki pp akan memiliki bunga putih.
Ini adalah bagaimana tabel menyajikan semua kemungkinan kombinasi yang dapat dihasilkan dari persilangan tersebut, yang lebih banyak daripada ketika kita mempertimbangkan satu karakter, seperti pada dua tabel sebelumnya.
Mirip dengan apa yang dilakukan Mendel lebih dari 100 tahun yang lalu, proporsi fenotipik yang diperoleh ketika menyilangkan individu hibrida generasi pertama (F1) heterozigot untuk dua karakteristik seperti warna biji dan warna bunga, adalah Berikutnya :
- 9 akan memiliki biji kuning dan bunga ungu, beberapa heterozigot (CcPp, CCPp, CcPP) dan dominan homozigot lainnya (CCPP)
- 3 akan memiliki biji kuning dan bunga putih (CCpp, Ccpp)
- 3 akan memiliki biji hijau dan bunga ungu (ccPp, ccPP)
- 1 akan memiliki biji hijau dan bunga putih (resesif ganda, ccpp)
Mendel menerbitkan pengamatan dan tebakan ini dalam sebuah makalah yang dia presentasikan kepada Masyarakat Sejarah Alam Brünn, tetapi tidak mendapatkan banyak pengikut, karena hanya sedikit yang mengerti apa arti temuannya.
Namun, dia yakin bahwa karya-karyanya akan jauh lebih berpengaruh bagi komunitas ilmiah beberapa tahun kemudian, dan dia benar sekali, karena itu adalah fondasi di mana genetika yang kita kenal sekarang didirikan.
Referensi
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Pengantar analisis genetik. Macmillan.
- Henderson, M. (2009). 50 ide genetika yang benar-benar perlu Anda ketahui. Penerbitan Quercus.
- Pierce, BA (2012). Genetika: Sebuah pendekatan konseptual. Macmillan.
- Robinson, TR (2010). Genetika untuk boneka. John Wiley & Sons.
- Schleif, R. (1993). Genetika dan biologi molekuler (No. Ed. 2). Pers Universitas Johns Hopkins.
