Upload
comekhere
View
101
Download
8
Embed Size (px)
DESCRIPTION
look like
Citation preview
Pemuliaan Tanaman, BAB III 1
BAB IIIHUKUM MENDEL TENTANG PEWARISAN SIFAT DAN PREDIKSI
KETURUNAN HASIL PERSILANGAN
Selanjutnya akan dibahas:1) Istilah-istilah dasar terkait PEWARISAN SIFAT 2) Hukum Mendel:
a) Hk. Segregasi/Pemisahan Pasangan Gen (Alel)b) Hk. Pemisahan & Pengelompokan Gen scr Bebas
3) Prediksi Keturunan Persilangan berdasar Metode Kotak Punnat4) Prediksi Keturunan Persilangan Berdasar Metode Probabilitas (Teori
Kemungkinan)
Genotipe dan fenotipe hasil persilangan dapat diprediksi berdasar HK. Mendel. Hal ini menunjang Pemuliaan Tan.
Pemuliaan Tanaman, BAB III 2
1). ISTILAH-2 DASAR TERKAIT PEWARISAN SIFAT
ALEL: BENTUK ALTERNATIF SUATU GEN Contoh: Gen M (pengatur warna bunga) mempunyai 2 alel:
alel M menyebabkan bunga berwarna merah alel m menyebabkan bunga berwarna putih
Contoh: Gen K mengatur sifat warna biji mempunyai 2 alel: Alel K menyebabkan biji berwarna kuning Alel k menyebabkan biji berwarna hijau
GEN: FAKTOR GENETIK PENGATUR SIFAT Contoh: gen M mengatur sifat warna bunga, gen K mengatur sifat
warna biji
a. GEN – ALEL
Gb. Kromosom mengandung Gen-2
Pemuliaan Tanaman, BAB III 3
PASANGAN GEN/ALEL dibedakan dibedakan atas: HOMOSIGOT: mempunyai alel sama, contoh: MM, KK HETEROSIGOT: mempunyai alel tidak sama, contoh: Bb
b. GENOTIPE GENOTIPE (G): susunan genetik (gen-2) organisme
Contoh: Genotipe organisme berdasar 3 pasang gen (Gambar) mempunyai genotipe: MM KK Bb
Gb. PASANGAN KROMOSOM & PASANGAN GEN (separoh dari tetua jantan, separoh dari tetua betina)
Gen-2 berpasangan (dari tetua jantan dan tetua betina)
Pemuliaan Tanaman, BAB III 4
FENOTIPE (F): sifat tampak (penampilan) organisme
c. FENOTIPE
Fenotipe ditentukan Faktor Genetik (G) dan Lingkungan (E)
F = G+E, (G: Genetik; E: Lingkungan)
Genotipe sama, fenotipe dpt berbeda bila lingkungan tumbuh berbeda
Contoh: fenotipe tanaman mawar di lahan subur
berbeda dengan di lahan tdk subur Mungkinkah GENOTIPE BERBEDA, FENOTIPE SAMA?
Mungkinkah GENOTIPE SAMA, FENOTIPE BERBEDA?
Pemuliaan Tanaman, BAB III 5
d. HIBRIDISASI: persilangan dua individu berbeda
M
M
MM
x
mm
m
m
M
m
F1: Mm
(M dg m alelik) (M dominan
thd m)
F1 : keturunan pertama hsl. persil. F2 : keturunan kedua hsl persilang. (hasil selfing antara individu F1) Homosigot: individu dg. 2 alel sama, MM / mm Heterosigot: indv. dg 2 alel berbeda, Mm
Pemuliaan Tanaman, BAB III 6
E.DOMINAN DAN RESESIF
DOMINAN: sifat (alel) yg terekspresi/muncul dan menutupi sifat (alel) lain pada keadaan heterosigot RESESIF: alel atau sifat yg tidak terekspresi/muncul pada keadaan heterosigot
Contoh: Sifat warna bunga merah (alel M) dominan/ menutupi sifat warna bunga putih (alel m) pada keadaan Heterosigot (Mm).
Pemuliaan Tanaman, BAB III 7
2. HUKUM MENDEL: MENDEL merumuskan kaidah-kaidah dasar pewarisan sifat yg dikenal sbg
“Hukum Mendel Tentang Pewarisan Sifat (MENDELISM)”. HK. MENDEL dirumuskan berdasar HASIL PERCOBAAN PERSILANGAN pada
tanaman ercis (Pisum sativum) Berdasar HK. Mendel dpt diprediksi genotipe-fenotipe keturunan hasil
persilangan. (Hal ini menunjang keberhasilan pemuliaan tanaman).
PROSEDURE MEMPELAJARI PRINSIP-2 GENETIKA MELALUI PERSILANGAN: 1) Menyilangkan organisme-2 berbeda pd sifat-2 tertentu 2) Pengamatan dan Tabulasi3) Analisis hasil
Pemuliaan Tanaman, BAB III 8
a). Hk. MENDEL I (Hukum Segregasi/Pemisahan Pasangan Gen/Alel):
“Pada pembentukan gamet*), ALEL DARI PASANGAN-2 GEN AKAN MEMISAH (BERSEGREGASI) ke dalam Gamet-gamet yg dibentuk”
*) Perbiakan generatif melibatkan: Pembentukan gamet-2 Penyatuan gamet
Pemuliaan Tanaman, BAB III 9
b). HUKUM MENDEL II (Hukum Pemisahan & Pengelompokan Gen Secara Bebas):
(GENOTIPE)
GAMET-2:
“Pada pembentukan gamet, alel dari pasangan-2 gen akan memisah (bersegregasi) scr. bebas
dan mengelompok secara bebas pula”.
Pemuliaan Tanaman, BAB III 10
3. PREDIKSI KETURUNAN PERSILANGAN BERDASAR METODE KOTAK PUNNAT
TINGGI KERDIL
F1: TINGGI
X
SELFING
a). MONOHIBRID (Persil. dg SATU SIFAT BEDA)
Contoh: Pisum sativum TINGGI x KERDIL(Tinggi dominan thd kerdil)
Bagaimanakah genotipe F1 & F2? Bagaimanakah fenotipe F1 & F2?
F2: (hsl selfing F1)
P (Tetua) : (Tinggi) TT X tt (Kerdil)Gamet : (T) ; (t)F1 : TtF2 : TtxTt (selfingTt)
Genotipe & Fenotipe F2 dpt diprediksi dg METODE KOTAK PUNNAT
Pemuliaan Tanaman, BAB III 11
PROSEDUR PREDIKSI KETURUNAN HASIL PERSILANGAN MENGGUNAKAN METODE KOTAK PUNNAT :
1) Mengatahui genotipe kedua tetua, misalnya: Tt (betina) X Tt (jantan)
2) Menentukan gamet yg dibentuk masing-2 tetua. Gamet JANTAN: T dan t, Gamet BETINA: T dan t.
3) Membuat Kotak Punnat: jml kolom sesuai jml gamet jantan jml baris sesuai jml gamet betina Tulis gamet jantan di atas kotak, gamet
betina di samping kotak 4) Mengisi Kotak Punnat: genotipe (kombinasi
gamet jantan dan betina)5) Menentukan perbandingan/proporsi
genotipe dan fenotipe keturunan
T
T
t
t
TETUA: Tt X Tt
GAMET JANTAN
GAMET JANTAN
Rasio genotipe: 1 TT : 2 Tt : 1 tt
T t
T TT Tt
t Tt tt
KOTAK PUNNAT
Pemuliaan Tanaman, BAB III-C 12
Contoh: Persil. P. sativum berbiji
Bulat-kuning x kerut-hijau (BBKK) (bbkk) Bgmn keturun F1 & F2?
BK Bk bK bk
BK BBKK
Bk BBkk
bK bbKk
bk bbkk
DIHIBRID
(Persilangan dengan dua sifat beda)
Bulat
Kuning
X
Kerut Hijau
P (Tetua) : BBKK x bbkkGamet : (BK); (bk)F1 : BbKkF2 : BbKk x BbKk (Selfing
F1)
KOTAK PUNNAT F2:
Rasio Genotipe F2 = ..BBKK: .. BBKk: ..BbKK:..BbKk:..bbKk:.. bbkkRasio Fenotipe F2 = ..bulat-kuning:..bulat-hijau:..kerut-kuning: ..kerut-hijau
Sifat Bulat dominan thd KerutSifat Kuning dominan thd Hijau
Pemuliaan Tanaman, BAB III 13
4. PREDIKSI HASIL PERSILANGAN BERDASAR METODE PROBABILITAS (TEORI KEMUNGKINAN)
Probabilitas (Peluang): frekuensi relatif suatu peristiwa (kejadian).
Juml. suatu kejadian Prob. suatu kejadian =
Juml. kejadian total Misal, bila dilakukan pelemparan mata
uang logam yang mempunyai dua sisi A dan a, Probabilitas munculnya sisi A adalah ½ .
P(A) = jumlah sisi A
jumlah sisi mata uang = ½
Pemuliaan Tanaman, BAB III 14
PROBABILTAS PERISTIWA SALING ASING
PERISTIWA SALING ASING: dua peristiwa atau lebih yang tidak mungkin terjadi bersama.
Prob. terjadinya dua peristiwa (A & B) yg saling asing: hasil penjumlahan probabilitas masing-2 peristiwa tsb.
P(A+B), dibaca Prob. A atau B = P(A) + P(B)
Contoh: Seorang bayi berkelamin satu, laki-2 atau perempuan. Laki-2 & perempuan tdk mungkin terjadi ber-sama2 pada satu bayi.
Contoh: Prob. bayi yg akan lahir berkelamin laki-2 (L) atau perempuan
(P): P(L+P) = P(L) + P(P) = ½ + ½ = 1
Pemuliaan Tanaman, BAB III 15
PROBABILITAS PERISTIWA TAK GAYUT
Peristiwa Tak Gayut (Independent): dua peristiwa atau lebih yg masing-2 berdiri sendiri (tdk saling mempengaruhi).
Probablitas terjadinya dua peristiwa (A & B) yg saling tidak gayut = hasil kali probabilitas masing-2 peristiwa tsb.
P(AB), dibaca Probabilitas A dan B = P(A) x P(B).
Contoh: Bila dua ibu (A&B) melahirkan ber-sama-2, Jenis kelamin bayi ibu A dan ibu B tdk
saling mempengaruhi
Contoh: Bila dua ibu (A&B) melahirkan ber-sama-2, Probabilitas kedua anak yang lahir
berkelamin laki-2 adalah: P (laki-2 dari ibu A) x P (laki-2 dari ibu B) = ½ X ½ = ¼
Pemuliaan Tanaman, BAB III 16
a. PENGGUNAAN MTD. PROBABILITAS pada MONOHIBRID
Contoh: Persil. P. sativum biji bulat (BB) X biji Kerut (bb)
Probabilitas Gamet BTN
Probabilitas Gamet JTN
Probabilitas Persilangan
Probabilitas Genotipe F2
Probabilitas Fenotipe F2
½ B ½ B ½B X ½B ¼ BB ¼ Bulat
½ b ½B X ½b ¼ Bb ¼ Bulat
½ b ½ B ½b X ½B ¼ Bb ¼ Bulat
½ b ½b X ½b ¼ bb ¼ Kerut
Genotipe F2: ¼ BB; ½ Bb; ¼ bb Fenotipe F2: ¾ Bulat; ¼ Kerut
Bagaimanakah Nisbah Genotipe F2? Nisbah Fenotipe F2?
Pemuliaan Tanaman, BAB III 17
b. PENGGUNAAN MTD. PROBABILITAS pada DIHIBRID
Contoh: Persil. P. sativum berbiji Bulat-
kuning x kerut-hijau (BBKK) (bbkk) Bgmn keturun F2?
P: BBKK x bbkk
F1: BbKk
F2: BbKk x BbKk
Probabilitas Gamet BTN
Probabilitas Gamet JTN
Probabilitas Persilangan
Probabilitas Genotipe F2
Probabilitas Fenotipe F2
¼ BK ¼ BK ¼BKx ¼BK 1/16 BBKK 1/16 blt-kng
¼ Bk
¼ bK
¼ bk
…… dst ……dst ……dst …dst ……dst
¼ bk ¼ bk ¼ bkx ¼ bk 1/16 bbkk 1/16 krt-hij
Nisbah Genotipe & Fenotipe F2 dpt diprediksi dg Probabilitas
DNA Sbg Bahan Genetik:
Bahan Genetik organisme pd umumnya adalah DNA. GEN (faktor keturunan)
terletak pd KROMOSOM. KROMOSOM tersusun atas
DNA dan PROTEIN. INFORMASI GENETIK
terletak dlm DNA dan tidak dlm protein.
1. STRUKTU GEN
BAB IV. STRUKTUR DAN EKPRESI GEN (mekanisme pengaturan sifat) SECARA MOLEKULAR
STRUKTUR DNA: Spiral Ganda (Double Helix)
Watson dan Crick (1953): DNA berstruktur “Spiral Ganda” (“Doble Helix”) yakni DNA terdiri atas 2 pita polinukleotida yg saling melilit dlm bentuk spiral. Gula-fosfat sbg tulang punggung dan di bagian dalam terdpt BASA-N.
DNA: Polinukleotida (Gabungan mononukelotida-2)
MONONUKLEOTIDA
Komponen Mononukletida DNA:
1) Gula Pentosa: deoksiribosa2) Basa Nitrogen (basa N):
Pirimidin (C, T) dan Purin (A, G)
3) Gugusan fosfat (asam fosfat)
Citosin
Fospat
Deoksiribosa
(2’-deoksicitidin-5’-fosfat)
STRUKTUR POLINUKLEOTIDA pada DNA
Polinukleotida: gabungan NUKLEOTIDA-2
Gugus Fosfat melekat pada:
penggabungan NUKLEOTIDA-2 melalui ikatan fosfodiester:
1) C5’ deoksiribosa suatu nukleotida dan
2) C3’ deoksiribosa nukleotid berikutnya
Maka terbtk rangkaian panjang 5’-3’.
UJ UNG 5’ (5’- P)
BASA-1
Ikatan
fosfodiester
BASA-2 BASA-3
UJ UNG 3’ (3’- OH)
OH
PASANGAN BASA DNA Pasangan basa komplementer (A=T
dan C=G) mrpk sifat terpenting dari struktur DNA.
Struktu DNA dinyatakan dlm pasangan basa.
Contoh: DNA (gambar samping) mempunyai struktur:
5’-ATGAC-3’ 3’-TACTG-5’ Pasangan basa ini berperan dlm
Pewarisan Sifat (replikasi DNA) &Pengaturan Sifat (ekspresi gen)
PENGERTIAN GEN SECARA MOLEKULAR
• Secara molekular, Gen adalah segmen DNA yang mengkode mRNA atau polinukleotida/ protein.
• Pada proses eksresi genetik, gen mengkode pembentikan RNA, selanjutnya mengkode pembentukan protein.
a. Pengertian Ekspresi Genetik
EKSPRESI GENETIK: pengungkapan faktor genetik (gen) menjadi fenotipe
EKSPRESI GENETIK: Penejemahan urutan nukleotida (basa-N) DNA menjadi urutan asam amino protein
DIAGRAM EKSPRESI GENETIK
2. MEKANISME PENGATURAN SIFAT (EKSPRESI GENETIK)
Diagram EKPRESI GENETIK PADA PROKARIOT
b. EKPRESI GENETIK SBG PENGATURAN SIFAT (METABOLISME) MAKHLUK HIDUP
Pengaturan sifat/fenotipe/metabolisme oleh faktor genetik berlangsung melalui kontrol pembentukan protein enzim (EKSPRESI GENETIK).
Gen A Gen B Gen C Enzim A Enzim B Enzim C
Bahan Hasil
Antara I
Hasil Antara
I I
Hasil Akhir
Pertumbuhan/perkembangan organisme ditentukan serangkaian reaksi biokimia dg katalisator ENZIM (disebut METABOLISME)
FENOTIPE DITENTUKAN PRODUK GEN-2
SATU GEN SATU ENZIM/PROTEIN/POLIPEPTIDA
DNA RNA PROTEIN FENOTIPE
TRANS-KRIPSI
TRANS-LASI
JALUR BIOKIMIA
c. MEKANISME EKSPRESI GENETIK: (TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI)
Replikasi D N A RNA Protein Transkripsi Translasi
1. TRANSKRIPSI: pembentukan RNA pd DNA cetakan dg bantuan Enzim RNA polimerase.
2. TRANSLASI: penterjemahan urutan nukleotida mRNA dan menghasilkan urutan as. amino dlm SINTESIS PROTEIN
Mekanisme ekspresi genetik mengikuti DOGMA SENTRAL BIOLOGI MOLEKULAR: aliran (transfer) informasi genetik dari urutan nukleotida DNA manjadi urutan asam amino protein.
Ekspresi genetik mencakup dua proses pokok:
1). TRANSKRIPSI (SINTESIS RNA):
proses pembentukan RNA dg menggunakan DNA sbg pola cetakan untuk menentukan urutan nukleotida RNA dan dikatalisis ensim RNA polimerase.
DIAGRAM TRANSKRIPSI
Hanya 7% DNA yg ditranskripsi pd suatu waktu
Transkripsi melibatkan pemilihan daerah pita DNA yg ditranskripsi sesuai kebutuhan.
Mekanisme Dasar Transkripsi
(1) INISIASI (berlangsung di daerah promoter) Diawali penempelan dan
pengikatan RNA polimerase pada daerah tertentu DNA
Pembukaan rantai ganda DNA Perangkaian nukleotida pertama
(di Titik START)
(2) PEMANJANGAN: Pemanjangan untai RNA
berlansung dg arah 5’—3’
(3) TERMINASI: Sintesis RNA berakhir, komplek sintesis RNA (RNA polimerase
dan untai RNA yg terbentuk) terlepas dari untai DNA (di daerah TERMINATOR)
2). TRANSLASI:
penerjemahan urutan nukleotida mRNA menjadi rangkaian asam amino suatu polipeptida/protein Penerjemahan tsb berdasar kode
genetik (KODON).
KODON: kode genetik yg terdiri atas 3 nukleotida berurutan yg mengkode suatu asam amino, Misal:
GUG mengkode violin UUG mengkode leusin
Rangkaian nukleotida mRNA dibaca tiap tiga nukleotida sbg satu kodon unt. satu as. amino, mulai dari kodon inisaiasi (AUG) hingga kodon terminasi (UAA, UAG, AGA)
KODE GENETIK (KODON): kode genetik yg berupa 3 nukleotida yg berurutan (triplet) pada mRNA yg mengkode satu asam amino.
Translasi Berlangsung Di Ribosom
Penyusun ribosom: molekul rRNA + molekul-2 proteinRibosom terdiri 2 unit: unit besar + unit kecil
DIAGRAM RIBOSOM
Makanisme Dasar Translasi
Berlangsung 3 tahap: 1) Inisiasi2) pemanjangan 3) Terminasi
Diperlukan tRNA yg berfungsi membawa as. amino spesefik.
tRNA mempunyai urutan nukleotida (ANTI-KODON) yg mampu mengenal KODON pd mRNA
DIAGRAM TRANSLASI
KEPUSTAKAAN (BAHAN BACAAN):1. PRINCIPLES & PROCEDURES OF PLANT BREEDING. Chahal and Gosal.
2002. 2. BREEDING FIELD CROPS. Poehlman & Sleper, 1995.3. PLANT BREEDING: Past, Present, & Future. Crosbie dkk. 2006. *)4. DEFINING AND ACHIEVING PLANT- BREEDING GOALS. Hallauer And
Pandey. 2006. *)5. SOSIAL & ENVIRONMENTAL BENEFITS OF PLANT BREEDING. Duvick, D.N.
2006. *)6. PRINCIPLES OF GENETICS. Snustad, D.P. dkk. 1997. 7. DASAR-2 PEMULIAAN TANAMAN. Mangeondidjojo. 2003. 8. DASAR-2 ILMU PEMULIAAN TAN. Poespodarsono. 1988. 9. PEMULIAAN TANAMAN. Allard, R.W. 1960; (Terjemahan 1989). 10. GENETIKA TUMBUHAN. Crowder. 1990. (Terjemahan)
*). Plant Breeding: The Arnel R. Hallauer International Symposium