Pendahuluan

Setiap manusia yang ada di dunia pasti berbeda. Mulai dari mata, hidung, warna kulit,

warna rambut dan sebagainya. Sebelumnya tidak ada yang tahu sampai akhirnya Gregor

Mendel seorang biarawan yang tertarik pada penelitian ilmiah dan kemudian menanam

kacang ercis untuk melakukan penurunan sifat.1

Penemuan Mendel yang akhirnya menjadi dasar pula pada penurunan sifat bermacam-

macam manusia. Orang tua menurunkan sifat kepada anaknya. Sehingga anaknya memiliki

kesamaan dengan orang tuanya. Semakin berkembang dapat terjadi pula kelainan-kelainan

penurunan sifat. Banyak kemungkinan yang terjadi saat penurunan sifat. Mulai dari yang

normal hingga yang mengalami kelainan.

Kelainan–kelainan genetik itu sulit dikendalikan oleh manusia. Maka perlu

mengetahui dasar-dasar persilangan, macam-macam kelainan pada genetik manusia. Agar

dapat mencegah terjadinya kelainan yang tidak diinginkan.

Hukum Mendel

Sekitar tahun 1857, Mendel yang adalah seorang biarawan yang tertarik pada

penelitian ilmiah. Mendel mulai menanam kacang ercis di kebun biara untuk mempelajari

penurunan sifat. Mendel menemukan prinsip hereditas dengan membudidayakan kacang ercis

dalam percobaan yang tercencana dan teliti. Mendel menggunakan kacang ercis karena

kacang ercis memiliki banyak varietas. Ahli genetika menggunakan istilah karakter untuk

menjelaskan sifat yang dapat diturunkan, seperti warna bunga. Setiap varians dari suatu

karakter, seperti warna bunga ungu dan putih pada bunga,dinamakan sifat.1

Organ kelamin dari tanaman kacang ercis terdapat pada bunganya dan setiap bunga

kacang ercis mempunyai sekaligus organ kelamin jantan dan betina masing-masing stamen

(benang sari) dan karpel (putik). Biasanya tanaman berfertilisasi sendiri. Untuk mendapatkan

penyerbukan silang (fertilisasi di antara tanaman yang berbeda), Mendel memindahkan

stamen yang belum matang (dewasa) dari sebuah tanaman sebelum stamen-stamen tersebut

menghasilkan polen dan selanjutnya menaburkan butir-butir polen tanaman lain ke atas

bunga yang telah “dikebiri” tersebut.1

1

Mendel memastikan bahwa dia memulai percobaan dengan varietas galur murni (true-

breeding), yang berati ketika tanaman menyerbuk sendiri, semua keturunan akan mempunyai

varietas yang sama. Dalam sebuah percobaan perkembangbiakan yang biasa dilakukan,

Mendel biasanya akan melakukan penyerbukan silang terhadap dua varietas ercis galur murni

yang kontras. Contohnya tanaman berbunga ungu dengan tanaman berbunga putih.

Perkawinan atau penyilangan dua varietas ini disebut hibridisasi.1

Gambar 1 Persilangan Monohibrid1

Contoh yang dijelaskan lebih spesifik yaitu persilangan monohibrid, istilah untuk

penyilangan yang menelusuri penurunan sifat sebuah karakter pada kasus ini adalah warna

bunga. Induk galur murni disebut generasi F1. Membiarkan hibrid F1 melakukan

penyerbukan sendiri menghasilkan generasi F2. Analisa Mendel pada tanaman F2 inilah yang

terutama mengungkapkan dua prinsip dasar hereditas yang sekarang dikenal sebagai hukum

segregasi dan hukum pemilahan bebas.1

Hukum Mendel I (Segregation of allelic genes)

Hukum Mendel I disebut juga hukum segregasi adalah mengenai kaidah pemisahan alel pada

waktu pembentukan gamet. Pembentukan gamet terjadi secara meiosis, dimana pasangan-

pasangan homolog saling berpisah dan tidak berpasangan lagi/ terjadi pemisahan alel – alel

suatu gen secara bebas dari diploid menjadi haploid. Dengan demikian setiap sel gamet hanya

mengandung satu gen dari alelnya.2

2

Fenomena ini dapat diamati pada persilangan monohybrid, yaitu persilangan satu karakter

dengan dua sifat beda.2

Persilangan Monohibrid

P1 UU x uu

(ungu ) (putih)

G1 U x u

F1 Uu

Pada waktu pembentukan gamet betina, UU memisah menjadi U dan U, sehingga

dalam sel gamet tanaman ungu hanya mengandung satu macam alel yaitu alel U. Sebaliknya

tanaman jantan berbunga putih homozigot resesif dan genotipenya uu. Alel ini memisah

secara bebas menjadi u dan u, sehingga gamet – gamet jantan tanaman putih hanya

mempunyai satu macam alel , yaitu alel u. Proses pembentukan gamet inilah yang

menggambarkan fenomena Hukum Mendel I.2

Hukum Mendel II (Independent Assortment of Genes)

Hukum Mendel II disebut juga hukum asortasi. Menurut hukum ini, setiap gen / sifat dapat

berpasangan secara bebas dengan gen / sifat lain. Hukum ini berlaku ketika pembentukan

gamet pada persilangan dihibrid.2

Persilangan Dihibrid

P1 BBKK x bbkk

(biji bulat berwarna kuning) (biji keriput hijau)

G1 BK x bk

F1 BbKk

P2 BbKk x BbKk

G2 BK, Bk, bK, bk BK, Bk, bK, bk

3

Pada waktu pembentukan gamet parental ke-2, terjadi penggabungan bebas (lebih tepatnya

kombinasi bebas) antara B dan b dengan K dan k. Asortasi bebas ini menghasilkan empat

macam kombinasi gamet, yaitu BK, Bk, bK, bk. Proses pembentukan gamet inilah yang

menggambarkan fenomena Hukum Mendel II.2

Aturan Probabilittas

Hukum segregasi dan pemilahan independen Mendel adalah aplikasi spesifik dari

aturan umum probabilitas serupa yang diaplikasikan untuk pelemparan atau dadu. Memiliki

pemahaman dasar akan aturan peluang ini adalah hal penting dalam analisis genetika.1

Kisaran skala probabilitas adalah 0 – 1. Suatu kejadian pasti akan terjadi mempunyai

probabilitas 1, sedangkan suatu kejadian yang tidak akan terjadi mempunyai probabilitas 0.

Dengan koin kedua sisinya adalah gambar, probabilitas untuk mendapatkan sisi gambar

adalah 1 dan probabilitas untuk mendapatkan sisi angka adalah 0. Dengan koin normal (sisi

gambar dan sisi angka), peluang mendapat sisi gambar adalah ½ dan peluang lemparan sisi

angka adalah ½. Probabillitas keluarnya nomor 3 dari sebuah mata dadu dengan 6 sisi adalah 1/6. Probabilitas dari semua hasil yang mungkin diperoleh dari suatu kejadian harus memiliki

jumlah total sama dengan 1. Dengan sebuah mata dadu, peluang keluarnya nomor selain 3

adalah 5/6. 1

Dua hukum dasar probabilitas yang dapat membantu kita dalam permainan peluang dan

dalam memecahkan masalah genetika adalah aturan perkalian dan aturan penjumbalahan :

1. Aturan perkalian

Peluang koin yang dilemparkan secara bersamaan akan jatuh dengan

memperlihatkan sisi gambar. Pemecahannya dengan menghitung probabilitas untuk

setiap kejadian independen. Dengan aturan perkalian ini, probabilitas kedua koin akan

jatuh dengan memperlihatkan sisi gambar adalah 1/2 x 1/2 = 1/4. Penyilangan

monohibrid F1 akan mirip dengan permainan peluang ini. Dengan warna bunga

sebagai karkter yang dapat diturunkan, genotipe dari suatu tanaman yang sudah

diketahui adalah F1 adalah Pp. pemisahan pada tanaman heterozigot mirip dengan

pelemparan sebuah koin. Probabilitas sebuah ovum akan mempunyai alel p adalah 1/2.

Jadi probabilitas dua alel p akan muncul bersama dalam fertilisasi adalah 1/2 x 1/2 = 1/4

4

, sama dengan probablitas bahwa dua koin yang dilempar secara independen akan

jatuh dengan memperlihatkan sisi gambar.1

Penyilangan hibrid juga dapat memakai probabilitas seperti tersebut. Bagi

induk dengan genotipe YyRr, probabilitas sebuah gamet akan membawa sel Y dan

alel R adalah 1/4 . kita dapat menggunakan aturan perkalian untuk menentukan

probabilitas dari genotipe-genotipe khusus pada generasi F2, tanpa harus membuat

segiempat Punnet yang terdiri dari 16 bagian. 1

2. Aturan penjumlahan

Ada dua cara gamet-gamet F1 berkombinasi untuk mendapatkan suatu hasil

yang heterozigot. Alel dominan dapat berasal dari ovum dan alel resesif dari sperma,

atau sebaliknya. Berdasarkan aturan penjumlahan, probabilitas dari suatu kejadian

yang dapat terjadi dalam dua cara atau lebih adalah jumlah dari probabilits masing-

masing cara tersebut. Dengan menggunakan aturan ini, kita dapat menghitung

probabilitas heterozigot F2 yaitu 1/4 + 1/4 = 1/2 .1

Penurunan Sifat Mendelin Pada Manusia

Kacang ercis merupakan subjek yang mudah untuk pnelitian genetika, tidak demikian

halnya manusia. Masa generasi manusia adalah 20 tahun dan orangtua manusia akan

menghasilkan relative lebih sedikit keturunan daripada kacang ercis dan sebagian besar

spesies lainnya. Terlebih lagi percobaan pengembangbiakan yang direncanakan dengan baik

seperti yang dilakukan Mendel mustahil dilakukan terhadap manusia terus berlangsung

didorong oleh keinginan untuk memahami penurunan sifat yang terjadi pada diri kita sendiri.

Dasar-dasar Mendelisme tetap bertahan sebagai pondasi genetika manusia.1

Analisa Pedigree (Silsilah)

Agar pewarisan sifat keturunan yang terdapat di dalam suatu keluarga dapat diikuti

untuk beberapa generasi, maka perlu dibuat suatu diagram silsilah (pedigree chart) dari

keluarga tersebut. 3 Pedigree dapat membantu kita memprediksi masa lalu dan yang akan

datang. Pada manusia, kita dapat menggunakan hukum Mendel untuk memprediksi

probabilitas fenotip spesifik.4

5

Gambar 2 Keterangan Analisa Pedigree3,4

Gambar 3 Analisa PedigreeGambar 4 Analisa Pedigree

Autosom Dominan3,4 Autosom Resesif3,4

6

Penurunan Sifat Autosom

Yang dimaksud dengan sifat autosomal adalah sifat keturunan yang ditentukan oleh

gen pada autosom. Gen ini ada yang dominan dan ada yang resesif. Oleh karena laki-laki dan

perempuan mempunyai autosom yang sama, maka sifat keturunan yang ditentukan oleh gen

autosomal dapat dijumpai pada laki-laki maupun perempuan.3

Penurunan Autosom Dominan

Penurunan autosom diekspresikan baik oleh heterozigot maupun homozigot. Laki-laki

dan perempuan nemiliki kemungkinan memiliki dan mewarikan suatu alel yang dominan.

Tidak ada generasi yang terlewatkan, apabila seseorang memiliki suatu sifat dominan

autosomal, maka salah satu orangtuanya juga harus memilik sifat tersebut, kecuali apabila

terjadi penurunan penetrasi.5

Karateristik pewarisan dominan autosomal5

Gen adalah suatu autosom

Diekspresikan baik pada heterozigot (Aa) maupun homozigot (AA)

Riwayat keluarga vertical dijumpai pada bagan silsilah (penyakit muncul di setiap

generasi)

Dari satu orang tua normal dan satu orang tua heterozigot maka setiap anaknya

memiliki probabilitas 50% mengidap penyakit (kelainan)

Sering terjadi mutasi gen baru

Cenderung lebih ringan dari penyakit resesif

Kelainan yang terkait pada penurunan autosom dominan :

1. Phenylcarbamida (PTC)

Orang yang mampu mengecap rasa pahit (PTC) = Taster (T) sebagai penderita TT dan

Tt. Sedangkan yang normal tidak bisa mengecap (tawar) sebagai orang normal tt.6

2. Dentinogenesis Imperfecta

Yaitu kelainan gigi manusia, dentin putih seperti susu (opalesen). Penyebanya adalah

gen dominan D (DD, Dd). Jika dd maka normal.6

3. Achondroplasia

7

Achondroplasia ditandai dengan suatu kelainan epifisis, yaitu adanya penulangan

pada kartilago, sehingga menyebabkan anggota badan menjadi pendek secara khas,

muka kecil dan kepala berbentuk kubah. Yang bergenotip homozigot dominan

meninggal (bersifat letal) pada masa kanak-kanak. Bb menderita achondroplasia

(bertahan hidup) dan bb normal.6

4. Polidaktili

Polidaktili adalah suatu kelainan yang diwariskan oleh gen autosomal dominan P,

yaitu orang yang mempunyai tambahan jari pada satu atau dua tangan atau pada kakinya.

Orang normal adalah homozigot resesif pp. Pada individu heterozigot Pp derajat ekspresi

gen dominan dapat berbeda-beda. Bila seorang laki-laki polidaktili heterozigot menikah

dengan perempuan normal, maka dalam keturunan kemungkinan timbulnya polidaktili

adalah 50%.3

Penurunan Autosom Resesif

Umumnya tampak pada orang yang homozigot untuk alel yang mengalami mutasi,

sedangkan heterozigot jarang memperlihatkan fenotipenya. Kedua orangtua mungkin

mempunyai hubungan darah. Pewarisan autosom reresif memiliki beberapa persamaan

dengan autosom dominan yaitu laki-laki dan perempuan bisa terkena. Namun terdapat

perbedaan di antara kedua tipe pewarisan.3

Karakteristik penurunan autosom resesif5

Hanya terekspresikan pada homozigot (aa); heterozigot (Aa) secara fenotipe adalah

pembawa normal

Pola perwarian horizontal tampak bagan silsilah (muncul pada saudara kandung tetapi

tidak ada orang tua)

Sering terdapat konsangiuinitas orang tua yang herozigot (yang merupakan pembawa)

Apabila kedua orangtua adalah pembawa maka setiap anaknya memiliki probabilitas

25% mengidap penyalit dan probabilitas 25% normal (bukan pembawa)

Mutasi gen baru jarang terbentuk

Kelainan yang terkait pada penurunan autosom resesif :

1. Albinisme

8

Albinisme merupakan suatu contoh yang baik untuk sifat atau trait yang tergantung

pada gen resesif. Seorang yang normal (bukan albino), maka pigmen melanin

dibentuk dalam kulit, rambut dan mata. Seorang albino tidak memiliki deposit pigmen

melanin di dalam darah, sehingga kulit berwarna merah muda, rambut putih dan mata

merah karena refleksi pembuluh darah pada mata. Untuk yang normal adalah AA dan

Aa berkulit normal. Sedangkan yang menderita albino aa.3

Kemungkinan keturunan (F1) menderita albino dari orang tua yang memiliki sifat

pembawa albino adalah 25%.3

P : ayah normal carrier x ibu normal carrier

Pp Pp

Gamet : P dan p P dan p

F1 : 25% normal PP

50% normal carrier Pp

25% albino pp

Penderita albino juga dapat dilahirkan oleh orang tua yang satu normal dan lainnya menderita

albino, yaitu :

P : ayah normal carrier x ibu albino

Pp pp

Gamet : P dan p p dan p

F1 : 50% normal carrier Pp

50% albino pp

Untuk mengetahui bahwa seseorang benar-benar normal atau normal pembawa (carrier)

sifat albino secara fisik memang tidak mudah, satu-satunya jalan yaitu dengan menggunakan

peta silsilah.

2. Phenylketonuria (PKU)

PKU merupakan suatu sifat atau trait resesif yang jarang. Penderita phenylketonuria

mengalami kelainan metabolisme asam amino phenylalanine, karena tidak adanya

enzim phenylalanine hidroksilase yang merubah phenylalanine menjadi tyrosine.

Kemudian phenylalanine dirubah menjadi asam phenyl piruvat yang bersifat racun

untuk saraf. Hal ini mengakibatkan perkembangan mental terhambat. PP dan Pp

adalah normal sedangkan pp menderita PKU.6

3. Bisu Tuli

9

Bisu-tuli disebabkan karena adanya gen resesif dd dan ee. Dua orang bisu-tuli yang

menjadi suami istri dapat mempunyai keturunan yang normal.3

4. Alkaptonuria

Penyakit ini sebagai akibat adanya gangguan metabolisme. Penderita tidak memiliki

gen dominan A, sehingga bersifat homozigot resesif aa, dan tidak mampu membentuk

enzim homogentisin oksidase yang seharusnya mengubah asam homogentisin (disebut

juga alkapton) menjadi asam maleyl asetoasetat sampai menjadi H2O dan CO2. Pada

AA dan aa normal sedangkan aa menderita alkaptonuria.3

Mutasi

Mutasi adalah perubahan dalam urutan DNA. Mutasi dapat disebabkan oleh kesalahan

penyalinan DNA dibuat selama pembelahan sel, paparan radiasi pengion, paparan bahan

kimia yang disebut mutagen, atau infeksi oleh virus. line mutasi benih terjadi pada telur dan

sperma dan dapat diteruskan kepada keturunan, sementara mutasi somatik terjadi pada sel-sel

tubuh dan tidak diteruskan.7

a. Mutasi gen

Antara timin dan adenin atau antara guanine dan sitosis dihubungkan oleh ikatan

hidrogen yang lemah. perubahan kimia sedemikian disebut perubahan tautomer .

Misalnya secara tidak normal, adenin berpasangan dengan sitosin dan timin dengan

guanine. Peristiwa genetic seperti ini disebut murasi gen.7

Macam-macam mutasi gen :7

1. Mutasi tak bermakna (nonsense mutation): terjadi perubahan kodon (triplet) dari

kode basa N asam amino tapi tidak mengakibatkan kesalahpahaman protein.

2. Mutasi ganda tiga (triplet mutations) : terjadi karena danya penambahan atau

pengurangan tiga basa secara bersama-sama.

3. Mutasi bingkai (frarneshift mutations) : terjadi karena adanya penambahan

sekaligus pengurangan satu atau beberapa pasangan basa secara bersama-sama.

b. Mutasi kromosom

Terjadi karena perubahan jumlah kromosom (ploid) melibatkan kehilangan atau

penambahan perangkat kromosom (genom) disebut euploid, sedang yang hanyaterjadi

pada salah satu koromosom dari genom disebut aneuploid.7

10

DNA

DNA terdapat di inti sel semua sel dan terdiri dari gula-gula limakarbon

(deoksiribosa), sebuah gugus fosfat, dan satu dari empat tipe basa nitrogenesa. Setiap unit

disebut nukleotida. Basa-basa nitrogenesa dikelompokan menjadi dua kategori: pirimidin dan

purin. Pirimidin terdiri dari satu cincin karbon, dan purin terdiri dari satu cincin karbon

ganda. Sitosin (C) atau timin (T) adalah basa pirimidin; adenin (A) dan guanin (G) adalah

basa purin.

DNA tersusun menjadi suatu rantai yang disatukan oleh ikatan-ikatan fosfodiester.

Ikatan ini menyatukan karbon-5’ di satu molekul DNA ke karbon-3’ molekul DNA yang lain.

Dengan demikian, pada sebuah rantai yang panjang, satu karbon-5’ dan satu karbon-3’ selalu

tidak terikat. Maka DNA dibaca dengan arah 3’-5’.5

RNA

RNA serupa DNA yaitu bahwa molekul initerdiri dari sebuah gula,gugus fosfat, dan

sebuah basa nitrogenesa. Namun RNA berbeda dari DNA yaitu gugus gulanya terdiri dari

ribose bukan deoksiribosa. RNA juga memiliki basa nitrogenosa urasil (U) sebagai pengganti

timin. RNA biasanya beruntai tunggal. Untai RNA disatukan dengan cara yang sama seperti

DNA, melalui ikatan fosfodiester antara karbon-5’ satu nukleotida dan karbon-3’ nukleotida

yang lain.5

Kesimpulan

Mendel yang menemukan prinsip dasar hereditas dengan menggunakan kacang ercis

dalam suatu percobaan. Mendel merupaka seorang biarawan yang sangat tertarik pada

penelitian ilmiah. Maka Mendel mulai menanam kacang ercis di kebun biara untuk meneliti

penurunan sifat. Mendel pun melakukan persilangan bunga ungu dan bunga putih hasilnya

terdapat bunga ungu dan putih. Dalam penurunan sifat Mendelian menggunakan aturan

probabilitas. Aturan probabilitas yang digunakan adalah aturan perkalian dan aturan

penambahan. Untuk dapat mengetahui sifat keturunan yang terdapat di dalam suatu keluarga

dapat diikuti untuk beberapa generasi, maka perlu dibuat suatu diagram silsilah (pedigree

chart) dari keluarga tersebut. Bukan hanya mengetahui pewarisan sifat keturunan masa lalu

namun masa yang akan datang juga bisa. Terdapat pula penurunan sifat autosom yang terjadi

di tubuh manusia baik autosom dominan maupun resesif. Penurunan sifat autosom dominan

11

adalah Phenylcarbamida, Dentinogenesis Imperfecta, Achondroplasia, Polidaktili. Sedangkan

penurunan autosom resesif adalah Albinisme, Phenylketonuria (PKU), Bisu Tuli,

Alkaptonuria. Mutasi dapat menyebakan kelainan-kelainan itu ataupun kelainan lainnya

karena terjadi kesalahan yang disebabkan virus dan sebagainya.

Daftar Pustaka

1. Campbell NA, Reece JB, Mitchell LG. Biologi. Edisi ke-5 (1). Jakarta : Erlangga; 2002.h.266-275.

2. Elvita A, Widianto E, Masmanah, Sumarin S, Saura S, dkk. Genetika dasar. Riau: Fakultas Kedokteran Universitas Riau; 2008. Diunduh http://yayanakhyar.files.wordpress.com/2009/01/genetika-dasar_files-of-drsmed.pdf. 29 Januari 2011.

3. Priastini R, Hudyono J. Biologi kedokteran blok 4-dasar biologi sel 2. Jakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana; 2010.

4. Hernanda PY. Hukum mendel. Surabaya: Fakultas Kedokteran Universitas Wijaya Kusuma Surabaya; 2010. Diunduh www.fk.uwks.ac.id/.../Hukum%20Mendel%20%5BCompatibility%20Mode%5D.pdf. 29 Januari 2011.

5. Price SA, Wilson LM. Patofisiologi konsep klinis proses-proses penyakit. Edisi ke-6 (1). Jakarta: EGC; 2006.h.11-24.

6. Nuraini T. Penurunan sifat autosomal pada manusia. Jakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia; 2010. Diunduh http://staff.ui.ac.id/internal/132206698/material/PENURUNANAUTOSOM.pdf. 29 Januari 2011.

7. Kusumawati D. Mutasi dapat terjadi pada tingkat DNA, gen, kromosom. Jakarta; 2009. Diunduh http://www.scribd.com/doc/6108784/Mutasi-Dapat-Terjadi-Pada-Tingkat-DNA-GEN-Dan-KROMOSOM. 29 Januari 2011

12