HUKUM HARDY-WEINBERG

Mata Kuliah Genetika HewanDosen : drh. Rasmaidar

Oleh : NURUL ASILANIM : 1302101010214

Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Syiah Kuala

UNIVERSITAS SYIAH KUALA ACEH Th. 2014

PendahuluanGodfrey HaroldHardyseorang matematikawan Inggris dan Wilhelm Weinberg seorang ahli statistik dari Jerman secara terpisah menemukan suatu hubungan matematik dari frekuensi gen dalam populasi, yang kemudian dikenal dengan hukumHardy-Weinberg. Hukum ini digunakan sebagai parameter untuk mengetahui apakah dalam suatu populasi sedang berlangsung evolusi ataukah tidak. Hukum ini menyatakan bahwa dalam suatu kondisi tertentu yang stabil, frekuensi gen dan frekuensi genotif akan tetap konstan dari satu generasi ke generasi dalam suatu populasi yang berbiak seksual.Hukum Hardy-Weinberg memberikan standar ideal untuk para ahli genetika untuk melakukan suatu perbandingan populasi yang sebenarnya dan mendeteksi perubahan evolusi. Dua hal utama dalam hukum Hardy-Weinberg, yaitu : (1) Jika tidak ada gangguan maka frekuensi alel yang berbeda dalam populasi akan cenderung tetap/tidak berubah sepanjang waktu. (2) Dengan tidak adanya faktor pengganggu, maka frekuensi genotipe juga tidak akan berubah setelah generasi I.Pembahasan Asas Hardy-Weinbergmenyatakan bahwa frekuensialeldan frekuensigenotipedalam suatu populasi akan tetap konstan, yakni berada dalam kesetimbangan dari satu generasi ke generasi lainnya kecuali apabila terdapat pengaruh-pengaruh tertentu yang mengganggu kesetimbangan tersebut. Pengaruh-pengaruh tersebut meliputiperkawinan tak acak,mutasi,seleksi,ukuran populasi terbatas,hanyutan genetik, danaliran gen. Adalah penting untuk dimengerti bahwa di luar laboratorium, satu atau lebih pengaruh ini akan selalu ada. Oleh karena itu, kesetimbangan Hardy-Weinberg sangatlah tidak mungkin terjadi di alam. Kesetimbangan genetik adalah suatu keadaan ideal yang dapat dijadikan sebagai garis dasar untuk mengukur perubahan genetik.Frekuensi alel yang statis dalam suatu populasi dari generasi ke generasi mengasumsikan adanya perkawinan acak, tidak adanya mutasi, tidak adanya migrasi ataupun emigrasi, populasi yang besarnya tak terhingga, dan ketiadaan tekanan seleksi terhadap sifat-sifat tertentu.Hukum Hardy-Weinberg ini berfungsi sebagai parameter evolusi dalam suatu populasi. Bila frekuensi gen dalam suatu populasi selalu konstan dari generasi ke generasi, maka populasi tersebut tidakmengalami evolusi. Bila salah satu saja syarat tidak dipenuhi maka frekuensi gen berubah, artinya populasi tersebut telah dan sedang mengalami evolusi.Syarat berlakunya asas Hardy-Weinberg : Setiap gen mempunyai viabilitas dan fertilitas yang sama. Perkawinan terjadi secara acak. Tidak terjadimutasigenatau frekuensi terjadinya mutasi, sama besar. Tidak terjadimigrasi. Jumlah individu dari suatu populasi selalu besar (tidak terjadi seleksi).

Jika syarat-syarat tersebut terpenuhi, maka frekuensialeldan frekuensigenotipedalam suatu populasi akan konstan dan evolusi pun tidak akan terjadi. Tetapi dalam kehidupan, syarat-syarat tersebut tidak mungkin terpenuhi sehingga evolusi dapat terjadi.Jika lima syarat yang diajukan dalam kesetimbangan Hardy Weinberg tadi banyak dilanggar, jelas akan terjadi evolusi pada populasi tersebut, yang akan menyebabkan perubahan perbandingan alel dalam populasi tersebut. Definisi evolusi sekarang dapat dikatakan sebagai: Perubahan dari generasi ke generasi dalam hal frekuensi alel atau genotipe populasi. Dalam perubahan dalam kumpulan gen ini (yang merupakan skala terkecil), spesifik dikenal sebagai mikroevolusi. Bila satu jumlah gen N = p jumlah gen n = g, jika perbandingan p = q dari generasi ke generasi ke generasi tetap, maka frekuensi gen yang ada dalam keadaan seimbang. N = (p) n = (q) N = (p) NN = (p2 ) Nn = (pq) N = (q) Nn = (pq) nn= (q2)Perbandingan genotipnya NN : Nn : nn, maka secara matimatis hukum Hardy-Weinberg dapat di tulis sebagai berikut:P2+ 2pq + q2 = 1P+ q = 1P2 untuk yang homozigot2pq untuk yang heterozigotq2 untuk yang mozigot resesif

Hukum Hardy-Weinberg tidak berlaku untuk proses evolusi karena hukum Hardy-Weinberg tidak selalu menghasilkan angka perbandingan yang tetap dari generasi ke generasi. Kenyataannya, frekuensi gen dalam suatu populasi selalu mengalami perubahan atau menyimpang dari hukum Hardy-Weinberg.Beberapa faktor yang menyebabkan perubahan keseimbangan hukum Hardy-Weinberg dalam populasi yaitu adanya:1. Hanyutan genetik (genetic drift).2. Arus gen (gene flow).3. Mutasi.4. Perkawinan tidak acak.5. Seleksi alam. Masing-masing penyebab perubahan kesetimbangan hukum Hardy-Weinberg atau perubahan frekuensi genetik populasi merupakan kondisi kebalikan yang dibutuhkan untuk mencapai kesetimbangan Hardy-weinberg.

Penjelasan :

1. Genetic Drift (Hanyutan Genetik)

Semakin kecil ukuran sampel, semakin besar peluangnya untuk terjadi penyimpangan dari hasil ideal yang diharapkan. Misalkan, ada populasi bunga liar yang anggaplah konstan terdiri dari 10 tumbuhan dengan AA=5, Aa=3, aa=1. Pada generasi pertama, hanya 5 yang bereproduksi (1AA, 3Aa, dan 1aa). Selanjutnya, akan terjadi 10 tumbuhan dengan AA=3, Aa=4, aa=3. Jika selenjutnya hanya 3 tumbuhan yang menghasilkan keturunan (2AA dan 1Aa), pastilah alel a semakin tereduksi dalam populasi tersebut. Inilah satu contoh mikroevolusi. Lainnya adalah Efek Leher Botol (Bottleneck Effect), yakni faktor non seleksi alam (misalkan bencana alam) yang memilih korban benar-korban secara acak). Contoh klasik dari efek leher botol adalah habisnya variasi genetik anjing laut gajah utara yang nyaris punah pada 1890 ketika jumlahnya hanya 20 ekor. Ketika diuji pada 1970-an, 30.000 anjing laut gajah utara tidak memiliki variasi genetik sama sekali yang dimungkinkan akibat pergeseran genetik. Perbandingan, variasi genetik melimpah pada anjing laut gajah selatan yang hidup tentram.

2. Gene Flow (Aliran Genetik)

Gene Flow yaitu suatu pelanggaran syarat Kesetimbangan Hardy-Weinberg yang mengatakan bahwa populasi harus terisolasi dari populasi lain. Misalkan ada dua populasi bunga liar. Jika serbuk sari aa dari populasi pertama tertiup ke populasi kedua, frekuensi alel aa akan meningkat terus pada populasi kedua.

3. Mutasi

Meskipun mutasi dalam lokus gen tertentu jarang terjadi, dampak kumulatifnya dapat berakibat nyata. Hal ini disebabkan karena tiap individu punya ribuan gen dan banyak populasi memiliki jutaan individu. Tentunya dalam jangka panjang, mutasi sangat penting bagi evolusi karena posisinya sebagai sumber asli variasi genetik yang merupakan seleksi alam.

4. Perkawinan Tak Acak

Perkawinan tak acak adalah pelanggaran syarat kesetimbangan Hardy-Weinberg yang mengharapkan perkawinan acak. Nyatanya, individu akan lebih sering kawin dengan tetangganya (bahkan kawin dengan dirinya sendiri/selfing yang amat umum pada tumbuhan). Hal ini akan mengurangi jumlah heterozygote dan meningkatkan jumlah homozygote dominan dan resesif. Pun ada jenis perkawinan berdasar pilihan (assortative mating), yakni individu (biasanya betina) cenderung memilih jantan dengan ciri-ciri khusus. Bisa ditebak, ini menyebabkan pergeseran dalam perbandingan alel tertentu.

5. Seleksi Alam

Intinya adalah keberhasilan yang berbeda dalam reproduksi. Seleksi alam menyebabkan perbandingan alel yang diturunkan ke generasi berikutnya menjadi berubah dibandingkan perbandingan alel di populasi awal. Di antara semua faktor mikroevolusi yang kita bahas, hanya seleksi alam yang mampu menyesuaikan populasi dengan lingkungannya. Seleksi alam mengakumulasi dan mempertahankan genotipe yang menguntungkan dalam populasi. Jika lingkungan berubah, seleksi alam akan merespons dengan mempertahankan genotipe yang cocok dengan lingkungan yang baru. Akan tetapi, derajat adaptasi hanya dapat diperluas dalam ruang lingkup keanekaragaman genetik populasi tersebut.

Kesimpulan

Dari hasil pembahasan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut:1)Asas Hardy-Weinbergmenyatakan bahwa frekuensialeldan frekuensigenotipedalam suatu populasi akan tetap konstan, yakni berada dalam kesetimbangan dari satu generasi ke generasi lainnya kecuali apabila terdapat pengaruh-pengaruh tertentu yang mengganggu kesetimbangan tersebut.

2) Mutasi yang terjadi tidak selalu mengakibatkan perubahan dalam struktur fungsi.kejadian mutasi walaupun tidak terlihat mungkin ikut berperan misalnya protein yang bermutasi meskipun tidak berubah dalam fungsi,mungkin memupnyai kelemahan tertentu yang baru terlihat apabila keadan lingkunganberubah.yangsudah dapat di pastikan,frekuensi gen dalam populasi akan berubah,karena ada suatu gen yang berubah3) Peristiwa mutasi akan mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi gen, sehingga akan mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Mutasi dapat bersifat menguntungkan dan merugikan. Sifat menguntungkan maupun merugikan tersebut terjadi jika:a. Dapat menghasilkan sifat baru yang lebih menguntungkan,b. Dapat menghasilkan spesies yang adaptif,c. Memiliki peningkatan daya fertilitas dan viabilitas. Selain menguntungkan, ada kemungkinan mutasi bersifat merugikan yaitu menghasilkan sifat-sifat yang berkebalikan dengan sifat-sifat di atas. Untuk mengetahui angka laju mutasi.