Bioteknologi Bioteknologi

Bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.^[1] Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya.^[1] Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa. -bena-
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan.^[2] Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur.^[1] Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain.^[3] Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS.^[4] Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala.^[4] Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan.^[5] Penerapan bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.^[2]
Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.
Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.^[2]
Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain^[2]:

• Jagung resisten hama serangga
• Kapas resisten hama serangga
• Pepaya resisten virus
• Enzim pemacu produksi susu pada sapi
• Padi mengandung vitamin A
• Pisang mengandung vaksin hepatitis

• 8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak.
• 6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan bantuan ragi.
• 4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat.
• 1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia.
• 1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.^[6]
• 1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan.
• 1880 Mikroorganisme ditemukan.
• 1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan.^[7]
• 1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.^[8]
• 1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi.
• 1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen.
• 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein.
• 1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar.^[9]
• 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia).
• 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver".
• 2000 Perampungan Human Genome Project

Jenis

Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu yang beberapa diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:^[10]

Bir, salah satu produk bioteknologi putih konvensional.

• Bioteknologi merah (red biotechnology) adalah cabang ilmu bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioeknologi di bidang medis.^[10] Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap preventif, diagnosis, dan pengobatan. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen abnomal dengan gen yang normal.^[10]
• Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology) adalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam industri seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energi terbarukan.^[10] Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir/ragi, enzim-enzim juga organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian (bleaching) minyak dan mineral dari tanah untuk meningkakan efisiensi pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.^[10]
• Bioteknologi hijau (green biotechnology) mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan.^[10] Di bidang pertanian, bioteknoogi telah berperan dalam menghasilkan tanaman tahan hama, bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi dan tanaman yang menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Sementara itu, di bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai "bioreaktor" untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing, sapi, domba, dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen).^[10]
• Bioteknologi biru (blue biotechnology) disebut juga bioteknologi akuatik/perairan yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di lingkungan akuatik.^[10] Salah satu contoh yang paling tua adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-kerangan dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30% ikan yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura). Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk menghasilkan tiram tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang menyerang salmon dan ikan yang lain. Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu singkat.^[11][12]

Rekayasa genetika

Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Secara umum, rekayasa genetika melakukan modifikasi pada mahluk hidup melalui transfer gen dari suatu organisme ke organisme lain. Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi^[2]:

1. Isolasi gen.
2. Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik.
3. Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru.
4. Membentuk produk organisme transgenik.

Prosedur pembentukan organisme transgenic ada dua, yaitu:

1. Melalui proses introduksi gen
2. Melalui proses mutagenesis

Proses introduksi gen

Beberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah^[2]:

1. Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik
2. Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan
3. Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan
4. Uji coba kultur tersebut di lapangan

dan di

Mutagenesis

Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA yang ada untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada organisme tersebut, contoh: semula sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama. Agen mutagenesis ini biasanya dikenal dengan istilah mutagen. Beberapa contoh mutagen yang umum dipakai adalah sinar gamma (mutagen fisika) dan etil metana sulfonat (mutagen kimia).^[5]

[sunting] Human Genome Project

Human Genome Project adalah usaha international yang dimulai pada tahun 1990 untuk mengidentifikasi semua gen (genom) yang terdapat pada DNA dalam sel manusia dan memetakan lokasinya pada tiap kromosom manusia yang berjumlah 24.^[12] Proyek ini memiliki potensi tak terbatas untuk perkembangan di bidang pendekatan diagnostik untuk mendeteksi penyakit dan pendekatan molekuler untuk menyembuhkan penyakit genetik manusia ^[12]

[sunting] Aplikasi di Bidang Medis

Aplikasi dari bioteknologi medis sudah berlangsung lama, sebagai contoh 100 tahun lalu lintah umum digunakan untuk merawat penyakit dengan cara membiarkan lintah menyedot darah pasien bloodletting| bloodletting. Hal ini dipercaya dapat menghilangkan darah yang sudah terjangkit penyakit. Pada zaman sekarang, lintah ditemukan memiliki enzim pada kelenjar salivanya yang dapat menghancurkan gumpalan darah yang bila tidak dihancurkan dapat menyebabkan strok dan serangan jantung. Selain contoh tersebut, terdapat banyak aplikasi bioteknologi di bidang medis sebagai berikut.

[sunting] Sel Punca

Sel punca adalah jenis sel khusus dengan kemampuan membentuk ulang dirinya dan dalam saat yang bersamaan membentuk sel yang terspesialisasi. Aplikasi Terapeutik Sel Stem Embrionik pada Berbagai Penyakit Degeneratif. Dalam Cermin Dunia Kedokteran, meskipun kebanyakan sel dalam tubuh seperti jantung maupun hati telah terbentuk khusus untuk memenuhi fungsi tertentu, stem cell selalu berada dalam keadaan tidak terdiferensiasi sampai ada sinyal tertentu yang mengarahkannya berdiferensiasi menjadi sel jenis tertentu. Kemampuannya untuk berproliferasi bersamaan dengan kemampuannya berdiferensiasi menjadi jenis sel tertentu inilah yang membuatnya unik . Karakteristik biologis dan diferensiasi stem cell fokus pada mesenchymal stem cell. Cermin Dunia Kedokteran
Aplikasi dari sel punca diantaranya adalah pengobatan infark jantung yaitu menggunakan sel punca yang berasal dari sumsum tulang untuk mengganti sel-sel pembuluh yang rusak (neovaskularisasi). Aplikasi terapeutik sel stem embrionik pada berbagai penyakit degeneratif. Cermin Dunia Kedokteran . Selain itu, sel punca diduga dapat digunakan untuk pengobatan diabetes tipe I dengan cara mengganti sel pankreas yang sudah rusak dengan sel pankreas hasil diferensiasi sel punca. Hal ini dilakukan untuk menghindari reaksi penolakan yang dapat terjadi seperti pada transplantasi pankreas dari binatang. Sejauh ini percobaan telah berhasil dilakukan pada mencit

GEN

Gen letal

Gen letal adalah gen kematian adalah gen yang apabila dalam keadaan homozigotik dapat menyebabkan kematian individumyang memilikiya.ada gen yang bersifat dominan ada yang bersifat ressesif.
GEN LETAL DOMINAN
Gen letal dominan ialah gen dominan yang bila homozigottik akan menyebabkan individunya mati. Beberapa contoh dapat dikemukakan disini :
1.Pada ayam Creeper.
Pada ayam dikenal gen dominan C yang jika homozigot menyebabkan sifet letal,alelnya resesif c mengatur pertumbuhuhan tulang .ayam heterozigotnya Cc yaitu ayamnya hidup tapi menunjukkan kecacatan yaitu memiliki kaki pendek disebut ayam redep ( dalam bahasa inggris disebut creeper) meskipun ayam ini hidup tetapi sebenarnya menderita penyakit keturunan yang disebut achondraplasi.ayam homozigot yang dihasilkan tidak pernah dijumpai hidup sebab sudah mati sejah masih embrio banyak kelainan padanya misal kepala rusak,tulang tidak terbentuk,mata mengecil dan rusak. Perkawinan antar dua ayam creeper menghasilkan perbandingan 2 ayam creeper : 1 ayam normal : 1 letal.
Bagai mana jika gen letal CC tidak pernah ada bisa terjadi ayam creeper? Sebenarnya ayam creeper (Cc) dihasilkan dari ayan normal (cc) yang salah satu gen resesif c mengalami mutasi gen menjadi gen dominan C.
Perhatikan papan catur persilangan ayam creeper berikut :
creeper

2. Pada manusia dikenal Brakhifalangi,ialah keadaan orang dengan jari pendek disebabkan tulang – tulang jari pendek dan menjadi satu.. cacat ini diakibatkan oleh gen B yang besifat keturunan. Penderita brakhifalangi ialah heterozigot Bb,sedang orang yang normal adalah homozigot resesif bb sedang homozigot dominan BB akan menunjukkan sifat letak. Jika 2 orang yang sama-sama brakhifalangi menikah maka akan menunjukkan perbandingan 2 brakhifalang :1 normal : 1 letal
Perhatikan bagan berikut :
Brakhifalangi

Brakhifalangi

3.Pada tikus gen letal dominan Y (dari bhs inggris yellow)
Yang dalam kondisi hetero zigot menyebabkan kulit tikus berpigmen kuning.tikus homozigot dominan YY tidak dikenal karena letal.tikus homozigot resesif yy normal berbulu kelabu.
Persilangan dua tikus kuning menyebabkan perbandingan 2 tikus kuning : 1 tikus kelabu (normal). Perhatikan peta persilangan berikut ini.


Dari persilangan tersebut tampak gendomina letal baru akan muncul dari perkawinan heterozigot dan dalam keadaan heterozigot gen dominan letal tidak menyebabkan kematian namun biasanya menimbulkan kecacatan.

GEN LETAL RESESIF
Beberapa contoh dapat diberikan disini :
1.Pada jagung ( Zea mays ) dikenal gen dominan G yang bila dalam kondisi homozigot menyebabkan tanaman membentuk klorofil (zat hijau daun) secaranormal, sehingga daun berdaun hijau benar alel nya resesif g bila homozigot gg akan menyebabkan gen letal , sebab klorofil tidak akan terbentuk samasekali pada zigot sehingga kecambah akan segera mati.
Tanaman heterozigot Gg akan mempunyai daun hijau kekuning-kuningan, tetapi akan hidup terus sampai dapat menghasilkan buah dan biji jadi tergolong normal. Jika kedua tanaman yang heterozigot ini sama-sama disilangkan akan diperoleh pebandingan 1 berdaun dijau normal : 2 berdaun hijau kekuning-kuningan .akan tetapi bagaimanapun juga semua keturunannya normal semua.
Perhatikal papan punnel berikut ini
punnel
3.Pada manusia dikenal gen letal resesif i yang jika homozigot akan memperlihatkan pengaruhnya letal. Yaitu munculnya penyakit ichtyosis congenita kulit menjadi kering dan bertanduk, pada permukaan tubuh terdapat benda-benda berdarah. Biasanya bayi telah mati sebelum dilahirkan.
Orang dengan homozigot dominan II dan heterozigot Ii adalah normal. Hanya pada perkawinan dengan sama-sama heterozigot akan memunculkan peluang gen letal. Perhatikan diagaram punell berikut ini.
punnel2

Pewarisan Sifat

Pewarisan Sifat

Kromosom dan Gen Sebagai Pembawa Sifat

Di dalam sel terdapat inti sel (nucleus) yang letaknya agak ke tengah sel. Didalam inti sel terdapat kromosom. Kromosom hanya tampak dibaeah mikroskop pada saat sel membelah diri. Pada saat sel tidak membelah diri, kromosom tampak berupa benang-benang halus yang disebut kromatin.

Kromosom mengandung struktur yang terdiri dari benang-benang tipis yang melingkar-lingkar. Disepanjang benang-benang inilah terletak secara teratur struktur yang disebut Gen. Setiap gen menempati tempat tertentu dalam kromosom. Tempat gen didalam kromosomdisebut lokus gen. Jadi gen inilah yang sebenarnya berfungsi mengatur sifat – sifat yang akan diwariskan dari induk kepada keturunanya. Selain itu, gen juga berefungsi mengatur perkembangan dan metabolisme individu. Gen terdiri dari DNA (asam Nukleat).

Sejumlah gen yang berderet pada kromosom masing-masing memiliki tugas khusus. Ada gen yang mengatur warna bunga , tinggi rambut, bentuk hidung, jenis rambut, warna rambut, golongan darah, warna bulu dan sebagainya.

Jumlah kromosom dalam setiap organisme berbeda pada organisme yang berbeda jenis. Ukuran kromosom juga sangat bervariasi antara satu jenis organisme dengan jenis organisme lainya.

Dalam setiap sel tubuh, kromosom berada dalam keadaan berpasang- pasangan. Kromosom yang berpasangan dan memiliki bentuk, ukuran dan komposisiyang sama disebut kromosom homolog. Setiap pasangan kromosom homolog berbeda dengan pasangankromosom homolog lainya.

Kromosom sel tubuh terdapat sepasang-pasang (alelik) sehingga kromosom tubuh terdiri dari dua set. Dua set kromosom pada sel tubuh adalah diploid (2n). Pada sel kelamin (gamet) tidak terdapat pasang-pasangan atau hanya terdapat satu set kromosom. Satu set kromosom pada sel kelamin adalah haploid (n).

Kromosom ada yang berperan menentukan jenis kelamin. Kromosom yang demikian disebut kromosom kelamin. Jumlah kromosom kelamin umumnya hanya satu atau dua buah dalam tiap sel suatu individu. Adapun kromosom yang tidak berperan menentukan jenis kelamin disebut kromosom tubuh (autosom). Didalam kromosom tubuh ini terdapat gen yang masing-masing mengatur sifat-sifat tubuh.

Sperma memiliki init sel yang didalamnya mengandum kromosom haploid. Ovum (sel telur) juga memiliki inti sel yang didalamnya juga mengandung kromosom haploid. Bila terjadi pembuahan, maka terbentuk zigot yang mengandum kromosom dari sperma dan kromosom dari ovum. Hasil pembuahan akan terbentuk zigot yang berkromosom haploid (2n).

& Info sains:

Didalam nucleus manusia terdapat DNA yang panjanganya 1m. Di dalam tubuh manusia terdapat DNA yang panjanganya kalau direntangkan sama dengan jarak dari bumi ke bulan dan kembali ke bumi.

Dominan, Resesif dan Intermediat

Dalam suatu persilangan, pada keturunanya akan ada sifat yang munucl atau sifat yang tidak muncul (tersembunyi) dari salah sayi sifat induknya. Sifat yang muncul pada keturunan dari salah satu induk dengan mengalahkan sifat pasanganya disebut sifat dominant. Sebaliknya sifat yang tidak muncul (teresembunyi) pada keturunanya Karena dikalahkan oleh sifat pasanganya disebut resesif.

Misalnya, tanaman berbunga ungu disilangkan denagn tanaman berbunga putih. Keturunan yang difhasilkan adalah tanaman berbunga ungu.

Induk              :          tanaman            ><           tanaman

                               berbuanga ungu      berbunga putih      

Keturunan  :              tanaman berbunga ungu

Dari bagian diatas, persilangan tersebut bunga warna ungu bersifat dominan, sedangkan bunga warna putih bersifat resesif.

Contoh lain adalah persilangan dari seorang ibu ikal dan ayah berambut lurus. Mereka memiliki anak-anak yang berambut ikal. Sifat yang mengatur rambut ikal itu bersifat dominant, sedangkan sifat yang mengatur rambut lurus bersifat resesif.

Tetapi, dapat pula terjadi suatu persilangan bahwa sifat yang muncul pada keturunanya merupakan camourandari kedua induknya. Sifat tersebut itu adalah sifat intermediat (dominant persial).                                             

Misalnya, buga mawar merah disalangkan dengan bunga mawar putih, sehingga menghasilkan keturunan berbunga merah muda.

Induk            :        tanaman          ><        tanaman

                          berbunga merah     berbunga putih

Keturunan:     tanaman berbunga merah muda

Dari persilangan di atas, tanaman berbunga merah muda bersifat intermediat.

Induk:           ><

    

 Keturunan:                   

    Gambar 1.5 Bunga warna merah muda merupakan sifat antara merah dan putih.

Genotipe Dan Fenotipe

Gen yang bersifat dominan dinyatakan dengan huruf capital. Misalnya, gen yang menentukan sifat batang tinggi ditulis dengan huruf “T” yang berasal dari kata tinggi. Gen yang bersifat resesif biasanya dinyatakan dengan huruf kecil. Misalnya, gen yang menentukan sifat batang pendek ditulis dengan huruf “t”. Jadi, dapat diartikan bahwa batang tinggi domonan terhadap batang tinggi pendek, atau batang pendek resesif terhadap batang tinggi.

Telah diketahui, bahwa penyatuan sperma yang bersifat haploid (n) dengan ovum yang bersifat haploid (2n). Oleh karena itu, individu yang memiliki sifat tersebut dinyatakan dengan dua huruf.

Misalnya:

TT: Simbol untuk tumbuhan berbatang tinggi, gamet yang dibentuk T             dan T.

tt: Simbol untuk tumbuhan berbatang rendah, gamet yang dibentuk t dan t.

MM: Simbol untuk tumbuhan berbunga merah, gamet yang dibentuk M dan M.

Mm: Simbol untuk tumbuhan berbunga merah muda, gamet yang dibentuk M dan m.

Susunan atau komposisi gen yang menentukan sifat suatu individu disebut genotype. Simbol untuk genotype ditulis dengan huruf berpasangan, misalnya TT, Tt, atau tt; MM, Mm, atau mm.

Genotipe yang memiliki pasangan kerdua alel tatu gen-gen yang sama disebut homozigot. Homozigot dominant bila individu bergenotipe PP, MM, dan LL dan sebagainya. Homozigot resesif bila indifidu bergenotipe tt, mm, dan sebagainya. Genotipe yang memiliki pasangan alwel yang berbeda diusebut heterozigot. Misalnya, Tt, Mm, dan sdebagainya. Perlu diketahui bahwa genotype ini tidsakj tampak dari luar. Simbol huruf ini juga tidak tertulis dalam kromosom.

Sifat –sifat lahirlah yang tampak luar yang dapatdiamati disebut fenotipe. Fenotipe ditimbuilkkan oleh gen dan lingkungan. Fenotipe ini tidak diberi symbol, tetapi tertulis sesuai dengan penampakan. Misalnya batang tinggi, warna bunga merah, rasa buah manis, dan sebagainya. Tanaman berbatang tinggi fenotipnya ditulis batang tinggi , dan genotipnya ditulis TT,  atau Tt.

Sifat fenotipe merupakan interaksi antara factor genotype dengan factor lingkungan. Sebagai contoh, bunga hydrangea.

      

Gambar 1.6 Bunga hydrangea berwarna merah jika berada dilingkungan basah, tetapi berwarna biru jika berada dilingkungan asam.

Percobaan Mendel

George Mendel (1822-1884)adalah ilmuan yang dianggap sebagai peletak prinsip-prinsip hereditas (pewarisan sifat). Mendel adalah seorang rahib dari kota Bruun, Austria. Dari percobaanya dari kacang ercis (pisum satuvum), ia telah meletakkan prinsip-prinsip genetika. Prinsip-prinsip dasar hereditas itu dikenal sebagai hokum Mendel. Karena jasa-jasanya itu, Mendel dijuluki sebagai “Bapak Genetika”.

Dari hasil percobaanya ternyata diperoleh hasil bahwa sifat resesif yang tidak muncul; pada F1 ternyata muncul pada F2. Sifat resesif yang muncul p[ada F2 kurang lebih seperempat (25%) dari seluruh biji. Sedangkan sifat dominan yang tampak tiga perempat (75%).

Dari hasil percobaanya, Mendel menyusun hipotesis. Hipotesis tersebut untuk menjelasakan peristiwa persilangan. Hipotesis yang dikemukakan oleh Mendel adalah sebagai berikut.

1)            Setiap sifat organisme dikendalikan oleh sepasang factor keturunan yang sekarang      disebut gen. Satu dari induk jantan dan satu dari induk betina.

2)            Setiap pasang factor keturunan menunjukan bentuk alternative sesamanya, misalnya tinggi atau pendek, bulat atau keriput, asam atau manis. Kedua bentuk alternative itu disebut alel.

3)            Bila pasangan factor itu terdapat bersama-sama, factor dominant akan menutup factor resesif.

4)            Pada saat pembentukan sel kelamin, pasangan factor ketureunan memisah. Setiap gamet akan menerima salah satu fajtor dari pasangan itu. Pada proses pembuahan factor-faktor itu akan berpasangt-pasangan secara acak.

5)            Individu galur murni memiliki dua alel yang sama, alal dominant disimbolakan dengan huruf besar, sedangakan alel resesif disimbolkan dengan huruf kecil. Misalnya, TT untuk pasangan alel tinggi domonan dan tt untuk pendek resesif.

Dari hipotesis tersebut, Mendel dapat menghemukakan beberapa hokum, yaitu hokum I Mendel dan hokum II Mendel. Hukum – huikum Mendel ini merupakan dasar prinsip geneika.

1)      Hukum I Mendel (Hukum segregasi atau hokum pemisahan alel-alel dari sati gen yang berpasangan). Dalam peristiwa pembentukan sel kelamin (gamet), pasangan – pasangan alel memisah secara bebas. Hukum ini berlaku untuk persilangan denagn satu sifat benda (monohybrid).

2)      Hukum II Mendel (hokum pengelompokan gen secara bebas atau asortasi). Dalam peristiwa pembentukan gamet , alel membutuhkan kombinasi secara bebas sehingga sifat yang muncul dalam keturunanya beranmeka ragam. Hukum ini berlaku dengan persilangan dua sifat beda (dihibrid) atau lebih.  

                 

Gambar 1.7 Gregor Mendel sedang me-            Gambar 1.8 Pisum Sativum, kacang

Lakukan percobaan terhadap kacang ercis.           percobaaan Gregor Mendel.

  

 & Persilangan Dua Individu Dengan satu Sifat Beda

Persilangan dua individu dengan satu sifat beda menurunkan sifat dominant apabila sifat keturunanya sama dengan salah sifat induknya.

Contoh:

Tanaman Ercisberbatang tinggi disilangkan dengan kacang ercis berbatang pendek. F1 semua berbatang tinggi. Kemudian F1 dibiarkan mengadakan penyerbukan sendiri. Hasili yang diperoleh yaitu F2 yang berbatang tinggi dan berbatang pendek dengan perbandingan 3:1. Persilangan dapat dilihat pada bagan berikut.

Parental (p)     Kacang Ercis berbatang tinggi  >

Genotype                             TT                                   ><                        tt

Fenotipe                           (tinggi)                                                      (pendek)

Gamet                              T dan t                                                         t dan t

Fillial 1 (F1)                                                                 Tt    renotipe:berbatang tinggi

P2                      Kacang Ercis berbatang tinggi        >

Genotipe                              Tt                                     ><                      Tt

Gamet                             T dan T                                                      T dan t

 

& Persilangan Dua Individu Dengan Dua Sifat Beda (Dihibrid)

Persilangan dua individu dengan dua sifat beda menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotipe dan genotype tertentu. Biji-biji f1 ini kemudian ditanam lagi dan silakukan penyerbukan dengan sesamanya untuk mendapatkan F2. Keturunan kedua (F2) yang diperoleh adalah sebagai berikut. Persilangan tersebut adalah persilangan dua individu dengan dua sifat beda., yaitu bentuk biji dan warna biji.

B: Bulat, dominant terhadap keriput

b: Keriput

K: Kuning dominant terhadap hijau

K: hiajau

P1               Kacang ercis berbiji bulat warna kuning >< Kcang ercis berbiji keriput

                                                                                                          Warna hijau

Genotipe                              BBKK                                 ><                 bbkk

Gamet                             BK dan BK                             ><              bk dan bk

F1                                                                                           Berbiji bulat earna kuning

P2                                         BbKk                                  ><                 BbKk

Gamet                         BK, Bk, bK, bk                           ><         BK, Bk, bK, bk

 

Kemudian terjadinya kombinasi pada F2 adalah debagai berikut:

Gamet/gamet	BK	Bk	bK	bk
Bk	BBKK	BBKk	BbKk	BbKk
bK	BBKk	BBkk	BbKk	Bbkk
bk	bbKK	BbKk	bbKK	bbKk
	BbKkK	BbKk	bbKk	bbkk

& Persilangan dua individu dengan tiga sifat beda (trihibrid).

Misalnya persilangan kacang ercis dengan tiga sifat beda yaitu batang tinggi, biji bulat dan biji warna kuning, dengan batang pendek,  biji keriput, dan biji warna hijau. Keturuynan F1 yang dihasilkan adalah sebagai berikut;

P1                     TTKKBB                          ><                                       ttkkbb

                 (tinggi, kuning, bulat)                                            (pendek, hijau, keriput)

Genotipe              TKB                               ><                                        tkb

F1                                                            TtKkBb

                                                        (tinggi, kuning, bulat)

P2                      TtKkBb                            ><                                     TtKkBb

 Gamet                           TKB, TKb, TkB, Tkb, tKB, tKb, tkB, tkb

6 Hubungan antara sifat beda dan jumlah kemungkinan fenotipe dan genotype pada F2:

Jumlah Sifat Beda	Jumlah Macam gamet	Jumlah macam Genotip F2	Jumlah macam fenotipe F2	Perbandingan Fenotipe F2	Jumlah individu F2
1	2.1=2	3	2	3:1	4
2	2.2=4	9	4	9:3:3:1	16
3	2.2.2=8	27	8	27:9:9:9:3:3:3:1	64
n	2n	3n	2n		4n

.                Pengembang Biakan Tanaman Dan Hewan Dengan Sifat Unggul

& Keuntungan Pengambangbiakan tanaman Dengan Sifat Unggul

Pengembang biakan tanaman dengan sifat uggul dapat dilakukan dengan beberapa cara. Carea tersebut adalah dengan cara radiasi dan persilangan. Radiasi adalah penyinaran dengan sinar radioaktif. Sinar yang digunakan dapat berupa sinar alfa, sinar beta, sinar gamma, dan sinar X. Persilangan tanaman adalah pengembangan tanaman dengan pengawinan sutau variates tanaman dengan variates lain.

Penggunaan radiasi untuk pengembangbiakan didasarkan atas hubungan antara radiasi dengan materi genetic tanaman. Setelah perlakuan radiasi, biji tanaman langsung ditanam untuk delanjutnya dilakuakn seleksi dan pemurnian. Sifat unggul pada tanaman pertanian biasanya adalah tahan hama dan penyakit. Beberapa contoh tanaman padi hasil radiasi yaitu sebagai berikut.

Ø      Padi Atomota-3, memilikisifat berumur pendek9120 hari), produksi tinggi dan tahan terhadap hama wereng cokelat.

Ø      Kacang hijau camar dengan sifat berumur pendek, umur polong masak 60 hari, produksi tinggi, tahan terhadap penyakit busuk daun dan bercak cokelat, polong masak cukup seragam, dan polong berada diatas daun.

  

& Keuntungan pengembangbiakan hewan dengan sifat unggul.

Dengan melihat sifat-sifat unggul yang dimiliki oleh hewan ternak, melalui penyilangan buatan dapat diperoleh, kualitas ternak yang lebih baik. Penyilangan buatan pada hewan ternaka misalnya pada sapid an kambing. Penyilangan dilakukan dengan carainseminasi buatan. Sapi dan kambing merupakan salah satu manfaat dari hasil penyilangan.