Gregor Johann Mendel adalah orang pertama yang menemukan prinsip-prinsip dasar hereditas selama pertengahan abad ke-19. Oleh karena itu, ia dikenal sebagai “Bapak Genetika Modern”. Dia melakukan percobaan di kebunnya pada tanaman kacang dan mengamati pola pewarisannya dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Mendel meletakkan dasar dasar di bidang genetika dan akhirnya mengusulkan hukum waris. Hukum Segregasi, Hukum Assortment Independen dan Hukum Dominasi adalah tiga hukum waris yang diajukan oleh Gregor Mendel. Undang-undang ini muncul dari eksperimennya pada tanaman kacang polong dengan berbagai sifat.
Mendel pertama-tama mempelajari pewarisan satu gen dalam tanaman melalui persilangan monohybrid. Dia dianggap hanya satu karakter (tinggi tanaman) pada pasangan tanaman kacang dengan satu sifat yang kontras. Kemudian, ia mempelajari pewarisan dua gen dalam tanaman melalui persilangan dihibrid.
Mendel mempelajari tujuh karakter berikut dengan sifat-sifat yang kontras:
- Tinggi batang: Tinggi / kerdil
- Bentuk biji: Bulat / keriput
- Warna biji: Kuning / hijau
- Warna polong: Hijau / kuning
- Bentuk polong: Meningkat / menyempit
- Warna bunga: Ungu / putih
- Posisi bunga: Aksial / terminal
Pengertian
Persilangan dihibrid adalah percobaan dalam genetika di mana fenotip dari dua gen diikuti melalui perkawinan individu yang membawa banyak alel di lokus gen tersebut. Sebagian besar organisme yang bereproduksi secara generatif membawa dua salinan dari masing-masing gen, yang memungkinkan mereka membawa dua alel yang berbeda.
Persilangan dihibrid adalah percobaan pemuliaan antara dua organisme yang merupakan hibrida identik untuk dua sifat. Dengan kata lain, persilangan dihibrid adalah persilangan antara dua organisme, dengan keduanya heterozigot untuk dua sifat yang berbeda. Individu dalam sifat ini homozigot untuk sifat tertentu. Ciri-ciri ini ditentukan oleh segmen DNA yang disebut gen.
Dalam persilangan dihibrid, orang tua membawa pasangan alel yang berbeda untuk setiap sifat. Satu orang tua membawa alel dominan homozigot, sedangkan yang lain membawa alel resesif homozigot. Keturunan yang dihasilkan setelah persilangan pada generasi F1 semuanya heterozigot untuk sifat-sifat tertentu.
Secara historis, suatu organisme dengan bagian-bagian dari dua garis pembiakan sejati yang berbeda disebut sebagai “hibrida”. Dengan demikian, nama “persilangan dihibrid” berasal dari tindakan historis mengamati generasi masa depan setelah dua “garis murni” disilangkan. Hari ini, kita merujuk pada organisme yang “benar-berkembang biak” untuk gen tertentu sebagai homozigot. Ini merujuk pada bagaimana alel yang digunakan untuk membentuk zigot adalah sama. Individu heterozigot, di sisi lain, menggunakan dua alel yang berbeda untuk membentuk zigot. Oleh karena itu, persilangan dihibrid adalah perkawinan dua individu, keduanya heterozigot untuk dua gen berbeda yang diamati.
Contoh dari persilangan dihibrid
Mendel mengambil sepasang sifat yang saling bertentangan untuk disilangkan, misalnya warna dan bentuk biji pada suatu waktu. Dia memilih benih hijau keriput dan benih kuning bulat dan menyilangkannya. Dia hanya memperoleh biji bulat-kuning pada generasi F1. Ini menunjukkan bahwa bentuk bulat dan warna kuning pada benih dominan di alam.
Sementara itu, bentuk keriput dan warna hijau biji adalah sifat resesif. Kemudian, keturunan F1 diserbuki sendiri. Ini menghasilkan empat kombinasi benih yang berbeda pada generasi F2. Mereka berkerut kuning, bulat kuning, biji hijau keriput dan bulat hijau dalam rasio fenotipik 9: 3: 3: 1.
Selama persilangan monohibrid dari sifat-sifat ini, ia mengamati pola dominasi dan pewarisan yang sama. Rasio fenotipik 3: 1 warna kuning dan hijau dan bentuk biji bundar dan keriput selama persilangan monohibrid dipertahankan dalam persilangan dihibrid juga.
Pertimbangkan “Y” untuk warna biji kuning dan “y” untuk warna benih hijau, “R” untuk benih berbentuk bulat dan “r” untuk bentuk benih yang keriput. Dengan demikian, genotipe orang tua adalah “YYRR” (biji bundar kuning) dan “yyrr” (biji hijau keriput).
Perbedaan penting harus dibuat antara persilangan dihibrid dan cara pewarisan. Sementara persilangan dihibrid biasanya dianggap sebagai pengamatan dua gen yang mengendalikan dua sifat fenotipik yang berbeda, keduanya bertindak di bawah cara dominasi lengkap pewarisan. Ini tidak selalu terjadi. Contoh-contoh berikut menunjukkan bagaimana persilangan dihibrid dapat digunakan di berbagai cara pewarisan.
1. Contoh Klasik dengan Dominasi Lengkap
Model klasik dari persilangan dihibrid didasarkan pada genetika Mendel, jadi kita akan menggunakan kacang polong Mendel sebagai contoh kita. Lihat gambar di bawah ini. Gambar ini menggambarkan persilangan dihibrid antara dua tanaman kacang polong, perhatikan ciri-ciri warna polong dan bentuk polong. Polong bisa berwarna kuning atau hijau, yang ditentukan oleh gen “R”. Alel “R” dominan, dan akan menyebabkan polong menjadi hijau di tanaman mana pun yang hadir. Alel “r” resesif, dan genotipe “rr” akan menyebabkan polong kuning. Untuk bentuk polong, ada juga dua alel yang hadir untuk gen. Alel “Y” dominan dan menyebabkan polong keriput, sedangkan dua alel “y” menyebabkan polong berbentuk halus. Karakter yang diwakili oleh alel-alel ini dapat dilihat di bagian bawah tabel, di kotak kuning.
2. Bermacam-macam dan pemisahan independen
Di bagian atas grafik adalah gamet yang diproduksi oleh ibu. Ibu dan ayah keduanya dihibrid, “RrYy”. Ini berarti bahwa setelah proses gametogenesis, mereka akan menghasilkan gamet yang sama. Dua sel di bagian atas grafik mewakili dua sel diploid, ketika mereka memasuki meiosis. Dua jalur yang ditampilkan menyoroti bagaimana delapan kombinasi berbeda dapat dibuat dengan dua sel ini. Jalur kiri menunjukkan bagaimana alel individu dipisahkan ke dalam gamet mereka sendiri setelah direplikasi selama meiosis I, kemudian dipisahkan selama meiosis II. Jalur sisi kanan menunjukkan hal yang sama, dengan penataan ulang tambahan dari gen orangtua. Ini dikenal sebagai Hukum Asortasi atau berbasangan secara bebas, dan juga menjelaskan variasi yang diciptakan oleh reproduksi generatif.
Pada akhir proses ini, empat kelas gamet yang berbeda dibuat. Mereka adalah: “ry”, “RY”, “rY”, dan “Ry”, sebagaimana tercantum di bagian atas dan samping grafik. Kotak Punnett selesai, menunjukkan keturunan bahwa persilangan ini akan menghasilkan. Jika Anda menghitung berbagai jenis keturunan, Anda akan melihat bahwa hanya ada beberapa jenis. Ada 1 tanaman kuning yang halus. Ada 3 tanaman kuning yang keriput. Ada 3 tanaman hijau dan halus. Terakhir, ada 9 tanaman hijau keriput. Persilangan dihibrid ini menunjukkan rasio fenotipik 9: 3: 3: 1 yang khas yang diharapkan ketika sifat-sifat tersebut keduanya menunjukkan dominasi lengkap dan tidak tergantung satu sama lain.
3. Cara peWarisan Lainnya
Contoh di atas mudah dipahami, tetapi ingatlah bahwa persilangan dihibrid tidak selalu menghasilkan rasio fenotipik 9: 3: 3: 1. Kapan pun cara pewarisan berbeda, rasio ini akan berbeda. Amati diagram berikut, yang dikenal sebagai “metode pohon” untuk persilangan dihibrid. Dalam metode ini, rasio genotip dari masing-masing gamet yang berbeda dikalikan dengan gen kedua untuk mendapatkan hasil yang sama, hanya ditampilkan secara vertikal dan bukan dalam kotak. Ingat metode ini untuk matematika yang lebih cepat ketika mencoba mencari tahu jumlah keturunan yang akan membawa sifat tertentu.
Jika alel-alel ini mewakili alel yang sama dengan yang kita bicarakan pada tanaman kacang, kita dapat dengan mudah menghitung genotipe mana yang termasuk fenotipe mana, dan kita akan menemukan perbandingan 9: 3: 3: 1. Namun, tidak semua gen menunjukkan dominasi total. Alih-alih hanya bundar atau keriput, tanaman kacang polong akan menghasilkan varietas menengah dengan genotipe “Yy”. Ini dikenal sebagai dominasi tidak lengkap, dan itu akan mengubah rasio fenotipik yang ditemukan. Sekarang, di mana-mana ada “Yy” ada fenotipe baru yang akan kita sebut “setengah keriput”. Hitung rasio fenotipik baru.
Anda seharusnya menemukan bahwa sekarang ada 2 fenotipe lagi, kuning setengah keriput dan hijau setengah keriput. Ada 2 hijau keriput, 2 hijau setengah keriput, 2 hijau bulat, 1 kuning keriput, 1 kuning setengah keriput, dan 1 bulat kuning. Dalam istilah lain, rasio fenotipik baru adalah 2: 2: 2: 1: 1: 1. Anda dapat melihat bagaimana berbagai hal mulai menjadi rumit ketika berbagai cara pewarisan terlibat. Banyak cara pewarisan lainnya dimungkinkan, dan banyak gen dapat mengontrol satu sifat.
Lebih lanjut, seringkali ada lebih dari 2 alel dalam suatu populasi. Meskipun prinsipnya sama, para ilmuwan mulai menggunakan komputer untuk menganalisis persilangan dihibrid yang kompleks, dan bahkan dapat meningkatkan jumlah gen yang dilihat. Ini disebut persilangan polihibrid, dan Anda akan membutuhkan kotak Punnett yang jauh lebih besar untuk menyelesaikannya.