Gen

Gen adalah Substansi dasar hereditas yang mengandnung informasi genetik, tersusun dari asam nukleat (nukleo protein) dan terdapat dilokus gen dalam kromosom.

 a) Fungsi Pokok Gen

1. Mengatur perkembangan dan metabolisme individu
2. Menyampaikan informasi genetic kepada generasi berikutnya
     Pada zaman gregor mendel , gen sering disebut dengan istilah factor penentu atau elemen atau determinan.
Thomas Hunt Morgan ( 1866 – 1945), seorang ahli genetika dan embriologi amerika serikat, mengemukakan pendapatnya bahwa gen adalah substansi hereditas yaitu suatu kesatuan kimi yang memiliki sifat – sifat sebagai berikut:
1) Gen merupakan zarah tersendiri yang kompak di dalam kromosom.
2) Gen mengandung informasi genetic.
3) Gen dapata menduplikasi diri pada peristiwa mitosis dan meiosis; artinya gen dapata membelah menjadi dua yang sama persis sehingga dapat menyampaikan informasi genetic kepada generasi sel berikutnya.
4) Setiap gen menduduki tempat tertentu dalam kromosom, lokasi khusus yang ditempati gen dalam kromosom disebut lokus gen.
       Sepasang kromosom merupakan homolog sesamanya, berarti dalam kromosom hpmplog juga terdapat lokus gen – gen yang bersesuaian. Gen – gen yang bersesuaian pada lokus yang bersesuaian pada kromosom homolog disebut alel (pasangan gen). Jadi gen adalah unit terkecil bahan sifat keturunan (substansi hereditas) yang berukuran sekitar 4 – 50 milimikron.

b) Hereditas Menurut Mendel

       Hereditas berarti penurunan sifat – sifat genetic dari orang tua kepada anaknya. Ilmu yang mempelajari tentang hereditas disebut genetika.
Gregor johan mendel , membuktikan kebenaran penelitiannya dengan membastarkan tanaman – tanaman yang memiliki sifat berbeda. Tanaman yang dipilih adalah kacang ercis(pisum sativum), karena memiliki kelebihan – kelebihan sebagai berikut:
1. Mudah melakukan penyerbukan silang
2. Mudah didapat
3. Mudah hidup atau dipelihara
4. Cepat berbuah atau berumur pendek
5. Dapat terjadi penyerbukan sendiri
6. Terdapat jenis – jenis yang memiliki sifat – sifat yang beda dan menyolok.

    Dengan berdasarkan teori mendel, jika kita bastarkan jenis mangga bergalur murni yag sifat buahnya besar tetapi rasanya masam, dengan jenis mangga lain bergalur murni dan sifat buahnya kecil namun manis, akan kita peroleh jenis mangga hibrida(hasil pembastaran) dengan sifat buah yang besar dan rasanya manis, dengan syarat: sifat besar dominan terhadap sifat kecil , dan sifat manis dominan terhadap sifat masam.
Genotip adalah sifat yang tidak tampak yang ditentukan oleh pasangan gen atau susunan gen dalam individu yang menentukan sifat yang tampak. Sifat yang tampak dari luar atau sifat keturunan dapat yang dapat kita amati disebut fenotipe.
Contoh :
1) Sifat warna bulu biru pada ayam adalah fenotipe; disimbolkan BB; maka BB adalh genotype.
2) Sifat pemarah adalah fenotipe; disimbolkan RR; maka RR adalah genotype.
     MenurutStern (1930), genotype dan factor lingkungan dapat mempengaruhi fenotipe.
Dengan demikian dua genotype yang sama dapat menunjukkan fenotipe yang berbeda apabila lingkungan bagi kedua genotype tersebut berlainan.
Genotype h omozigot BB dan RR kita sebut homozigot dominan, sedang bb dan rr adalah homozigot resesif.
B (huruf kapital) dengan b (huruf kecil) atau R dengan r merupakan pasangan gen yang disebut alel. Menurut letaknya , alel adalah gen – gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian dari kromosom homolog. Sedangkan jika dilihat dari pengaruh gen pada fenotipe, alel ialah anggota dari sepasang gen yang memiliki pengaruh berlawanan.
Misalnya :
1. B menentukan sifat warna biru pada bulu ayam , sedang b tidak biru (putih misalnya), maka B dan b merupakan alel.
2. R (pemarah), alelnya r (penyabar). Jadi B dan r bukan alelnya demikian pula R dengan b juga bukan alelnya.
Jika genotype suatu individu terdiri dari pasangan alel yang tidak sama, disebut genotype heterozigot (hetero = lain , zigot = hasil persatuan gamet jantan dan gamet betina sampai terjadi pembelahan). Sedangkan jika genotype terdiri dari pasangan alel yang sama disebut homozigot.
Perlu dipahami bahwa huruf – huruf BB, bb, RR, rr dan sebagainya yang kita sebut genootipe dan fenotipe nya merupakan suatu kesepakatan bersama (satu konversi).

Beberapa konvensi lain yang perlu dikenal disini antara lain:

a. Sifat gen – gen dominan (yang bersifat kuat sehingga menutupi pengaruh gen alelnya) disimbolkan huruf besar sedangkan gen yang tertutup (alelnya0 disebut resesif dan disimbolkan dengan huruf yang sama dengan gen dominan , tetapi degan huruf kecil.
Contoh :
- Besar (B atau R) dominan terhadap kecil (b atau r) dapat ditulis dengan symbol sebagai berikut: B > b atau R > r.
- Biru ( M atau B )dominan terhadap putih ( m atau b )dapat dituliskan dengan symbol sebagai berikut: M > m atau B > b
b. Penulisan genotype individu heterozigot sebagai berikut:kedua huruf symbol alelnya dituliskan dengan sifat dominan (huruf besar) di depan dengan sifat dominan ( huruf besar) didepan dan sifat resesif (huruf kecil ) di belakang.
Contoh :
Bb bukan bB
Rr bukan rR
Sifat dominan dari dua genotipe yang berbeda dapat mempunyai fenotipe yang sama.
Contoh :
RR, fenotipenya pemarah
Rr, fenotipenya juga pemarah
Akan tetapi untuk genotipe penyabar selalu rr, jadi fenotipe sifat resesifenya selalu bergenotipe homozigot. 

1. Monohibrid

Ialah suatu persilangan pembastaran dengan satu sifat beda.
Perhatikan diagram monohybrid antara ercis batang tinggi dengan ercis batang pendek berikut ini :

Keterangan:
T : merupakan symbol untuk gen yang menentukan batang tinggi
T : merupakan symbol untuk gen yang menentukan batang pendek
Dengan membuat table seperti dibawah ini , dapat kita ketahui bahwa sifat batang tinggi (T) dominan terhadap sifat pendek (t). 




2. Dihibrid

Ialah suatu persilangan (pembastaran) dengan dua sifat beda. Untuk membuktikan hukum mendel II yang terkenal dengan prinsip berpasangan secara bebas, mendel melakukan eksperimen dengan pembastaran tanaman pisum sativum bergalur murni dengan memperhatikan dua sifat beda, yaitu biji bulat berwarna kuning dengan galur murni berbiji kisut, berwarna hijau. Gen B (bulat) dominan terhadap b (kisut), dan K (kuning ) dominan terhadap k (hijau). Untuk lebih jelasnya lihat skema table dibawah ini:
Skema persilangan
P1 : BBKK >< bbkk
(bulat, kuning) (kisut, hijau)

Gamet : BK bk
F1 : BbKk (fenotipe berbiji bulat, berendosperma kuning)
Gamet F1 : BK , Bk, bK dan bk
F1 >< F1
P2 : BbKk BbKk

F2:

BK Bk bK bk
BK BBKK (1) BBKk (2) BbKk (3) BbKk (4)
Bk BBKk (5) BBkk (6) BbKk (7) Bbkk (8)
bK BbKK (9) BbKk (10) bbKK (11) bbKk (12)
bk BbKk (13) Bbkk (14) Bbkk (15) bbkk (16)
Fenotipe pada F2 :
a. Bulat, kuning : 1,2,3,4,5,7,9,10,13
b. Bulat, hujau : 6,8,14
c. Kisut kuning : 11, 12, 15
d. Kisut, hijau : 16
Rasio Genotipe:
BBKK : BBKk : BbKK : BbKk : BBkk : Bbkk : bbKK : bbKk : bbkk
(9 genotipe)
1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1
Rasio fenotipe:
Bulat kuning : bulat hijau : kisut kuning : kisut hijau
(4 genotipe)
9 : 3 : 3 : 1
Dalam membuat perhitungan itu Mendel menganggap bahwa gen – gen pembawa kedua sifat itu berpisah secara bebas terhadap sesamanya sewaktu terjadi pembentukan gamet. Hukum mendel II ini disebut juga HUKUM PENGELOMPOKAN GEN SECARA BEBAS. Jadi pada dihibrid BbKk, misalnya
Gen B mengelompok dengan K ------ gamet BK
Gen B mengelompok dengan k ------ gamet Bk
Gen b mengelompok dengan K ----- gamet bK
Gen b mengelompok dengan k ----- gamet bk
Angka – angka perbandingan fenotipe F2 monohibrid = 3 :1, sedangkan perbandingan fenotipe F2 dihibrid = 9 : 3 : 3 : 1, akan tetapi dalam kenyataannya perbandingan yang diperoleh tidak sama persis seperti angka perbandingan diatas, melainkan mendekati perbandingan 3 : 1 atau 9 ; 3 : 3 : 1
Misalnya :
Pada mono hybrid diperoleh perbandingan
Batang tinggi : batang pendek
787 : 277
2,84 : 1
3 : 1
Dihibrid diperoleh perbandingan
Bulat kuning = 315 tanaman
Bulat hijau = 101 tanaman
Kisut kuning = 108 tanaman
Kisut hijau = 32 tanaman
Angka – angka tersebut menunjukkan suatu perbandingan yang mendekati 9 ; 3 : 3 :1
Pada dihibridisasi intermediet (dominansi tidak penuh), fenotipe F1 tidak sama dengan salah satu fenotipe induk melainkan mempunyai sifat diantara kedua gen dominan dan gen resesif , seperti terlihat pada skema dibawah ini.
Jika prinsip mendel kita jadikan 4 prinsip maka dapat disimpulkan sbb:
1) Prinsip hereditas, meyatakan bahwa pewarisan sifat – sifat organisme dikendalikan oleh factor menurun (gen).
2) Prinsip segregasi bebas : pada pembentukan gamet , pasangan gen memisah secara bebas sehingga tiap gamet mendapatkan salah satu gen dari pasangan gen (alel) tadi.
3) Prinsip berpasangan bebas : pada pembuahan (fertilisasi) , gen – gen dari gamet jantan maupun gen - gen dari gamet betina akan berpasangan secara bebas.
4) Prinsip dominansi penuh atau tidak penuh (intermediet): fenotipe (pengaruh ) gen dominan akan terlihat menutupi pengaruh gen resesif. Sedangkan pada prinsip dominansi tidak penuh, fenotipe gen pada individu heterozigot berada di antara pengaruh kedua alel gen yang menyusunnya.